อุตสาหกรรมยานยนต์อยู่ในลำดับต้นๆ ของการพัฒนาเทคโนโลยีและเป็นเทรนด์แรกๆ ในการนำเทคโนโลยีใหม่ๆ มาใช้ แม้ว่าเทคโนโลยีใหม่ๆ เหล่านี้ จะเป็นเพียงแค่การนำมาใช้ในขั้นต้นต่อแนวคิดด้านยานยนต์หรือในรถแข่งที่มีประสิทธิภาพสูง ความก้าวหน้าด้านการผลิตที่ยิ่งใหญ่ทำให้เห็นถึงอนาคตของคุณค่าของพลังงานและการใช้อย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่ง generative design ได้วางตัวเองไว้อย่างมั่นคงในศูนย์กลางของการปฎิวัติ
generative design คืออะไร?
generative design คือการออกแบบ machine-learning-assisted และเป็นการนำมาใช้เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบตามชุดพารามิเตอร์ที่กำหนดโดยผู้ใช้ ซึ่ง Autodesk คือแนวหน้าของเทคโนโลยีนี้และเรียกระบบนี้ว่า ‘Autodesk Generative Design’ (AGD).
AGD ได้เลียนแบบวิวัฒนาการทางธรรมชาติในวิธีการศึกษาโซลูชั่นการออกแบบตามปัจจัยภายนอก ซึ่งจะมุ่งเน้นไปที่การปรับปรุงการออกแบบที่มีอยู่ นอกจากนี้ ยังต้องคำนึงถึงความสามารถในการผลิตเมื่อสร้างการกำหนดค่าภายนอกที่ต่างกันทั้งหมด เพื่อให้มั่นใจได้ว่าจะไม่ลงท้ายด้วยการออกแบบที่ดูดีแต่ใช้งานไม่ได้ ข้อดีอีกอย่างหนึ่งคือสามารถสร้างชิ้นส่วนที่เป็นเนื้อเดียวกันได้แทนที่ด้วยส่วนประกอบย่อยของหลายส่วนที่แตกต่าง
รูปแบบของ Inputs
เมื่อนักออกแบบตั้งค่าการวิเคราะห์ใน AGD จำเป็นต้องระบุพารามิเตอร์ต่อไปนี้:
- วัสดุ
- Part Mass
- ขนาดชิ้นส่วน
- วิธีการผลิต
- ข้อจำกัดด้านค่าใช้จ่าย
ปัจจัยเหล่านี้จะใช้เป็นพื้นฐานสำหรับอัลกอริทึ่มด้วยวิธีการซ้ำๆ การกำหนดค่าหลายค่าเป็นการนำเสนอให้กับนักออกแบบและแต่ละการกำหนดค่าเหล่านี้มีคุณสมบัติครบถ้วนในอัตราส่วนที่ต่างกัน นักออกแบบสามารถเลือกการกำหนดค่าที่ดีที่สุดได้ อย่างไรก็ตาม เทคนิคการผลิตสารเติมแต่ง เช่น SLS (Selective Laser Sintering) ที่มีการนำมาใช้งานแล้วจึงไม่จำเป็นต้องทำการเปลี่ยนแปลงใดๆ บนชิ้นส่วน เนื่องจากสามารถพิมพ์ได้โดยตรง
การใช้งานยานยนต์
Generative Design มีประสิทธิภาพมากในอุตสาหกรรมยานยนต์ เนื่องจากมีส่วนประกอบหลายพันชิ้นที่ประกอบกันเป็นยานพาหนะ และยังสามารถแก้ไขได้โดยการใช้ระบบนี้
บางโปรแกรมเริ่มต้นของ AGD ที่รวมถึง Hack Rod ซึ่งจะช่วยให้การสร้างโครงรถยนต์มีน้ำหนักเบาสำหรับยานพาหนะแกนร้อน ผลที่ได้คือน้ำหนักลดลงทั้งหมด 25% โดยที่ไม่ได้ลดความแข็งแรงของโครงสร้างรถยนต์ การถูกลดลงอย่างมากสำหรับน้ำหนักของส่วนประกอบและค่าใช้จ่ายจะช่วยส่งผลในอุตสาหกรรมยานยนต์ได้อย่างน่าเหลือเชื่อ
