8 812 123 45 67
Преимущества моделирования физических процессов на ранних стадиях проекта

В статье рассмотрены преимущества использования компьютерного моделирования физических процессов на ранних стадиях проектирования по сравнению с традиционным подходом к проектированию.

Преимущества использования компьютерного моделирования физических процессов на ранних стадиях проектирования уже многократно были продемонстрированы на практике. Лучшие в своем классе компании-лидеры сегодня именно таким образом используют компьютерное моделирование, что позволяет им разрабатывать инновационную продукцию опережая конкурентов. Однако, как обычно, крайне важны детали применения технологий моделирования, которое необходимо встроить в процесс разработки продукции, изменив существующий порядок действий.

На рисунке 1 представлены этапы типового процесса проектирования, в котором моделирование применяется для поверочных расчетов, или же не используется вовсе. Вертикальная ось соответствует стоимость разработки накопленным итогом. Для упрощения примем, что стоимость линейно соотносится со временем. Наклон кривой соответствует стоимости единицы времени разработки на каждой стадии.

раннее моделирование 1

В данном процессе представлены следующие стадии:

А. Разработка концепции и технического проекта изделия. На данном этапе моделирование не применяется. В конце этапа технический проект утверждается для дальнейшей проработки.

В. Разработка рабочей документации. Моделирование проводится ситуативно и не систематически. В конце этапа выпускается конструкторская документация для производства опытного образца.

С. Тестирование опытного образца. На данном этапе любые изменения могут привести к существенному удорожанию проекта и удлинению сроков проекта. В конце этапа утверждается финальная конструкторская документация.

D. Тестирование и сертификация изделия. Конструкторские проблемы, выявленные на данной стадии, могут иметь катастрофические последствия для проекта.

E. Серийное производство.

В случае, если применяется численное моделирование на ранних стадиях проектирования, данный процесс подлежит пересмотру и изменению. На рисунке 2 представлен обновленный процесс в сравнении с традиционным. Рассмотрим ключевые изменения и то, к чему они приводят.

раннее мрделирование 2

А.  Разработка концепции и технического проекта изделия. Моделирование используется для разработки инноваций и улучшения концепции изделия.

В. Разработка рабочей документации. Моделирование применяется как часть стандартизованного процесса для оптимизации конструкции.

На данном этапе возникает существенное отличие от стандартного процесса проектирование. Очевидно, что при более интенсивном использовании моделирования на первых стадиях потребуется больше времени и средств по сравнению с процессом, где моделирование используется несистемно или не используется вовсе. На рисунке 2 этапы А и В соответственно смещены по оси времени вправо при увеличении их стоимости.

Если менеджмент компании или проекта заблаговременно не перераспределит время и ресурсы на первые два этапа, то это не позволит в полной мере проявить и использовать ценность моделирования на ранних стадиях проектирования. Стадии А и В должны рассматриваться как инвестиционные, окупаемость которых произойдет в конце проекта.

С.  Тестирование опытного образца. Обычно это наиболее длительная и дорогостоящая стадия процесса разработки, но в случае применения обновленного процесса этот этап будет минимизирован. Моделирование позволяет изначально учесть возможные отклонения и несоответствия процесса в реальных условиях и сэкономить на этапе тестирования изделия.

D. Тестирование и сертификация изделия. Данный этап также может быть существенно сокращен с помощью применения моделирования на более ранних стадиях проекта.

E. Серийное производство. Этот этап наступит существенно раньше чем при традиционном подходе к проектированию, с меньшими рисками и потенциальными проблемами проекта.

Рисунок 2 отчетливо демонстрирует сокращение сроков и стоимости проекта при раннем использовании моделирования. При увеличении длительности и затрат на первых двух этапах, конечный результат достигается быстрее и со снижением общей стоимости, при этом стадия исправления ошибок проекта полностью исчезает. Затраты по гарантийным случаям, не рассмотренные в настоящей статье, также скорей всего будут снижены в результате систематического применения моделирования.

Важнейшим фактором успешного внедрения нового подхода к проектированию является выделение менеджментом проекта дополнительных средств и временного ресурса. Инженерные команды нуждаются в обучении, программном обеспечении, вычислительном оборудовании. После нескольких успешно выполненных проектов эти затраты многократно окупятся и позволят компании наравне конкурировать с лидерами в своих сегментах рынка.

вернуться к списку новостей
Рассчитать стоимость онлайн
Сообщите основную информацию о вашей задаче, ответьте на несколько вопросов и мгновенно получите оценку трудоемкости актуальной для вас инженерной задачи.
Узнать цену
Связанные новости
14 декабря 2023

Инженер АО «ЦИФРА» стала призёром Всероссийской олимпиады по математическому моделированию

Завершена II Всероссийская олимпиада по математическому моделированию среди студентов 3-6 курсов высших учебных заведений, ВОММ-2023, награды нашли своих победителей. Серебряным призером в треке «Прочность» стала Алина Шпади, инженер АО «ЦИФРА», представлявшая на олимпиаде СПбПУ Петра Великого.

Новости
8 сентября 2023

Специалисты АО "ЦИФРА" выступят на XI Российской конференции "Методы и программное обеспечение расчетов на прочность"

Со 2 по 6 октября 2023 в г. Сочи пройдет XI Российская конференция "Методы и программное обеспечение расчетов на прочность". Конференция является значимым событием для инженерного сообщества и традиционно служит отличной площадкой для обмена опытом и обсуждения методов и подходов к решению актуальных отраслевых задач.
Новости
Связанные публикации в блоге
22 апреля 2024

Компьютерное моделирование физических процессов как ключевой элемент реверс-инжиниринга в машиностроении

Ключевым фактором успешного проведения реверс‑инжиниринга является возможность создания 3D математической модели изделия и проведения инженерного анализа физических процессов, соответствующих условиям эксплуатации изделия. Данный подход применим при разработке новых продуктов на стадии концепции, для проведения поверочных и проектировочных расчетов, при прохождении сертификации и экспертизы оборудования, а также для анализа и поиска способов устранения причин поломок и аварий.

Блог
12 декабря 2023

Моделирование процессов задымления и дымоудаления в жилом помещении

Специалистами АО «ЦИФРА» выполнено численное моделирование течения многокомпонентной смеси газов в процессе задымления жилого помещения и последующем процессе дымоудаления с использованием модели species transport в программном комплексе Ansys Fluent [1]. Системы дымоудаления в случае возгорания играют ключевую роль в обеспечении безопасности и защиты жизни человека. Использование методов численного моделирования позволяет оценить эффективность системы вентиляции в части дымоудаления, а также подобрать оптимальные режимы её работы при различных сценариях возгорания.

Блог
Связанные вебинары
Сделайте заказ
Изменить файл
Поля, отмеченные звездочкой (*) обязательны для заполнения.
Успешно отправлено! Наш специалист свяжется с Вами в ближайшее время!