La Progettazione Meccanica Guidata dalla Simulazione
L'approccio Simulation-Driven Design aumentare i margini di profitto dell'azienda
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![Ing. Francesco Palloni](https://webinar.smartcae.com/wp-content/uploads/smartcae-founders-francesco-palloni.jpg)
Ing. Francesco Palloni
SmartCAE
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Descrizione Webinar
L’approccio “Simulation-driven Design” – ovvero l’uso della simulazione per definire le linee guida del progetto – consente alle aziende di realizzare prodotti più innovativi, che funzionano al primo tentativo e richiedono molte meno modifiche nelle fasi nelle fasi successive.
Questo approccio consente di:
- Ridurre i prototipi fino al 27%
- Accorciare il time-to-market del 29%
- Rispettare i tempi di consegna nel 76% dei casi
- Aumentare la qualità del prodotto nel 77% dei casi
- Rispettare gli obiettivi di costo nel 71% dei casi
Come ottenere questi risultati?
Per ottenere questi risultati è indispensabile estendere l’utilizzo della simulazione verso i non esperti, ma non tutti gli strumenti di analisi sono adatti a questo scopo!
In questo evento illustreremo come la piattaforma Simcenter 3D di Siemens Digital Industry Software abiliti la progettazione guidata dalla simulazione attraverso degli esempi pratici, rendendo le analisi multi-fisiche accessibili ai progettisti e ai meno esperti.
Siamo davvero in un’era in cui la progettazione può essere guidata dalla simulazione, la simulazione può essere utilizzata realmente per sintetizzare il progetto fisico, piuttosto che limitarsi a fare quello che è stato fatto fino a ieri, di valutare alla fine del ciclo di progettazione, convalidare dei progetti ormai completati. La tecnologia di simulazione sta diventando ogni giorno migliore, più veloce, più economica e perfino più facile da utilizzare. Questo consente l’utilizzo della simulazione in modo precoce e completo da punto di vista del processo ingegneristico, dall’idea iniziale al progetto di dettaglio fino ad arrivare alla convalida finale delle prestazioni.
Quali sono i vantaggi tangibili della progettazione guidata dalla simulazione?
La progettazione guidata dalla simulazione può aiutare nella fase di ideazione a scoprire nuove forme e disegni innovativi che il progettista difficilmente riuscirebbe a immaginare. Questo perché vengono sfruttate le leggi della fisica per aiutare a guidare la forma del progetto e questo può portare ad esempio a prodotti allo stesso tempo più leggeri, ma anche più resistenti rispetto a quelli che siamo abituati a sviluppare.
La progettazione guidata dalla simulazione porta una maggiore confidenza che il progetto riesca a soddisfare i requisiti di prestazione, poiché stiamo eseguendo la simulazione contemporaneamente al processo di progettazione. Questo riduce le iterazioni che il team di progettazione deve eseguire con il team degli analisti e si traduce in progetti migliori e tempi più rapidi per il rilascio del progetto.
Oggi siamo in grado di integrare simulazione e progettazione utilizzando una piattaforma comune. La tecnologia di simulazione viene esposta direttamente all’interno dell’ambiente CAD a vari livelli, i progettisti possono trovarsi a proprio agio con un set di funzionalità di base che gli permettono di effettuare il lavoro di routine, mentre gli analisti esperti hanno accesso a tutti gli strumenti che gli permettono, da una parte di gestire le proprie simulazioni avanzate, dall’altra creare processi si simulazione automatizzati da mettere a disposizione dei progettisti per alleggerire parte del loro lavoro.
All’interno di questa visione la tecnologia di simulazione si adatta all’intera catena di ideazione, progettazione e convalida, questo significa produrre risultati coerenti durante tutto lo sviluppo e semplificare notevolmente la gestione dei processi dell’azienda.
Simcenter 3D è un ambiente di simulazione CAE multifisica che è in grado di gestire le discipline più utilizzate nell’ambito della progettazione meccanica. Simcenter 3D offre un’interfaccia unificata, un ambiente unificato, scalabile, aperto, per eseguire simulazioni CAE ed è collegato con l’ambiente di progettazione, con il test, con la parte di simulazioni 1 D e di fatto accelera il processo di simulazione combinando il miglior modellatore geometrico disponibile sul mercato che è quello di NX con la modellazione agli elementi finiti, la modellazione CAE associativa e questo anche attraverso solutori multidisciplinari integrali.
Quali sono i vantaggi di Simcenter 3D rispetto agli ambienti di simulazione tradizionale?
- Usabilità, Simcenter dispone di un’unica interfaccia utente che permette di eseguire progettazione, simulazione e tante altre attività.
