Die meisten von uns beschäftigen sich wahrscheinlich täglich mit Maschinenbau, aber wie sieht die Zukunft für dieses wichtige Gebiet aus?
Seit der Erfindung von CAD-Software Das mechanische Design wurde bis ins Mark revolutioniert. Es gibt jedoch eine Menge Dinge an dem Prozess, die eher rudimentär sind. Wir müssen immer noch Einschränkungen für Teile manuell eingeben, die offensichtlich erscheinen.
Wir können immer noch einen kleinen Fehler machen, der unser gesamtes Modell beschädigen kann. Software wird immer intelligenter, aber zum größten Teil liegt der Maschinenbauingenieur immer noch dort, wo Innovation und Können liegen. Was passiert jedoch, wenn Programme generativ werden?; wenn sich das Büro des Maschinenbauingenieurs auflöst und das Design in die Zukunft geht? Schauen wir uns das genauer an. Keine Sorge, Sie werden immer noch einen Job haben.
Der nächste Schritt für den Maschinenbauingenieur
CAD-Programme Die Grundlage des mechanischen Designs werden durch innovativen Code und Programmierung weitgehend vorangetrieben. Dies hat die Fähigkeiten der Programme positiv beeinflusst, bedeutet aber auch, dass sich CAD zu einer weitgehend tastaturorientierten Fähigkeit entwickelt hatist alltäglich, Sie können nichts Seltsames an dieser Tatsache finden.
Tastaturbasiertes mechanisches Design beschränkt den Konstrukteur jedoch auf technische Fähigkeiten und Kenntnisse der spezifischen Software. Es wird immer einen Platz dafür geben, aber Computer werden bald in der Lage sein, mechanisches Freiformdesign innerhalb der Grenzen von zu ermöglichenDies bedeutet, dass wir als Ingenieure zwar klug genug sind, um Konstruktionsbeschränkungen einzugeben, dies aber einfach nicht müssen. Dies eröffnet das Zeitalter für reines Engineering.
Das Echo dieser zukünftigen Realität hat bereits stattgefunden. Das Zeitalter der Touchscreen-Computer hat eine natürlichere mechanische Designschnittstelle gebracht. In Zukunft wird es wahrscheinlich die virtuelle Realität und das Quantencomputing sein, die dies bringen. mechanisches Design in seine endgültige Realisierung für den Ingenieur.
VERBINDUNG: TOP 3 JOBS FÜR DAS HÖCHSTE GEHALT FÜR MECHANICAL ENGINEERING
Wenn Sie das mechanische Design angesichts der künftigen Werkzeuge als eher eine qualifizierte Arbeitsform betrachten, haben Maschinenbauingenieure möglicherweise bald mehr Möglichkeiten, wo und wie wir arbeiten. Wir werden nicht auf Kabinen beschränkt sein, sondern können es auch„Technische Künstler“, die in virtuellen Räumen oder sogar auf der Baustelle entwerfen - stellen Sie sich das vor.
Jeder Ingenieur, der aktiv an einem beteiligt ist technischer Bereich versteht heute, wie bedeutend die Simulation im modernen Entwurfsprozess geworden ist. Dies erstreckt sich in zweifacher Hinsicht aus der verbesserten Fähigkeit der Simulation, uns praktisch nützliche Daten zu liefern, und ihrer zunehmenden Verwendung im Entwurfsprozess. Um diesen modernen Entwurfstoolwechsel voll zu schätzen, müssen wir dies tunSchauen Sie sich den Stand des simulationsintegrierten CAD genauer an.
Integrierte Simulation im Design
Wenn wir im modernen Entwurfsprozess tiefer in die Simulation eintauchen, erhalten wir einen besseren Einblick in die Zukunft unseres täglichen Lebens als Ingenieure.
Simulationen in Bezug auf Computermodelle wie FEA in Bezug auf CAE sind eine ziemlich neue Funktion. Die Simulation, die einfach als Verwendung von Vorhersage- oder praktischen Modellen zur Vorbereitung und zum Zugriff auf zukünftige Entwürfe definiert wird, reicht etwas weiter zurück. Wir können den Wunsch nach Simulation verfolgenIm Wesentlichen zurück zu den Anfängen des Ingenieurwesens, aber seine moderne Nutzung begann während der Weltkriege und des Weltraumzeitalters. Im Manhattan-Projekt wurden verfeinerte Simulationsmodelle verwendet, um nukleare Explosionen und das Design der Raketen zu modellieren, die in den frühen Weltraummissionen eingesetzt wurdenNatürlich wurde all diese „Simulation“ auf Papier durchgeführt und umfasste neben vielen anderen Formeln auch diskrete Mathematik, Navier-Stokes-Gleichungen und Finite-Elemente-Analyse.
Abweichend von den mathematischen Wurzeln der Simulation wurde die physikalische Simulation auch im Entwurfsprozess der Apollo-Landekapseln verwendet. Astronauten und Ingenieure testeten Prozesse für den Start, die Landung und die Verwendung der gesamten Apollo-Hardware. Diese vereinfachte HardwareSimulationen sind die Anfänge von Simulationswerkzeugen, die Anwendungsfälle und Ereignisanalysen ermöglichen. Während des Höhepunkts des Weltraumzeitalters wurde Simula-67, die erste simulationszentrierte Programmiersprache, entwickelt, die den Weg für moderne Computersimulationssoftware weist.
