SRAM 使用 AWS 上的 Autodesk 给骑行带来变革，其提供的零部件重量减轻了 20%，而强度是原来的 2 倍

自行车零部件制造商 SRAM 成立的愿景是为全球骑手创造更快、更有趣、更高效的骑行体验。纵观其历史，该公司一直利用新技术来提升其竞争地位和骑手体验。通过与 Autodesk 和 Amazon Web Services (AWS) 合作，SRAM 采用了生成式设计的概念，即利用云计算的能力来缩短设计时间和上市时间，同时优化性能。通过将生成式设计与增材制造（3D 打印）相结合，SRAM 得以在更短的时间内用更少的资源生产出强度翻倍、重量减轻 20% 的零部件。

作为一家为所有类型的自行车生产创新型自行车零部件的制造商，SRAM 专注于一点：为所有人创造最佳的骑行体验。SRAM 工业设计全球总监 Dhiraj Madura 表示：“我们的目标是创造我们的客户、最终用户和竞争对手想象不到的下一代产品。”

为了提供开创性的产品和功能，使自行车更快、更安全，并激励骑手挑战更远的旅程，SRAM 采用了新材料和先进的制造技术，并且最近还在 AWS 高级技术合作伙伴 Autodesk 的帮助下应用了生成式设计的概念。

生成式设计是一种人工智能形式，它利用了云和机器学习的能力，同时加快了整个设计制造过程。设计师或工程师可将设计目标连同性能或空间要求、材料、制造方法、成本限制等参数一起输入到生成式设计软件中。然后，该软件会探索解决方案的所有可能排列组合方式，快速生成备选设计方案，并从每次迭代中测试和了解哪些方案有效，哪些无效。

Autodesk 是生成式设计技术的领导者。该公司成熟的 Fusion 360 平台将计算机辅助设计 (CAD)、计算机辅助制造 (CAM)、计算机辅助工程 (CAE) 和印刷电路板 (PCB) 软件集成到一个平台中，其中包含由 AWS 提供技术支持的生成式设计工具。

在最初的生成式设计工作中，SRAM 选择将工作重点放在自行车曲柄臂（连接踏板和自行车的关键结构部件）上，目的是在不牺牲强度或性能的情况下减轻重量。在采用生成式设计之前，工程师和设计师会将大量的时间花在一个艰难费力的过程上，即在一个 3D CAD 模型上来回调整像素，以满足所有产品要求。“现在，借助 Autodesk 生成式设计和 AWS 云计算，我们能够在项目开始时就生成更多的概念，为我们的设计团队提供多种解决方案，并通过原型设计和优化进行验证，”Madura 表示，“鉴于我们的时间紧迫，采用传统的 3D 建模根本不可能完成。”

该项目从分析现有的曲柄臂开始。SRAM 的工程团队运行了称为有限元分析 (FEA) 的虚拟模拟过程，使曲柄臂承受静态应力。使用 FEA，该团队能够模拟处于最大负载下的踏板，即骑手站在踏板上并跳跃着陆的状态。“这是我们第一次看到与 AWS 合作的好处，”Autodesk 行业战略高级经理 Sean Manzanares 表示，“这些有限元分析 (FEA) 研究只用几分钟就完成了，而使用计算内核有限的台式计算机则需要几个小时。”

掌握这些信息后，该团队对曲柄臂有了扎实的基本了解，并准备好使用生成式设计流程进行设计探索。通过将设计参数输入 Fusion 360，该团队能够利用 AWS 的超级计算能力来创建多达数百种不同的设计变体。“通过 AWS，我们能够完成近 20,000 次计算。每项生成式设计研究都在云端使用了多达 170 个处理内核，我们在 30 分钟内就得到了结果，”Manzanares 表示，“没有 AWS，一个设计师和工程师团队不可能进行这么多次迭代来从中挑选最好的设计。”

在评估每种设计变体之后，该团队选择了最具可行性的设计进行进一步探索。其中包括，运行之前对现有曲柄臂运行的 FEA 静态分析，对新设计进行虚拟验证。下一步是对经过验证的设计进行加工，首先模拟实际加工以避免此过程中出现任何潜在问题，然后实际生产出一个可以安装在自行车上进行进一步测试的零件。

虽然这样已生产出一个针对重量和性能进行了优化的零件，但 SRAM 的最终目标是通过设计一种可以使用 3D 打印技术（一种称为增材制造的工艺）生产的曲柄臂来突破创新的界限。利用相同的生成式设计和测试流程，SRAM 生产的零件强度是原来的两倍，重量比原来轻 20%。

“生成式设计这种工具让我们不仅可以为骑手优化性能参数，还可以缩短开发时间，以尝试和评估新想法，然后将其弃之不用或纳入原型设计阶段，”SRAM 高级设计工程师 Will King 表示，“我们是一家创新型公司。我们想要通过零部件激发消费者热情，同时，我们希望继续增加创新并改善骑行体验。生成式设计可帮助我们更快地达到目标。”