W jaki sposób można sprawić żeby projekty trafiały na rynek z najlepszym możliwym połączeniem szybkości, wydajności i redukcji kosztów? Zaangażowanie zaawansowanych narzędzi w rozwój produktu tak wcześnie jak to możliwe prowadzi do ogromnych potencjalnych korzyści. 

Zainwestuj wcześnie, ulepsz produkt! 

Dla wielu czołowych firm inżynierskich na świecie oprogramowanie symulacyjne jest nieocenione. 

Ci, którzy zastosują takie narzędzia na wczesnych etapach rozwoju produktu, mogą osiągnąć duże zyski. Integracja oprogramowania symulacyjnego z inżynierami-projektantami daje im inny wymiar pracy nad swoimi projektami i gwarantuje, że będą mieli odpowiednie narzędzia we właściwym czasie, aby móc podejmować odpowiednie decyzje. 

Często postrzegamy cykle rozwoju produktu jako procesy liniowe, podczas których dostarczamy ostateczny projekt inżynierowi symulacyjnemu lub produkcyjnemu, aby go „zbudował” i ocenił jego przydatność. Do tego czasu udzielono już odpowiedzi na wiele ważnych pytań, a produkt był akceptowany lub odrzucany. 

Ale co, jeśli te wcześniejsze decyzje będą miały wpływ na koszt, czas produkcji lub wydajność? Co by było, gdyby mogły współdziałać z rozwojem i poprawiać jeden lub wiele z tych aspektów? 

Pominięcie na tym etapie prostego progu, stwierdzającego, że produkt jest „wystarczająco dobry”, oznaczałoby całkowitą utratę tych korzyści. 

Chociaż zobowiązania kosztowe na etapie projektowania są niskie w porównaniu z całkowitymi wydatkami projektu, cień rzucany przez stopień zaangażowania w projekt jest z pewnością największy. 

Nieco większe inwestycje na tym etapie wzmocnią pozycję inżynierów, umożliwiając im tworzenie lepszych projektów bardziej odpowiednich produktów, które prawdopodobnie przyniosą większe korzyści w dalszej części cyklu życia. 

Jak wiarygodne są obliczenia analityczne i testy fizyczne? 

Istniejące produkty 

Wiele firm stosuje metodologię, która analizuje istniejący, działający produkt i zwiększa lub zmniejsza jego wymiary. Chociaż dane historyczne są przydatne, a doświadczenie zdobyte przy tym produkcie daje jakąś pewność co do innych możliwości, niekoniecznie wyznacza kierunek projektu w sposób, który sprawi, że będzie on lepszy. Po prostu pozwala programistom stworzyć inną wersję czegoś, co jest wystarczająco dobre, a nie czegoś najlepiej dostosowanego do bieżących wymagań. 

To z kolei powoduje stagnację w procesie rozwoju i jest mało prawdopodobne, że przyniesie korzyści w zakresie kosztów, czasu lub wydajności, które zapewnią firmie utrzymanie konkurencyjności. 

Arkusze kalkulacyjne i obliczenia analityczne 

Tradycyjne podejście do oceny projektu polega na tym, że inżynierowie czują się komfortowo, wykonując analityczne obliczenia, ufając poczuciu niezawodności i dokładności, jakie mogą osiągnąć. 

Jest to szczególnie prawdziwe w porównaniu z nieznanymi narzędziami symulacyjnymi. 

Obliczenia analityczne często wymagają od inżyniera przyjęcia znaczących założeń upraszczających dotyczących geometrii, materiałów lub kryteriów obciążenia. Ogranicza to ich wpływ i sprawia, że opierają się bardziej na przybliżonych szacunkach niż na dokładnej analizie. 

Jednakże nadal istnieje poczucie, że wypróbowana metoda jest bardziej odpowiednia, co rodzi pytania o wiarygodność wyniku symulacji. Wartość symulacji polega jednak na jej możliwości uwypuklenia innych istotnych obszarów projektu, umożliwiając wizualizację naprężeń w układzie pełnej ścieżki obciążenia. 

Testowanie prototypów 

Podobnie jak w przypadku obliczeń analitycznych, wielu inżynierów uważa, że wyniki testów fizycznych są bardziej realne i często darzą je większym szacunkiem niż wyniki symulacji. 

