Генеративный дизайн в строительном проектировании

Архитектура в эпоху цифры — роль генеративного дизайна

Меня зовут Ирина Иноземцева и я приветствую всех, кто интересуется современной архитектурой и ее связью с цифровыми технологиями. В нашей эпохе, где цифровые инструменты становятся неотъемлемой частью нашей повседневной жизни, мы сталкиваемся с новыми возможностями в области архитектурного дизайна. В этой обзорной статье мы поговорим о роли генеративного дизайна в современной архитектуре и его влиянии на формирование новых архитектурных концепций. Для начала давайте определимся с самим понятием генеративного дизайна.

Что такое генеративный дизайн

Современный генеративный дизайн — это подход к проектированию, в котором используются алгоритмы и компьютерные программы для создания уникальных и креативных решений. Это позволяет получить разнообразные варианты дизайна на основе определенных параметров или правил, что способствует инновациям и экспериментам в дизайне. Таким образом генеративный дизайн открывает еще одну возможность для творчества, а также вдохновляет на создание уникальных, функциональных и эстетичных продуктов и проектов.

3D визуализация примера одного из вариантов генеративного дизайна фасадов здания в бионическом стиле. Изображение получено при помощи нейросети Fooocus (фокус — сокр.)

Первые шаги в использовании генеративного проектирования в дизайне

Метод генеративного проектирования начал активно развиваться в конце 20 века и начале 21 века, с расширением возможностей компьютерных технологий и программного обеспечения. Одним из ранних примеров использования генеративного дизайна можно назвать исследования и работы в области компьютерной графики и алгоритмического искусства, начиная с 1980-х и 1990-х годов. Однако, именно в последние десятилетия метод стал более широко распространен и применяется в различных областях дизайна, таких как архитектура, промышленный дизайн, графический дизайн и другие.

Несколько ярких примеров из сферы дизайна и архитектуры

Генеративный дизайн является удивительным методом, который дает возможность создавать уникальные и вдохновляющие проекты, используя передовые технологии и алгоритмы. Этот подход к дизайну открывает широкие горизонты для творчества и инноваций в различных областях, начиная от архитектуры до дизайна мебели.

Штаб-квартира BEEAH Group. Автор проекта © Zaha Hadid Architects. Фото © Hufton + Crow

Shanghai Tower. Автор проекта © Gensler. Фото источник © hommes.studio

Нери Оксман и группа «Медиэйтед Мэттер», Павильон Агуахоха (вид спереди), 2018 год; Музей современного искусства Сан-Франциско, подарок Массачусетского технологического института; © Массачусетский технологический институт. Фотография группы «Медиэйтед Мэттер» © www.architecturalrecord.com

Популярные компьютерные приложения для создания генеративного дизайна

Существует несколько популярных компьютерных приложений, которые широко используются для создания генеративного дизайна. Давайте перечислим некоторые из них.

Grasshopper
(для Rhinoceros)

Плагин для программы Rhinoceros, который позволяет создавать сложные формы и структуры с помощью графического интерфейса, основанного на алгоритмах.

Autodesk Generative Design

Инструмент, предоставляемый Autodesk, который позволяет автоматизировать процесс генерации и оптимизации дизайна с помощью алгоритмов и искусственного интеллекта. Он поддерживает различные области, включая архитектурное проектирование и проектирование изделий.

Dynamo
(для Revit)

Это открытый инструмент для архитектурного проектирования и генеративного дизайна, разработанный также компанией Autodesk. Он интегрируется с различными программами, такими как Revit, и позволяет создавать сложные алгоритмические модели.

Rhino.Inside (Revit)

Rhino.Inside — технология, разработанная McNeel & Associates, которая позволяет интегрировать Rhinoceros непосредственно в Revit. Это открывает новые возможности для генеративного дизайна в архитектурном проектировании с использованием инструментов Rhino.

Processing

Processing является языком программирования и средой разработки, где можно создавать интерактивные и генеративные проекты визуализации данных и искусства. Он часто используется дизайнерами и художниками для создания сложных и интерактивных алгоритмических моделей.

Houdini

Программное обеспечение для создания спецэффектов в кино, видеоиграх и архитектурных презентациях, которое также может использоваться для генеративного дизайна. Houdini предоставляет мощные инструменты для создания сложных структур и анимаций с использованием процедурного моделирования

Это далеко не все приложения, которые предоставляют широкий спектр возможностей для создания разнообразных форм и структур с использованием генеративного подхода, и выбор конкретного приложения зависит от предпочтений и требований конкретного проекта и поставленной задачи.

Houdini

Мощное программное обеспечение для создания визуальных эффектов, анимации и трехмерной графики. Оно предоставляет пользователю гибкие инструменты для создания сложных сцен и спецэффектов, а также возможность программирования собственных алгоритмов и процедурного моделирования.

Rhinoceros

Rhinoceros — мощное программное обеспечение для трехмерного моделирования, широко используемое в инженерии, архитектуре, дизайне и других областях. Начиная с 6 версии поставляется в комплекте с Grasshopper

Autodesk Generative Design

Инновационный инструмент, предоставляемый Autodesk, который использует искусственный интеллект и алгоритмические методы для автоматизации процесса создания и оптимизации дизайна

Возможен ли генеративный дизайн без компьютера?

Генеративный дизайн, который основан на создании различных дизайнерских решений при помощи алгоритмов или систем, таким образом может быть связан с компьютерами. Но даже без прямого использования компьютерной технологии можно найти аспекты этого подхода.

Например, можно создать систему, которая генерирует разные варианты дизайна, используя физические элементы, такие как карточки с параметрами или механизмы, реагирующие на разные входные данные. Однако, без компьютера этот процесс будет ограниченным и менее эффективным.

Компьютеры дают возможность быстро создавать и анализировать огромное количество вариантов дизайна, что делает их неотъемлемой частью современного генеративного дизайна.

Таким образом, хотя некоторые аспекты генеративного подхода могут быть воспроизведены без компьютера, основные принципы и методы реализуются в основном с помощью компьютерной технологии.

Пример алгоритмического дизайна фасада современного здания в бионическом стиле

Использование в архитектурно-строительном проектировании

В области архитектурного и строительного проектирования генеративный дизайн может стать настоящим катализатором инноваций и устойчивого развития. Мы, как эксперты в этой области, видим, как генеративный дизайн проникает в различные аспекты проектирования и строительства, привнося свежие идеи и перспективы.

Одним из важных направлений является оптимизация формы и структуры зданий. Архитекторы и дизайнеры используют генеративные методы для создания наиболее эффективных и функциональных конструкций, учитывая при этом как эстетические, так и технические аспекты проекта.

