Automatyzacja i projektowanie parametryczne
Parametryczne formy geometryczne przykuwają uwagę i są obecne w przestrzeni publicznej. Czym jest projektowanie parametryczne w celu optymalizacji? Co stoi za projektowaniem parametrycznym, czym są parametry i automatyzacja i kiedy staje się to opłacalne?
Czym są parametry ?
Geometrię, etykietę lub inny obiekt niegeometryczny możemy zapisać za pomocą parametrów. Parametr to zmienna w danym obiekcie, która przyjmuje różne wartości w czasie lub przestrzeni. Dla przykładu:
Księżyc krąży dookoła ziemi. Pomijając zbliżanie się księżyca do ziemi oraz inne niedokładności można przyjąć, że kąt pomiędzy słońcem, ziemią a księżycem zmienia się i jest pewnym parametrem. W zależności od pozycji księżyca (na ilustracji od 1 do 8) parametr kąt będzie przyjmował różne wartości (w tym przypadku od 0 do 360). Jest to przykład parametru zmieniającego się w czasie.
Sześcian zbudowany z mniejszych sześcianów to obiekt, gdzie mamy do czynienia z parametrem zmieniającym się nie w czasie a przestrzeni. Parametrem w tym przypadku jest wielkość małych sześcianów zmieniających się w zależności od ich położenia. Można zauważyć, że istnieje tutaj pewna zasada: im dalej od jednego z wierzchołków sześcianu tym kolejne małe sześciany stają się mniejsze. W projektowaniu parametrycznym zawsze należy zdefiniować co jest parametrem (co się zmienia) i według jakiej zasady. To fundament parametrycznego obiektu.
Co to jest projektowanie parametryczne ?
Nadawanie różnych wartości parametru w obiektach według określonej zasady to projektowania parametryczne. Obiekt może posiadać 1, 10, 100 lub więcej parametrów, które poprzez zmianę według konkretnej zasady przynoszą różne wyniki. Największą zaletą projektowania parametrycznego to mnogość wariantów jakie możemy otrzymać przy konkretnej operacji. Największą wadą projektowania parametrycznego to konieczność każdorazowego zapisu myśli projektowej za pomocą liczb.
Jaki jest cel projektowania parametrycznego ?
Jest ich co najmniej kilka. Jedne z najważniejszych powodów dlaczego projektujemy parametrycznie to duża liczba wyników, które możemy uzyskać i wybrać najlepszy albo optymalizacja. W gruncie rzeczy obydwie metody sprowadzają się do dwóch czynności - generowanie bardzo dużej liczby rozwiązań i wybieranie najlepszego. Dla przykładu:
Drewniana ławka na stalowym stelażu jest zaprojektowana parametrycznie. Zbudowana jest z powtarzalnych drewnianych desek o różnej długości i różnej pozycji. Każda następna deska ma inną długość. W tym przypadku parametrem jest długość deski a zasada, według której deska zmienia swoją długość mogłaby brzmieć następująco: "każda następna deska ma być o 3 cm krótsza". Za pomocą tak sformułowanych zasad możemy wygenerować nieskończenie wiele wariantów tej samej ławki i wybrać tą, która najbardziej nam się podoba.
Najbardziej korzystne położenie paneli fotowoltaicznych zapewnia maksymalny zysk energii podczas eksploatacji. Parametryczne zaprojektowanie położenia paneli pozwala znaleźć najlepsza możliwą pozycję. Jest to zabieg optymalizacyjny, czyli generowanie dużej liczby wariantów i wybranie jednego najlepszego ale inaczej jak w przypadku drewnianej ławki, gdzie decydował gust projektanta. W tym przypadku najlepszy wynik wskazał największy parametr.
Gdzie opłaca się stosować projektowanie parametryczne ?
Najbardziej opłacalna sytuacja dla parametryzacji projektu to każda sytuacja, w której można spodziewać się dużej liczby dobrych rozwiązań ale środki przeznaczone na projekt nie pozwalają na pochylenie się nad każdą opcją z osobna projektując ją indywidualnie. Projektowanie parametryczne pozwala rozpatrywać wiele możliwości w bardzo krótkim czasie.
Gdzie można optymalizować projekty ?
Zastosowania projektów parametrycznych możemy szukać nie tylko dla rzeźbienia form geometrycznych ale również wykorzystywać je do optymalizacji. Oto kilka przykładów:
Optymalizacja posadowienia budynku na nierównym terenie (wykop i nasyp),
Sytuowanie budynki względem stron świata pod kątem zacienianiania, wydajności energetycznej itd.,
Optymalizacja konstrukcji budynku (bilans stali, betonu),
Optymalizacja pozycji dźwigu na budowie,
Optymalizacja kąta nachylenia połaci dachowej,
Symulacja kosztorysu
Optymalizacja urządzeń grzewczych
Czym jest automatyzacja procesów projektowych?
Niektóre czynności projektowe i wykonawcze to czynności powtarzalne. Wprowadzenie standaryzacji i automatyzacji pozwala zaoszczędzić czas i pieniądze. Za pomocą zaawansowanych narzędzi projektowych w tym parametrycznych można znacząco poprawić jakość funkcji budynku lub obniżyć koszty budowy w takich obszarach jak standardowe pokoje hotelowe, powtarzalna fasada strukturalna, piony instalacyjne, klatki schodowe, powtarzalne wykończenia czy meble.