Alustage Simulatsiooniga: Takistused Ja Kuidas Neist üle Saada

2023 Autor: Hannah Pearcy | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-08-25 03:37

Saksa inseneridel on alati olnud hea maine. Eksportiva riigina ja toodete kvaliteedi jaoks kvaliteetse asukohana on Saksamaa keskmise suurusega ettevõtetele oluline digitaliseerimise ja globaliseerumise ajal säilitada olemasolevad kvaliteedistandardid. Võtmerolli mängib eriti keskmise suurusega mehaaniline ja tehaseehitus - tänapäevani peetakse seda endiselt Saksa majanduse selgrooks.

Kogemus oli edu tagatis

Ta suudab tagasi vaadata aastakümnete pikkusele edule ja kogemustele. Siiani on see kogemus olnud omamoodi edu garantii. Kuid nüüd on toimunud muutus: globaliseerumine, kasvav ressursinõudlus ja digitaliseerimine põhjustavad konkurentsi tihenemist. Rikkalikult kogemusi viimase muutub üha saadav tehnoloogiate kaudu, nagu simulatsioon ja optimeerimine.

Nutikas inseneripäev

Tootmise digiteerimine nõuab tootearenduse ümbermõtestamist. Smart Engineering Day pakkumised otsuse toetust valiku kõige sobivamad meetodid, kujundamist ja arukate toodete ja masinad.

Rohkem infot

Vähem arendusaeg vähemalt sama kvaliteediga

Tootearendus kui tootearenduse tuum on ettevõtte edu oluliseks teguriks. Turu väljakutsetega toimetulemiseks tuleb luua võimalused toote väljatöötamise aega ohverdamata arendusaja lühendamiseks. See on koht, kus mängu tulevad arvutipõhised tehnikad ja simulatsioonid.

Simuleerimisel on toote loomise protsessis kahesugune funktsioon: ühelt poolt saab see toetada otsuste langetamist esimeses ja varajases kujundamisetapis ning teiselt poolt aitab see kavandit hilisemates etappides kinnitada. Valideerimisfunktsioonis kasutatakse simulatsiooni tööstuses juba laialdaselt. Kuid simulatsioon annab kõige suurema panuse ajalisse ja kulutasuvusse varajastes arenguetappides. Ja mitte kõik ettevõtted ei kasuta siinset potentsiaali täielikult.

Suurimad takistused: personal, kulud ja pingutused

VMDA uuringu ¹ kohaselt on simulatsioonilahenduse kasutuselevõtu vastu kolm levinumat põhjust:

• inimressursside puudus,
• sissejuhatuse kõrge hind ja
• tutvustamiseks vajalik aeg

Lisaks, nagu selgitab Cadfem GmbH Ansys Discovery juht Marc Vidal, on simulatsiooni kasutamise esimene eelis toote parem mõistmine töötajate seas. See pole aga esialgu mõõdetav, probleem. Kohe mõõdetavad tulemused ilmnevad alles pärast seda.

Arvestusprobleemidele pööratakse vähe tähelepanu

Seda kinnitab ka magistritöö tulemus ², mis viidi läbi FH Würzburg-Schweinfurtis koos CAE pakkujaga Altair. Ekspertintervjuude tulemuste põhjal teeb autor Lisa Schneider kindlaks järgmised pärssivad tegurid:

• ROI arvutamise raskus,
• Raskused arvutuse ja
• sisemised isiklikud vastupanuvõimed

Töö kohaselt on täiendavateks takistusteks arvutusteema ebapiisav tähelepanu juhtimistasandil, simulatsiooni seadistamisega seotud suured kulud ja pingutused ning töötajate vähene kättesaadavus ja kvalifikatsioon.

Dassault Systèmes'i Euro-Central Solidworks asepresident Uwe Burk jõuab sarnase hinnangu juurde: “Otsuse simulatsioonitarkvara kasutamise kohta teeb sageli keskastme juhtkond. Optimeerimisriistade kasutamine võib kasutaja jaoks esialgu tähendada lisatööd - isegi kui me räägime paarist täiendavast hiireklikist, mida disainer peab tegema. “See tähendab, et töötajale tuleb anda ka rohkem aega, et ta saaks neid tööriistu kasutada.

Uwe Burk, Solidworks'i keskuse asepresident, Dassault Systèmes: "Üldiselt võib öelda, et disainilahendusega kaasnev simulatsioon võiks täna ära teha palju rohkem, kui see oleks juba disainiprotsessi lahutamatu osa, sest selliste tarkvaralahenduste nagu Solidworks on lihtne käsitseda. Simulatsiooniinsenerid saavad simulatsioonivahendeid kasutada oma eeliseks."

