A generatív tervezés alkotásra és építésre gyakorolt hatása
Mind az Autodesk, mind az Airbus elkötelezett az innovatív technológiák határainak feszegetése iránt a fenntarthatóbb világ érdekében. Így nem meglepő, hogy a két vállalat mostantól együttműködik a közeljövő repülőgépipari gyártási és alkotási folyamatainak alapvető átalakítása érdekében.
A 2019-es Las Vegas-i Autodesk Universityn az Airbus felfedte annak részleteit, hogy a generatív tervezés alkalmazásával hogyan birkózik meg az összetett mérnöki, építőipari rendszerekkel kapcsolatos kihívásokkal. Ezen kihívások megoldásának köszönhetően a vállalat intelligensebbé, hatékonyabbá és gazdaságosabbá válhat, ugyanakkor a munkaerő igényeit jobban kielégítheti kisebb környezetre gyakorolt hatás mellett.
Folyamatos erőfeszítése részeként az Airbus számos repülőgép szerkezeti részegységet tervez újra az Autodesk generatív tervezésének alkalmazásával, hogy könnyebb, ugyanakkor a teljesítményi és biztonsági szabványokat túlteljesítő alkatrészeket fejlesszen ki. Egy olyan iparágban, amelyben a kisebb tömeg alacsonyabb üzemanyag-fogyasztást is jelent; e megközelítés hatalmas lehetőséget rejt a légi utazás káros környezeti hatásainak csökkentésében.
Az Airbus a repülőgép-alkatrészeken kívül az előállításukhoz használt folyamatokban és helyszíneken is alkalmazza a generatív tervezést az olyan adaptív, DGNB és LEED minősítéssel rendelkező gyárak kialakítása érdekében, amelyek jobb alkalmazotti munkakörülményeket és nagyobb termelékenységet tesznek lehetővé.
Bionikus válaszfal 2.0
Az Airbus még 2015-ben mutatta be az első generatív tervezési, koncepció-ellenőrzésre szolgáló projektjét. A „bionikus válaszfal” annak a falból és felhajtható üléstámaszból álló szerkezetnek a következő generációs változata, amely az utasteret a repülőgép konyhájául szolgáló helyiségtől elválasztja.
A kezdeti terv ígéretesnek tűnt: 45%-kal volt könnyebb a hagyományos alkatrésznél, ereje azonban nem csökkent. Az Airbus becslése szerint az új tervezési módszerrel évente csaknem félmillió tonnával lehetne csökkenteni a CO2-kibocsátást, ha minden megrendelt, de még ki nem szállított A320-as repülőgépen alkalmaznák.
Az eredeti szándék az volt, hogy az új válaszfal gyártásához fémipari additív gyártást alkalmaznak. A gyártási piaccal és anyagokkal kapcsolatos követelmények számos változója azonban egyértelművé tette, hogy egy másik gyártási folyamatra lesz szükség. Szerencsére az Autodesk generatív tervezési technológiája egyre érettebbé válik, és ma már képes több fejlett gyártási technika optimalizálására a termékfejlesztés tervezési szakasza során.
Az Airbus számára ez azt jelentette, hogy generatív tervezés használatával hozhatták létre a válaszfal műanyag, 3D nyomtatással készült öntőformáját, amelyben magát az alkatrészt pedig egy, a repülés során való használatra minősítéssel rendelkező ötvözettel öntötték ki. A bionikus válaszfal 2.0 ugyanolyan erős és könnyű, mint az elődje, és nagy mennyiségben költséghatékonyabban gyártható.
„Az átdolgozott tervnek köszönhetően a bionikus válaszfal most már sokkal alkalmasabb gyártásra. Folyamatban van az első prototípus gyártása, amit még az év vége előtt szeretnénk befejezni – mondta Bastian Schaefer, az Autodeskkel való együttműködést vezető Airbus-tervező. – A folyamat és a technológia fejlődésének köszönhetően most már több egységet is jelentősen kisebb költségen tudunk előállítani.”
Az Airbus más szerkezeti repülőgép-részegységek újragondolása során, például az A320-as modell függőleges vezérsíkjának belépőéle (VTP) esetében is a generatív tervezést alkalmazza. A repülőgép VTP-jének (vagy függőleges stabilizátorának) feladata az iránystabilitás biztosítása és az oldalirányú mozgás által okozott aerodinamikai veszteség csökkentése.
A generatív tervezés lehetővé teszi, hogy a csapat több száz olyan tervezési alternatívát értékeljen ki, amelyek mind megfelelnek a VTP merevségével, stabilitásával és tömegével kapcsolatos céloknak.
