创成式设计让CAD重生
发布时间:2017-06-14
作者:
赵翰林 宁振波
来源:知识自动化
“CAD是一个谎言”,AutoDesk高管曾经如此调侃到,“创成式设计正在让它变得真正名符其实”。
这一点是创成式设计与改型设计及“再”设计的重要区别。
在香港科技大学王煜教授2012年对下一代CAD工具的讨论中,创成式设计是一种功能驱动的设计,重心在于设计概念的生成,是CAD\CAE\OPT技术的三合一。在设计空间探索中,体现对正向设计(AB-INITIO Designs)和常规方法难以触摸之设计(Difficult&Hard Design)的追求。在优化中,寻求设计结果的高性能和轻量化。在设计重用中寻求与现有设计组件的结合,以及对现有设计方案的修改和再设计。
图3 王煜教授提出的创成式设计技术概念
波音其实是老主顾
创成式设计领域的新秀FRUSIUM把创成式设计则另有描述:设计师创建的设计空间在应用场景、外力约束和设计师实时筛选三种因素共同作用下,这是一个缩减过程,设计师最终得到的设计方案是初始设计意图的强化。
图4 FRUSIUM的创成式设计原理图
目前FRUSIUM的Generate创成式设计云平台已经被集成进西门子新一代NX产品。值得一提的是,这个成立三年多的创业公司,其创始人来自AutoDesk和空客合作的创成式设计团队。
波音其实对创成式设计早有安排。波音家自用的Genesis创成式设计软件,从90年代中期即用来支持波音客机设计的流程,已经集成进波音公司基于知识的统一工程环境。
图5 波音公司使用Genesis/KIRIS软件
设计波音767客机起落架传动系统
终于可以闪亮走到幕前了。Genesis作为衍生式设计系统,出现在Jeff的论文里,1992年就有了。但是,波音在2015年才正式对外公布它这个系统,提出了“使用创成式设计和自动化推理设计航空系统”的口号。在波音公司的定义中,创成式设计是以形状文法和空间文法概念为基础的交互式、自动化设计方法,支持自动化推理,能够生成设计方案并探索设计空间。
图6 波音“设计规则”是创成式设计的核心之一
在项目开始的二十三年之后,波音公司终于正式向外界公布了Genesis/KIRIS基于知识的集成设计基础环境,并宣称“创成式设计”和“基于知识的工程”是波音工程环境走向智能化时代的双翼。
而在数字艺术、建筑设计和结构设计领域,Generative Design常被翻译成“衍生式设计”或“生成式设计”。有建筑领域的学者对“衍生式”和“生成式”的语义差异进行了辨析,认为“生成”的过程,是“形态衍生”和“性能表现”两个因素主导的设计过程。“生成式设计”是“衍生式设计”和“性能驱动式设计”的合成。在机械制造领域,Generative Design被译作“创成式设计”,这一译名来源于“创成式工艺过程设计”,从1980年代开始沿用至今,这里面包括Bentley、大犀牛、甚至还有不出名的Form-Z这些公司。
后记:亿人亿面
其实还可以走的更远。意大利衍生设计工作室MHOX根据顾客体表特征定制的面甲和装饰壳,提出了“为70亿人定制70亿种产品”的响亮口号。
技术知识丰富了软件的想象力,而软件“自行”定义设计。设计结果是不可想象的,这一点颠覆了人们对于CAD的全部认知。这就是创成式设计的巨大魅力。
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