- Automazione, ovvero la possibilità di acquisire e riutilizzare la conoscenza della simulazione degli analisti rendendola accessibile agli utenti meno esperti.
- Validazione e scalabilità, ovvero dar modo che progettisti e analisti possano collaborare insieme per verificare e validare i propri studi e rendere più semplice la possibilità di scalare il progetto verso studi e attività più complesse.
Il cuore di Simcenter 3D è un modellatore che si chiama Engineering Desktop è vero che è basato sul motore geometrico di NX, però è un’applicazione stand alone. È un modellatore che vive di vita propria, staccato da NX e permette di gestire sia in fase di ingresso la geometria creata con qualsiasi CAD, per cui è agnostico, da un punto di vista di geometria, per cui posso importare dentro Simcenter 3D la geometria creata con Catia, Creo, Solidworks e altri ambienti, in imput.
Per quanto riguarda la costruzione dei modelli agli elementi finiti può, all’interno di Engineerin Desktop, oltre ai suoi solutori multifisici, Simcenter 3D può essere utilizzato per creare modelli da lanciare con MSC Nastran, con Abaqus, con Ansys e altri solutori. Per cui può essere inserito facilmente in qualsiasi workflow di progettazione meccanica.
Simcenter 3D è compatibile anche con Solid Edge?
Si, è compatibile con Solid Edge, nel senso che si può importare direttamente il file nativo che però al quel punto diventa però un modello all’interno di Simcenter 3D, nel senso perdo la storia di costruzione del modello, però non è un problema perché ho a disposizione la modellazione sincrona, per cui se devo fare delle modifiche posso operare in due maniere. Da una parte faccio le modifiche dentro Simcenter 3D e alla fine del progetto, quando ho fatto le mie simulazioni, se ho cambiato la geometria esporto un parasolid e rientro dentro SolidEdge, in quel caso però ho una parte orfana di storia anche dentro SilidEdge, l’altra strada è quella di utilizzare una funzione che è all’interno di Simcenter 3D che è “Aggiorna parte”, per cui con quel comando li voi potete continuare a fare le modifiche dentro Solid Edge reimportate le modifiche dentro Simcenter 3D, Simcenter 3D si accorge che la parte è cambiata e ti chiede “Vuoi aggiornare i comandi che hai fatto per la modellazione FEM a questa nuova geometria?” Se rispondete “Si” parte un workflow con il quale automaticamente lui cerca di ricostruire il modello FEM che avevate fatto in precedenza partendo da una geometria diversa.
Il Durability è un modulo o è integrato come parte di Simcenter?
Bella domanda! Simcenter 3D è un software modulare, per cui all’interno dell’interfaccia grafica di Simcenter 3D io posso abilitare tante discipline, tanti connettori. Essendo un software modulare ci sono delle configurazioni minime, la configurazione minima è solo il modellatore, tipicamente il best seller è il modellatore più la parte strutturale che non comprende però nessuna funzione di durability, a queste si può aggiungere o una funzione base di durability quindi il Wizard, che costa veramente una sciocchezza, come pure si possono mettere dei moduli avanzati di durability che sono basati sulla tecnologia di LMS Falancs, un software di durability allo stato dell’arte che Siemens ha acquisito grazie a LMS, per cui li eventualmente uno può scalere quanto vuole a livello di complessità dello studio che vuole fare. Per quanto riguarda una cosa particolare che non ho detto Simcenter 3D oltre a la licenza a moduli mette a disposizione anche la licenza a token, vale a dire invece di comprare i moduli, se io compro un pacchetto di token, io posso abilitare tutte le fisiche di Simcenter 3D che funzionano rimanendo sotto quel tetto di token. Quindi è una maniera molto comoda, flessibile, per gruppi di lavoro dove ho più utilizzatori che devono condividere Simcenter e anche per contenere l’investimento perché di fatto con una spesa, inferiore all’acquisto di tutti i moduli io mi trovo tutte le discipline.
Il simulatore quindi suggerisce direttamente quali modifiche fare sulla modellazione?
Allora, si, all’interno di Simcenter 3D c’è tutta la suite di design exploration. Il design space exploration può essere usato in più modi, già nel pacchetto base strutturale io ho un primo livello di ottimizzazione e esplorazione dello spazio di progetto con cui posso dire al solutore di modificare localmente la geometria, in automatico, finché non raggiungo un certo obiettivo. Per cui posso impostarmi uno studio parametrico al variare della geometria e automaticamente Simcenter genera un nuovo modello per ogni variante, ripete l’analisi e guarda i risultati, finché non raggiunge l’obiettivo che gli ho assegnato e poi eventualmente è possibile, questa analisi dello spazio di progetto spingerla in maniera molto più sofisticata facendo anche delle simulazioni multifisiche.