Edu selge kontseptsiooniga

VDMA uuringus osalejatelt küsiti ka ehituses simulatsioonilahenduse juurutamise olulisimate edutegurite kohta. Kõige olulisem on, et lahendus rakendatakse kiiresti. Teisel kohal on tarkvara funktsionaalsus, millele järgneb nõue, et olemasolevasse meeskonda sisenemine tuleks lahendada. Seega on vaja lahendusi, mis viivad kiiresti eduni.

Marc Vidali sõnul on tänapäeval VKEdes aga sageli nn viigilehtede strateegia: ettevõtted kasutavad simulatsiooni, kuid puudub õige strateegia ja õige tööriist. See loob mulje, et simulatsiooni enam teostada ei saa. Uuendus lubadused ja arendusaja lühenemine tulevad teatud määral ette ja kasutaja on sellega rahul.

Nutikad tehnikad

Tootearenduse ümbermõtestamine

CAE visioon: selge edu kontseptsioon

Sel põhjusel soovitab ta algajatel või isegi uustulnukatel välja töötada selge kontseptsioon: Selleks, et oleks kindlus, et teie ettevõttele antakse parim, peaksite vastama tõsiselt järgmistele küsimustele:

• Millist rolli peaks simulatsioon mängima meie arendusprotsessis?
• Kas meile piisab sellest, kui arendaja suudab füüsika nähtavaks teha ja oma ideede tundma õppida?
• Kas muudaksime simulatsiooni tulemuste põhjal arengusuunda?
• Kas simulatsioon peaks andma kontrollitavaid tulemusi, mida võidakse spetsifikatsiooni vormis anda isegi välismaailmale?

Selle põhjal kujuneb lõpuks välja konkreetne loogiline strateegia ja vajadusel selgub ka see, kas on vaja välist nõuannet.

Sest tänapäeval pole mitmekesiste simulatsioonitoimingute jaoks olemas mitte ainult lugematu arv lahendusi, vaid ka lugematu arv CAE eksperte, kes toetavad ettevõttespetsiifilise CAE visiooni määratlust ja suudavad oma teadmiste abil tagada kiire edu. Saadaval on ka intelligentsed litsentsisüsteemid, mis muudavad skaleeritavaid rakendusi arvutatavate kuludega võimalikuks.

Lisateave arenduse simulatsioonide kohta: ajahetk muudab selle oluliseks

Simulatsioon võib alata tootearenduse kahes erinevas punktis. Ühelt poolt teenib see ehituse valideerimise klassikalisi arenguetappe; see protseduur on väga tavaline. Teisest küljest saab simulatsiooni kasutada otsustustoetusena arendusprotsessi varases etapis, seda nimetatakse edaspidi simulatsioonipõhiseks arenduseks.

Klassikaline tootearendus:

• Klassikaline arendus algab kontseptsiooni loomisest, tuginedes sageli arendaja eelnevale kogemusele. Mudeli muudatused ja üksikasjad tehakse käsitsi intuitsiooni ja kogemuste põhjal.
• Seejärel tuleb määratletud geomeetriamudeli keerukust vähendada ja sellest genereerida arvutusmudel, mida saab kasutada simulatsioonisüsteemide kontseptsiooni funktsionaalse jõudluse analüüsimiseks.
• Valideerimisvahendina konsulteeritakse CAE-ga tavaliselt ainult PE hilisemates etappides. Erinevaid süsteemi olekuid hinnatakse sel viisil ja viiakse vajadusel käsitsi tagasi CAD-i süsteemi maastikku.
• Seejärel arvutatakse uuesti kohandatud CAD mudeli alusel. Seda protsessi korratakse, kuni CAD-mudel vastab piisavalt nõuetele.
• Selle CAD ja arvutusmudelite koosmõju kaudu optimeeritakse toodet järk-järgult, lähtudes valitsevast varasemast kogemusest ja arendaja intuitsioonist.

Simulatsioonipõhine disain:

• Komponendi virtuaalne kujundus algab töötlemata kontseptsiooni või eeldatavate koormusjuhtumite kirjeldusega.
• Tänu virtuaalsele kujundusele saab detaili mõõtmetega seotud teabe lühikese aja jooksul vähem keerukate ja vähese detailsusega arvutusmudelite põhjal kindlaks teha.
• Sel viisil toetatakse ja kinnitatakse geomeetria leid.
• Lisaks saab hinnata arvukalt tootevariante ja võtta kontseptsioonimudeli jaoks optimaalsemad variandid.

Kirjandus:

1. VDMA trendiuuringu simulatsioon + visualiseerimine 2017

2. Magistritöö innovatsiooni alal VKEdes, Lisa Schneider, Würzburgi-Schweinfurti rakenduskõrgkool, koostöös Altair Engineering GmbH-ga

simulatsioon