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기계 설계 산업의 미래에있는 것

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우리 대부분은 매일 기계 공학 설계에 참여하지만이 중요한 분야의 미래는 어떻습니까?

CAD 소프트웨어가 발명 된 이래 기계 설계는 그 핵심으로 혁신되었습니다. 그러나 다소 초보적인 프로세스에 대한 많은 것들이 있습니다. 분명해 보일 수있는 부분에 대해서는 여전히 수동으로 제약 조건을 입력해야합니다.

우리는 여전히 전체 모델을 손상시킬 수있는 사소한 실수를 할 수 있습니다. 소프트웨어는 점점 더 똑똑해지고 있지만 대부분의 경우 기계 엔지니어는 여전히 혁신과 기술이있는 곳에 있습니다. 하지만 프로그램이 생성되면 어떻게됩니까? 기계 엔지니어의 사무실이 해체되고 설계가 미래로 이동할 때 더 자세히 살펴 보겠습니다. (걱정하지 마세요. 여전히 직업이있을 것입니다.)

기계 설계 엔지니어를위한 다음 단계

기계 설계의 기초 인 CAD 프로그램은 혁신적인 코드와 프로그래밍에 의해 크게 추진되고 있습니다. 이는 프로그램의 능력에 놀라운 일 이었지만 CAD가 주로 키보드 중심의 기술로 발전했음을 의미합니다. 이것이 흔한 일이라는 점을 감안할 때이 사실에 대해 이상한 점을 발견하지 못할 수도 있습니다.

그러나 키보드 기반 기계 설계가하는 일은 설계자가 특정 소프트웨어에 대한 기술적 능력과 지식으로 제한하는 것입니다. 이를위한 장소는 항상있을 것이지만 컴퓨터는 곧 현실의 범위 내에서 자유로운 형태의 기계 설계를 허용 할 수있게 될 것입니다. 즉, 엔지니어로서 우리는 설계 제약을 입력 할만큼 똑똑 할 수 있지만 그럴 필요는 없습니다. 순수한 공학의 시대를 열어줍니다.

이 미래 현실의 반향이 이미 일어나고 있습니다. 터치 스크린 컴퓨터의 시대는보다 자연스러운 기계 설계 인터페이스를 가져 왔습니다. 앞으로 기계 설계를 엔지니어를위한 궁극적 인 실현으로 가져 오는 것은 가상 현실과 양자 컴퓨팅이 될 것입니다.

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앞으로 제공 될 도구를 고려할 때 기계 설계를 더 숙련 된 작업 형태로 생각하면 기계 엔지니어는 곧 우리가 작업하는 장소와 방법에 대한 더 많은 옵션을 갖게 될 것입니다. 우리는 큐비클에만 국한되지 않고 가상 공간이나 작업 현장에서 디자인하는 "기술적 인 예술가"가 될 수 있습니다. 상상해보십시오.

오늘날 모든 기술 분야에 적극적으로 참여하는 엔지니어는 현대 설계 프로세스에서 시뮬레이션이 얼마나 중요한지 이해할 수 있습니다. 이는 실질적으로 유용한 데이터를 제공하는 시뮬레이션의 향상된 기능과 설계 프로세스에서의 사용 증가에서 두 배로 확장됩니다. 이 현대적인 설계 도구 변경을 완전히 이해하려면 시뮬레이션 통합 CAD의 상태를 더 자세히 살펴 봐야합니다.

설계에 통합 된 시뮬레이션

현대적인 설계 프로세스에서 시뮬레이션에 대해 더 깊이 파고 들면 엔지니어로서의 일상 생활에 무엇이 올지 더 잘 볼 수 있습니다.

CAE와 관련하여 FEA와 같은 컴퓨터 모델 측면에서 시뮬레이션은 상당히 새로운 기능입니다. 시뮬레이션은 예측 또는 실제 모델을 사용하여 향후 설계를 준비하고 액세스하는 것으로 정의됩니다. 시뮬레이션에 대한 욕구는 기본적으로 엔지니어링의 시작으로 거슬러 올라갈 수 있지만 현대적인 사용은 세계 대전과 우주 시대에 시작되었습니다. 더 정제 된 시뮬레이션 모델은 맨해튼 프로젝트에서 핵 폭발과 초기 우주 임무에 사용 된 로켓의 설계를 모델링하는 데 사용되었습니다. 물론,이 모든 "시뮬레이션"은 종이에서 수행되었으며 다른 많은 공식 중에서 이산 수학, Navier-Stokes 방정식 및 유한 요소 분석을 포함했습니다.

시뮬레이션의 수학적 뿌리에서 벗어나 물리적 시뮬레이션은 아폴로 착륙 캡슐의 설계 프로세스에도 사용되었습니다. 엔지니어와 함께 우주 비행사가 모든 Apollo 하드웨어의 발사, 착륙 및 사용 프로세스를 테스트하는 데 사용되었습니다. 이러한 단순한 하드웨어 시뮬레이션은 사용 사례 및 이벤트 분석을 허용하는 시뮬레이션 도구의 초기 시작입니다. 우주 시대의 절정기 인 Simula-67은 최초의 시뮬레이션 중심 프로그래밍 언어가 개발되어 현대 컴퓨터 시뮬레이션 소프트웨어의 길을 안내했습니다.

