“Molta parte del processo di progettazione e ciclo di vita del prodotto è trainato dalla tecnologia di simulazione – afferma Uwe Schramm, CTO at Altair – Il nostro software non serve soltanto a progettare il prodotto, ma aiuta a ottimizzare i processi di produzione e lo stesso prodotto finale”.

 

I fondamenti della progettazione stanno cambiando profondamente. Sebbene sia ancora vero che la simulazione si identifichi più come strumento di progettazione e non di pura validazione, si sottovalutano le potenzialità che soluzioni di questo tipo possono fornire all’ambiente di produzione e di operation coerentemente a obiettivi di ottimizzazione generale dei processi ad essi associati.

Il risultato è che il prodotto finale è frutto di iterazioni effettuate sul progetto finito. Una modalità scarsamente efficiente. Vanno modificate le modalità fin dal primo approccio utilizzando le corrette tecnologie abilitanti, nella fattispecie i software applicativi.

Se si analizzano i progetti tradizionali di sviluppo prodotto si può ben comprendere come siano il frutto di un’evoluzione lineare della modalità ‘si è sempre fatto così con il risultato di allungare i tempi di realizzazione di un nuovo prodotto, o peggio, di una famiglia di prodotti.

Di fatto la simulazione è oggi un qualcosa che va oltre i meri aspetti di disegno e validazione e la si deve intendere nella sua più ampia accezione (System V). Una tendenza di cui son ben consapevoli i vendor, che hanno infatti posizionato la propria offerta attorno a questo nuovo paradigma. E’ questo il caso di Altair.

“Molta parte del processo di progettazione e ciclo di vita del prodotto è trainato dalla tecnologia di simulazione – afferma Uwe Schramm, CTO at Altair – Il nostro software non serve soltanto a progettare il prodotto, ma aiuta a ottimizzare i processi di produzione e lo stesso prodotto finale. Svolge anche una sua funzione in ambito operation, semplificando e rendendo più efficienti i processi decisionali”.

La funzionalità più importante cui i progettisti dovrebbero prestare attenzione quando si confrontano con soluzioni di simulazione a supporto dello sviluppo completo del prodotto e del ciclo di vita della produzione e delle operation è l’ampiezza del portfolio del vendor poiché si deve ragionare su molteplici fronti applicativi.

Se l’analisi degli elementi finiti (FEA) può essere applicata con successo in fase di validazione e, potenzialmente, in fase di progettazione, risulta per esempio troppo lenta una volta entrati in fase di operation e fase di sviluppo iniziale. Ecco, quindi, che Schramm suggerisce di partire con modelli low fidelity, nel caso di Altair implementabili con solidThinking Activate.

Questi prototipi virtuali permettono di esplorare la fisica generale del sistema e stabilire come i principi generali possano essere applicati in modo ottimale. Nel corso del disegno-progettazione, si possono poi aggiungere, a seconda delle necessità che si presentano, ulteriori livelli di fidelity, andando così a mettere a punto, in fase di verifica, modelli high-fidelity.

Ottimizzazione della progettazione di produzione

Una volta ottimizzata la progettazione del prodotto è possibile iniziare a ragionare in funzione di una produzione digitale. Questo tipo di simulazioni aiutano, infatti, i progettisti a procedere interativamente determinando la messa a punto ottimale della produzione e dei processi associati allo sviluppo.

Le simulazioni così concepite possono inoltre aiutare i progettisti a individuare imperfezioni prima che queste possono creare problemi nel mondo reale. Per comprendere la gravità o meno delle imperfezioni il software consente di riportare tutto in fase di validazione e di progettazione e, se le imperfezioni si confermano tali, procedere a ulteriori assessment.

In definitiva per le aziende è possibile ridurre il numero di prototipi fisici poiché la simulazione consente la validazione di prodotti. Alcune aziende, infatti, utilizzano già questo tipo di simulazioni per supportare la fase di testing associate a determinate certificazioni.

IoT e Digital Twin

A questo punto del processo si deve assicurare la piena sostenibilità della produzione. Sfortunatamente le simulazioni high-fidelity in cui si è lavorato durante la validazione e ultime fasi di progettazione sono troppo lente per far sì che le informazioni supportino adeguatamente la velocità e i ritmi della produzione.

E’ questo il punto in cui Schramm suggerisce l’utilizzo di simulazioni basate sui dati, avvalendosi di algoritmica machine learning, tecnologie di Response Surface Models (RSM) e digital twin. Nel caso di Altair la simulazione data-driven può essere effettuata con HyperStudy, software che consente di prendere i dati e utilizzarli in algortimi di machine learning, reti neurali e funzioni smart fit.

“Il software viene integrato in una serie di algoritmi di machine learning che consentono di individuare il modello migliore”. Questo tipo di simulazione può per esempio essere integrato in un sistema di reduced-order model, ponendo le basi per la manutenzione predittiva e fornendo le basi per decisioni a livello di progettazione o informativo.”

E’ inoltre possibile connettere i digital twin e modelli low fidelity a prodotti fisici utilizzando tecnologia e servizi IoT. Per esempio, nel caso di Altair, avvalendosi della piattaforma IoT Carriots, in grado di fornire un flusso di informazioni aggiornato.

L’ottimizzazione applicata a tutto il ciclo di sviluppo.

L’ottimizzazione è alla base della rapidità dello sviluppo ed evoluzione del prodotto in ogni singola fase del processo.

“In tutte le fasi – dice Schramm – è possibile supportare le decisioni avvalendosi di algoritmi che aiutano a raggiungere i requisiti desiderati. Nessuno – aggiunge Schramm – vuole che si verifichino interruzioni nei cicli di produzione o nell’ottimizzazione del prodotto, ma a volte succede.  In questo caso si deve sempre poter intervenire. Ecco, quindi – conclude Schramm – che abbiamo reso possibile integrare l’ottimizzazione attraverso i nostri algoritmi di simulazione. Non si vuole soltanto predittività, si vogliono soluzioni che servano a capire come migliorare la progettazione se non si raggiungono i livelli di qualità prefissati”.

 

 

 

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