什麼是生成式設計？AI式設計幫你省時省成本

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2022/08/26 什麼是生成式設計？AI式設計幫你省時省成本

生成式設計(Generative Design)可根據用戶預設的需求和限制，通過迭代系統來自動創造設計，被譽為「有可能徹底改變日常事物」的一套設計系統，可以怎麼在現實生活中使用？

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生成式設計是一種遵循3D CAD和虛擬仿真工具的進化過程

生成式設計是什麼？
生成式設計是一種使用電腦輔助(CAD)系統的創造工具，整合了形狀最佳化的AI演算法，幫助專業人員盡可能節省材料來製造出足夠堅固的零件，從而提高零件性能並降低成本。

與許多其他電腦輔助過程一樣，它需要人力來驅動，因此結果成功與否，跟用戶輸入的數據品質有很大的關係，錯誤的數據輸入必然會產生錯誤的結果。基於AI技術，生成式設計工具會搜索出解決問題的最佳設計，為實現最佳結構而模擬出演進和試錯的過程，有點像自然界的進化過程。

在生成式設計分析結束時，設計師和工程師會看到幾個或高達數百、數千個的設計解決方案，正常情況下，這些解決方案會完全符合對項目的重量、負載、材料等要求，專業人員可根據自己的標準和經驗來選擇解決方案。生成式設計軟體還能透過不同的數據，為用戶進行視覺化功能來比較解決方案。

雖然生成式設計不能保證100%沒問題，因為有時項目的要求太高，演算法有可能無法提出解決方案，那麼用戶就要調整標準、規則、材料，再次操作軟體。

再簡單來說，生成式設計就是用戶與技術的直接合作，以更少的資源共同創造出更好的設計。

生成式設計技術使用AI和深度學習演算法，能夠生成多個設計解決方案

生成式設計優勢
1. 開箱即用的創造力：生成式設計消除了傳統設計過程中所有的創造力限制，創造出人類無法想像的非傳統形狀和形式，且都是最佳化的成果。
2. 平衡創造力：生成式設計可根據既有的零件性能和製造能力，探索不同的解決方案。
3. 減少分析：內置測試和計算模擬系統，免去昂貴的虛擬電腦輔助工程(CAE)分析。
4. 減少工作量：通過提供數百種可行的設計解決方案，不僅能提高生產力，也能把專業人員從繁瑣的試錯任務中拯救出來。
5. 降低成本：提供更節省的材料來使用高性能設計，同時減少開發時間、加快產品上市時間，全面節省資金。
6. 零件整合：在增材製造如3D列印的製造方法方面，生成式設計所提供的設計自由度，能夠使整個組件變成由一個零件代替，這對零件的供應鏈和後續的維護計劃產生正面的經濟影響。

生成式設計可創造出更好的零件性能、零件整合和降低成本

生成式設計的應用
生成式設計擁有改變一般設計的潛力，幾乎所有創意產業都能利用它創造更高的效能，時至今日，機械工程和建築這兩大領域正率先研究和使用生成式設計流程。

那麼這種深具潛力的顛覆性技術，在現實生活中有哪些應用？馬上給你兩個實例︰

1. Airbus A320客艙間隔
降低成本和資源是所有工程的兩大重點，生成式設計對生產力、製造、供應鏈、維護等都有深遠的影響，就航空業而言，生成式設計有助減輕飛機零件的重量，從而節省燃料和減少二氧化碳排放。

歐洲飛機製造商Airbus已成功應用生成式設計，為最受歡迎的A320系列飛機重建機艙的隔板設計，把客艙與廚房完美隔開，而新設計的隔板重量幾乎只有原來的一半，每年可節省3,180公斤燃料，並減少約166公噸的二氧化碳排放量。

Airbus客艙間隔測試

2. Autodesk的MaRS辦公空間
生成式設計並不限於零件和結構組件的應用，更可用在任何多標準設計的流程上，例如建築這種大型項目。

Autodesk應用生成式設計工具，為位於多倫多的新辦公室MaRS創造建築平面圖，使用特定的標準，透過生成式設計來把辦公環境最佳化，包括利用自然採光、減少員工的視覺和聲音干擾等目標。

生成式設計把辦公室的佈局最佳化

生成式設計的未來期許
隨著物聯網和人工智慧愈來愈普遍，生成式設計將會成為產品設計的規範，這項技術不僅會對各行各業產生積極的影響，連環境生態也一樣，因為當製造商所需要的資源更少，也就產生更少的浪費，從而達到環保的效果。

生成式設計不會取代人力，但在「人機合一」的操作下能增強設計力

你想嘗試一下生成式設計嗎？在3D列印方面，Fusion 360有生成式設計的工具，只要有興趣，隨時都可使用！

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