Przepływ ogromnej ilości informacji w procesie projektowym stanowi jedno z największych wyzwań dla producentów sprzętu ciężkiego. Niezadowalające powiązania pomiędzy symulacjami na różnym etapie rozwoju produktu, ograniczone możliwości dzielenia modeli pomiędzy programami oraz zróżnicowany stopień zaawansowania modeli pomiędzy poszczególnymi gałęziami produkcji uniemożliwiają skuteczne śledzenie rozwoju produktu. Skutkują także niższą jakością rozwiązania. Zastosowanie modelowania systemowego i analizy danych skoncentrowanej na zasobach pozwala firmom na sprawne śledzenie i precyzyjne planowanie cyklu rozwoju produktów, zapewniając przy tym szybkość i pewność podejmowania kluczowych decyzji.
Wyzwania i problemy tradycyjnego procesu rozwoju i produkcji
Tradycyjny model rozwoju produktów wiąże się licznymi ograniczeniami. Wynikają one z takich jego aspektów jak m.in.:
1. Tworzenie indywidualnych modeli przez różne działy rozwoju
Projekty często są rozwijane oddzielnie przez różne działy techniczne. Naukowcy, inżynierowie i elektrycy tworzą modele specyficzne dla potrzeb swojej sekcji. Modele te zazwyczaj wspierają tylko określone rodzaje analiz, co sprawia, że nie są używane przez inne zespoły w późniejszych etapach rozwoju produktu. W efekcie na każdym etapie produkcji trzeba tworzyć nowe modele, co prowadzi do powielania pracy i opóźnień w dostarczaniu gotowego rozwiązania.
2. Kumulacja informacji i ich niska czytelność
Informacje o modelach i ich właściwościach są często przechowywane i przekazywane w formie różnych prezentacji, arkuszy, raportów oraz nieformalnych komunikatów. Taki sposób zarządzania danymi sprawia, że systematyczne monitorowanie i kompleksowa analiza cyklu rozwoju są praktycznie niemożliwe.
3. Integracja systemów wyłącznie na końcowym etapie rozwoju
Ze względu na brak dostępu do kompletu informacji w fazie koncepcyjnej projektanci często opierają się na istniejących, konkurencyjnych rozwiązaniach, koncentrując się głównie na fizycznych aspektach modeli zamiast na funkcjonalności produktu. Takie podejście często prowadzi do problemów technicznych, które ujawniają się na późniejszych etapach realizacji projektu. Koszty tych błędów projektowych znacznie rosną wraz z postępami cyklu rozwoju produktu.
Kompleksowy system zarządzania procesem rozwoju
Altair oferuje elastyczne i otwarte rozwiązanie dla wcześniej opisanych problemów. Jest nim jednolita, interdyscyplinarna platforma, która umożliwia wprowadzanie zmian w czasie rzeczywistym i wizualizację postępu prac nad produktem na każdym etapie cyklu jego rozwoju. Dzięki temu rozwiązaniu producenci mogą optymalizować zarówno poszczególne komponenty, jak i wydajność całego systemu już na etapie projektowania koncepcyjnego.
Zwiększenie jakości i pewności
Rozwój produktu z uwzględnieniem zależności pomiędzy rozmaitymi dziedzinami inżynierii daje pewność, że rozwiązanie sprosta wyzwaniom, z którymi będzie musiało się mierzyć podczas długiego cyklu użytkowego, charakterystycznego dla przemysłu ciężkiego. Interdyscyplinarny system gwarantuje, że rozwijany produkt będzie spełniał zróżnicowane wymagania w każdych warunkach eksploatacyjnych.
Kompleksowa optymalizacja działania produktu
Poniższy przykład pokazuje, jak można prowadzić optymalizację produktu z uwzględnieniem różnorodnych parametrów, obejmujących: właściwości mechaniczne, elektryczne, elektroniczne i sterowanie. Śledzenie interakcji między tymi elementami pozwala efektywniej optymalizować cały proces.
Precyzyjne przewidywanie zakresu operacji maszyn
Podczas symulacji działania koparki możemy prognozować jej zachowanie dla różnych materiałów i wykonywanych czynności. Szczegółowy model hydrauliczny dostarcza informacji o parametrach siłowników, co umożliwia dokładne porównanie działania systemu przy pracy z różnymi materiałami, takimi jak węgiel czy ruda żelaza. Wyniki analizy mogą być wykorzystane do obliczenia wymaganej ilość energii dla optymalnej pracy systemu. Poprzez połączenie modelowania dynamicznego z metodą elementów dyskretnych (DEM) można przewidzieć dokładne naprężenia wynikające z operacji kopania i zoptymalizować wytrzymałość poszczególnych elementów.
Zrozumienie interakcji materiałów sypkich z urządzeniami
Modelowanie interakcji z materiałami sypkimi ma szczególne znaczenie w projektowaniu i prognozowaniu wydajności ciężkiego sprzętu. Dynamiczne obciążenia podczas ruchu urządzeń zmieniają się w trakcie pracy z różnymi rodzajami materiałów. Stabilność i mobilność pojazdów mogą być także determinowane przez właściwości podłoża, po którym się one poruszają.
Tworzenie ekosystemu współpracy w rozwoju produktów
Na różnych etapach procesu rozwoju produktu inżynierowie muszą rozważyć fundamentalne kwestie dotyczące celów modelu, poziomu dokładności potrzebnego do osiągnięcia tych celów oraz kryteriów, jakie ma spełniać. Wykorzystanie modelowania systemowego do stworzenia cyfrowego wątku może ułatwić odpowiedzi na te pytania poprzez zapewnienie wglądu w wirtualne reprezentacje symulacji produktu, analizy danych i wymagane funkcjonalności
Oferowane przez Altair narzędzia inżynierii systemowej o otwartej architekturze umożliwiają tworzenie cyfrowego wątku pozwalającego na integrację procesów rozwoju produktu: od etapu koncepcji aż do wdrożenia. Cyfrowe reprezentacje w 1D mogą jednocześnie obsługiwać elementy na różnych poziomach dokładności, co ułatwia ich przekazywanie, weryfikację, modyfikację i optymalizację przez multidyscyplinarne zespoły. Zapewnia to projektantom dostęp do modeli o odpowiedniej dokładności na każdym etapie procesu rozwoju.
Rozwiązanie dla producentów ciężkiego sprzętu
Projekty dużej skali – szczególnie w przypadku urządzeń przeznaczonych do pracy w ekstremalnych warunkach – wymagają niezawodności i pewności analiz. Wykorzystująca symulacje, analizy danych oraz wsparcie dla obliczeń HPC i chmury technologia Altair wspomaga rozwój niezawodnych, innowacyjnych i ekonomicznych produktów na każdym etapie ich cyklu życia – począwszy od koncepcji aż po eksploatację. Symulacje umożliwiają szybkie badanie i analizę wydajności produktu z uwzględnieniem zmęczenia i obciążeń dynamicznych, co w efekcie pozwala na wprowadzenie niezbędnych usprawnień. Wizualizacja i przetwarzanie danych, wraz z cyfrowymi bliźniakami aktywów, umożliwiają firmom produkującym ciężki sprzęt uzyskać klarowny wgląd w cykl rozwoju produktu oraz zoptymalizować jego wydajność i przedłużyć czas użytkowania.
Zaawansowane rozwiązania oferowane przez Altair pozwalają producentom ciężkiego sprzętu osiągnąć lepsze rezultaty, redukując czas rozwoju produktów i zwiększając ich niezawodność w wymagających warunkach eksploatacji.
Artykuł powstał w oparciu o dokumenty techniczne firmy Altair.
