Проект «Dreamcatcher»: может ли генеративный дизайн ускорить производство по аддитивной технологии?

В мае 2018 года производитель программного обеспечения для автоматизированного проектирования (CAD) Autodesk объявил о создании альянса с General Motors (GM) для изучения использования генеративного проектирования и аддитивного производства (AM) при разработке будущих транспортных средств [1]. В проекте «Dreamcatcher» алгоритм генеративного проектирования Autodesk использует методы машинного обучения для создания тысяч вариантов проектирования на основе входных данных дизайнера, таких как функциональные требования, материал, метод изготовления и другие ограничения [2]. Результаты могут быть оптимизированы для веса или других критериев эффективности, которые часто приводят к сложной геометрии, подходящей для изготовления с использованием методов AM (см. Рисунок 1, например).

Для GM это логичный следующий шаг в 3D-печати, поскольку они стремятся выйти за рамки быстрого прототипирования, даже если к нему относятся с осторожным оптимизмом. В компании GM признают, что потребуются годы, прежде чем станет выгоднее производить многие из 30 000 деталей с использованием аддитивной технологии [4]. Однако для Autodesk это важный шаг на пути к коммерциализации их генеративного решения для проектирования, поскольку индустрия переходит к продукту САПР, который может удовлетворить растущую распространенность 3D-печатных компонентов.

Путь к коммерциализации

Действительно, критики аддитивного производства указали на отсутствие подходящих программных средств для производства с помощью аддитивных технологий [5] [6]. Кроме того, инженеры все еще обучаются проектированию в соответствии с традиционным способом производства. В отчете McKinsey этот недостаток знаний о 3D-дизайне был определен как одно из ограничений современного развития AM [7]. С этой целью производители программного обеспечения попытались интегрировать возможность создания дружественного дизайна AM в свои продукты.

Проект «Dreamcatcher» является первым, где используются методы машинного обучения для создания вариантов дизайна. Это будет означать, что улучшение этого инструмента частично зависит от увеличения использования. Компания Autodesk представила функции «Dreamcatcher» для последней версии своего флагманского продукта САПР — Fusion 360, который вызвал интерес у первых пользователей. Еще более важно то, что подтверждение концепции происходит через альянсы с такими компаниями, как GM. В дополнение к партнерству в автомобильной промышленности, Autodesk также сотрудничает с Airbus при создании облегченной перегородки для салона самолета [8]. Эти проекты не просто подтверждают концепцию, но и помогают укрепить доверие к инструментам генеративного проектирования и получить более широкое распространение в разных отраслях.

В более широком смысле, многие из обещаний 3D-печати были, среди прочего, о повышении эффективности за счет снижения веса и оптимизации цепочки поставок за счет сокращения количества деталей [9]. Например, в аэрокосмической промышленности GE удалось резко сократить количество деталей в своем винте с 855 до всего 12, при этом уменьшив вес на 5% и, таким образом, достигнув 20% эффективности использования топлива [9]. Подобные инновации — это то, что GM и Airbus ищут с помощью генеративного дизайна. Таким образом, добавленная стоимость Autodesk в долгосрочной перспективе очень хорошо согласуется с общим направлением, в котором движется индустрия AM, поскольку его обещание для клиентов направлено на то, чтобы позволить исследовать новые и эффективные конструкции, которые противоречат нынешней интуиции инженеров с традиционной подготовкой.

Вне программного обеспечения

Однако долгосрочная стратегия Autodesk с проектом «Dreamcatcher», по-видимому, почти полностью зависит от распространения AM за пределами его нынешнего использования в нише для создания прототипов или редких компонентов. Сможет ли АМ в конечном итоге реализовать свой потенциал, пока никто сказать не может. Действительно, скептики 3D-печати могут утверждать, что «Dreamcatcher» — не более чем бесполезная попытка,которая опирается на шумиху в области аддитивного производства и машинного обучения и разрабатывает компоненты, которые никогда не смогут быть использованы для массового производства.
Есть как минимум два способа, с помощью которых Autodesk могла бы играть более активную роль в обеспечении успеха «Dreamcatcher» в долгосрочной перспективе. Во-первых, компания должна перейти от роли простого поставщика программного обеспечения к консультационной роли для компаний в освоении новых технологий. Autodesk нужно активно сотрудничать с такими компаниями, как GM, чтобы определить возможности применения новых разработок к текущему и будущему управлению продуктами, процессами и цепями поставок. Во-вторых, Autodesk необходимо создать стратегический альянс за пределами своих пользователей программного обеспечения, чтобы задействовать более широкую экосистему AM. Это включает в себя лидеров отрасли по производству 3D-принтер и его сырья, таких как Desktop Metal. Это очень важно, потому что Autodesk должен обеспечить соответствие своего программного обеспечения прогрессу AM, а также предоставить возможности для упаковки своих предложений.

Однако остается вопрос о готовности Autodesk перейти от поставщика программного обеспечения к активному влиянию в отрасли AM. Имеют ли они право предоставлять такие консультационные услуги своим клиентам? Или они должны ограничиться и найти возможность альтернативного использования «Dreamcatcher» помимо аддитивного производства, например, в области архитектуры и городского планирования?

Share your thoughts