Het succes van simulatie

banner_lightsimulation

 

Ontdek de verschillende Autodesk-simulatiepakketten:
Autodesk Simulation CFD
Autodesk Simulation Moldflow
Autodesk Nastran In-CAD


Het succes van Simulatie

Volgens Scott Reese van Autodesk zal de cloud zal het gebruik van simulatiegebaseerd ontwerpen versnellen. Toen een vroegere versie van de spelcomputer Xbox oververhit raakte en niet meer functioneerde, spendeerde Microsoft meer dan $1 miljoen aan het uitbreiden van de garanties om op deze manier het vertrouwen van de klant in het product terug te winnen. Een verstandige investering, aangezien de Xbox uitgroeide tot een van de meest verkochte consumentenproducten aller tijden. Maar niet veel bedrijven kunnen het zich veroorloven om hetzelfde te doen. De meeste producten die na de marktintroductie gebreken vertonen, eindigen in de boeken als dure, of zelfs gevaarlijke, fouten.

 

Men gebruikt al ruim veertig jaar computers voor het simuleren van natuurkundige processen om de prestaties van een product te voorspellen. Toch werden simulaties steeds gezien als complex en duur. Alleen zeer grote bedrijven konden het zich veroorloven om fulltime simulatiespecialisten aan te nemen die simulatiemethodes konden ontwikkelen voor hun specifieke producten.

 

Er zijn wel pogingen ondernomen om simulatie te introduceren bij niet-deskundigen, onder andere in de wereld van meerdimensionaal ontwerp. Maar CAD-ontwerpers zijn niet opgeleid tot ingenieur en hebben dus niet genoeg zicht op de 'ins en outs' van simulaties. Bovendien waren de tools slechts in staat eenvoudige, lineaire analyses van afzonderlijke componenten op te zetten.

 

Als gevolg hiervan werden deze tools door simulatie-experts van de hand gedaan als te eenvoudig. Deze mening werd nog eens bevestigd door het feit dat onderdelen die eerder gecontroleerd waren met behulp van deze tools vaak niet door de laatste validatietest kwamen. Er waren wel voorbeelden van succesvolle toepassingen, maar deze waren veelal afkomstig van bedrijven die bereid waren te investeren in opleidingen en het standaardiseren van processen en die over het algemeen een grotere inzet toonden om de technologie af te stemmen op hun behoeften.

 

Veel fabrikanten en productontwerpers zijn daarom specialisten blijven inzetten en vervatten simulatie doorgaans in een relatief inefficiënte cyclus van ‘ontwerp, prototype, test, herontwerp'. Gelukkig zijn er ook partijen die naar een manier zoeken waarop ontwerpers en engineers deze taken kunnen integreren in hun dagelijkse werkzaamheden.

 

De ommekeer

 

Automotive-DPOnlangs heeft een combinatie van verschillende factoren voor een doorbraak gezorgd. De integratie van de intelligente 3D-modeling-technologie met multifysische simulatie maakt simulatiegebaseerd ontwerp al vroeg in het productontwikkelingsproces mogelijk. Dit kan van grote invloed zijn op de productiekosten, kwaliteit en ontwikkelingsduur.

 

Er zijn internationale voorbeelden te over die dit staven. Zo is de Amerikaanse fabrikant van sneeuwvoertuigen Tucker SnowCat® Corporation erin geslaagd de tijd en kosten die besteed worden aan het ontwerpvalidatieproces met 50 tot 60% te verlagen door de eindige-elementenmethode en Mechanical Event Simulation (MES) onderdeel te maken van de digital prototyping-oplossing van Autodesk.

 

Primera Plastics uit Michigan produceert op maat gemaakte plastic onderdelen voor meubelfabrikanten en OEM’s in de automobielindustrie. Dit bedrijf heeft gebruik gemaakt van simulatiesoftware voor spuitgieten. Hierdoor is het in staat het spuitgietontwerp te optimaliseren voordat de productie plaatsvindt en op basis daarvan zeer scherpe offertes aan te bieden. Met behulp van Autodesk Moldflow kunnen engineers verschillende simulaties uitvoeren om de stroom van het gesmolten plastic te bestuderen, verschillende vloeistofkanalen en configuraties te analyseren, het meest efficiënte koelsysteem te bepalen en de volumekrimp te voorspellen. Engineers kunnen ook gebruik maken van simulaties om te voorspellen hoe lang het duurt voordat een plastic onderdeel de injectietemperatuur bereikt heeft of na hoeveel tijd het onderdeel krom zal trekken.

