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2024-09-03 13:40:00
意見
ジェネレーティブ デザイン最適化には、私の意見では大きな問題があります。長い間 (1994 年以来) 存在していますが、それほど人気がないようです。
マイケル・ボゴモルニー氏は、3D プリントよりもはるかに一般的で、はるかに高速で、はるかに安価な通常の工作機械で切断できる角柱状の生成デザインを出力する InfinitForm ソフトウェアを開発する新会社を設立しました。
私は先週、ボゴモーリヌイ氏にインタビューしました。以下は、私たちの雑談です。わかりやすく簡潔にするために編集されています。
Ralph Grabowski: 現在の会社である InfinitForm についてお話ししたいと思いますが、最初の会社である CogniCAD の背景についても少しお聞きしたいと思います。CogniCAD の前はどこにいましたか?
マイケル・ボゴモルニー: CogniCAD の前は、トポロジー最適化の分野で博士号を取得し、その後防衛産業と自動車産業で働いていました。ソフトウェア開発者として Altair で 3 年近く働いた後、ParaMaters と CogniCAD ソフトウェアを設立しました。 [In 2016, ParaMaters raised an undisclosed amount from Avi Reichental.]
Q: CogniCAD を販売した理由は何ですか?
答え: なぜなら、3D プリント会社 Carbon からの非常に良いオファーだったからです。CogniCAD は積層造形用に設計されており、材料、Carbon マシン、そして当社のソフトウェアを連携させるのは理にかなったことでした。
現時点では、ソフトウェアは印刷機から切り離されており、材料は他のサプライヤーから供給されているため、常に切断されています。両者がうまく通信できれば、さまざまな機能を構築できます。
Q: 販売価格はありますか?
答え: それは明らかにされていません。
Q: InfinitForm についてお話ししましょう。あなたのサイトには、CAM が CAD に取り込まれる様子を示すグラフィックがあります。InfinitForm は CAD プログラム内でどのように動作するのでしょうか?
答え: 少し立ち止まって、設計から製造までのプロセスとジェネレーティブ デザイン ソフトウェア全般の現状について説明する必要があるかもしれません。
ジェネレーティブ デザインは、製造用の設計を自動化する上で有望です。実際、ジェネレーティブ テクノロジーの仕組みでは、有機的な形状が生成されます。 [Generative design software is based on bone growth algorithms.] 有機的な形状には、複数の問題があります。
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まず、有機的なデザインを機械加工したり鋳造したりするのは困難です。3Dプリントはできますが、従来の方法で製造するのは困難です。 [subtractive] 製造技術。
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第二に、これらの有機的な形状の表現はメッシュまたはNURBSのいずれかである。 [non-uniform rational B-splines]Solidworks、Catia、Siemens などの従来の CAD システムを使用するエンジニアにとって、メッシュや NURBS として表現される有機的なデザインを編集するのは困難です。デザインやバージョンの変更があり、変更を加えるのが難しく、基本的にゼロから始める必要があります。
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第三に、品質管理はどのように行うのですか？ [3D-printed] 部品 [such as with CCMs, coordinate measuring machines]? 実際に測定する寸法はありません。有機的な形状で正確に何を測定しますか？非常に困難です。QA [quality assurance] 有機部品の場合、プロセスは簡単ではありません。
今日の難しさは、ジェネレーティブデザインが積層造形には有効だが、従来の造形には有効ではないということだ。 [CNC] 製造業。
機械加工のための設計は手作業で行われています。
- CAD で何かの図面を作成する必要があります。
- 設計エンジニアが加工制約を適用するのに十分な経験を持っていると仮定すると、CAEを経由します。 [computer-aided engineering] シミュレーション。CAD と CAE の間で反復が行われる場合があります。
- 次に設計レビューに進みます。
- 設計エンジニアの経験が十分でない場合は、設計レビュー後に部品が CAD エンジニアに戻され、変更が行われ、製造可能になり、何度もやりとりされる可能性があります…
- …見積もりが出るまで。
- 部品が見積もりから機械工に渡った時点では、設計意図がわかりません。大量生産の場合、エンジニアは部品を最もコスト効率よく機械加工できるようにセットアップ方法を見つけなければなりません。
要約すると、一方では、設計から製造までのプロセスが完全に手動で行われています。他方では、設計から製造までの自動化を目的としたジェネレーティブ デザインがありますが、これは付加的な要素のみを対象としており、ワークフローには存在しません。
InfinitForm は、プリズマティック CAD 形式で加工可能な設計を生成します。円弧と線で制約された設計を生成し、編集可能な CAD モデルを出力します。すべての加工制約をそのままにして加工できます。
これが、従来のジェネレーティブ デザイン ソフトウェアとの最大の違いです。これはプロセスにおける大きな一歩です。
Q: 御社について調査していたところ、大きな進歩を遂げていることに気付きました。ジェネレーティブ デザインからどのようにして平らな側面を実現したのですか?