บริษัท General Motors (GM) ถือเป็นหนึ่งในผู้เริ่มนำเทคโนโลยีการผลิตใหม่ๆ มาใช้ ตัวอย่าง GM ได้รับส่วนประกอบการพิมพ์ 3D ในทศวรรษที่ผ่านมา และได้สร้างชิ้นส่วนต้นแบบการพิมพ์ 3D มากกว่า 250,000 โดย GM วางแผนในการใช้ซอฟต์แวร์ AGD เพื่อการลดลงอย่างมากและการรวบรวมชิ้นส่วน การทดสอบครั้งแรกที่ GM คือการสร้าง seat bracket ที่มีน้ำหนักเบาลง 20% และแข็งแรงขึ้น 40% จากของเดิม นอกจากนี้ bracket แบบดั่งเดิมประกอบด้วย 8 ชิ้นส่วน แต่ bracket ที่ออกแบบใหม่มีเพียงแค่1 ชิ้นส่วนเท่านั้น ซึ่งช่วยลดส่วนประกอบที่ซับซ้อนและเวลาในการผลิตลงได้อย่างมาก
ประโยชน์ของการใช้ AGD สำหรับวิศวกรรมยานยนต์
- ลดต้นทุน : ส่วนประกอบที่สร้างด้วย AGD จะมีการใช้วัสดุน้อยลง ใช้พลังงานน้อยลง และใช้เวลาน้อยลง ส่งผลให้ใช้ค่าใช้จ่ายลดน้อยลงสำหรับการผลิตยานยนต์ สร้างความคุ้มค่าให้กับลูกค้ามากขึ้น
- การ Simulation : ส่วนประกอบตามปกติจะถูกออกแบบและใส่การ Simulation ที่ครอบคลุมในการยืนยันการออกแบบ หลังจากนั้น ชิ้นส่วนจะถูกปรับแต่งและจะ Simulation อีกครั้ง แต่ด้วย AGD การ Simulation จะทำงานระหว่างขั้นตอนการออกแแบบและแต่ละการสร้างซ้ำๆ หลายครั้งได้ผ่านการทดสอบความแข็งแรงเรียบร้อยแล้ว
- การสร้างแบบจำลอง : เครื่องมือการออกแบบนี้มีข้อได้เปรียบในการลดเวลาที่ใช้ในการพัฒนาแนวคิดการออกแบบเป็นโมเดล 3D CAD (Computer Aided Design) ได้ถูกสร้างขึ้นเป็นส่วนหนึ่งของกระบวนการ นักออกแบบจะมุ่งเน้นไปที่ความสัมพันธ์ของการออกแบบระดับสูงมากขึ้น เมื่อนักออกแบบตัดสินใจเกี่ยวกับการกำหนดขั้นสุดท้าย ซึ่งสามารถแก้ไขได้เพียงเล็กน้อย เพื่อตอบสนองความต้องการของนักออกแบบ
สรุป
Autodesk เป็นผู้นำในการใช้ generative design อย่างแท้จริง การจำลองล่าสุดของซอฟต์แวร์สามารถพบได้ในแพคเกจของการออกแบบนวัตกรรมอย่าง Fusion 360 ซึ่งจะช่วยให้ปรับเปลี่ยนระหว่างการออกแบบ CAD แบบดั่งเดิมและระบบ AGD ได้ราบรื่นขึ้น
หากการออกแบบเป็นแบบออแกนิคมากเกินไปสำหรับเทคนิคการผลิตแบบดั่งเดิม จะสามารถ export โมเดลเข้าไปในแพคเกจ Autodesk’s NettFab เพื่อเตรียมพร้อมไฟล์สำหรับการพิมพ์โลหะ 3D ได้
ด้วยการเกิดของเทคนิคการผลิตสารเติมแต่งที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น AGD จะเป็นสิ่งสำคัญมากขึ้นซึ่งเป็นเทคนิคในการพัฒนาผลิตภัณฑ์ทางเลือก และเราสามารถคาดหวังได้ว่าจะเห็นส่วนประกอบที่ได้ออกแบบแบบ organically ในยานพาหนะ สิ่งปลูกสร้าง และผลิตภัณฑ์ของพวกเรา
ซินเนอร์จี้ซอฟต์ ตัวแทนจำหน่ายซอฟต์แวร์อย่างเป็นทางการและถูกต้องในประเทศไทยของออโตเดสก์ สำหรับท่านที่ต้องการทราบข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับผลิตภัณฑ์ สามารถสอบถามได้ทางเจ้าหน้าที่ซินเนอร์จี้ซอฟต์ที่
