Milyen összefüggéseket érdemes mérlegelni a végeselemes szimuláció bevezetésénél?

Szerző: CAD-Terv | 2016.09.09. 15:54

Divat, vagy több? Minden technológia bevezetésének alapvető kérdése: miért éri meg? Beszélgetésünkben szeretnénk az egyre terjedő végeselem módszeren alapuló szimulációs technológia gazdaságosságának megítéléséhez támpontokat adni. Kérdéseinkre Ring Zoltán, a CAD-Terv Simulation Kft. értékesítője válaszol.

– Az iparnak milyen területein használják ez a technológiát?
– Az autóipar, repülőipar, hadiipar, gépipar, orvostudomány már régóta használja, mert itt kiemelt előnyöket hoz egy jobb megoldás gyorsabb megtalálása. A technológia terjedését segíti, hogy az OEM-ek egyre gyakrabban kérik fel beszállítóikat szerepvállalásra a fejlesztésekben, lehetőleg olyan technológiát használva, amilyet az OEM is ismer. Ez a folyamat Magyarországon is zajlik, és ma már nemcsak az egyetemek és a nagyvállalatok, hanem a kis- és középvállalatok közül is egyre többen megtalálják számításaikat a végeselemes szimulációval. Ez egy precíz és idő hatékony vizsgálati technológia. Alkalmazása – mint minden technológiai fejlesztés – befektetési döntés, ezért is fontos áttekinteni, milyen hozadékai lehetnek.

– Milyen közvetlen haszonnal számolhat, aki ezen gondolkozik?
– Közvetlen haszonként jelentkezni fognak jól megfogható költség csökkenések. Lényegesen kevesebbet kell valós prototípusok vizsgálataira költeni, ebben értve a fizikai prototípus költségeit és a vizsgálatok laborköltségeit is, vagy akár egy teszt műhely üzemeltetési költségeit. Ahol teszt műhely üzemel, ott a felszabaduló tesztkapacitás akár bevételt is termelhet, külsősnek értékesítve. Fontos tudni a technológiáról, hogy nemcsak a termék, hanem ma már a gyártás-fejlesztésben is használják, például szerszámok vizsgálatához vagy gyártás segítő elemek tervezéséhez. Kézzelfogható előny, ha egy megmunkáló szerszámot nem 3-5 iterációs lépcsővel után lehet üzembe helyezni, hanem fizikai példánya 1-2 iterációval üzemkész lesz. És itt említsünk meg egy olyan tételt, amely időnként a pénznél is fontosabb: az idő tényező. Ha a teszt folyamat nagy része egy számítógépen teljesíthető, nem kell heteket várni a vizsgáló labor vagy teszt műhely elérésére.

– Mire van közvetett hatása a végeselemes szimulációs technológiának?
– A XXI. században a vevő meghatározó döntési szempontja a minőségi színvonal. Ennek emelését nagyon sok módon támogatja a szimuláció. Először is könnyen és gyorsan összevethetővé válnak megoldási alternatívák, így a legalkalmasabb vihető tovább a fejlesztésben. A topológia optimálással fejleszthető a termék teljesítménye, a kifáradás vizsgálatok lehetőséget adhatnak a visszahívások megelőzésére vagy az élettartam megalapozottabb kijelentésére. Amikor komplex szerkezetről beszélünk egy egyszerű terhelés hatásainak végigszámításai is komoly munka, főleg egy összetett teherkombinációé. A számítógép gyorsan és pontosan megcsinálja. A módszer átfogó képet ad, akár egy elemről, akár rendszerről van szó. Így a kritikus részek akkor is észrevehetők, ha nem ott alakulnak ki, ahol rutinból várjuk. Fontos lehetőség az, hogy bármilyen teher és teherkombináció gyorsan vizsgálható, és az anyagtani vagy geometriai komplexitás sem hozza zavarba a számítógépet. Ezeken túlmutatóan az explicit dinamikai vizsgálatok ma már csak így életszerűek a mérnökök számára.

