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CATIA V5
2024 October

什麼是生成式設計(Generative Design)?

生成式設計是一種創新的設計方法,利用計算機算法和人工智慧來自動生成多種設計選項,以滿足特定的功能需求和約束條件。




生成式設計的起源與發展

2010年代初期,隨著人工智慧和機器學習技術的發展,生成式設計逐漸成為一種新的設計方法。再加上「增材製造(如3D列印)的影響」促進了生成式設計的發展,因為生成式設計能夠創造複雜的、難以用傳統方法實現的形狀。

到了2024年,生成式AI熱潮引爆全球,隨著計算能力的進一步提升、算法的改進以及對可持續設計的需求增加,生成式設計的應用將更為廣泛,並將與其他技術(如物聯網、人工智慧)更加緊密地結合。




CAD領導品牌 CATIA的生成式設計模組的功能又有哪些變革呢?

2018年,推出功能驅動的生成設計(功能性最佳化設計 Functional driven generative designer)解決方案。著力於設計師可以利用該模組的指令來創建輕量化、優化且美觀的零件。只需要透過功能規則的設定,便可讓非專業的設計師自動生成優化的組件。

指令功能包含:定義功能規範,生成和探索概念形狀,進行權衡分析,驗證您在增材製造、鑄造和銑削方面的詳細設計。

3DEXP-CATIA-GDE

到了2022年,CATIA的生成式設計又依照需求區分成:功能生成設計Functional Generative Design結構生成設計Structural Generative Design的App,兩者的差別在於:


Functional Generative Design

功能生成設計(Functional Generative Design,GDE Role)關注的是如何滿足特定的功能需求,並生成能夠實現這些需求的設計。這種方法不僅考慮形狀和結構,還關注設計的性能和功能性。

Structural Generative Design

結構生成設計(Structural Generative Design,SGD Role)專注於優化結構的強度和穩定性,通常應用於需要承受物理負載的產品設計中。這種方法利用計算算法來探索和生成最佳結構配置,確保在最小的材料使用下滿足設計強度需求。

GDE-SDE
   
  功能驅動生成式設計 (GDE) 結構生成式設計 (SDG)
概念生成 功能與結構的整體設計流程,集中於功能規範、概念生成及結構驗證 專注於性能驅動的輕量化設計和製造就緒性
設計探索 可以輕鬆創建、可視化和比較不同的替代方案及其KPI。 提供選項來比較和評估不同設計的性能,並可進行設計的改進和優化
製造約束 考慮增材製造及傳統製程的約束,影響整體設計流程 提供全面的製造約束設置,包括增材製造、銑削和鍛造
自動化功能 支持自動生成功能概念CAD。 自動生成功能概念CAD,並可從基準研究創建替代方案。
驗證功能 設計可在最終確定之前進行結構驗證。 強調詳細建模,並支持輕鬆的結構驗證。
優化 支持拓撲優化 支持拓撲優化、形狀優化和參數優化。



CATIA 生成式設計的好處包括:

1. 自動生成優化設計:透過算法和拓撲優化技術,自動生成多種設計選項,快速找到最佳形狀。

2. 減輕重量,提升性能:能夠創建輕量化、結構穩定的零件,滿足多種製造需求,如增材製造、銑削和鑄造。

3. 集成設計與模擬:功能驅動生成設計(GDE)與結構生成設計(SDG)模組,整合設計、模擬和優化,減少流程中數據不一致的風險。

4. 支持製造約束:設計過程中考慮不同的製造約束(如增材製造或傳統工藝),確保設計適合生產。

5. 靈活的概念生成與驗證:自動生成概念形狀,並能快速進行結構驗證,幫助設計師在早期階段輕鬆進行設計修改與優化。




3DEXPERIENCE What's news?


1. 分析案例的參數優化

對分析案例進行參數優化。

參數優化

2. 鈑金重建的圓角折線策略

在進行珠紋優化或2D拓撲優化時,現在可以使用新的近似策略——圓角折線

鈑金重建的圓角折線策略

3. 生成拓撲優化概念

當您在拓撲優化助手中雙擊「概念生成」時,您可以從與優化結果相關的拓撲優化結果中生成概念形狀。

生成拓撲優化概念


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