 

De kosten voor het maken van spuitgietmatrijzen spelen vaak een belangrijke rol in de totale productiekosten, in sommige gevallen bedragen deze wel 75%. “Als de matrijs niet goed ontworpen is, is vaak het hele productieproces naar de maan”, vertelt Scott Leatherman, project engineer. “Er wordt veel geld verspild wanneer we terug moeten naar de tekentafel nadat de matrijs is geproduceerd.”

De simulatiesoftware helpt ook bij het vinden en oplossen van mogelijke gebreken, zoals niet volledig gevulde gespuitgiete delen, luchtophopingen en laslijnen ruim voordat de productie begint. “We kunnen met de juiste software maanden aan productietijd en aanzienlijke kosten besparen,” aldus Leatherman.

 

 

360_infographic_icon_cloudDe cloud

Echter, doordat de complexiteit van producten toeneemt, is er steeds meer rekenkracht nodig om multifysische analyses uit te voeren. De hoeveelheid desktops en werkstations die de meeste engineers en ontwerpers doorgaans tot hun beschikking hebben, voldoet vaak niet meer. Maar gelukkig is dit een tekort dat opgelost kan worden door de het werk naar de cloud te verplaatsen, waardoor gebruikers het maximale uit hun simulatiegebaseerd ontwerp kunnen halen.

 

Engineers hoeven niet langer tijd te besteden aan het vereenvoudigen van rekenmodellen voorafgaand aan hun analyses; het eindeloze computervermogen dat beschikbaar is in de cloud betekent dat zij nu meerdere complexe pre-processing taken of verschillende simulatietaken parallel kunnen uitvoeren.

 

De software verzamelt automatisch de juiste waarden en input (grenswaarden en parameters en dergelijke) en stuurt deze informatie dan de cloud in. Hier wordt dan de meshing uitgevoerd en worden de juiste solvers opgestart, draait de juiste post-processor, waarna het resultaat weer teruggaat naar de gebruiker, die zich in de tussentijd met andere taken op zijn computer bezig kon houden.

 

Cloud-gebaseerde simulatie heeft de regels van het spel drastisch veranderd, onder andere doordat de cloud de kosten aanzienlijk verlaagt, waardoor simulatie ook voor kleinere en minder draagkrachtige bedrijven beschikbaar is.  Autodesk, een pionier op het gebied van cloud-gebaseerde simulatietools die geïntegreerd zijn met de reguliere CAD-software, speelt daar op in door klanten toegang te bieden tot een scala aan software zonder dat zij specifieke licenties hoeven aan te schaffen.

 

Hieronder vallen ook een add-on voor Autodesk Moldflow (de software die ook gebruikt wordt door Primera Plastics) die het mogelijk maakt spuitgietsimulaties uit te voeren in de cloud en Project Falcon, een simulatietool voor windtunnels die beschikbaar is als plugin voor Autodesk Alias surfacing software. Deze voorziet industrieel ontwerpers binnen enkele seconden van nauwkeurige simulatieresultaten. Stroom- en winddrukresultaten als gevolg van veranderingen in windrichting en -snelheid worden bijna real-time bijgewerkt. Autodesk biedt zelfs simulatie-apps waaronder ForceEffect, een mechanische statica-applicatie voor iOS en Android-apparaten en Tinkerbox, een mechanisch simulatiespel dat draait op de iPhone.

 

Het doel van Autodesk is niet om experts van hun troon te stoten – er zal altijd behoefte zijn aan specialisten – maar om de technologie te ‘democratiseren’, zodat deze beschikbaar en toegankelijk is voor bedrijven van verschillende soorten en omvang. Het bedrijf heeft al meer dan $500 miljoen geïnvesteerd in het aantrekken van innovatie van buitenaf op het gebied van simulatietechnologie. De cloud maakt de mogelijkheden nog veelvuldiger en veelzijdiger en het begin erop te lijken dat simulatiegebaseerd ontwerpen voor iedereen bereikbaar wordt.
 

 

 

Meer weten? Vraag hier meer informatie of een offerte aan >>