AI に基づくジェネレーティブデザイン | 3D CAD

数多くのお客様が感じているジェネレーティブデザインのメリットは、形状の新しいアイデアを得ることができる点です。エンジンを設計製造している Cummins 社では、ジェネレーティブデザインを使い、新しいアイデアを基に、15％ ～ 20％ の軽量化に成功しています。また、Cummins 社では、アイデアを参考に形状を作成することで、従来の方法で部品を製造しています。別のお客様は、ジェネレーティブデザインの最適形状から板金部品の作成も行っています。経験知による形状作成では、どうしても過剰設計になりがちです。それらを是正するためにも全く新たなアイデアを基に、より最適な部品を作成できます。また、Creo の場合、荷重条件だけではなく固有値を条件に最適化も可能となっており、振動やノイズが重要な部品の場合でも使用できます。
設計開発にかかる時間の短縮も大きなメリットの一つです。比較的機能が少ない、ある方向からの荷重に耐えられるという条件の部品であれば、素早くその形状を出すことができます。特に量産ではない治具などは 3D プリンターとも相性がよく、短時間で設計し、すぐに実物を作成できるというメリットもあります。Volvo 社では、トラックのエンジンにつけるファンをマウントする部品にジェネレーティブデザインを使用しました。元々、マウントする部位は三つの部品に分かれていましたが、これを一つにまとめることができ、設計時間を短縮できただけではなく、部品コストや組み立てコストを削減することもできました。
ジェネレーティブデザインでは、複数の条件を組み合わせて複数の設計案を生成することができるため、形状の最適化だけではなく、それに伴った材料や製造方法まで新しいアイデアを提供します。今まで思いつかなかった材料や製造方法の組み合わせの最適な形状を確認することにより、設計者はその製品の意図に一番適した形状を選択できます。

ジェネレーティブデザインはトポロジー最適化の技術を利用していますが、それをさらに発展させています。
PTC の考えるトポロジー最適化とジェネレーティブデザインの違いは、二つあります。一つは、AI を搭載していること。Creo のジェネレーティブデザインでは、2 種類の AI を形状の最適化に使っています。AI を活用することにより、素早く最適な形状にたどり着くことが可能になっています。
もう一つは、複数の設計案を出すことができる点です。設定条件から一つの最適化形状が出ることで得られるアイデアには限界があります。複数の材料や製造方法、平面対称などのジオメトリ条件などを組み合わせ、その組み合わせの内容も含めた最適化を確認することにより、より多くのアイデアを得ることが可能になります。Creo では、クラウドを使用して多くの設計案を短時間で作成し、提供します。クラウド上で結果をグラフ化し、特定の重量以下にするフィルタを設定するなどして、設計にあった形状を検討することもできます。