答え: それが私たちの秘密のソースです。それがまさに私たちがやっていることです。
有機的な作品を出力する代わりに、突然人間がデザインしたように見えるものができました [from lines and arcs]それを CAD に取り込んで、問題なくモデルに変更を加えることができます。
InfinitForm は、最終設計の 90% までをサポートします。エンジニアに代わるものではありません。これは、エンジニアが最終設計に可能な限り近い形で最適化できるよう支援するアシスタント設計コパイロットです。
Q: 御社のソフトウェアはクラウド上で動作すると思いますが、デスクトップ版の計画もありますか?
答え: そうです。私たちはクラウド上でベータ版をリリースしました。ローカルバージョンは保存します。私たちの長期的な戦略は、既存の CAD プログラムに統合して、ユーザーが InfinitForm をプラグインとして CAD ソフトウェア内で実行できるようにすることです。
Q: API またはファイル リンクを介してどのように統合されますか?
答え: 現在、おそらく API 経由で実験中です。
Q: 現在、ソリッド モデリング カーネルに OpenCascade を使用していますが、Parasolid に移行する予定はありますか?
答え: 確かに、私たちは Parasolid に移行しています。すべてのカーネルの中で、Parasolid はおそらく最も安定しており、最も広く採用されています。他のプラットフォームと統合する場合、Parasolid を使用すると利点があります。はい、一部のプラットフォームでは ACIS が使用されていることはわかっています。
Q: OpenCascade は無料なので、まずはそこから始めるのが魅力的だとは思いますが、新しいカーネルに切り替えるのは大変な作業ではないでしょうか?
答え: コマンドが機能するまでに数週間かかると思っていましたが、ある程度の投資が必要です。OpenCascade は役割を果たしています。ただ、ユーザーにはバックエンドで何が起こっているのか分からないため、より安定させる必要があると感じています。ユーザーは堅牢なモデルを望んでいます。
質問： [InfitinitForm gets is speed from running on GPUs.] どのような種類の GPU を使用していますか? nVidia ですか、それとも関係ありますか?
答え: GPU [graphics processing unit]一般的には問題ではありません。現在、InfinitFormはCUDA上で動作します [nVidia’s compute unified device architecture] （ソース）。
最適化されたパーツを生成する速度は、その複雑さによって異なります。有機的形状と角柱形状の両方について、前処理、最適化、後処理のプロセス全体に 8 分または 20 分かかる場合があります。角柱形状なしで有機的部分のみを出力する場合は、所要時間が半分になり、4 分または 5 分で済みます。解像度を高くしたい場合は、当然、より長い時間がかかります。
Q: 角柱形状の場合は、有機的な形状よりも解像度が低くなると思います。
答え: それが秘密の一部です。しかし、十分なフィーチャー サイズの制御も必要です。CNC 加工では、薄い部材は不要で、適度な厚さが必要です。そのため、高解像度は必要ありません。
InfinitForm ソフトウェアのユーザー インターフェース
Q: 潜在顧客はあなたの数字やスピードを信じますか?
答え: はい、彼らはそれを使用して、その速度を確認しています。これは InfinitForm の最初のバージョンにすぎません。まだすべての機能が顧客に出荷されているわけではありませんが、徐々にリリースしていきます。
もちろん、大幅にスピードアップする予定です。当社のソルバーは非常にスケーラブルなので、より多くのハードウェアを割り当てると、はるかに高速に実行されます。現在、コストを最小限に抑えるために、AWSのGPUインスタンスの最小インスタンスを使用しています。。
Q: 貴社の Web サイトでは、まだ早期アクセスへの申し込みが必要です。つまり、まだベータ版であり、ベータ版の顧客として受け入れるユーザーを選択したいということですか?
