Desain generatif (desain generatif) adalah proses desain berbasis komputer dan AI yang secara otomatis membuat produk berdasarkan persyaratan dan batasan yang ditentukan pengguna. Atau, singkatnya, perangkat lunak mendesain bagian atau produk berdasarkan atribut produk dan tujuan desain yang disarankan oleh pengguna. Pencetakan 3D memiliki keuntungan yang cukup untuk memproduksi komponen yang dirancang secara generatif.
Semakin banyak variabel yang dimasukkan ke dalam perangkat lunak desain generatif, seperti penggunaan yang dimaksudkan, metode pembuatan, bahan yang tersedia, dll., Semakin baik desain komputer yang dihasilkan. Produk yang dirancang dengan perangkat lunak umumnya memiliki tampilan lengkung dan struktur yang menyerupai bentuk dahan pohon atau kerangka. Desain generatif telah disamakan dengan proses coba-coba evolusioner yang dilalui alam untuk sampai pada struktur yang optimal, dan dengan kecepatan yang jauh lebih cepat. Menggunakan desain generatif memiliki banyak keuntungan, seperti menghemat material sekaligus memastikan kekuatan tinggi.
Misalnya braket di bawah, braket di sebelah kanan adalah desain asli. Penjepit di sebelah kiri adalah bagian yang dioptimalkan untuk mengurangi penggunaan material dengan tetap mempertahankan kekuatan yang sama dan sesuai dengan dimensi yang sama. Perancah akhir dapat dicetak dengan injeksi, mesin atau dicetak 3D. Desain yang dihasilkan AI seringkali sangat rumit sehingga hanya dapat diproduksi melalui metode pencetakan 3D.
Sekuat apapun desain generatif, itu tidak akan menggantikan desainer atau insinyur. Perangkat lunak desain generatif hanyalah alat yang mereka gunakan untuk mempercepat desain dan mengoptimalkan bagian. AI dapat menghasilkan berbagai hasil, membandingkan perbedaan antara hasil yang berbeda, dan menemukan solusi optimal, yang sulit dilakukan oleh desainer dalam waktu singkat.
Banyak produk perangkat lunak menampilkan kemampuan desain generatif yang menggunakan algoritme untuk menerjemahkan persyaratan bagian ke dalam geometri dan desain produk. Namun, alih-alih menghasilkan lusinan atau ratusan opsi, mereka meningkatkan bagian individual (yang terdengar sangat mirip dengan desain parametrik). Kedua konsep tersebut serupa, tetapi desain generatif sering dikaitkan dengan banyak pilihan untuk sebuah desain daripada beberapa iterasi.
Perangkat Lunak Desain Generatif
Algoritme pengoptimalan bentuk, atau pengoptimalan topologi, telah lama menangani salah satu masalah teknik paling mendasar: cara membuat bagian yang cukup kuat dengan bahan sesedikit mungkin. Desain generatif AI saat ini selangkah lebih maju, menawarkan banyak pilihan. Yang penting, insinyur tidak lagi dibatasi oleh tingkat keahlian, pengalaman, atau kreativitas mereka. Pada akhir analisis desain generatif, para insinyur memiliki konsep yang dapat dieksplorasi dan disempurnakan lebih lanjut atau solusi desain siap pakai yang sepenuhnya memenuhi semua persyaratan proyek untuk berat, muatan, material, dll.
Desain generatif adalah alat kreatif, dan seperti banyak proses bantuan komputer lainnya, dibutuhkan manusia untuk menggerakkannya. Oleh karena itu, kesuksesan terkait dengan kualitas data yang dimasukkan oleh pengguna. Di sini kita bisa meminjam konsep GIGO dari ilmu komputer ("garbage in, garbage out"), input data yang salah akan menghasilkan hasil yang salah. Sementara alat desain generatif memungkinkan hampir semua orang untuk menguasai desain yang rumit, jangan remehkan keterampilan yang diperlukan untuk menentukan dengan benar kondisi awal untuk bagian yang diinginkan. Secara umum, informasi yang dibutuhkan perangkat lunak desain generatif untuk menyelesaikan suatu masalah meliputi:
●Hambatan fisik pada ruang desain, termasuk setiap antarmuka komponen baru dalam rakitan yang lebih besar (seperti lubang pemasangan) dan ruang yang tidak dapat ditempati komponen baru. Desain generatif sering digunakan untuk mendesain ulang bagian agar tidak memakan banyak ruang.
● Kondisi batas untuk gaya dan beban, termasuk area mana yang perlu diperkuat atau disederhanakan untuk menahan tekanan gerak atau operasi.
● Penetapan kriteria atau tujuan, seperti meminimalkan massa atau biaya suatu suku cadang, dan menentukan faktor keselamatan yang diperlukan untuk proyek tersebut.
●Pencapaian proses pembuatan, ini adalah keuntungan pembuatan pencetakan 3D. Pencetakan 3D sendiri memiliki fleksibilitas yang sangat tinggi, yang sangat cocok untuk pembuatan bagian dari desain generatif.
●Bahan pembuatan. Jika lebih dari satu material dipilih, solusi desain yang berbeda akan disediakan untuk setiap material untuk memenuhi persyaratan proyek.
Apa manfaat dari desain generatif?
Sekarang setelah kita memahami apa sebenarnya desain generatif itu dan apa yang dapat dilakukannya, mari kita kenali manfaat praktis penerapan alat ini dalam pembuatan komponen:
● Kreativitas. Desain Generatif menghilangkan semua batasan kreatif yang terkait dengan proses desain tradisional, menciptakan bentuk dan bentuk terbaik yang tidak konvensional yang tidak terbayangkan oleh manusia.
● Seimbangkan prioritas. Itu dapat mengeksplorasi solusi berdasarkan aspek kinerja dan kemampuan manufaktur yang sudah tersedia di lokasi tertentu.
● Kurangi analisis. Simulasi pengujian dan kalkulasi bawaan mengurangi biaya analisis rekayasa komputer (CAE) virtual yang lebih mahal.
●Mengurangi beban kerja. Ini membebaskan para profesional dari tugas coba-coba yang membosankan dan meningkatkan produktivitas dengan menyediakan ratusan kemungkinan solusi desain.
● Mengurangi kesalahan manusia. Dengan mengotomatiskan sebagian besar proses desain, risiko memasukkan kesalahan manusia ke dalam desain berkurang.
● Mengurangi biaya. Hemat uang dengan menghadirkan desain berperforma tinggi dengan penggunaan material yang lebih sedikit, dan dengan mengurangi waktu pengembangan dan waktu pemasaran.
●Digabung sebagian. Terutama saat menggunakan proses pembuatan aditif, para insinyur dapat mencari peluang untuk mengkonsolidasikan suku cadang dan mengganti seluruh rakitan dengan satu suku cadang. Ini dapat memiliki dampak ekonomi yang positif pada rantai pasokan dan program pemeliharaan.
Algoritma dan Estetika: Masa Depan Desain Generatif
Seiring Internet of Things dan kecerdasan buatan menjadi lebih lazim dalam kehidupan kita sehari-hari, desain generatif dapat menjadi norma dalam desain produk. Teknologi ini memberikan desain yang tidak hanya berdampak positif pada industri tetapi juga pada lingkungan karena lebih sedikit sumber daya yang dibutuhkan untuk menghasilkan produk sehari-hari. Saat ini perkembangan perangkat lunak generatif juga sangat cepat, antara lain Fusion 360, Creo Generative Design Extension, Ansys Discovery, nTopology, Dassault Systèmes CATIA Generative Design Engineering, dll. buat bagian desain generatif Anda sendiri.