시뮬레이션 수학이 개선 된 초기부터 시뮬레이션은 엔지니어에게 필수적인 도구로 굳어졌습니다.

지난 몇 년 동안 시뮬레이션은 기계 설계 소프트웨어와 같은 CAE 도구에 뿌리를 내 렸습니다. 단순한 사례 분석 기능을 넘어서, 다양한 의미의 시뮬레이션이 이제 설계보다 우선합니다. 이러한 변화된 워크 플로우는 제너 레이 티브 설계 도구와 시뮬레이션을 설계 보조 도구로 사용하는 형태로 제공됩니다. 부품을 설계 한 다음 작동 여부를 테스트하는 대신 Nastran 및 Inventor의 형상 생성기 도구와 같은 CAD 통합 시뮬레이션 소프트웨어를 사용하면 설계 전후에 시뮬레이션이 가능합니다. 제너 레이 티브 설계를 사용하면 시뮬레이션에서 설계를 생성 할 수 있고 분석 도구를 사용하면 모든 단계에서 부품 설계를 테스트 할 수 있습니다.

현대 부품 설계에서 시뮬레이션의 활용도가 증가하는 것은 당연한 일입니다. 사실 엔지니어로서 우리의 추진력은 가장 중요합니다. 우리는 본질적으로 개선, 혁신, 최적화를 추구하고 가능한 최고의 부품 / 조립품 / 기계를 설계하기 위해 노력합니다. 시뮬레이션 도구와 그에 따른 개발은알고있다.

통합 시뮬레이션의 장애물

CAD 통합 시뮬레이션 도구의 현재 상태에도 여전히 극복해야 할 장애물과 개선해야 할 사항이 있습니다. NAFEMS World Congress, International Association for the Engineering Modelling, Analysis, and Simulation Community는 최근 2017 년 어셈블리에서 시뮬레이션 도구 개선이 필요한 많은 분야를 인정했습니다. 그들은 현재 시뮬레이션 도구의 지식 재사용, 속도 및 모델 충실도, 사전 설계 시뮬레이션의 가장 많은 문제를 언급했습니다. 즉, NAFEMS가 시뮬레이션 도구를 개선해야한다고 생각하는 방식은 과거 분석에서 배운 지식을 캡처하고 다시 적용하는 능력, 모델의 속도 및 충실도 (클라우드 구현 / 증가 된 처리 능력으로 자연스럽게 향상됨) 및 설계 프로세스 전에 사용할 시뮬레이션.

따라서 CAD와 함께 시뮬레이션 도구의 현대적 사용이 개선되고 많은 사람들의 기대를 훨씬 뛰어 넘는 수준으로 성장했지만 완벽 해지기까지는 갈 길이 멀습니다. 이것은 엔지니어로서 우리에게 좋은 것을 의미합니다. 더 많은 기능을 시뮬레이션하려면 개선 된 기술 인프라가 제공 될 가능성이 있습니다. 본질적으로 시뮬레이션에는 상당한 처리 능력이 필요하기 때문에 클라우드 구현은 시뮬레이션 채택에 매우 중요합니다. 클라우드는 엔지니어에서 클라우드 데이터 센터에 이르기까지 이러한 부담을 상쇄하여 누구나 어디서나 광범위한 시뮬레이션 분석을 가능하게합니다.

시뮬레이션의 미래는 지금이지만 혁신은 곧 끝나지 않을 것입니다.

엔지니어링의 자유

궁극적으로 기계 설계를 발전시키는 목표는 컴퓨터 인터페이스의 제한적인 한계를 대체하고 엔지니어가 순수한 형태로 제작하게하는 것입니다.

기계 설계 인터페이스에서 벗어나 향후 기계 설계가 가장 필요한 산업은 자동차 및 제조와 같은 산업입니다. 그러나 최고의 기계 설계자의 기술인 AI 설계를 필요로하는 새로운 신생 산업이 있습니다. 인공적으로 지능적인 프로그램과 기계가 곧 미래 설계의 많은 부분을 차지하게 될 것입니다. 첫째, 실제 기계 설계 엔지니어가 배우고 보완해야합니다.

관련 : 기계 엔지니어가 이해해야하는 개념

아직 로봇에게 일자리를 잃는 것에 대해 걱정하지 마십시오. 설계 엔지니어의 특정 작업은 AI로만 변환되며 제거되지는 않습니다. AI와 궁극적으로 제너 레이 티브 설계가 기계 설계에 할 일은 우리 업계에서 가능한 일을 혁신하는 것입니다. 기계 설계자에게는 미래가 밝습니다.


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