Generativní navrhování bývá často spojováno s aditivní výrobou, která vytvoří takové tvary, které jsou za hranicemi možností tradičních výrobních metod. Německá firma Claudius Peters je ale důkazem, že generativní design může být skvělým výchozím bodem i pro ty, kdo chtějí těžit z možností moderního navrhování bez investic do 3D tisku.
Ve firmě se rozhodli změnit zažitý návrhový proces, aby zlepšili stroje, které vyrábějí. Claudius Peters dodává pneumatické dopravníky, sila, chladiče a další zařízení do cementáren, hliníkáren, sádroven a uhelných elektráren po celém světě. „Rádi své výrobky odlehčujeme, zlevňujeme a zjednodušujeme,“ vysvětloval na loňské kanadské konferenci Autodesk Accelerate Thomas Nagel, který je ve firmě zodpovědný za zavádění digitálních technologií. Thomas věděl, že firma cílů nedosáhne, pokud nepřehodnotí stávající vývojářské a konstruktérské procesy a nepojme je více novátorsky. „Dlouho jsme pracovali odděleně – vývoj a konstrukce vůbec nekomunikovaly s výrobou,“ popisuje. „Pak nám ale došlo, že know-how, které jsme za ta léta praxe nasbírali, nás na budoucnost oboru nijak nepřipraví. Potřebovali jsme se naučit reagovat lépe, rychleji a pružněji.“
Zlepšit návrhový proces se firma rozhodla pomocí agilní metody Scrum. Ta je populární u softwarových vývojářů a funguje následovně: vývojáři utvoří týmy o 5–9 členech a v pravidelných iteracích, kterým se říká sprinty, se soustředí na vyřešení prioritních položek v rámci tzv. produktového backlogu. Prioritní položky mají různou podobu: může jít o funkce, scénáře používání nebo požadavky uživatelů. Každý sprint obvykle trvá 2–3 týdny.
Prvním Scrum projektem bylo vylepšení dílu chladiče s minimálními náklady. Cílem bylo snížit jeho hmotnost i náklady na výrobu. Při hledání nových, inovativních řešení se projektový tým rozhodl vyzkoušet moderní metody navrhování. „Chtěli jsme začít myslet jinak. Zkoumali jsme zatížení a další parametry a přibrali jsme do týmu vývojáře, konstruktéry i kolegy z IT. Nakonec jsme se rozhodli zkusit generativní design a výsledek nás překvapil,“ popisuje Nagel. S takovým návrhem by prý nikdy sami nepřišli. Pečlivě si ověřili, že zatížení i další parametry odpovídají zadaným podmínkám. Odpovídaly, a daný díl byl přitom o 40 % lehčí.
Dalším z požadavků na nově vyvinuté díly byla nízká cena jejich výroby. „Díl vyvinutý generativním navrhováním předpokládal, že se uchýlíme k 3D tisku, na to jsme ale neměli prostředky. Proto jsme ho vzali a přepracovali tak, aby šel vyrobit konvenční výrobní metodou,“ vysvětluje Nagel. Zpětným inženýrstvím pak navrhli nový díl a ukázalo se, že na jeho odlití bude potřeba více materiálu. I tak byl ale o 30 % lehčí než díl původní. Jejich zákazníci byli nadšení.
Po této zkušenosti s generativním designem se firma rozhodla jej do návrhového procesu zařadit natrvalo. Generativní navrhování dnes používají jako generátor nových nápadů. Protože nechtějí používat 3D tisk, na základě vygenerovaného návrhu sestrojí vylepšený díl a ten potom vyrábějí tradiční metodou. „Možná ušetříme jen 30 % hmotnosti místo 40 %, ale i to je pro nás zásadní úspora,“ dodává na závěr Thomas Nagel.
Autodesk
Ing. Martin Peňáz
roman.dvorak@mmspektrum.com