Энергоэффективность — еще один ключевой аспект, который обязательно учитывается при проектировании. Так вот, генеративный дизайн позволяет оптимизировать потребление энергии и ресурсов, создавая здания, которые максимально адаптированы к условиям окружающей среды. Можно экспериментировать с новыми формами и структурами, используя передовые технологии, такие как 3D-печать и аддитивное производство.

В чем разница между параметрическим дизайном и генеративным?

Параметрический дизайн и генеративный дизайн — это два различных подхода к проектированию, хотя они часто используются вместе.

Параметрический дизайн фокусируется на использовании параметров и переменных, чтобы создать изменяемые формы или структуры. Это позволяет дизайнерам легко изменять параметры проекта и видеть, как эти изменения влияют на конечный результат. Например, дизайнер может настроить параметры формы здания, такие как высота, ширина и уклон крыши, и видеть, как это изменение влияет на внешний вид и функциональность здания.

С другой стороны, генеративный дизайн использует алгоритмы и правила для создания разнообразных вариантов дизайна на основе определенных параметров или целей. В отличие от параметрического дизайна, где дизайнер управляет параметрами, здесь алгоритмы генерируют и оптимизируют варианты автоматически. Например, при проектировании здания генеративный дизайн может использовать алгоритмы для оптимизации формы здания с учетом критериев, таких как эффективное использование материалов или максимальная естественная освещенность.

Таким образом, параметрический дизайн чаще всего фокусируется на управлении параметрами проекта, в то время как генеративный дизайн использует алгоритмы для автоматической генерации и оптимизации вариантов дизайна.

Пример генеративных вариаций дизайна пространственно-объемных решений

Роль генеративного дизайна в архитектуре

Роль генеративного дизайна в архитектуре становится все более важной в современном мире. Этот инновационный подход к проектированию позволяет архитекторам не только создавать уникальные и эстетически привлекательные формы, но и учитывать различные аспекты, такие как функциональность, устойчивость к экологическим воздействиям и эффективное использование ресурсов.

Одной из ключевых ролей генеративного дизайна является его способность генерировать множество вариантов проекта, учитывая заданные параметры и критерии. Это позволяет архитекторам и заказчикам исследовать различные варианты и выбрать оптимальное решение, удовлетворяющее их потребности.

Генеративный дизайн также способствует инновациям в архитектурной практике, поскольку он позволяет архитекторам экспериментировать с новыми технологиями и материалами. Благодаря использованию алгоритмов и программного обеспечения, архитекторы могут создавать проекты, которые ранее казались невозможными или невыполнимыми.

Кроме того, метод генеративного дизайна способствует устойчивому развитию архитектуры, поскольку он позволяет архитекторам учитывать экологические аспекты при проектировании зданий и городских пространств. Это включает в себя использование экологически чистых материалов, оптимизацию энергопотребления и создание зданий, которые гармонируют с окружающей средой.

Таким образом, генеративный дизайн играет важную роль в современной архитектуре, способствуя инновациям, устойчивому развитию и созданию уникальных и функциональных пространств для жизни и творчества.

Каким будет генеративный дизайн в будущем

В будущем генеративный дизайн, безусловно, будет принимать более захватывающие формы. Я представляю его как поле творческой свободы, где алгоритмы будут становиться всё более утонченными, позволяя создавать дизайны, которые раньше казались бы невозможными.

Мы увидим глубокую интеграцию с другими технологиями, такими как виртуальная и дополненная реальность, что откроет новые горизонты для нашего творчества. Это позволит нам создавать более эмоциональные и вдохновляющие дизайны, которые будут приносить радость и восторг.

Я также уверена, что будущее генеративного дизайна будет сосредоточено на персонализации и адаптивности. Мы сможем создавать дизайн, который точно отражает индивидуальность каждого клиента, а также учитывает их уникальные потребности и желания.

Кроме того, будущий генеративный дизайн будет стремиться к устойчивости и ответственности перед окружающей средой. Человек будет активно искать способы минимизировать воздействие на планету и создавать проекты, которые способствуют сохранению нашей природы.

И, конечно, в будущем генеративный дизайн будет способствовать большему сотрудничеству и обмену идеями между дизайнерами. Мы будем вдохновляться друг другом, обмениваться опытом и создавать вместе проекты, которые меняют мир к лучшему.

Автор статьи

Ирина Иноземцева

IT-технологии, Архитектура, Дизайн

Генеративный дизайн — будущее инженерии? [Часть 2]

Генеративный дизайн — это процесс исследования дизайна. Дизайнеры или инженеры вводят цели проектирования в программу генеративного проектирования вместе с такими параметрами, как требования к производительности или пространству, материалу, методу производства и ограничения по стоимости. Представьте, что вместо того, чтобы начинать рисовать или проектировать САПР на основе того, что вы уже знаете или идей, которые находятся в вашей голове, вы могли бы сказать компьютеру, чего вы хотите достичь или какую проблему пытаетесь решить. Затем компьютер может предоставить сотни, если не тысячи, практически и легко производимых вариантов дизайна, которые все соответствуют этим критериям и, вероятно, являются вариантами, которые вы не могли бы придумать самостоятельно. В этом сила генеративного дизайна.

Программное обеспечение для генеративного проектирования:

Генеративное проектирование не является приложением САПР. Оно является дополнением к нему. Поэтому самые популярные программы CAD могут включать эту функцию в свои существующие проектные решения, чтобы удовлетворить потребности индустрии дизайна. К наиболее распространенным программам генеративного проектирования относятся:

Fusion 360 (Autodesk)

Эта программа — отличный вариант для проектов технического дизайна. Ее отличительные качества — отличные возможности сборки и параметрическое проектирование.

Тот факт, что Fusion 360 бесплатен в течение года, помог создать огромное сообщество пользователей, сделав его чрезвычайно известным программным обеспечением в кругах, занимающихся проектированием, изготовлением и производством.

Функция генеративного проектирования Autodesk может использоваться в паре со всеми методами производства упомянутыми в первой части данной статьи.

Siemen’s NX

Программное обеспечение NX компании Siemen — это инструмент мирового класса, включающий в себя функции генеративного проектирования. Несмотря на большое количество функций, программа может быть освоена за короткое время.

Это хорошо интегрированное программное обеспечение для управления жизненным циклом изделия, способное управлять проектированием и создавать стандартные рабочие процессы. Стоимость использования на одного человека довольно высока, что ограничивает применение этого программного обеспечения только на уровне предприятия.

