Блог

Роль компьютерного инженерного моделирования в инновационной деятельности

С внедрением компьютерного инженерного моделирования появилась возможность проводить виртуальные испытания. Этот подход позволяет выполнять работы на порядок быстрее и дешевле, чем инновации путем создания одного физического прототипа за другим. В нашем быстро изменяющемся и конкурентном мире новые идеи и процессы проверки прототипов в виртуальной среде в соединении с традиционными физическими экспериментами дают значительные преимущества.

Термин «инновация» в наше время употребляется все чаще и чаще. В апреле 2014 года сотрудниками издания «Harvard Business Review» (выпуск 92, № 4) при помощи инструмента «Google’s Ngram Viewer» была предпринята попытка проследить частоту употребления известных деловых терминов в книгах, опубликованных за прошлое столетие. Они исходили из следующей предпосылки: язык является отражением человеческой культуры, и соответственно, используемые фразы отражают меняющиеся приоритеты. В данном исследовании было показано, что частота употребления слова «инновации» увеличилась более чем в 5 раз за рассмотренный период – гораздо больше чем частота употребление слов «менеджмент» или «управление».

В том же издании «инновационная деятельность как ответ на потребности клиентов» была отмечена как один из ключевых способов, используя который, производители в развитых странах успешно конкурируют с производителями в странах с формирующейся экономикой, с более низкими издержками.

В 2012 году патентное бюро США получило более 575 000 патентных заявок, то есть в 6 раз больше, чем в 1962 году, и на 60% больше, чем в 2002 году. Таким образом, можно видеть, что инновационная деятельность не просто увеличивается – она стремительно набирает обороты.

Содействие инновационной деятельности

Есть много факторов, способствующих инновации. Таковыми являются, например, творческий подход и гибкость. Также важна способность пробовать новые идеи и выделять из них те, которые подлежат дальнейшему развитию.

С внедрением компьютерного инженерного моделирования появилась возможность проводить виртуальные испытания. Этот подход позволяет выполнять работы на порядок быстрее и дешевле, чем инновации путем создания одного физического прототипа за другим. В нашем быстро изменяющемся и конкурентном мире новые идеи и процессы проверки прототипов в виртуальной среде в соединении с традиционными физическими экспериментами дают значительные преимущества. Например, инженеру может прийти в голову некая новая концепция во время завтрака. Он имеет возможность конкретизировать ее по пути на работу, выполнить работу по моделированию к обеду, доказать целесообразность своей идеи и предоставить руководителю солидное, обоснованное предложение к пяти часам вечера. При наличии достаточно мощного компьютерного оборудования около ста различных вариантов первоначальной концепции могут быть готовы к рассмотрению утром следующего дня. Инженер, привыкший использовать традиционный подход с проведением физических испытаний, за это время только успел бы в лучшем случае сформировать заявку на эксперимент.

Экономия времени и средств – не единственное преимущество моделирования. Иногда инновационные события происходят по воле случая. Например, незначительные изменения в ходе тестирования продукта или изменение материала могут дать большие преимущества в использовании. Причины улучшения не всегда могут быть понятны; в ходе испытаний всегда можно ответить на вопрос: «Что случилось?», но не всегда – на вопрос: «Почему?». Для этого инженерам нужно проводить больше испытаний или выполнять моделирование.

Поскольку моделирование может помочь инженерам визуализировать влияние параметров на результат, оно позволяет понять то, что нелегко достичь путем проведения физических испытаний. Моделирование отвечает на вопрос: «Почему?», что является крайне важным при подаче документов на патент или необходимости решить, следовать ли дальше выбранной концепции.

Начните моделировать рано. Моделируйте часто.

Темп происходящих вокруг нас перемен – очень быстрый. Он увеличивается с внедрением новаторских технологий, таких, как аддитивное производство. Традиционное производство в скором времени может исчезнуть. Открывается новый мир возможностей проектирования повседневных предметов.

