創成式設計
關注創建者：Hubert.Wang 創建時間：2019-12-05
創成式設計的視頻教程
基于GDE的創成式減重設計
課程目標： ? ? ? ?學習使用達索3DEXPERIENCE GDE 實現創成式結構設計和優化的方法 課程大綱： （1）新一代創成式設計解決方案概述 （2）案例演示 為了更好的幫助仿真工程師排除工作中的困擾，方便大家工作之余充電開拓不熟悉的知識領域。上海江達科技發展有限公司（以下簡稱：上海江達）與技術鄰合作，將為大家帶來十二場仿真專題系列直播課。
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CATIA創成式設計
課程背景:該課程適用于汽車行業，車身、內外飾專業同學，該課程仔細講解了創成式設計和一些案例，幫助同學更好的理解或掌握catia的知識。
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創成式設計的實例教程
在3D打印產品的設計領域，創成式設計是一個常被提到的概念。那么，究竟創成式設計與3D打印有著怎樣的結合點呢？ 簡單來說，創成式設計能夠創造出手動建模不易獲得的設計方案，它們擁有不同尋常的復雜幾何結構，而3D打印技術由于可以將復雜的設計轉化為現實，注定已成為創成式設計的“好伙伴”。
接下來，分享幾個創成式設計應用案例與他們對創成式設計的詮釋，從中我們可以進一步了解創成式設計與拓撲優化的區別，以及創成式設計和3D打印為產品設計創新帶來的非凡想象。
實現設計的自我創新
首先來看三個制造業企業通過創成式設計所實現的設計創新案例。
摩托車后懸架部件創新
這是一個通過創成式設計摩托車部件的案例。
以下是創成式軟件給出的摩托車后懸掛架部件的設計方案，以及對部件增材制造和機械加工過程的仿真模擬。
通用汽車為了給電動汽車減重，采用創成式設計軟件重新設計了汽車座椅安全帶支架。由于這個支架是不需要顯露在外部的，因此其外觀并不是優先考慮的因素。在設計這款支架時需要優先考慮的因素是重量，安全性，部件數量的減少，以及可持續性和可制造性。
采用創成式設計方式設計支架時，由工程師定義設計參數，如材料、尺寸、重量、強度、制造方法和成本約束，然后基于算法輸出符合這些標準的多個設計選項。在這個案例中，軟件產生了超過150種有效的設計選項。設計師和工程師可以檢查每個選項并選擇最符合其規定要求的設計。最終，新支架比原來的部件輕40％，強20％，并將八個不同的部件整合到一個3D打印部件中。
自動生成模塊化機艙隔板
空中客車公司使用創成式設計來探索飛機艙隔板的創新設計。
展開 來源：e-works
創成式設計（Generative Design，GD）是一個人機交互、自我創新的過程。根據輸入者的設計意圖，通過“創成式”系統，生成潛在的可行性設計方案的幾何模型，然后進行綜合對比，篩選出設計方案推送給設計者進行最后的決策。增材制造技術（Additive Manufacturing，AM）是設計師的福音，可以將復雜的設計變為現實，已成為創成式設計的“好搭檔”。創成式設計與增材制造的發展正在改變著設計制造的模式。
GD+AM，顛覆傳統
01
創成式設計，突破設計極限
創成式設計（Generative Design，GD）是CAD\CAE\OPT技術的融合。
展開 增材制造提供了更高的設計自由以從更深的層次上變革和重新定義制造，而創成式軟件正在搭載增材制造這項制造技術以構建面向未來的設計。本期，透過歐特克總結的創成式設計的八大價值，3D科學谷與谷友來進一步領略創成式如何汲取自然界的靈感，從而賦予零件“生命力”，進一步重新定義制造。
▲ 創成式設計的座椅
? Autodesk
....
