Szimuláció által vezérelt tervezés – Siemens Simcenter 3D

A szimuláció által vezérelt tervezés kora elérkezett. A szimuláció ma már nem csak a teljesítmény ellenőrzésére szolgáló eszköz, hanem szerves részéve válik az egész fejlesztési folyamatnak. A szimuláció arra sarkallja a gyártókat, hogy új gyártási folyamatok segítségével – mint pl. az additív gyártás – új, korábban elképzelhetetlen tervezési lehetőségeket fedezzenek fel. A szimuláció szintén segíti a tervezőket abban, hogy jobb, robusztusabb terveket készítsenek már a tervezési folyamat legelején. Miközben a szimulációk használatával a tervek kiadásához szükséges teljes idő lecsökken. A nagyratörő és innovatív cégek ma már szimulációt használnak az új tervezési koncepciók felfedezéséhez is. A részletes tervezési folyamat szerves részeként alkalmazzák a szimulációt, hogy a megfelelő dizájnt gyorsabban kialakítsák és a versenytársaikat legyőzzék a piacon.

  • A fejlesztési folyamatban olyan szűk keresztmetszetek vannak, amely miatt túl későn születnek meg döntések
  • A gyártók mindig keresik a költségek csökkentésének és az eredményesség növelésének módját. A költségek csökkentése viszont nem befolyásolhatja a termékek minőségét.
  • Versenykörnyezetben a termékfejlesztők folyamatosan törekednek a piacra jutás idejének csökkentésére, hogy új innovatív termékeket mutathassanak be még mielőtt azt a versenytársuk megtenné. Hogyan lehet összeegyeztetni az innovációhoz szükséges időt az új termékek mielőbbi piacra jutásából eredő fokozott nyomással?
  • Végül, egyre több olyan termék szabályozás van érvényben, amelyeknek a vállalatoknak világszerte eleget kell tenniük.

A fejlesztési folyamat elején hozott tervezési döntések jelentős hatással vannak a későbbi költségekre.

Ha hibákat találunk, akkor annál költségesebb lesz azokat kijavítani, minél távolabb járunk az adott fejlesztési ciklusban. A digitalizáció és a szimuláció nagy szerepet játszottak abban, hogy a cégek minél hamarabb megtalálják a problémákat. A hagyományos szimulációk csökkentették a fizikai prototípusok iránti igényt, csökkentették a fejlesztési költségeket és felgyorsították a fejlesztési folyamatokat. A hagyományos szimulációk használatának azonban a mai napig vannak kihívásai, ugyanis ez sokszor egy összetett, több eszközt igénylő folyamat, amely szakértői munkát kíván meg.

A szimuláció egy olyan iteratív folyamatnak a része a tervezők és az elemzők között, ahol a szimuláció jelenti a szűk keresztmetszetet. A tervezők előállnak egy dizájnnal, majd megvárják amíg az elemzők visszajelzést adnak a tervekről. Mivel általában sokkal több tervező van, mint elemző, a CAE csapat túlterhelté válik. A tervezőknek emiatt sokáig kell várniuk, mielőtt tovább haladhatnának a termék fejlesztési folyamatában és a termék ezáltal jóval később kerül ki a piacra.

A fejlesztési folyamat elején hozott tervezési döntések jelentős hatással vannak a későbbi költségekre.

A számbeli különbségen túl egy képzeletbeli fal is elválasztja a tervező és elemző csapatokat. Ez a fal pedig nem más, mint a különböző szoftverek használatából eredő nehézségek. A tervezők elkészítik a terveiket az adott CAD rendszerben, majd ezeket a terveket egy „fal fölött” adják tovább a szimulációs csapatnak. A szimulációs csoport viszont egy halom, teljesen más szoftverben elérhető speciális eszközt használ a szimulációs folyamat különböző részeihez. Ez az egyik fő oka annak, hogy a szimulációs folyamat sokáig tart, és késlelteti a visszacsatolást a tervező csapat felé.

A számbeli különbségen túl egy képzeletbeli fal is elválasztja a tervező és elemző csapatokat.

Hagyományosan a szimulációk helyes elvégzésének az elsajátítása legalább egy új számítógépes felület megismerését jelentette.

Csupán a modellnek az előkészítése több lépést és alkalmazást is igényelhetett.