PTC’s Creo

Архитектура генеративного проектирования Creo от PTC обеспечивает инновационные решения, использующие как традиционные, так и аддитивные методы производства. Генеративное проектирование полностью интегрировано в Creo, поэтому нет никаких разрозненных процессов и необходимости заново создавать данные.

Creo — это простая в использовании, интерактивная, параметрически управляемая программа. Creo также использует возможности облака для одновременного изучения десятков или даже сотен сценариев использования материалов и производства с выделением лучших вариантов для пользователя.

Преимущества генеративного дизайна:

Экономия времени

Одним из наиболее важных преимуществ, которые компания ищет, размышляя о внедрении новой технологии, является экономия времени. Экономия времени напрямую ведет к увеличению прибыли, так как дизайнеры/инженеры могут освободить время для решения других задач.

Использование генеративного дизайна позволяет сэкономить не менее 20 процентов времени, когда речь идет о продолжительности проекта. Это сокращает время вывода новых продуктов на рынок, что может стать разницей между успехом и неудачей.

Больше творческих возможностей

Хотя известно, что дизайнеры обладают отличным воображением, они склонны к предвзятости. То, как они работали в прошлом, влияет на их будущие решения, когда дело доходит до моделирования.

Генеративный дизайн знакомит их с новыми формами и размерами, которые они не смогли бы придумать сами. Эти формы и размеры, как правило, более эффективны при выполнении поставленной перед продуктом задачи, поскольку принятие решений основывается исключительно на исходных данных.

Консолидация деталей

Важным преимуществом этой технологии является возможность консолидации деталей. Программа генеративного проектирования может создавать сложные детали, которые могут легко заменить несколько отдельных деталей.

С помощью процессов аддитивного производства эти детали со сложной геометрией могут быть изготовлены с легкостью. Это в конечном итоге уменьшает количество деталей в сборке.

Это также упрощает цепочку поставок и техническое обслуживание, снижая при этом стоимость производства.

Ослабление веса

Вес деталей может быть особенно важен в автомобильной и аэрокосмической промышленности, поскольку общая масса конструкции оказывает значительное влияние, например, на управляемость автомобиля и расход топлива.

Генеративный дизайн может быть использован для снижения веса в местах, на которые раньше не обращали внимания, для достижения инновационного облегчения. Это важная причина, по которой генеративный дизайн охотно используется в аэрокосмической и автомобильной промышленности.

Снижение перерасхода средств и потерь.

Хотя традиционные методы, такие как оптимизация топологии, также могут сократить перерасход средств и отходы, они дают нам только одно решение.

Генеративный дизайн, с другой стороны, предоставляет нам длинный список возможных моделей, все из которых будут в рамках указанного нами бюджета с минимальными потерями.

Ограничение слабых областей проектирования

По сравнению с традиционными методами, с помощью генеративного проектирования легче обнаружить высоконагруженные или сравнительно слабые участки в модели.

Функции машинного обучения позволяют программе учиться на опыте, и качество проектирования улучшается со временем.

Недостатки генеративного дизайна:

На ранней стадии разработки

Хотя концепция автоматизированного проектирования является отличной, доступные сегодня технологии все еще примитивны. Необходимо написать более совершенные алгоритмы для создания более значимых моделей, которые можно будет использовать без особого ручного вмешательства.

Технология продолжает совершенствоваться с течением времени, новые обновления постоянно добавляют новые функции и возможности.

Высококвалифицированный труд

Эта технология проектирования может создавать отличные модели для простых объектов, но по мере перехода к более сложным деталям для экономии времени и усилий требуются обширные знания программного обеспечения и его бэкенда.

Дизайнер должен уметь использовать ML и AI в своих интересах, иначе созданные модели могут быть не так хороши, как могли бы быть. Это означает, что необходимо больше знаний и опыта, чтобы создавать соответствующие дизайнерские продукты за короткий промежуток времени.

Слишком много вариантов

Хотя это может показаться нелогичным, наличие широкого выбора не всегда желательно. Необоснованно большое количество вариантов может легко перегрузить архитектора и в некоторых случаях потребовать больше времени на обработку, чем создание проекта вручную с нуля.

Эта проблема, однако, со временем решается, поскольку программа учится сортировать варианты, используя ранее полученные данные о выборе окончательного решения.

Боязнь за человеческие рабочие места

В сообществе дизайнеров и архитекторов существует опасение, что эта технология сократит число рабочих мест для архитекторов и дизайнеров.

Хотя эти опасения не совсем беспочвенны, сторонники этой технологии считают, что для внедрения этой технологии дизайнерам необходимо лишь расширить свой набор навыков. Они также твердо убеждены, что эта технология станет лишь инструментом в инструментарии дизайнера и не повлияет на рынок труда.

Кроме того, промышленная автоматизация — это друг инженеров для создания лучших конструкций при меньших затратах и более быстрых темпах.

Высокие первоначальные затраты

Возможности генеративного проектирования могут быть добавлены к существующим программам САПР, которые компания использует в настоящее время. Несмотря на это очевидное преимущество, технология все еще является дорогостоящей при использовании в коммерческих целях.

Эти программы зависят от того, сколько проектировщиков будет работать над системой одновременно, и поэтому для крупных организаций первоначальные инвестиции могут оказаться довольно большими и стать основным сдерживающим фактором для ее внедрения.

Заключение:

Технология генеративного дизайна — это кульминация потрясающей мощи ИИ, ML и дизайнерского таланта. С появлением высокой вычислительной мощности и расширенных возможностей сценариев эта технология превосходит свои изначальные ограничения, предоставляя нам удивительные проекты.

Сгенерированные продукты способны следовать всем заданным требованиям и ограничениям, чтобы предоставить нам действительно инновационные модели CAD, идеально подходящие для наших нужд.

На сегодняшний день все еще существует лишь несколько отраслей, которые могут получить реальную выгоду за счет снижения общих затрат. Например, компания Airbus уменьшила вес одной детали на 45% (30 кг). Снижение расхода топлива равносильно тому, чтобы убрать с дорог 96 000 автомобилей на год.

Развитие и распространение генеративного дизайна должно идти рука об руку с доступностью аддитивного производства. Хотя реальный потенциал будет раскрыт в будущем, мы уже видим первые шаги в правильном направлении.

Если вам понравилась статья, то ставьте лайк, делитесь ею со своими друзьями и оставляйте комментарии!

Популярные станки с ЧПУ:

Рабочая зона 1500х3000 мм. Источник 2000 Вт Raycus. Резка нержавеющей стали до 8 мм, углеродистой стали до 16 мм.