Ale choć testy fizyczne dają doskonałe dane i pożądany realizm sytuacji, zapewniają tylko jeden wynik i punkt odniesienia. 

Załóżmy, że projekt przeszedł test, ale był bliski niepowodzenia. Wówczas nie zostałby zaakceptowany. Co by było, gdyby część przeszła test a realistycznie mogła wytrzymać dwukrotnie większe obciążenie? 

Czy jest to coś, co warto rozważać, aby zapewnić przewagę konkurencyjną, czy też produkt jest przeprojektowany i można poczynić oszczędności? A co, jeśli zajdzie potrzeba oceny produktu pod kątem górnej i dolnej granicy tolerancji, na przykład w zakresie grubości ścianki lub właściwości materiału? 

Ten pojedynczy punkt odniesienia nie jest w stanie odpowiedzieć na to pytanie, a gdy przeprowadzenie testów może być tak kosztowne, nie jest możliwe wielokrotne powtarzanie tego procesu. 

Dzięki zintegrowanej symulacji, inżynierowie mogą parametryzować punkty danych i oceniać produkt w znacznie większym zakresie zmiennych i w znacznie krótszym czasie niż pojedynczy test fizyczny. 

Dzięki symulacji wbudowanej w proces projektowania, ciągłej iteracji i zrozumieniu szerszego spektrum, większość zagrożeń można wyeliminować na wcześniejszym etapie cyklu życia produktu. 

Czy symulacja jest wymogiem? 

Mając na uwadze oczywiste zalety, można by pomyśleć, że wszyscy korzystają z tego zintegrowanego podejścia. Często jednak inżynierowie lub ich menedżerowie podają jeden z następujących powodów swojej decyzji o niezainwestowaniu w narzędzia symulacyjne: 

„Produkty się nie psują” 

Ich wyniki są zadowalające i nie trzeba ich poprawiać. Jest to powszechne wśród firm, które pozostają w tyle na swoich rynkach. Złożenie tego rodzaju oświadczenia jest oznaką, że nie myślą wystarczająco przyszłościowo, aby przekraczać granice. Albo że nie mają wystarczających danych referencyjnych, aby naprawdę ocenić produkt. 

„Właściwy projekt za pierwszym razem” 

Chociaż opracowanie produktu spełniającego specyfikację jest całkowicie możliwe już za pierwszym razem, nie można stwierdzić, czy była to najlepsza próba.  

Jedynym sposobem na właściwą ocenę produktu jest wprowadzenie szeregu punktów odniesienia w drodze iteracyjnego rozwoju. Sprawdzenia te muszą umożliwiać osiągnięcie najlepszych wyników tam, gdzie nie ma już ulepszeń, a rozwój sytuacji wskazuje na malejące zwroty z dalszych inwestycji. 

„Symulacja jest czasochłonna” 

Większość inżynierów myśli o tradycyjnym podejściu do symulacji. O przesłaniu ostatecznego projektu do analizy po jego ukończeniu. Ten poziom szczegółowości oznacza, że jest więcej komponentów zajmujących więcej czasu na tworzenie siatki, debugowanie, rozwiązywanie, a następnie interpretowanie wyników. 

Kiedy integrujemy proces, poziom szczegółowości jest znacznie niższy, ale częstszy. Oznacza to, że wyniki można osiągnąć szybciej i mieć większy wpływ na kierunek projektu. 

"Symulacja wymaga specjalistycznej wiedzy"

Kiedyś tak było. I wielu inżynierów uważa, że nadal tak jest. Jednak oprogramowanie takie jak platforma 3DEXPERIENCE udostępnia inżynierowi zestawy narzędzi symulacyjnych, których można używać razem z tradycyjnymi aplikacjami do modelowania 3D. 

Poziom integracji pomiędzy tymi zestawami narzędzi znacznie się poprawił. Teraz dostępna jest płynna interakcja, edycja, powtórka i inne funkcje, które są znacznie łatwiejsze w użyciu i uzyskiwaniu przydatnych wyników. 

Role specjalistyczne w symulacji są nadal powszechne w sytuacjach wymagających bardziej zaawansowanej inżynierii, w przypadku projektów badawczo-rozwojowych lub ze względu na złożoność ostatecznych projektów i potrzebę doświadczenia, aby ocenić je jako cały pakiet. 

