AI w CAD: Jak sztuczna inteligencja zmienia projektowanie i rozwój produktów?

Sztuczna inteligencja przestała być tematem zarezerwowanym dla branży IT. Coraz częściej pojawia się również w środowisku inżynierskim, a producenci systemów CAD prześcigają się w prezentowaniu nowych funkcjonalności opartych na AI. W Sii obserwujemy rozwój tych technologii zarówno z perspektywy inżynierów, jak i klientów realizujących projekty produktowe, przemysłowe oraz automatyzacyjne. Warto więc przyjrzeć się temu, gdzie obecnie znajduje się rynek i czego możemy spodziewać się w najbliższych latach.

Jeszcze kilka lat temu były to pojedyncze eksperymentalne funkcje. Dziś rozwiązania wykorzystujące sztuczną inteligencję znajdziemy w najpopularniejszych platformach projektowych, takich jak SOLIDWORKS, Autodesk Fusion, PTC Creo czy Siemens NX.

Wraz z rosnącą popularnością technologii pojawiają się jednak pytania. Czy AI rzeczywiście zmienia sposób projektowania? Jakie rozwiązania są już dostępne na rynku? Czy konstruktorzy powinni obawiać się o swoją przyszłość? A przede wszystkim – jak wykorzystać potencjał AI, aby realnie zwiększyć efektywność procesów projektowych?

Od asystenta do współprojektanta

Rozwój AI w systemach CAD można podzielić na trzy główne obszary.

Pierwszym z nich jest AI asystująca, czyli rozwiązania wspierające projektanta podczas codziennej pracy. To właśnie z tym typem sztucznej inteligencji większość inżynierów ma obecnie najczęściej do czynienia. Funkcje takie jak automatyczne rozpoznawanie wiązań, naprawianie relacji w szkicach, przyspieszanie wyboru operacji czy inteligentne podpowiedzi kolejnych działań pozwalają ograniczyć liczbę powtarzalnych czynności wykonywanych każdego dnia. Źródłem tych rozwiązań są między innymi najnowsze funkcje rozwijane przez SOLIDWORKS oraz Siemens.

Kolejnym poziomem jest AI predykcyjna, której zadaniem nie jest już wyłącznie wspieranie użytkownika, ale przewidywanie jego potrzeb. Tego typu rozwiązania potrafią rozpoznawać podobne komponenty, sugerować kolejne operacje projektowe, identyfikować wzorce występujące w modelach czy automatycznie tworzyć wybrane elementy konstrukcji. W praktyce oznacza to skrócenie czasu potrzebnego na wykonywanie rutynowych operacji oraz zwiększenie spójności projektów.

Największe zainteresowanie budzi jednak AI generatywna, która nie tylko analizuje dane, ale potrafi tworzyć nowe rozwiązania. To właśnie tutaj pojawiają się funkcje generowania szkiców, modeli 3D, dokumentacji technicznej czy zoptymalizowanych kształtów części na podstawie zdefiniowanych przez inżyniera wymagań.

Jakie możliwości AI oferują dziś systemy CAD?

Jeszcze kilka lat temu funkcje sztucznej inteligencji w systemach CAD były traktowane jako ciekawostka technologiczna. Dziś praktycznie wszyscy najwięksi producenci oprogramowania inwestują w rozwój własnych rozwiązań AI. Mimo że poszczególne platformy różnią się filozofią działania, wspólnym celem pozostaje zwiększenie produktywności inżynierów, ograniczenie liczby powtarzalnych czynności oraz szybsze przechodzenie od koncepcji do gotowego produktu.

Autodesk – od generative design do inteligentnego asystenta

Autodesk od wielu lat znajduje się w gronie liderów wykorzystania AI w projektowaniu inżynierskim. Szczególnie widoczne jest to w środowisku Fusion, gdzie sztuczna inteligencja wspiera zarówno proces projektowania, jak i przygotowania produkcji. Najbardziej rozpoznawalną funkcją pozostaje Generative Design, pozwalający na automatyczne tworzenie wielu wariantów konstrukcji na podstawie zdefiniowanych przez inżyniera wymagań, obciążeń oraz ograniczeń technologicznych.

