Mnoge industrije, pogotovo automobilska, su prepoznale mogućnosti simulacija i koriste ih kako bi ubrzale cikluse razvoja, imale uvid u karakteristike proizvoda i smanjile troškove testiranja.
Jedna od njih je i Ford Motor Company, čiji tehnički voditelj za računalno potpomognuto inženjerstvo (CAE) Mikhail Ejakov, govori o tome kako Ford koristi simulacije kao podršku pri prijelazu sa proizvodnje vozila s motorom s unutarnjim izgaranjem na električna vozila.
U automobilskoj industriji se događa revolucija, proizvođači se ”utrkuju” zamijeniti vozila s motorom s unutarnjim izgaranjem električnim pogonom. Mnogi su se obvezali da će za samo nekoliko godina proizvoditi samo električna vozila. S regulatorima i tržištem koji također povećavaju pritisak, konkurentna nova vozila i tehnologije plasiraju se na tržište brže nego ikad.
“Regulatori u Europi, na primjer, zabranjuju prodaju novih vozila s motorom s unutarnjim izgaranjem, počevši od 2035.”, rekao je Mikhail Ejakov. Također navodi: “To je vrlo kratko vrijeme čak i za zrele, napredne automobilske tvrtke za razvoj novih, sofisticiranih električnih vozila.”
Prihvaćanje promjena
Sve je to ubrzalo inovacije, stvarajući okruženje koje Ejakov uspoređuje s ranim danima automobilske industrije.
“Mnogi ne znaju da električna vozila i vozila s motorima s unutarnjim izgaranjem dijele sličnu prošlost te da u ranim 1900-ima nije bilo jasno koja će tehnologija postati dominantna za pogon cestovnih vozila”, rekao je Ejakov. “Slično se događa i sada. Nalazimo se na putu električnih inovacija, i iako ne znamo točno gdje ćemo završiti – znamo u kojem smjeru idemo.”
Prijelaz na električna vozila može se činiti jednostavnim procesom zamjene motora s unutarnjim izgaranjem sa električnim pogonom. Ali za proizvođače automobila poput Forda, koji su uložili desetljeća kako bi došli do globalnog vodstva kada su u pitanju vozila s motorima s unutarnjim izgaranjem, prijelaz na električna vozila veliki je pothvat.
“Ovo će biti velika promjena”, rekao je Ejakov. “Tijekom godina, mnogi ljudi u automobilskoj industriji uložili su velike napore u razvoj vozila s motorima s unutarnjim izgaranjem koja su vrlo učinkovita, praktična i pouzdana u odnosu na početke. Sada, umjesto motora i benzina ili dizela, imamo vozila s elektromotorima i baterijama. Cijela tehnologija se mijenja i to mijenja način na koji će kupci koristiti vozilo, kako će ga voziti i uživati u iskustvu. Tako da se ne radi o jednostavnom uklanjanju konvencionalnog pogonskog sustava i stavljanju novog, niti je to moguće tako jednostavno odraditi.”
Prihvaćanje promjena donijet će i prilike i tehnološke izazove.
“Još nije jasno koja je tehnologija i način uvođenja promjena najbolja”, rekao je Ejakov. “Ljudi pretpostavljaju da trebate samo bateriju i električni motor, ali to nije točno. U igru ulaze svi detalji o specifičnom motoru koji želite proizvesti. Na primjer, kako želite dizajnirati inverter? Koje nove značajke morate uključiti u dizajn? Koja će struktura, dijelovi i podsustavi biti potrebni? Zatim, koju vrstu baterije želite i kako i gdje će biti smještena u vozilu? Osim što treba paziti na primarne funkcije, treba voditi računa i o svim manjim stvarima jer vozilo mora biti praktično prijevozno sredstvo koje je također i učinkovito i sigurno. Sve te stvari moraju se uzeti u obzir i osmisliti od nule kako bi uspješno funkcionirale zajedno s onim elementima koji ostaju.”
Ljestvicu uspjeha visoko su postavila vozila s motorima s unutarnjim izgaranjem koja su se usavršavala desetljećima.
“U električnom vozilu, praktičnost se mjeri dometom i vremenom punjenja tj. koliko dugo je potrebno da se vozilo napuni i koliko će daleko prijeći s jednim punjenjem”, rekao je Ejakov. “Ovo je jedan od najvećih izazova u pogledu praktičnosti električnih vozila jer su konvencionalna vozila upravo u tome jako dobra. Punjenje vozila s motorima s unutarnjim izgaranjem na benzinskoj postaji traje par minuta, a udaljenost koja se može prijeći jednim punjenjem je ogromna.”