Узнайте цену

Усилие 110 тонн. Длина гиба 2500 мм. Расстояние между колоннами 2050 мм. Глубина зева 320 мм. Мощность двигателя 7,5 кВт.

Узнайте цену

Рабочий стол 900х600 мм. Мощность трубки 100 Вт. Ресурс 10 000 моточасов. Потребляемая мощность 1,5 кВт. Вес 340 кг

Генеративный дизайн в строительном проектировании

ВАК 05.13.12 Системы автоматизации проектирования (по отраслям)
УДК 69 Строительство. Строительные материалы. Строительно-монтажные работы
ГРНТИ 67.01 Общие вопросы строительства
ББК 308 Монтаж, эксплуатация, ремонт машин и промышленного оборудования

Язык материала:
Ключевые слова:

генеративный дизайн, архитектурно-строительное проектирование, цифровые технологии, информационное моделирование, BIM, жизненный цикл объекта строительства

Финансирование:

Аннотация (русский):
Авторами рассмотрено применение технологии генеративного дизайна для решения задач строительства. Генеративный дизайн рассматривается, как цифровая технология, работающая с другими сквозными цифровыми технологиями, в том числе с аддитивным производством и искусственный интеллектом. Перечислены направления использования генеративного дизайна в задачах оптимизации формы, структуры и топологии объектов. Отмечено, что имеются только отдельные примеры решения прикладных задач архитектурно-строительного проектирования с применением технологии генеративного дизайна. Обсуждаются проблемы широкого внедрения технологии, в том числе в процесс информационного моделирования объектов строительства (BIM). Предложены подходы к решению некоторых задач проектирования, строительства и эксплуатации с применением технологии генеративного дизайна. Сделан вывод, что технологию генеративного дизайна можно использовать в процессе информационного моделирования объекта строительства на всем его жизненном цикле.

Ключевые слова:
генеративный дизайн, архитектурно-строительное проектирование, цифровые технологии, информационное моделирование, BIM, жизненный цикл объекта строительства

Текст произведения (PDF): Читать Скачать

Актуальность работы

Стремительное развитие цифровых технологий диктует свои правила: не так давно информационное моделирование ( BIM ) пришло в строительную отрасль, как в настоящее время учет применения BIM -технологии на всех этапах жизненного цикла здания – правило хорошего тона в проектировании.

Высокий темп развития технологии можно связать ростом глобальных коммуникационных возможностей [1]. Под этим подразумевается доступность различных источников информации, обмен опытом с коллегами из других регионов/стран, межнациональные стратегии в области проектирования. Также на технологию информационного моделирования объектов строительства оказывают влияние бурно развивающиеся сквозные цифровые технологии, в том числе, нейротехнологии, искусственный интеллект, большие данные, аддитивное производство, дополненная и виртуальная реальность.

Очередным этапом развития информационного моделирования стало применение генеративного дизайна. Необходимо проанализировать возможности и проблемы технологии, а также предложить подходы к решению задач проектирования, строительства и эксплуатации на основе информационного моделирования и генеративного дизайна

Целью работы является анализ состояния и перспектив применения технологии генеративного дизайна в процессе информационного моделирования объектов строительства

Материалы и методы

В ходе исследования проведен анализ материалов научных публикаций и данных из открытых информационных источников в России и за рубежом по теме применения генеративного дизайна. Выдвинута гипотеза, что генеративный дизайн возможно применять в процессе информационного моделирования объекта строительства на всем его жизненном цикле.

Генеративный дизайн (англ. Generative d esign) или порождающее проектирование – подход к проектированию и дизайну цифрового или физического продукта, при котором человек делегирует часть процессов компьютерным технологиям и платформам [2]. Такой подход позволяет оптимизировать как вес и объем изделий, так и процесс их изготовления, что в целом ведет к экономии ресурсов. Стоит отметить, что генеративный дизайн можно использовать практически повсеместно: промышленный дизайн, веб-дизайн, искусство, медицина, машиностроение [3].

В исследованиях зарубежных специалистов [4] приводятся следующие направления генеративного дизайна.

Топологическая оптимизация . Данный метод позволяет загрузить модель какой-либо детали в программное обеспечение, затем запустить конечно-элементный анализ и установить распределение нагрузки (напряжений), в результате чего программа убирает лишний материал из областей, не несущих нагрузку. Таким образом, проектировщик может получить максимально оптимизированную деталь без перерасхода материала на ее изготовление.

Оптимизация структуры и поверхности . В отличии от предыдущего метода этот позволяет не только оптимизировать поверхность за счет удаления «лишнего» материала, но и менять саму структуру материала, т.е. заполнять элементы изделия плотной, связанной структурой, похожей на кристаллическую решетку.

Создание трабекулярных структур. Данный метод может активно использоваться в медицине, в частности, в создании имплантов. Название метода происходит от слова «трабекула» (элемент такни, выполняющий механические функции). В генеративном дизайне этот элемент используется как инструмент, позволяющий распределять и масштабировать мельчайшие поры по твердым материалам, например, создавать шероховатую структуру поверхности.

Синтез формы. Данный метод позволяет проектировщику ввести требования к форме элемента и получить несколько вариантов решений, которые предоставит ему программа.

Активное использование генеративного дизайна в архитектуре и строительстве началось в 2017 году, когда появились и были освоены программные средства, позволяющие составлять алгоритмы поиска формы или расположения объектов. В 2018 году компания Autodesk назвала технологические тренды, которые изменят строительство и промышленность в течение 20 лет. Генеративный дизайн был назван «революционной технологией, использующей алгоритмы искусственного интеллекта для разработки изделия» [5]. В 2019 году эксперт Autodesk по генеративному дизайну Дитер Вермюлен выразил мысль, что главное преимущество генеративного дизайна – экономия времени при поиске оптимального решения [6]. Технология позволяет акцентировать внимание на качестве проекта, экологичности, поиске оптимального соотношения «архитектурная идея – функциональность». Также отмечено, что применение генеративного дизайна отражается не только на этапе проектирования – оно может повлиять на жизненный цикл здания в целом.

Есть мнение, что архитектурное пространство схоже с живым организмом – оно изменяется от различных внешних воздействий [7]. Эта концепция подтверждается существованием такого понятия как жизненный цикл здания, подразумевающий, что здание – не просто постройка, которая будет существовать бесконечно, а это целый организм, который на разных этапах требует определённых действий.

Цель архитектора – создать здание, способное вжиться во внешний мир и приносить пользу, поэтому встает вопрос о разработке в помощь архитектору алгоритма, на основе которого производилась бы оптимальная архитектурная форма. Предполагается, что разрабатываемые алгоритмы отражают виденье того, какие взаимосвязи, правила и ограничения действуют в системе объекта. В зависимости от внешних условий (представленных в алгоритме в качестве исходных данных) выдаются разные результаты в виде архитектурных форм [8].

