Jednym z głównych wyzwań, przed którymi stają dziś inżynierowie, jest konieczność szybkiego obliczania i analizowania wielu różnych wariantów projektowych. Tradycyjne metody często wymagają wielu godzin pracy i znaczących zasobów obliczeniowych. W tym kontekście AI może przynieść znaczącą korzyść. W połączeniu z narzędziami takimi jak FEKO i HyperStudy sztuczna inteligencja umożliwia szybsze i bardziej efektywne przetwarzanie danych.

FEKO to zaawansowane narzędzie do analizy elektromagnetycznej, stosowane w dziedzinach takich jak telekomunikacja, lotnictwo, medycyna czy motoryzacja. HyperStudy jest natomiast narzędziem do optymalizacji i analizy wrażliwości, które umożliwia automatyzację procesu optymalizacji oraz badanie wpływu różnych parametrów na wyniki projektu.

Widok Okna HyperStudy na wykresie ParetoPlot przedstawiającym parametry geometryczne anteny o największym wpływie na wybraną funkcje celu (na to co optymalizujemy – np. dopasowanie lub parametry polowe)

Optymalizacja procesu projektowego dzięki AI

Jednym z głównych algorytmów wykorzystywanych przez narzędzia takie jak FEKO i HyperStudy jest algorytm optymalizacji ewolucyjnej. W uproszczeniu, algorytm ten naśladuje proces ewolucji biologicznej, gdzie rozwiązania są oceniane, selekcjonowane i modyfikowane w celu uzyskania coraz lepszych wyników. Dzięki temu inżynierowie mogą znaleźć optymalne rozwiązania w dużo krótszym czasie. Dodatkowo, AI umożliwia automatyczne uczenie się i adaptację do złożonych wzorców danych. Dzięki temu FEKO i HyperStudy mogą w pełni wykorzystać zgromadzone dane do generowania bardziej precyzyjnych prognoz i analiz, co przekłada się na lepsze wyniki projektów i szybsze generowanie wyników.

Wyniki dla DOE (Design Of Experiment) dla analizy kilku wybranych zmiennych geometrycznych projektu oraz kilku funkcji celu (Zadowalający współczynnik odbicia, szerokość pasma)

Inżynierowie korzystający z tych narzędzi mogą przeprowadzać szybkie analizy wrażliwości, identyfikować kluczowe czynniki wpływające na wydajność projektu i dostosowywać parametry projektu w oparciu o uzyskane wyniki. Dzięki temu proces projektowy staje się bardziej elastyczny i dynamiczny, co pozwala na szybsze dostosowanie się do zmieniających się wymagań i warunków.

Znalezienie rozwiązań dla określonego optimum (funkcji celu) w zakresie definiowanych ręcznie lub automatycznie parametrów obliczeń.

Ograniczenia zastosowania AI w projektowaniu

Pomimo obiecujących możliwości, istnieją również pewne wyzwania związane z wykorzystaniem AI w procesie projektowym. Jednym z nich jest konieczność odpowiedniego dostosowania i kalibracji algorytmów do konkretnego rodzaju projektu oraz zapewnienie odpowiedniej jakości oraz ilości danych wejściowych. Ponadto, istotne jest również zrozumienie ograniczeń i potencjalnych błędów wynikających z zastosowania AI. Dlatego też warto zawsze przeprowadzać weryfikację, używając pełnofalowego solvera dla ostatniej iteracji.

Wyniki dla funkcji celu mającej poszerzyć pasmo pracy anteny oraz zmniejszyć współczynnik odbicia do minimum przy dopasowaniu do impedancji 75Ω.

Podsumowanie: czy warto projektować przy wsparciu AI

Sztuczna inteligencja może znacząco przyspieszyć proces obliczeniowy w projektowaniu inżynieryjnym, umożliwiając szybsze i bardziej efektywne przetwarzanie danych. Wykorzystanie narzędzi takich jak FEKO i HyperStudy daje inżynierom nowe możliwości, pozwalając na szybsze znajdowanie optymalnych rozwiązań i lepsze dostosowanie się do zmieniających się warunków i wymagań projektowych. Jednakże, aby zapewnić maksymalne korzyści i efektywność w procesie projektowym, konieczne jest również odpowiednie zrozumienie i dostosowanie się do wyzwań związanych z wykorzystaniem AI.