Például egy CAD rendszert kellett használni az eredeti tervadatok elkészítésére, egy másikat a modell egyszerűsítésére és a problémák kijavítására, amelyet majd egy CAE alkalmazással lehetett behálózni és a kezdeti- és peremfeltételek meghatározása után egy másik alkalmazással megoldani. Mindezen programok egyidejű használata megnehezítette a munkát és csak egy szakképzett elemző tudta elvégezni a szimulációt. A tervezők által létrehozott szimulációk ugyanis sokakban kétségeket ébresztettek, az eredmények pontosságát és használhatóságát illetően. A pontatlan eredmények gyakran félrevezető benyomásokat keltettek egy termék teljesítményéről, illetve az eredmények félreértelmezése drága és veszélyes hibákhoz vezethet.

Ma már azonban a szimuláció vezérelt tervezés korszakában járunk, ahol a szimulációk használata számít a fő irányvonalnak.

A szimuláció nem csak az elkészült tervek értékelésére és validálására szolgál, hanem már szerves része a fizikai tervezés teljes folyamatának.

A szimuláció alapvető fejlődési trendje, hogy egyre jobbá, gyorsabbá, olcsóbbá és egyre könnyebben használhatóvá váljon. Ez teszi lehetővé az alkalmazását a teljes mérnöki fejlesztési folyamatban, a koncepció tervezéstől, a részletes dizájn kialakításán át a teljesítmény ellenőrzéséig. 

Ebben az új korszakban a szimulációt és a tervezést egy közös platformba kell integrálni. A tervezési adatokat már nem egy „falon átdobva” kell tovább küldeni, hanem csupán át kell adni a szakértőknek és a szimulációs eszközöknek mindenféle fordítók nélkül. A szimuláció vezérelt tervezéssel lehetőség nyílik arra, hogy a CAD környezetben dolgozó tervezők a szimuláció használatával indíthassák el a tervezési folyamatot, amely többek között segít meghatározni a kezdeti formákat is. A kezdeti formák kialakítása után, a tervezők folyamatosan elvégezhetnek egy egyszerű, kvalitatív szimulációt minden egyes módosítás után megbizonyosodnak arról, hogy a tervezés jó úton halad-e. Ha pedig a szimulációt ugyanabban a CAD környezetbe helyezzük el, amelyet a tervező már ismer, akkor a tervezőknek nem kell egy teljesen új szoftvert megtanulniuk.

Másodjára a szimuláció vezérelt tervezéshez szorosabb együttműködésre van szükség a tervező és az elemző csoport között. A megfelelő eszközökkel a szimulációs csapat megoszthatja az ismereteit, automatizálhatja a folyamatokat és útmutatást adhat a tervezőknek a rutin szimulációs feladatok elvégzésében.

A Siemens ilyen szimuláció vezérelt tervezésre nyújt megoldást, amelyet az NX és a Simcenter szimulációs technológia kombinációjával érnek el.

Mind az NX CAD és a Simcenter 3D & FLOEFD termékek az NX felületén alapulnak. Tehát a tervezők és a szimulációs szakértők könnyen megoszthatják az adatokat és a technológiát. A Simcenter 3D egy megoldó független rendszer, tehát bármilyen harmadik féltől származó megoldó zökkenőmentesen használható a Simcenter 3D környezetben. A szimulációkat akár a tervezői csapat is végre tudja hajtani az NX CAD környezetben mind a koncepcionális tervezés, mind a részletes tervezési szakasz során. A szimulációs szakértők pedig megbízhatnak a tervezőcsapat által létrehozott eredményekben, mivel ugyanazt az alapvető technológiát használják és akár a tervezőcsoport által létrehozott szimulációk felett is ellenőrzést gyakorolhatnak. Mindez azt eredményezi, hogy a szimulációk már nem szűk keresztmetszetként fognak a fejlesztési folyamatban szerepelni, és így egy terméket sokkal rövidebb idő alatt lehet piacra juttatni.

A Siemens ilyen szimuláció vezérelt tervezésre nyújt megoldást, amelyet az NX és a Simcenter szimulációs technológia kombinációjával érnek el.

A közvetlenül az NX CAD környezetből elérhető szimulációs csomagokkal a tervezők könnyen indíthatnak szilárdsági vizsgálatokat, alapvető áramlástani és termikus folyamatokat, valamint a mechanizmusok szimulációja és interferencia vizsgálatok is elvégezhetők. Ezek a kulcsrakész szimulációs csomagok gyorsan telepíthetők és közvetlenül az NX CAD környezetből érhetők el. Ennek eredményeként ezeknek a szimulációs eszközöknek a használatát a tervező mérnökök könnyen megtanulhatják. Továbbá az eredmények felhasználásával azonnali visszajelzést kaphatnak a teljesítményről anélkül, hogy el kellene hagyniuk az NX CAD környezetét.