Но не все эксперты в области архитектуры и строительства смотрят на явление генеративного дизайна столь позитивно. Архитектор, доктор наук Дэниел Дэвис не верит в будущее генеративного дизайна. В своей статье « Generative Design is Doomed to Fail » [9] он отмечает, что в целом генеративное проектирование состоит из трех этапов:

• определение проектировщиками целей проекта;
• создание ряда решений с помощью алгоритмов;
• выбор лучшего решения проектировщиками. Затем автор приводит причины, по которым развитие данной технологии невозможно.

1. На втором этапе алгоритм создается силами проектировщиков, но немногие специалисты готовы к такому фронту работ.
2. Также упоминается, что количество вариантов не следует приравнивать к качеству, а оценка всех вариантов должным образом займет достаточно много сил и времени.
3. Очень сложно подобрать критерии для «хороших» и «плохих» вариантов относительно архитектурных решений, поэтому в реальной жизни идеи генеративного дизайна не всегда находят применение.
4. Также автор указывает на то, что далеко не все мировые корпорации продвигают идеи генеративного дизайна в свои разработки.

Не только архитекторы смотрят на идеи применения генеративного дизайна с определённой долей скептицизма: директор контента издания ENGINEERING.com Рупиндер Тара в статье «When Generative Design Backfires – VW’s New Wheels» [10] критикует модель колес, выпущенную компанией Volkswagen, созданную при помощи алгоритмов генеративного дизайна в программе Autodesk Fusion 360. Он говорит, что форма обычного колеса выглядит намного проще, а резкий изгиб толстых элементов конструкции является фактором концентрации напряжений.

Можно добавить, что оптимизация структуры и поверхности изделия приводит к созданию таких форм, которые невозможно изготовить на традиционном производстве, например с помощью фрезеровки или литья в пресс-формах. Возможность изготовления деталей сложной формы появилась только при использовании аддитивных технологий [11]. Однако надо принимать во внимание, что прочностные характеристики однородных литых деталей могут отличаться от характеристик слоистых деталей, напечатанных на 3 D -принтере.

Все же не стоит делать вывод, что генеративный дизайн – лишь рекламный ход разработчиков программных продуктов. « Используя интеллектуальные алгоритмы, основанные на машинном обучении и продвинутом инженерном анализе, технология генеративного дизайна предлагает по-настоящему изящные дизайнерские и инженерные решения, которые зачастую сложно спроектировать стандартными средствами» [12]. Компания Autodesk совместно с российской компанией «МодульТехСтрой» провели конкурс на создание концептов новых соединительных узлов для модульного строительства [13]. В будущем разработанные конструкции могли бы использоваться в любых условиях и при температурах от -50 ⁰ С до +50 ⁰ С. В результате конкурса отмечены следующие разработки с применением генеративного дизайна:

1. Неодимовые магниты (см. Рисунок 1). Стыковочный узел состоит лишь из одной детали, осуществляя сцепление благодаря применению магнитного сплава. Данное решение является наиболее оптимальным с точки зрения расходов материалов, с точки зрения универсальности, а также с точки зрения многоразового использования.

Рисунок 1 — Неодимовые магниты

1. Сферический узел (см. Рисунок 2). Единый элемент может соединить сразу четыре блок-модуля. Учтены сдавливающие, скручивающие и сдвигающие нагрузки.

Рисунок 2 — Сферический узел

1. Накладная планка (см. Рисунок 3). Это литая пластина в виде цельного элемента. Подобные решения в виде наружных пластин уже применяются в настоящее время.

Рисунок 3 — Накладная планка

Член Союза московских архитекторов, преподаватель МАРХИ Евгений Ширинян в своей статье [14] пытается осмыслить понятие генеративного дизайна и его места в проектировании. В итоге автор все же приходит к позитивному умозаключению, что нельзя приравнивать расширение программы автоматизированного проектирования технологией генеративного дизайна к автоматизации решения. Расширение стремится умножить возможности проектировщика, а последним нужно набираться опыта в проектировании, например, с помощью модуля генеративного дизайна, который появился в программе Autodesk Revit 2021.

Инженер по сопровождению программного обеспечения компании BuildSoft [15] Никита Иванов подготовил обучающее видео [16], в котором рассказывает о возможностях генеративного дизайна в Revit 2021. Сам модуль генеративного дизайна работает на основе скриптов приложения Dynamo . Запустить скрипт можно как из функции Revit «Создать исследование», так и через открытие приложения Dynamo . Хочется отметить мысль автора о том, что модуль – это часть своеобразной библиотеки модулей (скриптов). Если перед проектировщиком появится какая-либо задача, для которой будет необходимо разработать скрипт, то он сможет обратиться за помощью к специалисту по Dynamo . Готовое решение будет добавлено в библиотеку, а проектировщик при необходимости сможет перейти к нему. Компания Autodesk подготовила информационный материал [17], с которым свободно может ознакомиться пользователь модуля генеративного дизайна.

Что же касается практического применения технологии в строительстве, то ошибочно предполагать, что генеративный дизайн можно использовать в подавляющем большинстве задач на этапе проектирования. Говоря об архитектурном разделе проекта, можно найти некоторые примеры, когда данная технология решает задачи поиска ориентации здания для лучшей инсоляции помещений, создания формы крыши здания, формирования 3 D -поверхностей стеновых панелей, расстановки дверей с вариациями их открывания, оформления интерьера и расстановки мебели. Примеры демонстрируют, что, правильно задав параметры и ограничения задачи, можно значительно оптимизировать работу архитекторов. В качестве программы для реализации технологии генеративного дизайна архитекторы часто используют программы ArchiCAD и Grasshopper .

Для специалистов по инженерным системам технология генеративного дизайна также может быть полезной при расстановке радиаторов, сантехнических приборов, другого инженерного оборудования, а также трассировке коммуникаций с учетом оптимизации их протяженности. Изменяя параметры задачи, можно удобно и быстро рассмотреть варианты расстановки оборудования, выбрать окончательный вариант и выдать задание архитектурному и конструкторскому отделам на расстановку отверстий, что в совокупности ускоряет процесс проектирования.

Немаловажным является процесс координации проектных отделов между собой. Возможно, генеративный дизайн будет полезен при проектировании вариантов расстановки мебели и оборудования в условиях ограниченного пространства, при этом соблюдая все требования по пожарной безопасности при эвакуации.

