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借助人工智能,注塑成型仿真成为现实

借助人工智能,注塑成型仿真成为现实

--人工智能对注塑成型的首个重大影响,是否将通过仿真领域实现?

Cenk Feridunoglu 或许正在一场注塑成型会议上发表演讲,但他和他的公司 Empower Corp.(加拿大不列颠哥伦比亚省温哥华)都不认为自己是注塑成型专家。

"你可以把我们看作数学,"Feridunoglu 的同事、Empower 董事总经理 Mike Sheh 解释道。"当数学应用于会计,就变成了金融。当数学应用于物理,就变成了工程。"

在注塑成型仿真软件供应商 Moldex3D 于三月在底特律郊外举办的研讨会上,Feridunoglu 将数学应用于注塑成型,并提出了一个问题:人工智能将改变注塑成型仿真的哪些方面?更确切地说,Feridunoglu 探讨了智能体人工智能(agentic AI)——一种能够独立、自主地设定目标、制定计划并使用数字工具执行多步骤任务的 AI 系统——在注塑成型仿真中的应用。

"基本上,智能体人工智能意味着你拥有一个大型语言模型(LLM),"Feridunoglu 说,"然后你让这个模型能够发出两种调用——在你的操作系统中执行任何类型的程序,然后获取输出结果,对这些输出进行推理,并决定下一步该做什么。"

自 2025 年起就与 Moldex3D 合作的 Empower 认识到,将智能体人工智能应用于注塑成型仿真,其核心资产——算法——提供了一个独特的机会。"起初我没有意识到这一点,"Feridunoglu 说,"但后来我发现,实际上我们所有的算法都是工具。"这意味着 Empower 可以像训练"博士级别的数学优化专家"一样来调教这个 LLM,Feridunoglu 解释道。"我们可以告诉这个 LLM:'这些都是你可以使用的工具;帮我解决这个问题。'现在它变得非常、非常强大,因为在过去,甚至直到今天,一些商业软件虽然提供了一整套算法工具箱,但终端用户通常根本不知道从哪里开始,或者该使用哪个算法。"

Sheh 用一个关于实体工具的类比来进一步说明。"过去,当你去工具箱拿扳手时,有不同尺寸范围的扳手,对应解决特定类别的问题。你需要特定的工具,但有了 AI 就不需要了,"Sheh 说。"你实际上不需要几十种不同的扳手。你拥有非常智能的工具可以使用;这就是我们开发的。简而言之,这就是我们开发智能算法的核心所在。"

"我们的想法是,我们拥有工具,而 LLM 也存在,让我们将它们融合在一起,创造出真正强大的东西,并选择一个热门问题,"Feridunoglu 说。Empower 和 Moldex3D 选择的问题是:浇口位置。

通往浇口的门户

一个新的零件设计与其说是一个具体的构件,不如说是一系列必须回答的问题:

- 材料是什么?

- 是否需要支撑结构(如果需要,在哪里)?

- 基于所选的分型线,零件将如何脱模?

也许最基础的问题是浇口位置,即设计工程师将熔体引入型腔的入口设置在哪里。

"注塑成型中最常见的问题就是浇口位置,"Feridunoglu 说。"我们可以为工程师提供一个基本的初始设计,以及需要关注的风险矩阵,因为我们可以识别这些问题;LLM 也能发现它们。"

在他演讲分享的一个例子中,Feridunoglu 让一位假设的工程师为一个新零件开发 Moldex3D 仿真模型,AI 在运行任何仿真之前,就从过往经验中提取知识,给出可执行的建议。这加速了建模和仿真过程。AI 模型自动通过零件形状识别来辨识零件几何结构,然后建议最优浇口位置,以及工艺参数,包括料筒/模具温度、注射速度和树脂干燥要求。它还基于选定的材料进行了翘曲和收缩分析。

利用 Empower 的数据库,程序将该新零件识别为离心风机叶轮,沿 Y 轴脱模。系统建议设置三个浇口以实现平衡充填,预测浇口之间会出现熔接线,并为叶片确定了优化的流动模式。自动生成的厚度分析识别出零件的最小、最大和平均厚度,并标记出轮毂区域明显更厚。

Feridunoglu 指出,AI 还计算出收缩各向异性比,在机器方向与横向之间达到 3.7 倍。"对于翘曲来说,这是一个重要的比值,"Feridunoglu 说。"AI 将其标记为关键问题。"

接下来发生的事情,Feridunoglu 认为尤其具有影响力。"最后一步,我觉得非常酷的是,能够与结果报告进行对话,"Feridunoglu 说。"这是在探索运行结束后。我们最终得到的最重要的是结果报告,你为此花费了数小时的计算时间。"

设计工程师还可以就约束放宽和设计权衡寻求建议。"助手可能会告诉你,稍微放宽一个几何约束,就能显著改善翘曲性能,"Feridunoglu 解释道。

人类与 AI 之间的互动——而非 AI 完全独立于工程师——是有意为之的。目标是实现人类参与(HITL),将代理型人工智能作为具有自主性、以目标为导向的系统,使AI不取代工程师,而是与他们协同工作。"这些智能体可以规划、推理并采取多步骤行动,"Feridunoglu 说。"在仿真工作流的背景下,"他说,"这些 AI 智能体可以从数据或自然语言描述中理解你的工程设计目标。它们可以从过往设计中为你提供洞察。"