A jövő gyárai
A repülőgép-részegységek generatív tervezésével kapcsolatos pozitív visszajelzések arra ösztönözték az Airbust, hogy megvizsgálja, mire lehet képes a technológia a vállalat egyéb területein. Tervezőcsapatuk azon kezdett gondolkodni, hogyan tudnák a generatív tervezést a gyárak szerkezeti és elrendezési terveinek, valamint munkafolyamatai esetében is alkalmazni.
Először az A350-es modell szárnyainak szerelősorát vették szemügyre, amelyhez jelentős emberi munkaerő és számos különböző szerszám volt szükséges. Céljuk az volt, hogy kitalálják, hogyan tudnának egyetlen csarnokrészt kialakítani úgy, hogy az a különböző generációjú A350-es modellek eltérő szárnyváltozataihoz is megfeleljen, valamint optimális szerszám elhelyezést és közlekedési útvonalakat biztosítson minimális torlódás és fennakadás mellett.
Az Airbus egyre inkább azon koncepciók felé fordul, amelyek a jövőben lehetővé tehetik a technológia használatát más gyártóhangárokban is. A végső cél a hajtóművek gyorsabb összeállítása hatékonyabb logisztikai folyamatokkal és elégedettebb munkaerővel egy olyan gyárban, amely az Airbus jelenlegi és jövőbeli igényeinek megfelelően bővíthető és átalakítható.
A csapat 10 korlátozó körülményt azonosított a generatív tervezési rendszerrel való kiértékeléshez, amelyek közül némelyik nagyobb fontosságú, mint mások, például a hatékonyság és a költségek.
- terület kihasználás – a teljes és a még felhasználható terület aránya a telekhatáron belül, de az épület alapterületén kívül;
- építési költségek – kritikus jellemzők az épület építési költségeinek becslésekor, ideértve az épület teljes alapterülete, az egyedi szerkezetek számát és méretét, valamint a homlokzaton használt különféle anyagok mennyiségét;
- fenntarthatóság – a DGNB/LEED minősítéshez szükséges jellemzők, például az alkalmazottak számára kialakított zöld tetőtér, az épület akusztikája, a hőkomfort, a biológiai sokféleség zónái, az áteresztő felületek és a kerékpártároló;
- alkalmazottak munkakörülményei – a munkaterek és az illemhelyek közötti távolság (minimalizálandó), valamint a szabadtéri zöld területekre való kilátás a tárgyalókból, a kávézóból, a pihenőhelyiségekből és a konyhából;
- logisztikai folyamat / festési folyamat / hajtómű-összeállítási folyamat (három különböző korlátozó körülmény) – a gyártási sorozat különböző állomásai közötti folyamatútvonalak;
- ügyfélélmény – a szerelési állomásokra és a szabadtéri zöld területekre való kilátás biztosítása az előcsarnokból és más ügyfélzónákból;
- napfény – a természetes szórt fény mennyisége az irodák, a gyártás és az ügyfélélmény szempontjából kritikus területeken;
- rugalmasság – az épület jövőbeli kibővítésének lehetősége, különösen az eredeti telekhatáron belül.
A generatív tervezés két lehetőséggel szolgált, amelyek között az Airbus még mérlegelt: egy szokatlan alaprajzzal rendelkező nagyobb épület, vagy ugyanazok a gyár-elemek kisebb téglalap alaprajzokból összeillesztve, optimalizálva.
„A generatív tervezés segítségével egy olyan fenntarthatóbb építészeti tervet állíthatunk össze, amely jobban megfelel a kritikus fontosságú emberi tényezőknek, és kedvezőbb munkakörülményeket biztosít – mondta Schaefer. – Ezenkívül kibővítette gondolkodásmódunkat és megközelítésünket a tervezéssel kapcsolatban. Bármelyik tervváltozatot is választjuk, az üzem hatékonyabban fog működni, és olcsóbban építhetjük meg.”
Az Airbus számára az Autodesk generatív tervezési technológiájával elérkezett az alkotás és az építés jövője.
Forrás: Autodesk
Reméljük, hogy kiadványunk meghozza a kedvét a vállalatában zajló tervezési technológiák új szintre emeléséhez! Az iparágban jártas szakértőik támogatást nyújthatnak vállalata terméktervezési és fejlesztési folyamatainak továbbfejlesztéséhez és átalakításához és segítséget adnak arra vonatkozóan, hogy miként vezetheti be a generatív tervezési technológiát napi munkafolyamatába!
Egyedülálló szaktudásunkkal segíthetünk Önnek megvalósítani a jövő megoldásait, kifejezetten a gépipar gyártási folyamataira koncentrálva. Segítünk abban, hogy még hatékonyabban és még több terméket tudjon előállítani, és értékes partnerré váljon ügyfelei szemében, nem csupán innovatív tervezői munkája által, hanem amiatt is, hogy azt gyorsan, pontosan, a specifikációknak megfelelően, ráadásul költséghatékonyan végezze el. Vegye fel a kapcsolatot cégünk CAD-CAM csapatával!