Специалисты отдела генплана также могут использовать технологию для создания схемы функционального зонирования территории, задав параметры радиусов обслуживания для различных социально-значимых объектов (школы, больницы, учреждения дошкольного образования). Полученные данные могут служить для проектирования схемы застройки микрорайона и организации улично-дорожной сети. Учитывая, что все задачи связаны между собой, можно предположить, что весь массивный пласт работы может выполняться с применением технологии генеративного дизайна. При этом надо понимать, что потребуется привлечение большого количества данных из различных информационных систем, в том числе геоинформационных. Процесс можно условно разбить на несколько этапов.

Этап 1: задать участок с планировочной структурой, разделив его на зоны с особыми условиями использования территории.

Этап 2: задать радиусы обслуживания различных учреждений, дать перечень этих учреждений, задать параметры удаленности зданий друг от друга; задать параметры расположения зданий с различной этажностью в зависимости от мест их расположения; задать параметры расположения городских коммуникаций для последующего подключения зданий к ним.

Этап 3: провести генерацию вариантов планировки и выбрать наиболее удачный вариант расположения важных или социально-значимых зданий и сооружений на объекте.

Этап 4: на основе полученной схемы перейти к проектированию дорожной сети (рассмотреть варианты расположения магистральных улиц общегородского/районного/местного значения, проездов). Можно подключить системы имитационного моделирования транспортных потоков, которые оценят полученные варианты дорожной сети.

При проектировании строительных конструкций технология генеративного дизайна может использоваться в качестве решения задачи топологической оптимизации конструктивного элемента с обязательным анализом его прочности. Можно предположить, что есть возможность произвести обратное проектирование, например, подобрать по заданным параметрам форму и размер сечения балки, колонны или перемычек. Наиболее очевидной является идея использования генеративного дизайна при раскладке сборных плит перекрытий, при проектировании ленточного фундамента из сборных блоков ФБС. Развивая данную идею, можно надеяться, что в будущем к модулю генеративного дизайна можно будет подключить различные базы данных с перечнем типоразмеров конструкций, будь то ГОСТ 13579-2018 для фундаментных блоков или ГОСТ 26434-2015 с плитами перекрытий, а также данных сортаментов. Тогда порядок работы может выглядеть следующим образом:

Этап 1: создать план (контур) плит перекрытия/план сборного ленточного фундамента без непосредственной расстановки конструкций.

Этап 2: на подготовленном плане ограничить область расстановки конструкций. Для плит перекрытий задать площадь раскладки, а также задать ограничения по допустимой высоте плиты. Для фундаментных блоков задать возможную область «ленты» в плане, высоту фундамента в целом и задать условие единой высоты блоков во всем фундаменте или в одном ряду.

Этап 3: подключить к поиску данные ГОСТ;

Этап 4: сформировать варианты решений и выбрать наиболее удачный вариант раскладки конструкций.

Подключение дополнительных баз данных или баз знаний, вероятно, будет на следующем этапе развитии технологии. Это позволит сократить затраты сил и времени на формирование значений параметров. Учитывая развитие в строительстве 3 D -печати, проектировщики смогут создавать новые необычные формы строительных конструкций, не опасаясь сложностей при их изготовлении. Оптимизация веса конструкций позволит развивать проектирование большепролетных конструкций.

Самым очевидным применением генеративного дизайна на этапе строительства кажется организация строительной площадки: расстановка элементов бытового городка, складских площадей, пунктов охраны, пункта мойки колес и т.д. Если на строительной площадке предполагается применение башенных кранов, то технологию генеративного дизайна можно использовать для выбора места и зоны работы техники, при этом нужно задать условия, предотвращающие возможность вылета стрелы за пределы строительной площадки, попадания в пешую зону рабочих и городка или пересечения с зоной действия другого крана.

Статья [18] описывает пример использования генеративного дизайна на этапе строительства при подборе вариантов последовательности монтажа конструкций: от перевозки до выбора наиболее удачной точки прибытия машины со строительным материалом для последующей сборки. Используется разработка компании Autodesk – Project Refinery . В данной программе разрабатываются алгоритмы, позволяющие наиболее быстро и качественно произвести сборку конструктивных элементов здания, при этом учитывая их вес, вместимость машины, точки доступа к строительной площадке.

На этапе эксплуатации генеративный дизайн может использоваться для производства ремонтных работ: для выбора порядка обследования элементов здания в зависимости от времени эксплуатации, для определения порядка производства ремонта.

Несмотря на долгое существование такого понятия как «генеративный дизайн», в русскоязычной сфере все еще мало конкретной информации по этому вопросу.

У новых технологий всегда есть армия и поклонников, и скептиков. Возможно, через годы генеративный дизайн будет также широко использоваться как BIM -технология в настоящее время, хотя до сих пор находятся люди, отрицающие пользу цифрового информационного моделирования объектов строительства.

Генеративный дизайн – прорыв в области информационного моделирования, который обязательно найдет (можно сказать, уже нашел) свое применение в архитектурно-строительном проектировании.

Развитие генеративного дизайна напрямую связано с использованием новых программных продуктов и средств для алгоритмизации и программирования решения прикладных задач. Дополнительный стимул развития дает присоединение других цифровых технологий, таких как искусственный интеллект, аддитивное производство, большие данные, облачные технологии обработки данных.

Со временем цифровые технологии в сфере строительства расширяются и выходят за рамки этапа проектирования, т.е. все больше внедряются в полный жизненный цикл строительного объекта.

Комбинация технологии информационного моделирования и генеративного дизайна позволяет получить синергетический эффект для решения прикладных и научных задач архитектурно-строительного проектирования, строительства и эксплуатации объектов капитального строительства.

Что такое генеративный дизайн и как его можно использовать в производстве?

Генеративный дизайн представляет собой смену парадигмы в том, как все проектируются, с машинным обучением и облачными вычислениями в качестве ваших партнеров по дизайну. Речь идет об исследовании дизайна, инновациях и продвинутых вычислениях.

Что такое генеративный дизайн?

• Материалы
• Устойчивость
• Сила
• Стоимость
• Представление

• Потребительские товары
• Автомобильная промышленность
• Аэрокосмическая промышленность
• Промышленное оборудование
• Строительная продукция

Как можно использовать генеративный дизайн в производстве?