Gyakran előfordul, hogy a fejlesztői csoport sok hasonló alkatrészt tervez. Ebben az esetben a CAE csapat nagy valószínűséggel minden alkalommal rutinelemzéseket készít el. A Simcenter 3D segítségével összetett, mégis rutinszerű elemzések készíthetők és automatizálhatók. Így ezek az elemzések könnyen megismételhető folyamattá válnak, amiket a tervező csapat is könnyen el tud végezni az NX CAD környezetben. Ezáltal rengeteg időt szabadítva fel a CAE csapat számára. Több idejük marad komplexebb, bonyolultabb feladatok elvégzésére.  

 Ebben az esetben a CAE csapat nagy valószínűséggel minden alkalommal rutinelemzéseket készít el.

Áramlástani szimuláció tervezők számára

Ha a tervezett alkatrészt olyan alkalmazásokban használják, ahol levegő vagy folyadék áramlik rajta vagy rajta keresztül, akkor a geometria alakja jelentős hatással van a folyadék áramlására. Az NX CAD rendszerbe beépített áramlástani szimuláció lehetővé teszi a folyadékáramlás elemzését közvetlenül a CAD környezetből, így gyorsan elkészíthető az alkalmazásnak megfelelő legjobb dizájn.

Áramlástani szimuláció tervezők számára

Mechanizmusok szimulációja tervezők számára

Ha mozgó mechanizmust tervez egy géphez, akkor gyakran szeretné tudni tervezés közben, hogy ez a mechanizmus hogyan fog működni. Az NX CAD rendszerbe beágyazott mozgás analízissel gyorsan átkonvertálhatja a CAD összeállításokat mozgásmodellekké a kinematikai és dinamikai teljesítmény felmérése érdekében. Ezután elvégezhető az illesztések és interferenciák vizsgálata is, hogy megbizonyosodjunk arról, a mechanizmus nem okoz-e nem kívánt ütközéseket.

Mechanizmusok szimulációja tervezők számára

Szerkezeti analízisek tervezőknek

Az NX CAD rendszerbe beágyazott szerkezeti analízisek segítségévél gyorsan meghatározhatjuk azokat a területeket, ahol nagy feszültségek lépnek fel a modelljében. A vizsgálatok után gyorsan végrehajthatjuk a korrekciós változtatásokat, amelyek javítják alkatrészének teljesítményét.

Szerkezeti analízisek tervezőknek

Topológiai optimalizálás a tervezők számára

Egy új alkatrész alakjának meghatározása sokszor nagy kihívást jelent. Éppen ezért indul a folyamat egy szimulációval, amely segít meghatározni az alkatrész alakját. Itt meghatározó szerepe van a topológiai optimalizációnak. A topológiai optimalizáció nem az alkatrész tervezésével kezdődik, hanem a tervezési tér lemodellezésével. Terheléseket és kényszereket alkalmazva, valamint a teljesítmény követelményeket meghatározva a megoldó sok strukturális elemzési iterációt hajt végre. Ennek eredményeként egy teljesen új koncepcióval rendelkező alkatrészt kapunk, amely azonnal megfelel a szerkezeti követelményeknek, és gyakran könnyebb, mint egy meglévő kialakítás.

Topológiai optimalizálás a tervezők számára

Hatékonyságnövelés

Egyre gyakrabban fordul elő, hogy egy megrendelés teljesítését a vevők ahhoz kötik, hogy készüljön egy analízis is hozzá, vagyis a terméket mindenféle szempontból ellenőrizni kell. Ehhez nyújt segítséget a graphIT Kft. PLM csapata, mivel ilyen feladatok esetén szakembereink felmérés és részletes specifikáció készítés után segítenek az analízis elkészítésében, így terméke továbbra is versenyképes lesz.  Bővebben itt olvashat a hatékonyságnövelésről: http://graphit.hu/nx/hatekonysagnoveles/

Webinár

A korábban bemutatott szimulációs témákban webinárt tartunk 2020 október 15-én!

Vegyen részt és ismerje meg a Siemens szimulációs megoldásait, a Simcenter 3D alkalmazásokat.

A webinár ingyenes, de regisztrációhoz kötött.

Regisztráció a www.graphit.hu/webinarok oldalon lehetséges.

Amennyiben bármely megoldással kapcsolatban kérdés, kérés merül fel, a graphIT Kft. csapata, mint a Siemens Gold Smart Expert Partnere, állunk rendelkezésére, keressen minket a http://www.graphit.hu weboldalon lévő elérhetőségeinken.

Szimuláció által vezérelt tervezés – Siemens Simcenter 3D” bejegyzéshez egy hozzászólás

Hozzászólások letiltva.

Create a website or blog at WordPress.com , Anders Noren fejlesztésében.

Fel ↑

%d bloggers like this: