Ujednolicone Modelowanie i Symulacja

W tym artykule omówimy, w jaki sposób przeprowadzamy modelowanie i symulacje oparte na nauce oraz jak nowe paradygmaty w tej dziedzinie zapewniają systemy projektowania produktów nowej generacji, których podstawą jest modelowanie i symulacja. 

Krótka historia modelowania i symulacji opartej na nauce 

Koncepcje modelowania CAD (projektowanie wspomagane komputerowo) i symulacji CAE (inżynieria wspomagana komputerowo) nie są nowe i mają korzenie sięgające późnych lat siedemdziesiątych XX wieku. Dopiero w latach 90. XX wieku CAE zaczęto uważać za przydatne narzędzie do rozwiązywania problemów projektowych produktów, takich jak analiza naprężeń i przewidywanie przepływu płynu dla prostych komponentów. Jednak udowodnienie, że oparte na nauce modelowanie i symulacje mogą niezawodnie i konsekwentnie odwzorowywać złożoną fizykę skomplikowanych modeli ze świata rzeczywistego, wymagało wielu lat ciężkiej pracy programistów i analityków. Obecnie modelowanie i symulacja oparte na nauce zostały w pełni zaakceptowane w procesie projektowania i są wszechobecne we wszystkich branżach, ale sposób, w jaki do tego podchodzimy, prawie się nie zmienił… aż do teraz. 

Nowy paradygmat modelowania i symulacji 

Historycznie rzecz biorąc, główny nacisk w symulacji kładziono na poprawę dokładności i uczynienie symulacji bardziej realistycznymi – obecnie jednak znaleźliśmy się w interesującym momencie rozwoju symulacji, gdzie dokładność obliczeń powinna być rzeczą oczywistą. Natomiast ich wydajność i niezawodność oraz integracja z projektowaniem produktu stały się kluczowymi wyróżnikami. 

Aby zbudować systemy projektowania produktów nowej generacji, konieczne jest ponowne przemyślenie zasad przeprowadzania modelowania i symulacji. Platforma 3DEXPERIENCE firmy Dassault Systèmes została zbudowana od podstaw, a jej rdzeniem jest modelowanie ujednolicone i zintegrowane z symulacjami. 

Ujednolicone modelowanie i symulacja – MODSIM 

Koncepcja stojąca za MODSIM na platformie 3DEXPERIENCE jest dość prosta, ale ma daleko idące konsekwencje. MODSIM ujednolica model danych leżący u podstaw modelowania (CAD) i symulacji (CAE), dzięki czemu nie ma już między nimi rozróżnienia. To natychmiast przynosi korzyści w postaci usuwania barier i utrudnień podczas tworzenia symulacji, ponieważ nie musimy już eksportować ani konwertować naszych modeli, aby przygotowywać analizy. Jednak jedną z głównych korzyści jest to, że model i symulacja są ze sobą w pełni powiązane, co oznacza, że symulacja może bezpośrednio odwoływać się do cech, parametrów i połączeń modelu, co ułatwia eksplorację przestrzeni projektowej, a także oznacza, że gdy model jest aktualizowany, symulacja również może zostać automatycznie zaktualizowana. 

Rozważając analizy, zazwyczaj koncentrujemy się na całym procesie symulacji, od modelu do wyników, ale oczywiście nigdy nie dzieje się to w izolacji. Celem przeprowadzania symulacji jest weryfikacja i optymalizacja wydajności produktu w projekcie względem zadanego wymagania lub docelowych kluczowych wskaźników efektywności (KPI). Oznacza to, że dane wejściowe do symulacji i jej wyniki stanowią część szerszego procesu rozwoju produktu, który należy dzielić z innymi uczestnikami projektu. 

W tym miejscu podejście MODSIM w 3DEXPERIENCE naprawdę się sprawdza. Platforma 3DEXPERIENCE to wyjątkowa oferta, która integruje wszystkie funkcje rozwoju produktu w jednym miejscu – oznacza to, że MODSIM jest bezpośrednio połączony z systemem PLM, co sprawia, że często żmudny proces pozyskiwania odpowiednich części do naszego modelu symulacyjnego staje się banalny, ponieważ można teraz zsynchronizować nasz model obliczeniowy z danymi PLM, zapewniając znaczne oszczędności w zakresie wydajności w porównaniu z dzisiejszymi, starszymi, odrębnymi systemami. 