W ostatnich latach Autodesk rozwija również Autodesk Assistant, czyli rozwiązanie wykorzystujące język naturalny do wspomagania użytkownika podczas pracy. Oprócz odpowiadania na pytania asystent może wykonywać wybrane operacje w środowisku CAD, wspierać tworzenie dokumentacji oraz przyspieszać realizację codziennych zadań projektowych.

Siemens – AI jako cyfrowy współprojektant

Siemens rozwija sztuczną inteligencję przede wszystkim w środowisku NX oraz Designcenter. Producent koncentruje się na połączeniu AI z projektowaniem, symulacjami i procesami produkcyjnymi w ramach koncepcji cyfrowego bliźniaka. Kluczowym elementem tego podejścia jest Design Copilot NX, czyli asystent wykorzystujący język naturalny do wspierania użytkowników podczas projektowania, wyszukiwania wiedzy technicznej i rozwiązywania problemów.

Równolegle Siemens rozwija funkcje predykcyjne i generatywne, takie jak inteligentne podpowiedzi operacji, optymalizacja konstrukcji, automatyzacja tworzenia dokumentacji czy wykorzystanie AI w procesach CAM. Coraz większy nacisk kładziony jest również na integrację projektowania z analizami przepływów, symulacjami oraz oceną wykonalności produkcyjnej już na etapie tworzenia modelu.

Dassault Systèmes – inteligentna automatyzacja w SOLIDWORKS i CATIA

Dassault Systèmes rozwija technologie AI równolegle w dwóch najważniejszych rodzinach produktów: SOLIDWORKS oraz CATIA. W przypadku SOLIDWORKS użytkownicy korzystają już z funkcji przewidywania kolejnych poleceń, inteligentnego rozpoznawania komponentów, automatycznego tworzenia dokumentacji czy usprawnień procesów montażowych. Celem tych rozwiązań jest przede wszystkim przyspieszenie codziennej pracy konstruktora.

Równie interesująco wygląda rozwój platformy CATIA na środowisku 3DEXPERIENCE. Dassault wykorzystuje AI do przewidywania działań użytkownika, automatycznego tworzenia relacji projektowych, wspierania modelowania oraz zaawansowanego Generative Design. Funkcje takie jak Command Intelligence czy Function-Driven Generative Designer pozwalają automatyzować zarówno projektowanie koncepcyjne, jak i optymalizację geometrii pod kątem wymaganych parametrów technicznych.

PTC – AI oparta na wiedzy inżynierskiej

PTC rozwija sztuczną inteligencję przede wszystkim w środowisku Creo. Najnowsze wersje systemu zostały wyposażone w Creo AI Assistant, który pełni rolę eksperta dostępnego bezpośrednio w środowisku projektowym. Inżynier może uzyskać wsparcie dotyczące najlepszych praktyk, procesów projektowych czy rozwiązywania problemów bez konieczności przeszukiwania dokumentacji lub konsultacji z innymi użytkownikami.

Ważnym elementem strategii PTC pozostaje również rozwój Generative Design oraz integracja AI z symulacjami i analizą modeli 3D. Producent konsekwentnie rozwija funkcje wspierające optymalizację konstrukcji, identyfikację potencjalnych problemów projektowych oraz wykorzystanie wiedzy zgromadzonej w organizacji do przyspieszania procesów rozwojowych.

Startupy rozwijające AI dla CAD

Obok największych dostawców rozwija się również dynamiczny ekosystem startupów i wyspecjalizowanych platform AI dla inżynierii. Rozwiązania takie jak MecAgent, Leo AI czy AdamCAD koncentrują się na automatyzacji procesów projektowych, wyszukiwaniu wiedzy technicznej oraz wykorzystaniu języka naturalnego do obsługi systemów CAD. Choć ich możliwości są obecnie bardziej wyspecjalizowane niż w przypadku największych producentów, pokazują one kierunek, w którym zmierza cała branża.

Generative Design – najbardziej spektakularne zastosowanie AI

Jeżeli istnieje jeden obszar, który najlepiej pokazuje potencjał sztucznej inteligencji w projektowaniu, jest nim Generative Design.

