pomocí programu MAGMAfrontier
Každodenním úkolem slévárenského inženýra je navrhnout a optimalizovat technologické návrhy a procesy. Funkcí mnoha nástrojů CAE (Computer Aided Engineering) je poskytovat inženýrům informace, jež je vedou ke stále lepším, optimálnějším rozhodnutím a návrhům. Simulační technologie vyžadují od uživatele věrohodné a přesné počáteční a okrajové podmínky. Po zadání všech potřebných podmínek a procesních dat podstupuje vytvořený virtuální model řadu mechanických, fyzikálních či chemických analýz. Simulační software poté sdělí inženýrovi, jaké výsledky může očekávat, pokud proces, který navrhl a analyzoval, bude uveden do praxe.

Modul MAGMAfrontier umožňuje uživateli provést nezávislou optimalizaci jakéhokoliv licího procesu pomocí takzvaných genetických algoritmů (genetic algorithms). Tento typ algoritmů v podstatě „simuluje“ přírodu a její přirozený vývoj použitím mechanismů rozhodování, jako jsou selekce, mutace a preference elity. Tato skutečnost dovoluje použít a převést jakýkoliv návrh licího procesu do automatického optimalizačního schématu.

Obr. 2: Tabulka výsledných návrhů s barevným označením nejoptimálnějšího řešení

MAGMAfrontier začíná simulací skupiny náhodných návrhů (designů), které mohou reprezentovat různé procesní či okrajové podmínky nebo i geometrické návrhy. Pro každého z těchto „jedinců“ je provedena kompletní slévárenská simulace. Daný software nezávisle vyhodnocuje výsledky optimalizace ve vztahu k předem definovaným omezením a cílům. Po tomto prvotním zhodnocení program automaticky vytvoří novou generaci jedinců na základě předem zmíněných rozhodovacích mechanismů a pravidel genetiky. Pomocí těchto mechanismů (selekce, mutace a preference elity) dochází v nových generacích k postupnému vytváření optimálních řešení vzhledem k vytyčeným cílům. Výsledkem práce v programu MAGMAfrontier je vždy tabulka všech možných variant návrhů, viz obr. 1, se kterou je možno dále pracovat, zobrazovat či porovnávat výsledné návrhy ve vztahu k vytyčeným cílům nebo k jiným předdefinovaným parametrům, viz obr. 2.

Obr. 3: Grafické zobrazení výsledků optimalizace

V současnosti MAGMAfrontier umožňuje optimalizaci těchto atributů:

• Optimalizace tvaru a objemu nálitků
• Optimalizace vtokových systémů, viz obr. 3
• Optimalizace procesních parametrů
• Inverzní optimalizace okrajových podmínek a materiálových vlastností

Závěrem je třeba podotknout, že tento optimalizační nástroj s velkým potenciálem v žádném případě nemůže nahradit práci zkušeného slévárenského inženýra. Cílem tohoto nástroje je asistovat danému inženýrovi při jeho každodenní práci, hledat a navrhovat nová řešení či geometrie, ale konečné rozhodnutí či volba určitého optimálního řešení je vždy jen na člověku.

Ing. Petr Kotas, Technical University of Denmark