Znalezienie najkrótszej drogi rozwoju

Najtańszym sposobem opracowania nowego produktu jest możliwie liniowy przebieg procesu pomiędzy koncepcją a produkcją. 

Za każdym razem, gdy projektanci podejmują decyzję o projekcie, istnieje szansa, że obrana przez nich ścieżka zaprowadzi ich na właściwą ścieżkę. Integracja zestawów narzędzi symulacyjnych z procesem oznacza, że decyzje te można zweryfikować wcześniej niż później. 

Oznacza to, że choć być może obrano drogę odbiegającą od tego idealnego kierunku rozwoju, można to szybko ocenić i w razie potrzeby rozwiązać. 

Długość „linii” pomiędzy koncepcją a rozwiązaniem można interpretować jako czas lub koszt. Dzięki zastosowaniu iteracyjnego procesu weryfikacji łatwo jest zobaczyć, jak całkowita długość może znacznie się zmniejszyć, jak pokazano na poniższej grafice. 

Kolejną korzyścią związaną z procesem łączonym jest ilość doświadczenia, jakie inżynierowie zdobywają w trakcie tej podróży. Kiedy mogą na bieżąco sprawdzać własne decyzje, lepiej rozumieją, dlaczego je podejmują i jaki mają one wpływ na rozwój. 

Łatwiej wtedy zrozumieć, dlaczego inżynier z większym doświadczeniem wprowadzi pewne funkcje do swoich projektów. Wygenerowana pętla sprzężenia zwrotnego oznacza, że inżynier może zadać pytanie dotyczące systemu, otrzymać prawidłową odpowiedź, a następnie wykorzystać tę wiedzę do przyszłych prac nad rozwojem produktu.

Zaangażowanie kadry zarządzającej 

Włączenie symulacji do procesu projektowania to zadanie, które menedżerowie procesów muszą rozumieć i wspierać. 

Nie wystarczy po prostu zapłacić za oprogramowanie lub licencje. Aby osiągnąć lepsze wyniki, musisz upewnić się, że oprogramowania używasz i co za tym idzie, korzystasz z jego zalet. 

Ile firm kupuje wersję oprogramowania symulacyjnego i korzysta z jego możliwości dopiero wtedy, gdy coś pójdzie nie tak? Lub gdy nagle się coś po prostu zmieniło? 

Wspieranie tej dyrektywy oznacza pełne włączenie jej w przepływ pracy, utrzymanie jej odpowiedniej pozycji i umożliwienie widoczności zatwierdzenia, aby umożliwić inżynierom promowanie technologii, która ich zdaniem przyniesie lepsze wyniki. 

Istnieje również wymóg zrozumienia ograniczeń integracji i tego, czy wskazane jest wykorzystanie specjalistycznego oprogramowania. Istnieją różnice pomiędzy wykorzystaniem symulacji na poziomie projektanta a wykorzystaniem pełnej analizy jako formy cyfrowego prototypu zastępującego konwencjonalne części fizyczne. 

Zarówno wymagania sprzętowe, jak i programowe mogą ulec zmianie. Jednak doświadczenie specjalisty w zrozumieniu podanych informacji może być kluczową zaletą. Wiedza o tym, jak najlepiej wykorzystać generowane dane, może mieć kluczowe znaczenie dla projektu. 

Specjalista w dziedzinie symulacji może być również mentorem, jeśli potrafisz wciągnąć go w pętlę informacji zwrotnej, tak aby zespół inżynierów mógł skorzystać z jego ocen i interpretacji. 

Z naszego doświadczenia 

Ostatecznie większość firm nadal będzie używać fizycznego modelu testowego jako miary sukcesu. Korzystanie z symulacji w celu naśladowania tego jest z pewnością możliwe, ale niewielu zainwestuje wystarczająco dużo, aby było to realistyczne. 

Jednakże zastosowanie projektowania opartego na symulacji od samego początku projektu zwiększa szansę wykrycia błędów na wcześniejszym etapie. A to oznacza, że kosztowny etap fizycznego prototypowania i testowania ma większe szanse powodzenia. 

Zmień podejście do swoich produktów. Łatwo jest myśleć, że jest wystarczająco dobrze, bez ciągłego zastanawiania się, jak mogłoby być lepiej.