Seit diesen frühen Tagen, in denen die Mathematik der Simulation verfeinert wurde, hat sich die Simulation zu einem wichtigen Werkzeug für Ingenieure verfestigt.
In den letzten Jahren wurde die Simulation in unsere CAE-Tools wie unsere mechanische Konstruktionssoftware integriert. Über den einfachen Fall hinaus Analysefunktionen Simulation in vielerlei Hinsicht kommt jetzt vor dem Entwurf. Dieser verschobene Workflow erfolgt in Form von generativen Entwurfswerkzeugen und der Verwendung der Simulation als Entwurfshilfe. Anstatt ein Teil zu entwerfen und dann zu testen, ob es funktioniert, mag CAD-integrierte Simulationssoftware wieDie Formgenerator-Tools von Nastran und Inventor ermöglichen die Simulation vor oder neben dem Design. Das generative Design ermöglicht die Simulation zum Erstellen eines Designs, während die Analyse-Tools das Testen des Teiledesigns in jedem Schritt des Weges ermöglichen.
Die zunehmende Verwendung von Simulationen in der modernen Teilekonstruktion ist nur natürlich, tatsächlich ist sie für unseren Antrieb als Ingenieure von größter Bedeutung. Wir sind von Natur aus bestrebt, das bestmögliche Teil / die bestmögliche Baugruppe / Maschine zu verbessern, zu innovieren, zu optimieren und auf andere Weise zu bemühen.Simulationswerkzeuge und die darin enthaltene Entwicklung nutzen unseren angeborenen Wunsch, wissen .
Die Hürden zur integrierten Simulation
Selbst mit dem aktuellen Stand der integrierten CAD-Simulationswerkzeuge sind noch Hürden zu überwinden und Verbesserungen vorzunehmen. Der NAFEMS-Weltkongress, die Internationale Vereinigung für die Community für technische Modellierung, Analyse und Simulation kürzlich erkannt Viele Bereiche, in denen Simulationswerkzeuge in ihrer Montage 2017 verbessert werden müssen. Sie führten die größten Probleme der aktuellen Wiederverwendung von Wissen, Geschwindigkeit und Modelltreue sowie der Simulation vor dem Entwurf an. Mit anderen Worten, wie NAFEMS Simulationswerkzeuge glaubtVerbesserungsbedürftig sind ihre Fähigkeit, erlerntes Wissen aus früheren Analysen zu erfassen und erneut anzuwenden, die Geschwindigkeit und Genauigkeit von Modellen die sich natürlich mit der Cloud-Implementierung / erhöhter Verarbeitungsleistung verbessern und die Fähigkeit zur Simulation, die vor dem Entwurfsprozess verwendet werden kann.
Während sich der moderne Einsatz von Simulationswerkzeugen neben CAD verbessert und auf einen Punkt angewachsen ist, der die Erwartungen vieler weit übertroffen hat, ist es noch ein langer Weg, bis er perfekt ist. Dies bedeutet gute Dinge für uns als Ingenieure. Wenn wir wollenDie Simulationsfähigkeiten sind für die Einführung der Simulation von entscheidender Bedeutung, da die Simulation von Natur aus eine erhebliche Verarbeitungsleistung erfordert. Die Cloud gleicht diese Belastung vom Ingenieur zum Cloud-Rechenzentrum aus und führt zu einer expansiven SimulationAnalyse für jedermann überall möglich.
Die Zukunft der Simulation ist jetzt, aber die Innovation wird nicht so schnell vorbei sein.
Freiheit zu konstruieren
Letztendlich besteht das Ziel der Weiterentwicklung des mechanischen Designs darin, die einschränkenden Grenzen der Computerschnittstelle zu ersetzen und den Ingenieur in reiner Form erstellen zu lassen.
Abweichend von der mechanischen Konstruktionsoberfläche sind die Branchen, die in der kommenden Zukunft am dringendsten mechanisches Design benötigen, solche wie die Automobilindustrie und die Fertigung. Es gibt jedoch eine neue aufstrebende Branche, die die Fähigkeiten der besten mechanischen Konstrukteure erfordert - AIDesign. Künstlich intelligente Programme und Maschinen werden bald einen großen Teil des Designs der Zukunft ausmachen. Erstens müssen sie lernen und von tatsächlichen Maschinenbauingenieuren ergänzt werden.
VERBINDUNG: KONZEPTE MECHANISCHE INGENIEURE MÜSSEN VERSTEHEN
Machen Sie sich noch keine Sorgen, dass Sie Ihren Job an Roboter verlieren. Die spezifischen Aufgaben eines Konstrukteurs werden nur mit der KI transformiert und nicht beseitigt. Was KI und letztendlich generatives Design für das mechanische Design tun, revolutioniert genau das, was istin unserer Branche möglich. Die Zukunft ist für den Maschinenbauer vielversprechend.