W tradycyjnym podejściu konstruktor sam tworzy kolejne warianty rozwiązania, analizuje ich zachowanie i wybiera najlepszą opcję. W przypadku Generative Design proces wygląda zupełnie inaczej. Inżynier określa warunki pracy, obciążenia, materiały oraz ograniczenia technologiczne, a system generuje dziesiątki lub nawet setki możliwych wariantów konstrukcyjnych.

Takie podejście pozwala odkrywać rozwiązania, które często nie przyszłyby projektantom do głowy. Dzięki temu możliwe jest znaczące ograniczenie masy komponentów przy zachowaniu wymaganej wytrzymałości. Właśnie dlatego technologia ta znalazła zastosowanie między innymi w przemyśle lotniczym, motoryzacyjnym oraz w projektowaniu zaawansowanych produktów technicznych.

Warto jednak pamiętać, że nawet najbardziej zaawansowane algorytmy nie zastąpią wiedzy inżynierskiej. Wygenerowany model może wyglądać imponująco, ale nadal wymaga oceny pod kątem technologii produkcji, kosztów wykonania, montażu czy serwisowania.

Dlaczego AI nie zastąpi konstruktora?

Wiele dyskusji wokół AI sprowadza się do pytania, czy sztuczna inteligencja przejmie pracę inżynierów. Z perspektywy praktyki projektowej odpowiedź pozostaje niezmienna – AI jest narzędziem wspierającym, a nie zastępującym specjalistę.

Sztuczna inteligencja nie rozumie produktu w taki sposób jak człowiek. Nie zna problemów występujących na hali produkcyjnej, nie bierze odpowiedzialności za projekt i nie posiada doświadczeń wynikających z realizacji dziesiątek projektów czy analiz rzeczywistych awarii. Jej skuteczność w dużej mierze zależy również od jakości danych, na których została wytrenowana. Źródła błędnych danych mogą prowadzić do błędnych rekomendacji, a tak zwane halucynacje AI pozostają wyzwaniem nawet dla najbardziej zaawansowanych modeli.

Dodatkową barierą są kwestie związane z własnością intelektualną. Modele CAD bardzo często stanowią kluczowe aktywa przedsiębiorstw, a możliwość ich bezpiecznego wykorzystania w systemach AI wymaga odpowiednich procesów i zabezpieczeń.

Projektowanie wspierane przez AI – co czeka inżynierów?

Wszystko wskazuje na to, że w najbliższych latach rola inżyniera będzie stopniowo ewoluowała. Zamiast poświęcać czas na wykonywanie powtarzalnych operacji, konstruktorzy będą coraz częściej koncentrować się na definiowaniu problemów, podejmowaniu decyzji projektowych i ocenie rozwiązań proponowanych przez AI.

Coraz bardziej realna staje się wizja systemów CAD sterowanych językiem naturalnym. Zamiast tworzyć model krok po kroku, użytkownik będzie opisywał swoje wymagania, a system sam zaproponuje geometrię, przeprowadzi analizy i wygeneruje dokumentację. W kolejnych latach możemy spodziewać się głębszej integracji środowisk CAD, symulacji i procesów produkcyjnych, co pozwoli jeszcze bardziej skrócić czas opracowania nowych produktów.

AI to technologia. Przewagę daje sposób jej wykorzystania

Dzisiejszy rynek oferuje coraz więcej narzędzi wykorzystujących sztuczną inteligencję. Sam wybór oprogramowania nie gwarantuje jednak sukcesu. Kluczowe znaczenie ma umiejętność właściwego dopasowania technologii do procesów projektowych, integracji z istniejącym środowiskiem pracy oraz przygotowania zespołów na nowe metody działania.

W Sii na co dzień wspieramy klientów w obszarze rozwoju produktów, projektowania mechanicznego, automatyzacji oraz transformacji cyfrowej procesów inżynierskich. Dzięki doświadczeniu zdobytemu w projektach realizowanych dla różnych gałęzi przemysłu potrafimy ocenić nie tylko możliwości poszczególnych narzędzi AI, ale przede wszystkim ich realną wartość biznesową.