答え: すでにこのプラットフォームを使用しているベータ版の顧客がいます。今後はベータ版を拡張して、より多くのパートナーを獲得していく予定です。
Q: 一般公開の予定日はありますか?
答え: おそらく今年後半の第4四半期になるでしょう。
Q: あなたと同じことをしている人を他に知っている人はいますか?
答え: 私たちが知っているわけではありません。私たちは、プリズマティックな結果を自動的に生成する唯一のプラットフォームです。
Q: 競合他社があなたを模倣するのはどれくらい簡単でしょうか?
答え: 私たちが世界で最も賢いと言っているわけではありませんが、これは解決するのがかなり難しい問題です。
Q: どれくらいの期間取り組んできましたか?
答え: 2023年11月から。つまり8～9か月です。非常に優秀な人材のチームです。私たちは9人で、そのうち6人は博士号を持っており、この分野ではおそらく最高の学校の1つに所属しています。 [At the end of 2023, InfinitForm raised an undisclosed amount from Schematic Ventures.] （ソース）
Q: InfinitForm のアイデアはどうやって思いついたのですか?
答え: Carbon を離れたとき、それは私にとって自然なことでした。私たちは設計を自動化できる高度な技術を開発しましたが、それは積層造形市場向けだけのものであり、積層造形市場は成長していないことに気づきました。
巨大な伝統的製造市場がある [of subtractive manufacturing] 世の中には自動化されていないものがたくさんあります。さらに深く掘り下げていくと、これは非常に難しい問題だということが分かりました。なぜなら、有機的なデザインを作成するには、ほとんど制約を設けないからです。トポロジー最適化を適用し、ジオメトリ処理を行いますが、これも簡単ではありません。
しかし、デザインをこれらの角柱形状に厳密に制限し、人間のように作られたデザインを作成することは、非常に難しい問題です。
Q: 最終的には会社を売却したいとお考えだと思いますが。
答え: 今回は大きな会社を作りたいと思っています。ここには大きなものがあります。
Q: 明らかに、今後さらに機能を追加していきたいと思います。しかし、プリズマティック生成モデリングのアイデアは、他の分野にも広がる可能性がありますか?
答え: そうですね。当社はCNC加工から始めて、ダイカストや射出成形へと事業を拡大しています。
Q: 積層造形はそれほど大きなものではない、というあなたのおっしゃることは理解できます。実際、私が大規模に積層造形を見たのは、バルセロナのサグラダ・ファミリアの地下室だけでした。そこでは、大聖堂に収まるかどうかを調べるために、多数の 3D プリンターを使って部品を製造していました。ソース）
答え: ガウディの建築物について言えば、それらは有機的です。100年前にどうやって手作業で作ったのでしょうか。どれほどの労力がかかったのでしょう。信じられません。
サグラダ・ファミリアの地下にある 3D プリンター (画像提供: Ralph Grabowski)
Q: コンピューターとその「元に戻す」ボタンでは、そのことを理解できないと思います。ガウディの作品はすべて手作りでした。押し出し 3D プリンターでそれを行うことはできません。
ドイツには大企業にサービスを提供する小規模な機械工場が 7,000 軒ほどあります。これらの工場では旋盤やドリルを 3D プリンターに置き換えるつもりはありません。これが市場チャンスです。
答え: また、私が持っている部品のコストを見ると、CNC 加工で大量生産するとブラケット 1 つあたり 100 ドルになります。3D プリントすると、おそらく 10 倍のコストがかかります。
積層造形における材料の品質は、CNC 加工に比べて制御が困難です。特に航空宇宙業界では、航空機の重要なコンポーネントの金属部品を 3D プリントすることはできません。重要でないコンポーネント用の 3D 金属部品のみが実装されています。
そこが、これまで見てきたよりも業界でジェネレーティブ デザイン ツールがより広く採用されるようになる分野だと私は考えています。
Q: InfinitForm は、有機的なジェネレーティブ デザインがそれほど普及していないという問題を解決する可能性があります。
答え: プリズマティック出力は、オーガニックなしでも独立して行うことができます。現在ベータ版では、ユーザーが確認して比較できるように両方を作成しています。
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