Это увеличение темпа приводит к возрастанию риска. Компания может иметь десятки инновационных идей. Как решить, какие из них следует развивать? Решение этого вопроса может быть затруднительным, и моделирование здесь определенно может помочь. Один из очевидных способов – моделирование инновационных продуктов на ранних стадиях проектирования для обеспечения достижения высокой производительности и преимуществ, необходимых для успеха.

Кроме того, компьютерное инженерное моделирование может помочь в определении методов производства, допусков и требованиям к материалам для успешной реализации идеи, тем самым помогая установить точное значение издержек производства и сроки разработки. Без использования моделирования на раннем этапе будет сложно рационально сделать эти выводы без значительных затрат времени и ресурсов.

Связанные новости
19 апреля 2022 года состоялось заседание секции №6 «Прочность и надежность строительных конструкций зданий и сооружений» Экспертного совета по аттестации программ для ЭВМ при Научно-техническом центре по ядерной и радиационной безопасности (ФБУ «НТЦ ЯРБ») Ростехнадзора.
АО «ЦИФРА» приняла участие в треке «Математическое моделирование» в рамках образовательного форума "Phygital universe", который проходил в Санкт-Петербургском политехническом университете Петра Великого. 27 апреля руководитель инженерной группы АО «ЦИФРА» Юрий Лавров, а также инженеры Рубцов Иван и Васильева Дарья выступили в Высшей школе теоретической механики с презентацией проектов из инженерной практики. 29 апреля Юрий и Дарья оценивали навыки математического моделирования и инженерного мышления участников форума при решении практического кейса от АО «ЦИФРА». По результатам защиты кейсов выбрано 5 победителей, которые получат дополнительные 10 баллов при поступлении в магистратуру в СПбПУ.
Связанные публикации в блоге
Бронеодеждой или БО согласно ГОСТ 34286-2017 называют средства индивидуальной броневой защиты, выполненные в виде пальто, накидок, плащей, костюмов, курток, брюк, комбинезонов, жилетов и т.п., предназначенные для периодического ношения с целью защиты туловища и (или) конечностей человека (за исключением стоп ног и кистей рук) от воздействия холодного оружия и огнестрельного стрелкового оружия, а также поражения осколками (далее - средства поражения). БО применяется тогда, когда может потребоваться защита жизни и здоровья человека. Она классифицируется и для нее проводятся испытания согласно назначенным классам.
Основной эксплуатационной характеристикой судна, определяющей возможности работы судна в ледовых условиях, является его ледовый класс. В прошлом каждое классификационное общество имело свою уникальную систему классификации судов ледового плавания, и, как следствие – свои нормативные требования к таким судам, однако в начале 2000-х годов Международной ассоциацией классификационных обществ (МАКО) была проведена работа по унификации этих требований, результатом которой стало введение двух систем классификации судов ледового плавания: системы балтийских ледовых классов (для плавания в Балтийском море и схожих по ледовым условиям морях) и системы полярных классов (для плавания в полярных водах), при этом требования каждого классификационного общества-члена МАКО остались в силе. Со вступлением в силу в 2017 году Международного кодекса для судов, эксплуатирующихся в полярных водах (Полярного кодекса) особенно актуальным стал вопрос присвоения судну полярного класса. Несмотря на то, что МАКО была определена приблизительная эквивалентность ледовых классов различных систем классификации (см. рис. 1), на практике для получения полярного класса необходимо подтверждение соответствия судна требованиям IACS UR I – requirements concerning Polar Class. Эти требования разделяются на корпус и механические установки. Рассмотрим пример выполнения анализа соответствия механических установок судна полярному классу.
Связанные вебинары
В рамках Договора о научно-техническом сотрудничестве между АО «ЦНИИМФ» и АО «ЦИФРА» на данном вебинаре заведующий отделом конструктивной надежности и защиты судов от коррозии АО «ЦНИИМФ» Алексей Петров расскажет об имеющемся опыте и перспективах использования компьютерного моделирования для решения различных задач, связанных с ремонтом или модернизацией судов в эксплуатации.

Закажите расчет

Команде профессионалов
Изменить файл
Поля, отмеченные звездочкой (*) обязательны для заполнения.