Symulacje oczywiście nie odbywają się w izolacji – stanowią część ogólnej strategii testowej mającej na celu sprawdzenie czy produkt spełnia lub przekracza swoje wymagania i docelowe kluczowe wskaźniki efektywności. Platforma 3DEXPERIENCE ma możliwości nie tylko tworzenia i przeprowadzania symulacji, ale także zarządzania procesem weryfikacji, łącząc symulacje z wymaganiami produktu i wskaźnikami KPI, które kierują naszymi testami, a także łącząc je z planami symulacji i testów fizycznych w celu przeprowadzenia weryfikacji rezultatów w odpowiednim czasie. Wynik tego procesu weryfikacji często stwarza problemy i skutkuje zmianami w projekcie. Platforma 3DEXPERIENCE może zarządzać tymi problemami i żądaniami zmian, a nawet zarządzać ogólnymi planami dostaw produktów i kamieniami milowymi – wszystko z jednego zintegrowanego środowiska. 

Zautomatyzowane modelowanie i symulacja – MODSIM 

Ponieważ wszyscy dążą do stopniowego wzrostu wydajności i efektywności, niezwykle ważna jest maksymalizacja poziomu automatyzacji w procesie projektowania. Typowe rozwiązania do automatyzacji symulacji obejmują użycie skryptów lub dostosowanych do indywidualnych potrzeb interfejsów GUI w celu automatyzacji powtarzalnych zadań. Rozwiązaniom tym zwykle jednak brakuje niezawodności i wymagają częstych zmian. Wykorzystując możliwości automatyzacji 3DEXPERIENCE, możliwe jest teraz zapewnienie gotowej do użycia symulacji zautomatyzowanych rozwiązań, które można stosować na skalę przemysłową przy niewielkiej wiedzy specjalistycznej i wymaganej obsłudze. 

Modelowanie i symulacja dla każdego – MODSIM 

Użytkownicy symulacji zazwyczaj potrzebowali znacznej wiedzy i doświadczenia, aby osiągnąć biegłość. Wiąże się to z kosztami, ale oznacza również, że często wartościowe umiejętności są wykorzystywane w powtarzalny i nieefektywny sposób. Stosując najnowsze zintegrowane i zautomatyzowane rozwiązania, możliwa jest obecnie demokratyzacja symulacji i udostępnienie nawet skomplikowanych procesów symulacyjnych projektantom i osobom niebędącym ekspertami na platformie 3DEXPERIENCE. Może to znacznie przyspieszyć proces projektowania i pozwolić ekspertom zajmującym się symulacjami skupić się na bardziej wartościowej i kreatywnej pracy. 

Przyszłość opartego na nauce modelowania i symulacji 

Nie ma wątpliwości, że systemy projektowania produktów przyszłości będą miały zintegrowane modelowanie i symulację. Nic więc dziwnego, że niektóre z najbardziej wymagających i najnowocześniejszych firm na świecie zwróciły się do platformy 3DEXPERIENCE firmy Dassault Systèmes, aby zapewnić sobie przewagę konkurencyjną. Zespoły Formuły 1, producenci OEM z branży motoryzacyjnej, w tym wielu znanych producentów pojazdów elektrycznych, a także firmy z branży lotniczej i kosmicznej oraz zaawansowanych technologii zdecydowały, że zintegrowane i ujednolicone podejście do modelowania i symulacji jest sposobem na wyniesienie siebie i swoich produktów ponad konkurencję. Może i Ty wypróbujesz te skuteczne rozwiązania? 

Dowiedz się, jak liderzy branży oszczędzają czas i pieniądze, skracając czas produkcji i zwiększając skuteczność, korzystając z podejścia MODSIM. 

SIMULIA oferuje zaawansowane portfolio produktów symulacyjnych, w tym Abaqus, Isight, fe-safe, Tosca, Simpoe-Mold, SIMPACK, CST Studio Suite, XFlow, PowerFLOW i inne. Społeczność SIMULIA to miejsce, w którym można znaleźć najnowsze zasoby oprogramowania SIMULIA i współpracować z innymi użytkownikami. Klucz otwierający drzwi do innowacyjnego myślenia i budowania wiedzy. Społeczność SIMULIA zapewnia narzędzia potrzebne do poszerzania wiedzy, zawsze i wszędzie.