– Ezek értékét meg lehet pénzben határozni?
– Vannak pontosabban meghatározható tételek, és vannak olyanok, amelyeket nagyságrendileg lehet forintosítani. Jól megfogható a munkaórák számának változása. Az alaposabb és átfogóbb vizsgálati mód miatt csökken a tervezési hibák, visszahívások kockázata, amely szintén jól számszerűsíthető. A számítógépen összefogottan zajló analízis miatt a döntésekhez az adatok biztosítása gyorsabb, korszerűbb, így a döntéshozóknak könnyebb a dolga. Az optimálási feladatoknál is jól azonosítható mennyi, fejlesztési lépcsőkkel eltelő munkaidőt spórol meg a szoftver használata. Előfordulhat, hogy a projekt feszített időbelisége miatt nincs idő alaposan megvizsgálni melyik alternatíva a legjobb, vagy később gyártás közbeni áttervezések történnek, melyek szintén megfoghatók, ha a tervezésnél van idő hatékony eszköz az összehasonlításokra. És szintén azonosítható a költség csökkenés mértéke, ha egy termék a jobban kimunkált konstrukció miatt tovább piacképes, és csak másfélszer annyi idő múlva kell költeni a korszerűsítésére.

– A munkafolyamatokra milyen hatással van a valósághű szimuláció?
– A végeselemes szoftver a CAD modellekkel dolgozik, így a CAD tervezés és a tesztelés munkája összefonódik. A fejlesztési munka koncentrálódik a számítógépre és egyszerűen, gyorsan kontrollálható a státusza, eredményei. A számítógépen teljesülő vizsgálatok miatt csökken a valós tesztekhez szükséges idő és a szervezési nehézségek. Ha kevesebb iterációs körben véglegesül a szerszám vagy termék, azonos időszak alatt több projektet tud vinni a fejlesztés.

– Ezt hogyan lehet számszerűsíteni?
– A hatékonyság növekedését várhatóan keret adatok fogják igazolni, például az év alatt teljesített projektek száma nőhet, a túlórák száma csökkenhet… Komoly értéket képvisel, de nehezen számszerűsíthető a problémák megelőzésének hatása. Cégenként eltérő az, hogy milyen visszatérő nehézségeket oldhat meg a végeselemes szimuláció alkalmazása. Ezek azonosításában szívesen segítünk.

– A versenyképességre, image-re milyen hatással van a valósághű szimuláció alkalmazása?
– Az „innovatív cég” ma már egy keresett image: azt mutatja, hogy birtokosa figyel a megrendelői igények trendjeire és gyorsan tud reagálni. Ennek technológiai kiszolgálásában egyre nélkülözhetetlenebb eszköz lesz a valósághű végeselemes szimuláció. Azoknak a megbízóknak, akik szeretik tudni, milyen alternatívák közül lett kidolgozva a legjobb, ez egyértelműen, számszerűen bemutatható a szimulációs technológiával. Ha az OEM-ek lehetőséget kínálnak a fejlesztésbe való bekapcsolódásba, akinek ilyen kapacitása van egy nagyobb hozzáadott értéket adhat el a megbízójának, például a gyártáson túl a fejlesztést is. Előfordulhat, amikor ez nem felkínált lehetőség, hanem elvárás, s aki nem felel meg, az helyett megfelelőt keresnek középtávon. A szimulációs technológia versenyképességre gyakorolt hatását jól példázza a SCANIA esete, aki ezzel a módszerrel jármű súlyt tudott csökkenteni és 3 hónappal hamarabb tudta piacra dobni az Euro6-os motorral szerelt modelljeit, mint azt előírták.

– Hogyan épülhet be ez a technológia a cégek működésébe?
– Két módon is kihasználhatók előnyei. A saját kapacitás felépítésének az alapja lehet egy képzett mérnök, egy erős számítógép és a testreszabott szoftver megoldás. A másik lehetőség külsőssel elvégeztetni az analíziseket. A CAD-Terv mindkettő esetre tud megoldásokat szolgáltatni.

– Hogyan fejlődik tovább ez a technológia?
– A szoftver fejlesztés célja kiszolgálni az iparági trendeket. Az élvonalbeli szoftvereknél ilyen például a felhő alapú felhasználás biztosítása vagy az Additive Manufacturing (3D nyomtatás) kérdéseire való felkészítés. Azt látjuk, hogy a végeselemes szimulációt már több felhasználói szinten is elérhetővé teszik, így a 3D tervező szoftvereknél elérhetők beépített szimulációs modulok vagy standalone szoftver megoldások széles skálája a megoldandó kihívásokhoz igazítható. Szakembereink folyamatosan követik a technológia fejlődési irányait, naprakész szakmai ismereteik pedig garanciát jelentenek partnereinknek a testreszabott megoldás azonosításában és bevezetésében.

CAD-Terv Kft. 
Email: sales@cadterv.hu
Telefon: +06 1 461-9000

(x)

Hírlevél feliratkozás

Kiemelt partnereink