Моделирование FEM используется в массовом формовании для предварительного тестирования процессов ковки на компьютере. Компоненты, такие как коленчатые валы или поршни, могут быть представлены в программном обеспечении как сеть из множества точек. Для моделирования процесса формования программа рассчитывает смещение этих точек с учетом прочности материала, геометрии матрицы и заготовки и многих других факторов. Эти расчеты могут занять часы или даже дни. И одного прохода недостаточно: компьютерное моделирование часто показывает, что во время процесса формования возникают ошибки - что форма заполнена не полностью или появляются морщины. Затем инженеры корректируют процесс ковки и снова начинают симуляцию. Иногда требуется очень много времени, чтобы получить лучший результат.
Быстрые прогнозы благодаря искусственному интеллекту
Процессы ковки почти ежедневно моделируются в Институте интегрированного производства в Ганновере (IPH). Поэтому инженеры по собственному опыту знают, как работают изнурительные медленные симуляции FEM, и теперь хотят разработать гораздо более быструю альтернативу. В исследовательском проекте «Kimulation - прогнозирование на основе ИИ результатов массового моделирования формования» специалисты по формованию работают междисциплинарно со специалистами по искусственному интеллекту. Исследовательский проект финансируется Немецким исследовательским фондом (DFG), и результаты должны быть доступны через три года.
Алгоритм самообучения благодаря интеллектуальному анализу данных
Цель исследователей: они хотят запрограммировать алгоритм самообучения, который может прогнозировать результаты моделирования FEM и обеспечивать максимально точный предварительный просмотр в кратчайшие сроки. Алгоритм должен использовать интеллектуальный анализ данных для получения необходимых знаний для этого путем анализа наборов данных из моделирования FEM и распознавания в них закономерностей, которые затем он может также применять к другим процессам формования. Исследователи хотят, чтобы алгоритм предсказывал результат формирования менее чем за 60 секунд - с точностью прогноза не менее 95 процентов.
Предварительный просмотр непосредственно из программы CAD
Детальное моделирование FEM не может быть полностью заменено этим методом, но оно может быть сведено к минимуму. Следует пропустить еще один шаг: до настоящего времени инженеры проектировали свои кованые детали в программах CAD и импортировали их в программу FEM для моделирования. С помощью алгоритма, который разрабатывают исследователи, предварительный просмотр может быть сделан непосредственно из программы CAD.
Программное обеспечение должно проходить через целые строки
Кроме того, в дальнейшем программа должна иметь возможность автоматически проходить и анализировать полные серии испытаний - например, проверять формование необработанных деталей различной длины и разных диаметров при различных усилиях и температурах формования. Инженеры не должны были бы начинать новое моделирование FEM для каждого варианта, но могли бы сконцентрироваться на комбинациях параметров, которые наиболее перспективны в предварительном просмотре. «Это позволило бы нам значительно сократить длительность фазы испытаний», - говорит Нилам Раш, эксперт по технологиям в IPH. «Это было бы невероятным облегчением» - не только для исследователей из IPH, но и для инженеров в кузнечных компаниях. (Mz)