Ο Γενεσιουργός σχεδιασμός ως εργαλείο παραγωγής ιδεών στον μηχανολογικό σχεδιασμό

Abstract

Τα τελευταία χρόνια με την εξέλιξη των τεχνολογιών της προσθετικής κατασκευής έχει δοθεί ευκαιρία ανάδειξης και ανάπτυξης των μεθόδων βελτιστοποίησης. Μια από αυτές τις μεθόδους αποτελεί και ο γενεσιουργός σχεδιασμός. Είναι μια επαναληπτική διαδικασία η οποία είναι εμπνευσμένη από την φυσική εξέλιξη, βασίζεται στους γενετικούς αλγορίθμους και στην τεχνητή νοημοσύνη. Μέσω αυτής παράγεται ένα πλήθος σχεδίων, τα οποία πληρούν τα κριτήρια και τους περιορισμούς που έχει καθορίσει ο σχεδιαστής. Οι σχεδιαστικές λύσεις που παράγονται έχουν περίπλοκες γεωμετρίες και δεν θα ήταν εφικτό να επιτευχθούν με κοινές μεθόδους σχεδιασμού από έναν σχεδιαστή. Στο πρώτο κεφάλαιο της παρούσας διπλωματικής εργασίας παρουσιάζονται οι βασικές αρχές του γενεσιουργού σχεδιασμού, οι εφαρμογές του στην βιομηχανία και η συμβολή του στην ανάπτυξη μηχανολογικών προϊόντων. Σκοπός της εργασίας είναι να διερευνηθεί η χρήση της μεθόδου ως εργαλείο παραγωγής ιδεών στον μηχανολογικό σχεδιασμό. Έως τώρα κύρια εφαρμογή της μεθόδου αποτελούν οι τεχνολογίες της τρισδιάστατης εκτύπωσης που επιτρέπουν την κατασκευή εξαρτημάτων με περίπλοκα σχήματα. Παρ’ όλα αυτά αυτές οι τεχνολογίες πέρα από τα οφέλη που έχουν, εμφανίζουν αρκετά κατασκευαστικά σφάλματα και το κόστος τους είναι υψηλό. Στο δεύτερο κεφάλαιο της εργασίας αναλύονται αυτά τα σφάλματα και παρουσιάζονται μοντέλα για τον υπολογισμό του κόστους κατασκευής. Έπειτα, γίνεται αναφορά της πρότασης χρήσης του γενεσιουργού σχεδιασμού για την κατασκευή αντικειμένων με κλασσικές μεθόδους με στόχο την μείωση του κόστους των εξαρτημάτων. Για τον σκοπό αυτό, αναφέρονται μοντέλα κόστους των συμβατικών μεθόδων και παρατίθεται συγκριτική μελέτη κατασκευής καλουπιού με μέθοδο αφαίρεσης υλικού και τρισδιάστατης εκτύπωσης. Στο τρίτο κεφάλαιο παρουσιάζονται τέσσερις μελέτες περίπτωσης κατά τις οποίες γίνεται ανασχεδιασμός αντικειμένων που παρήχθησαν μέσω της μεθόδου του γενεσιουργού σχεδιασμού. Κάθε παράδειγμα ανασχεδιάζεται έχοντας ως οδηγό το αποτέλεσμα του γενεσιουργού σχεδιασμού και λαμβάνοντας υπ’ όψιν ότι θα κατασκευαστεί με συμβατικές μεθόδους. Στη συνέχεια, γίνεται σύγκριση του κόστους κάθε εξαρτήματος ως προς την κατασκευαστική μέθοδο. Στο τέταρτο κεφάλαιο αναφέρονται τα συμπεράσματα της διπλωματικής εργασίας και παρατίθεται προτεινόμενο διάγραμμα διαδικασίας ανάπτυξης προϊόντος.