設計重新定義制造
創成式帶來的新世界
仿生學不是復制自然形狀，而是復制自然解決問題的方法。仿生學和創成式設計之間的真正聯系是一些軟件如何利用自然界中發現的邏輯來獲得其中算法的奧秘。Autodesk Fusion 360內置的 Project Dreamcatcher是目前創成式設計軟件的一個典型代表。
▲ 創成式設計優化航空航天零件
? Autodesk
在 Autodesk Fusion 360 的案例中，創成式設計的想法受到仿生學中自下而上的方法的啟發。令人著迷的是，有一個算法來自“白蟻巢穴，以及白蟻使用信息素相互發送信號的方式，開發人員創造了壓力或信息素梯度，核心方法非常簡單，但結果卻很復雜。
有了這種受自然啟發的邏輯作為其創成算法的核心，創成設計程序必然會不時創成有機形狀，以不對稱和復雜的表面為標志。但目前的制造方法無法與大自然所創造的奇跡相媲美，這使得創成式設計軟件本身還有著很多進化的空間。
▲ 創成式設計
? 3D科學谷白皮書
譬如大自然中的人體，人體是單一的組件來促進流體流動和交互結果，而這在航空航天領域也有類似的活動。
展開 創成式設計是一種使用機器學習為零件和裝配模型創建計算機輔助設計 (CAD) 幾何圖形的自動化方法。用戶不是使用基于特征或直接建模方法定義形狀，而是指定設計空間，包括要保留或排除的區域、操作環境條件、材料和制造約束，通過算法計算一個或多個潛在的解決方案。然后，用戶可以過濾結果以選擇合適的選擇。生成式設計比傳統的迭代人工驅動方法更快，并且在許多方面更可靠。
是什么讓創成式設計變得更好？
創成式設計和密切相關的拓撲優化工具可用于Creo中的多個版本。讓我們看一下使創成式設計與傳統CAD工作流程不同且更好的四個方面。
您正在將要求構建到設計中。所有產品都從需求開始。頂層需求被分解為子系統需求，然后被提煉成組件需求。盡管我們可能知道零件或子組件的結構要求，但在過去，這些要求直到設計完成后才得到驗證。通過創成式設計，我們通過將載荷工況應用于我們的模型來設置我們的設計。這可確保解決方案從一開始就滿足標準。
制造方法告知設計。典型的工作流程中，使用仿真和分析工具設計和驗證零件，然后將其交給工藝工程師，以評估是否可以使用減材制造或增材制造來制造零件。通過創成式設計，我們將制造標準添加到優化研究中。這些包括：
將要進行3D打印的零件的構建方向
注塑件的2D或3D分型線
將被銑削的零件的線性拉伸
這確保了可以使用適當的方法制造解決方案。
您可以快速生成多個概念。產品開發總是受到進度的限制。產品永遠無法以足夠快的速度進入市場。通常在初始設計階段，會創建一些潛在的概念。在機器學習的幫助下，可以在比人類創建單個概念更短的時間內生成多個概念。
用戶可以修改生成的模型。由創成式設計創建的零件模型會產生B-rep（邊界表示）幾何。
展開 創成式設計（Generative Design）是通過編寫算法和程序來設計的過程，是一個人機交互、自我創新的過程，具體來說由設計師選擇生成模型的策略、編寫算法，以人機交互的參數化建模，根據客觀的設計目標，結合仿真、優化方法，直到獲得最優化的設計。
創成式設計能夠創造出手動建模所不易獲得的設計方案，它們擁有復雜幾何結構，而增材制造技術在工業制造中的應用優勢之一是制造復雜的結構，可以說創成式設計與增材制造技術是天生的“好伙伴”，創成式設計將進一步釋放增材制造的應用潛能。
前兩期文章，我們介紹了創成式設計的起源與概念，創成式設計的方法流程，以及軟件特征和實現方法。本期增材專欄，將通過創成式設計綜述（三）之典型案例的分享，來展現創成式設計與增材制造結合的獨特魅力。
創成式設計+ 增材制造的輪轂定制
在過去的100年里發展起來的大規模生產滿足了大眾的各種基本需求。以汽車為例，大規模生產使得家家戶戶都能夠買得起車，汽車作為交通工具的基本功能得以實現。但是，除此之外，人們其實還有更高級的需求，如：對美的追求，希望與眾不同，彰顯個性。但在大規模生產條件下，這些需求被大大地壓縮，人們只能從有限的選項（如：幾種顏色、幾種材質、幾款樣式等）中去選擇，滿足個性化需求，對于大眾來說，幾乎是不可能的。基于傳統制造工藝和傳統設計方法的個性化定制就是“昂貴”的代名詞，它意味著要有設計師專門進行個性化設計，制造商要進行單件制造，而單件制造的費用可能與100件甚至1000件一樣，設計師的的設計費用更是可能高至天價。
現在，隨著增材制造技術和工藝的日益成熟，增材制造生產1000件不同的產品和生產1000件相同的產品，成本幾乎不會增加，這為大規模個性化定制的實現提供了必要條件。但還不夠，還缺乏一個充分條件——廉價高效的個性化設計 。
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今日16:00，Ansys官方『Ansys高校系列專題：方程式賽車的智能化仿真設計』研討會研討會將基于Mechanical、Fluent、Discovery講解賽車結構與熱流體核心仿真，建立從概念驗證到詳細分析的完整研發流程。感興趣的下滑預約學習??