Основной вариант использования генеративного проектирования в производстве — это автоматический запуск вариантов дизайна, которые предварительно проверены на соответствие установленным вами требованиям. Это может быть особенно важно для эффективного производства. Иногда деталь или инструмент должны вписываться в устоявшийся рабочий процесс или конвейер — методологически или физически — как часть более крупного устройства или процесса. Переоснащение всего рабочего процесса под новую деталь может быть разрушительным и дорогостоящим. И хотя человек-дизайнер обладает опытом, позволяющим экспериментировать в рамках жестких ограничений, существует множество вариантов, которые можно исследовать с помощью программного обеспечения для генеративного проектирования, такого как Autodesk Fusion 360, для минимизации веса или затрат на материалы или для максимизации показателей производительности. Многие существующие процессы, включая аддитивное производство, обработку с ЧПУ и литье, работают лучше, когда вводится генеративный дизайн. Его можно использовать для повышения производительности продукта, снижения затрат и изучения новаторских концепций дизайна.

3 ключевых преимущества генеративного дизайна в производстве

Использование генеративного дизайна в производственных процессах дает значительные преимущества. Генеративный дизайн упрощает снижение веса детали без ущерба для функциональности, дает преимущества в области устойчивого развития, сокращая использование сырья и воздействие на окружающую среду, одновременно повышая производительность и сокращая расходы.

1. Повышение эффективности продукта

Материалы и дизайн являются партнерами в производстве, при этом разные вещества проявляют разные свойства. Использование другого материала может полностью изменить дизайн. Когда на рынок выходит новый материал или экономические факторы ограничивают доступ к типичному материалу, это может вернуть дизайнеров к чертежной доске, что является очень дорогостоящим процессом переоснащения всего рабочего процесса. Генеративный дизайн может вернуть их в нужное русло быстрее, учитывая все материалы, доступные для проекта. Независимо от того, выбирают ли они конкретные материалы или параметры, связанные с гибкостью, жесткостью, весом или реакцией на факторы окружающей среды, алгоритм генеративного проектирования имеет глобальный набор данных — облако — из которого можно виртуально тестировать альтернативы намного быстрее, чем команда инженеров-проектировщиков.

Облегчение

• Логистика: доставка более легких товаров увеличивает объем на единицу используемой мощности.
• Производство: будь то в заводском цехе или на столе в гостиной, делать вещи быстрее и проще.

2. Снизить стоимость

Снижение затрат — одно из самых привлекательных преимуществ для производственного сектора, внедряющего генеративный дизайн. Каждый квадратный миллиметр объема, сохраненный в геометрии, представляет собой экономию затрат, и если эту экономию распространить на глобальный производственный и логистический конвейер, сумма может быть ошеломляющей. Обычно генеративному дизайну приписывают сокращение материалов на 20-40%. Но дело не только в радикальных изменениях или изменении конечной точки способа работы. Вспомните пример, когда Airbus изменил единую перегородку кабины в качестве доказательства концепции. Благодаря недорогим методам разработки, таким как прототипы 3D-печати, переосмысление одного инструмента или приспособления на производственной линии может привести к постепенному улучшению установленного рабочего процесса. Сделайте это правильно, и это может побудить дизайнеров перейти к следующей, немного более сложной задаче. Это потенциально может изменить весь бизнес. А инструменты, помогающие принимать решения о затратах, закладываются в самом начале процесса генеративного проектирования. Fusion 360 содержит инструмент отчетности, который оценивает затраты на геометрию на основе различных материалов, отображая их на графике, чтобы легко увидеть, как они меняются в зависимости от количества. Но как генеративное проектирование может помочь снизить затраты в существующих технологиях, таких как аддитивное производство, консолидация деталей, литье и фрезерование с ЧПУ?

Генеративный дизайн и аддитивное производство

Генеративный дизайн и аддитивное производство идут рука об руку, как арахисовое масло и желе. Чрезвычайно сложные формы можно изготавливать с минимальными дополнительными затратами. По этой причине аддитивное производство хорошо подходит для изготовления деталей с генеративной конструкцией. Фактически, способ получить максимальную отдачу от аддитивного производства — это использовать генеративный дизайн, который может создавать сложные, высокопроизводительные формы. Обычно это самые легкие и сильные формы. И единственный способ производить такие геометрические формы — это аддитивное производство. Традиционные токарные станки и процессы ЧПУ часто не могут связать детали на мельчайших уровнях, которые требуются для таких структур, что делает аддитивное производство идеальным для генеративного проектирования. Точно так же конструкции, смоделированные в классических средах САПР, не используют мелкие детали, которые предлагает аддитивное производство. Например, 3D-принтер может создавать цифровую модель из любого количества недорогих материалов для прототипирования или презентации. Уточняйте и перепечатывайте его столько раз, сколько необходимо, и когда продукт будет готов к производству, те же цифровые активы можно легко перенести в рабочий процесс производства в реальном времени.

Генеративное проектирование для объединения деталей

Два столетия промышленного дизайна и производства дали производственному сектору целую коллекцию битов, деталей, инструментов, устройств, фрагментов и компонентов, используемых для изготовления других вещей. В этом флоте много интеллектуального опыта; отбор образцов для сборки лучших частей вместо разработки новой геометрии для каждого проекта — был самым быстрым и дешевым способом продвижения вперед. Однако с использованием недорогих методов прототипирования и производства, таких как 3D-печать , стоимость внедрения новой структуры вместо объединения существующих проектов снижается, и результат может значительно превзойти традиционные подходы «головоломки». Например, используя технологию генеративного дизайна в Fusion 360, инженеры General Motors смогли модернизировать стандартную автомобильную деталь — скромный кронштейн сиденья — и превратить его в одну деталь из нержавеющей стали вместо восьми. Программное обеспечение создало более 150 дизайнов кронштейна сиденья, с помощью которого застежки ремня безопасности крепятся к сиденьям, а сиденья — к полу. Деталь новой конструкции теперь на 40% легче и на 20% прочнее, чем предыдущий кронштейн. Без предвзятых представлений о том, что уже существует, и только со знанием критериев производительности, генеративный дизайн может стать настолько креативным, насколько это необходимо. Вы можете получить деталь, состоящую из одной цельной детали, тогда как в предыдущих методах инженеры могли построить ее из бесчисленного множества других.

