Конструктор уроків
11
38
189
0
3
4
1
Тема: Штучний інтелект (ШІ) та САПР: складові та алгоритми моделювання
Мета:
Ознайомитися зі складовими систем ШІ у контексті САПР;
Розглянути алгоритми, які застосовуються для моделювання;
Навчитися розрізняти, де використовується ШІ в проєктуванні;
Виконати практичні завдання для закріплення матеріалу.
2
1. Складові ШІ в САПР:
Бази знань – містять правила, приклади, технічні норми.
Системи машинного навчання – розпізнають шаблони та оптимізують моделі.
Експертні системи – допомагають приймати рішення (наприклад, вибір матеріалу).
Модулі оптимізації – знаходять найкращий варіант конструкції за заданими параметрами.
2. Алгоритми моделювання в САПР із ШІ:
Генетичні алгоритми – автоматично шукають оптимальні конструктивні рішення.
Нейронні мережі – прогнозують поведінку моделей (наприклад, навантаження на конструкцію).
Евристичні алгоритми – використовують наближені рішення (економлять час).
Алгоритми розпізнавання образів – інтерпретують креслення чи 3D-скани.
3
Питання: Що таке ШІ у контексті САПР?
4
Завдання: Встановіть відповідність між прикладом і алгоритмом ШІ:
Програма автоматично підбирає найміцніший матеріал для деталі → …
Система прогнозує, як поведеться міст при землетрусі → …
Програма створює 100 різних варіантів форми деталі і залишає найкращі → …
Відповідь:
1 → Експертна система
2 → Нейронна мережа
3 → Генетичний алгоритм
Зробіть це у вигляді таблички та введіть у вікні відповіді
5
Завдання: Виконайте у Fusion 360 чи SolidWorks:
Створіть просту деталь (наприклад, балку 200×20×20 мм).
Запустіть Simulation/Generative Design.
Задайте навантаження (наприклад, сила 500 Н посередині).
Запустіть оптимізацію.
Що робити крок за кроком:
Створити 3D-модель балки.
Перейти у модуль Simulation або Generative Design.
Вказати матеріал (наприклад, сталь).
Задати фіксовані опори на кінцях.
Накласти силу на центр балки.
Запустити розрахунок.
Очікуваний результат: програма покаже, як балка деформується та які варіанти форми з кращим розподілом матеріалу можна застосувати.
скріни результату вставте у вікно вводу
6
Як перейти в модуль Simulation або Generative Design у Fusion 360
Запустіть Fusion 360 → відкрийте або створіть свою модель балки (наприклад, 200×20×20 мм).
У верхньому меню зліва (поруч із Design) знайдіть випадаючий список робочих середовищ.
За замовчуванням відкривається Design (створення моделей).
Оберіть Simulation → для перевірки міцності.
Або Generative Design → для автоматичної оптимізації форми.
🔹 Як вказати матеріал (наприклад, сталь)
У Simulation натисніть Assign Material (піктограма із кубиком).
У вікні відкриється бібліотека матеріалів.
Оберіть Steel → Mild Steel (або іншу сталь).
Натисніть Apply, щоб застосувати матеріал до вашої балки.
🔹 Як задати фіксовані опори на кінцях
На панелі інструментів знайдіть Constraints → Structural Constraints.
Клацніть на торці балки (лівий і правий кінець).
У діалоговому вікні оберіть Fixed (повністю зафіксований кінець).
Це означає, що балка «прикріплена» і не може рухатися в цих місцях.
🔹 Як накласти силу на центр балки
У меню оберіть Loads → Force.
Клацніть на верхній поверхні балки в центрі.
Вкажіть величину сили (наприклад, 500 N) і напрям (вниз).
Зазвичай напрям задається синім вектором – його можна повернути у потрібну сторону.
🔹 Як запустити розрахунок
Натисніть кнопку Solve (праворуч угорі).
Fusion 360 може попросити обрати:
Cloud Solve (обчислення в хмарі, швидше, але потребує інтернету).
Local Solve (на вашому комп’ютері).
Після розрахунку програма покаже:
кольорову схему напружень (де червоне = найбільші навантаження);
деформацію балки;
результат міцності (чи витримує балка).
👉 У SolidWorks кроки схожі:
Перейти у вкладку Simulation;
Вибрати Apply Material;
Додати Fixtures (опори);
Додати External Loads (сили/момент);
Запустити Run.
7
Завдання: Уявіть, що у вас є відсканований кресленик на папері. Опишіть, як ШІ вбудований у САПР допомагає з ним працювати.
Приклад пояснення:
Алгоритм розпізнавання образів переводить лінії в векторний формат.
Система класифікує об’єкти (коло, відрізок, текст).
Автоматично створюється цифрова CAD-модель.
8
Завдання:
Уявіть, що ви проєктуєте легкий дрон. Потрібно зменшити масу корпусу, але залишити міцність. Опишіть, як ШІ у САПР допоможе:
9
Приклад відповіді:
Алгоритм оптимізації згенерує 50 варіантів корпусу з різним розташуванням ребер жорсткості.
Нейронна мережа проаналізує, який варіант витримає навантаження.
Програма вибере оптимальний баланс "вага/міцність".
10
Які основні складові ШІ у САПР?
Чим відрізняється нейронна мережа від експертної системи?
Де застосовуються генетичні алгоритми у проєктуванні?
Як ШІ допомагає в аналізі відсканованих креслень?
Які переваги використання ШІ у САПР?
11
Домашнє завдання:
Завантажте FreeCAD (безкоштовний аналог CAD). Створіть будь-яку просту 3D-деталь і пошукайте в інтернеті приклади плагінів або модулів з ШІ для оптимізації. Зробіть короткий опис, які задачі вони можуть вирішувати.
Рефлексія від 8 учнів
Сподобався:
Так: 8
Ні: 0
Зрозумілий:
Так: 8
Ні: 0
Потрібні роз'яснення:
Ні: 8
Так: 0