時間：5月13日（星期三），16:00-17:00
內容簡介：
1、基于Ansys Mechanical、Fluent、Discovery
打入式斷續變焦光學系統的固定組就是一般定焦系統的物鏡，需要獨立矯正像差。活動組一般由正負兩組透鏡組成。在變焦過程中一般遵循系統相對孔徑不變原則。在分配活動組兩組透鏡的焦距時有兩種求解方法，一種是根據前活動組位置及后組位置先求出光線M1M2，很容易得到兩組份焦距值；
A) 會聚光路中打入型變焦系統設計
多組轉換型變焦系統可以實現多檔斷續變焦。設計時同時設計多重可打入活動組，在打入時隨意轉換。多組轉換型的活動組可以放置在會聚光路中也可以在平行光路中。選擇在平行光路中，可利用活動組的無焦性來回倒置獲得放大縮小兩種不同變焦效果。
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打入式斷續變焦系統還分為一次性打入式斷續變焦系統和多重轉換式斷續變焦系統兩種。一次性打入式斷續變焦系統只有打入或打出兩個變焦倍率。多重轉換式斷續變焦系統可以通過多組可打入組分輪番打入（打出）獲得多個變焦倍率。
1. 一次性打入式斷續變焦系統設計
打入（出）型斷續變焦系統結構比較簡單，在不需要連續變焦時一般采用這種結構形式。在活動組打出時使用固定組，系統焦點位置穩定，瞄準精度高。打入（出）型變焦系統的活動組可以在前
多組轉換型變焦系統可以實現多檔斷續變焦。設計時同時設計多重可打入活動組，在打入時隨意轉換。多組轉換型的活動組可以放置在會聚光路中也可以在平行光路中。選擇在平行光路中，可利用活動組的無焦性來回倒置獲得放大縮小兩種不同變焦效果。
圖1.多組轉換型變焦系統結構示意圖
圖2.多組轉換型變焦系統結構展開示意圖
在移動機器人的設計過程中，工程師們常常面臨一個尷尬的問題：設備功能都規劃好了，卻發現底盤空間所剩無幾，連一套充電模塊都塞不進去。
這種“功能越強，空間越緊”的矛盾，隨著機器人集成度的提升而日益突出。傳感器要加，電池要大，留給充電模塊的位置卻被不斷壓縮。于是，一個原本不該成為瓶頸的問題開始浮現：充電方案，到底能不能裝得下？
青島魯渝能源科技有限公司推出的分體式1200W與3000W無線充電器
工采網代理的CT8224C是一款電容感應式觸摸檢測芯片；提供4個觸摸輸入端口及4個直接輸出端口；并支持多點同時觸摸同時輸出；此款IC內建穩壓電路，穩定的感應方式可以應用到各種不同電子類產品。面板介質可以是完全絕源的材料，取代傳統的機械開關和普通按鍵，廣泛應用在消費電子產品中。
CT8224C提供快速和低功耗兩種模式可選擇（由LPMB引腳選擇）內部有穩壓電路和低壓重置電路
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新思科技與 AMD 合作的項目入選世界經濟論壇（World Economic Forum）的 MINDS（Meaningful, Intelligent, Novel, Deployable Solutions，即“有意義、智能化、創新性、可部署的解決方案”）人工智能項目。該項認可意味著，兩家公司躋身全球在人工智能領域具有領先實踐的創新組織之列——這些組織不僅在技術上實現突破，更以落地應用產生了可衡量的實際成效
立體聲解碼器的工作原理是將接收到的立體聲復合信號分離出左（L）和右（R）聲道的音頻信號，以實現立體聲播放。其核心基于導頻制調頻立體聲廣播系統，主要流程如下：
信號接收與分離?：解碼器首先接收包含主信道信號（M = L + R）、副信道信號（S = L - R，已調制在38kHz副載波上）和19kHz導頻信號的復合信號。通過?低通濾波器?提取出主信道信號（L + R），并通過?帶通濾波器?提取出