Генеративный дизайн и литье металла

Еще одна область, в которой генеративный дизайн не так развит, чтобы вытеснить традиционные методы, — это литье металла (заливка горячего металла в отрицательное пространство для создания определенной формы), особенно когда речь идет о больших и / или тяжелых кусках сплава. Аддитивное производство фактически нашло свое применение в процессе литья металла, но в настоящее время оно используется только для прототипирования, а не производства. Генеративный дизайн может дать литью металла большие преимущества в плане снижения затрат и уменьшения веса. Экономия на сырье является ключевым моментом при литье, поскольку производители обычно производят большие объемы деталей, где экономия может увеличиваться или сырье очень дорогое. Например, Autodesk объединилась с литейной компанией Aristo Cast в Мичигане для разработки сверхлегкого каркаса кресла самолета . Команда использовала генеративный дизайн, 3D-печать, оптимизацию решетки и литье по выплавляемым моделям, чтобы в конечном итоге создать каркас сиденья, который весит на 56% меньше, чем обычные современные модели. Для 615-местного самолета Airbus A380 это означало бы экономию топлива на 100 000 долларов в год, а также более 140 000 тонн углерода в атмосфере. С помощью аддитивных технологий можно также изготавливать настоящие металлические литейные формы, в результате чего получаются гораздо более сложные геометрические формы, чем при литье, без увеличения времени на переделку и дополнительных затрат.

Генеративное проектирование и обработка с ЧПУ

В течение последнего десятилетия наблюдался всплеск интереса к настольным 3D-принтерам, но, несмотря на ошеломляющий рост, аддитивное производство далеко не разрушает широко укоренившуюся инфраструктуру методов обработки в тяжелом производстве. Среди новых принципов, которые генеративный дизайн привносит в производство, — более глубокий уровень детализации в более сложных конструкциях, чем когда-либо были в распоряжении инженеров. Так что же происходит, когда традиционное производство с ЧПУ не позволяет этого? Такое ограничение — хлеб с маслом генеративного дизайна. Рабочий метод состоит в том, чтобы ввести в программное обеспечение все параметры конструкции, производительности, веса, материала и производства, чтобы сгенерировать наилучший возможный набор дизайнерских идей, а также ограничения или ограждения, которые промышленная субтрактивная обработка и фрезерование накладывают на производство (например, инструмент диаметр или длина). Если 3х-осевое устройство с ЧПУ использует обычные инструменты, оно менее подходит для узких полостей, в которых может работать сопоставимое 5ти-осевое устройство. Но хотя 5ти-осевое устройство более точное, для настройки требуется больше времени. Как и в любом другом бизнес-процессе, здесь есть компромисс. Но в конце процесса проектирования вы можете просто попросить алгоритм генеративного проектирования оптимизировать проекты, которые он представляет для производственного процесса, который вы используете. Если у вас есть 3х-осевое устройство с ЧПУ, оно не даст вам излишне изогнутые, решетчатые структуры или меньшие отверстия, подходящие для 5ти-осевых станков. Чикагский производитель велосипедных запчастей и лаборатория инноваций SRAM производит запчасти для преданной клиентской базы знающих энтузиастов — в данном случае для велосипедистов по бездорожью. Компания изготовила прототип сложной формы шатуна велосипеда, который можно было изготовить только с помощью комбинированных процессов аддитивного производства и генеративного дизайна. Это был идеальный пример для проверки того, что генеративный дизайн может сделать для других частей велосипеда. Этот опыт вдохновил компанию на поиск новых возможностей и инноваций в дизайне, материалах и стоимости. SRAM утверждает, что генеративный дизайн играет важную роль в том, как компания концептуализирует свой бизнес. Другой пример — Elevate , совместное предприятие подразделения Hyundai CRADLE и дизайн-студии Sundberg-Ferar . Elevate, похожий на дружелюбного насекомого из научно-фантастического фильма, представляет собой автомобиль с колесами, расположенными на концах четырех шарнирно-сочлененных «ног», которые могут двигаться с помощью комбинации любых четырех режимов — двух стилей вождения и двух стилей ходьбы, — которые теоретически можно взять куда угодно для общественного транспорта, оказания помощи при стихийных бедствиях и многого другого. Несметное количество деталей Elevate было разработано с нуля для этой концепции, многие из них обладают чрезвычайно легкими свойствами благодаря генеративному дизайну. Но, возможно, космическое пространство может стать окончательным испытанием для материаловедения, борясь с жарой, холодом, радиацией, натиском высокоскоростных частиц, головокружительной инерцией ускорения и другими средами, которых нет Земле. И когда удаление всего нескольких граммов потенциально экономит сотни тысяч долларов, исследование космоса представляет собой идеальный танец для поддержания производительности при минимальной массе. Немногие организации работают с такими строгими ограничениями больше, чем Лаборатория реактивного движения НАСА , которая сделала генеративный дизайн идеальным партнером для разработки концептуального внепланетного посадочного модуля с меньшей массой и улучшенными характеристиками.

Как генеративный дизайн выходит за рамки оптимизации топологии

Генеративный дизайн легко спутать с другими подходами к оптимизации дизайна, такими как оптимизация топологии, но есть важное различие. Любая конструкция, выполненная традиционным способом, — это просто лучшая догадка инженера о том, как решить проблему. Оптимизация топологии может только влиять на процесс с этой точки, принимая то, что сделал человек, и постепенно улучшая его. Генеративный дизайн начинается раньше. Это со-дизайнер, который представляет идеи, основанные на ограничениях, связанных с тем, что вам нужно в дизайне, а не на том, что, по вашему мнению, будет работать (каким бы опытным вы ни были). Проще говоря, оптимизация топологии удаляет материал из исходного решения, где генеративный дизайн не требует оригинального решения — он выполняет исследовательскую работу, чтобы помочь вам найти его. Путь оптимизации не должен увязываться с единой отправной точкой; вы можете вернуться к любой другой отправной точке и создать бесчисленное множество других вариантов.

Каково будущее генеративного дизайна в производстве?

Технология генеративного дизайна продолжает развиваться — благодаря исследованиям, запускам и другим путям к инновациям. Эти достижения также изменят то, как люди взаимодействуют с технологиями и друг с другом. Будет больше сотрудничества между разными дисциплинами — инженеры с техническими директорами и дизайнерами — и больше инноваций в обрабатывающей промышленности.

Быстрее, умнее технологии

• Повышение давления воздуха вызовет повышение температуры?
• Будет ли он быстро переохлажден?
• Будет ли движение воздуха воздействовать на одну конкретную поверхность по сравнению с другой?

В дополнение к гидродинамике, такие технологии, как мелкомасштабная аддитивная печать и 3D-печать, резко снизят барьер для входа новых игроков, которые придут в области, вооруженные новыми идеями и без предвзятых представлений о том, что можно, а что нельзя.

Пока технология продолжает развиваться, одним из самых важных изменений, которые принесет генеративный дизайн, станет влияние на людей. Генеративный дизайн коренным образом изменит задачи, стоящие перед производственным персоналом, в лучшую сторону. Благодаря сокращению сроков разработки у дизайнеров и инженеров будет время расширить свои профессиональные и творческие горизонты.