Ali osim što mora biti praktično, svako električno vozilo mora biti i isplativo. “Vrijednost koju dobijete za cijenu konvencionalnog vozila s motorom s unutarnjim izgaranjem je izuzetno velika i električna se vozila i u tome trebaju natjecati”, rekao je Ejakov.
Simulacije su ključne za rješavanje izazova kod prijelaza na električna vozila
Zahvaljujući simulacijama moguće je stvaranje digitalnog prikaza složenog sustava kao što je električno vozilo (EV), ili njegovih podsustava. To omogućuje analizu ponašanja pri različim uvjetima, testiranje različitih konfiguracija i optimiziranje njegove izvedbe puno prije nego što se izrade fizički prototipovi. Ovaj je pristup osobito ključan u automobilskoj industriji koja se brzo razvija, posebice sada – tijekom prijelaza na električna vozila.
“Suočavamo se s složenim znanstvenim i inženjerskim izazovima; kad god se bavimo složenim problemom – radimo simulaciju. Da bismo uspješno dizajnirali cijeli sustav, moramo razumjeti kako on funkcionira i moramo ga biti u stanju modelirati jer to ne možemo shvatiti samo s fizičkim testovima.”
Ejakov već neko vrijeme radi sa SIMULIA rješenjima, nakon što je svoje putovanje započeo s Abaqusom, programskim paketom za simulacije i analizu konačnih elemenata.
“Tražimo najbolje mogućnosti unutar jednog rješenja, a to je ono što SIMULIA nudi u mnogim područjima primjene.”
Simulacije također omogućuju Ejakovu i njegovom timu da prenesu znanje i stručnost koji postoje u drugim područjima u područje električnih vozila.
“U industriji električnih vozila, postoje faktori koji nisu prisutni u konvencionalnim pogonskim sklopovima, poput elektromagnetskih polja, na primjer”, rekao je Ejakov. “Simulacije nam pomažu da ih razumijemo i koristimo te informacije prilikom razvoja i dizajna.”
Zatim, tu su poznatiji izazovi koji su uobičajeni u automobilskoj industriji.
“Također je bitno razumjeti i testirati tradicionalnija pitanja kao što su izdržljivost, vibracije i upravljanje toplinom”, rekao je Ejakov. “Ponavljam, morate modelirati cijeli sustav jer morate dizajnirati s obzirom na ove izazove. Morate pronaći nove kompromise, novi optimalan prostor i osigurati da sve radi kako je predviđeno.”
Razumijevanje je ključna riječ u svemu ovome.
Svi proizvođači automobila u nekoj mjeri koriste simulacije, ali oni koji postižu najbolje rezultate uložili su vrijeme kako bi razumjeli koje mogućnosti simulacije mogu donijeti i kako ih što bolje i više iskoristiti.
“Postoji percepcija da su simulacije jednostavne – samo pritisnete gumb i rješenje se magično prikaže”, rekao je Ejakov. “Ali u ovom poslu nema magije. Potrebno je puno napornog, intelektualnog rada da se shvati kako simulacije funkcioniraju i na kojih ih sve način može iskoristiti. Tek tada izgleda kao magija jer kada se sve ispravno odradi, simulacije i animacije su vrlo impresivne.”
Budućnost automobilske industrije
“Automobilska industrija složen je ekosustav automobilskih tvrtki, prodavača, dobavljača i drugih”, rekao je Ejakov. “Osobno mislim da bi to mogla biti najnaprednija, i najkonkurentnija industrija. Sigurno je da je područje strojarstva i elektrifikacije vrlo konkurentno.”
Ova ogromna i složena industrija se transformira takvom brzinom da je teško predvidjeti kako će točno izgledati za nekoliko desetljeća.
“Nitko ne zna kako će industrija izgledati za 20 godina jer je to daleko u smislu inovacija i napretka”, rekao je Ejakov. “Ono što znam je da će biti zanimljivo. Na početku smo uzbudljivog putovanja i pred nama je još dug put, a vjerujem da će nas konačno odredište iznenaditi.”
Kako CADCAM Group može pomoći u poboljšanju procesa upravljanja promjenama?
U CADCAM grupi specijalizirani smo za pružanje rješenja za digitalnu transformaciju u što spadaju i rješenja iz SIMULIA porfolia. SIMULIA sadrži aplikacije za virtualnu validaciju kao i učinkovito rješavanje fizikalnih problema. Naročito je moćna kada treba riješiti probleme vezane za kontakte, nelinearnosti materijala, kada se traže simulacije na kompozitnim materijalima i slično. Dolazi s ugrađenim implicitnim, eksplicitnim i CFD rješenjima, ali i s mogućnošću proširenja funkcionalnosti skriptiranjem i korištenjem potprograma.
Uz svako rješenje iz našeg portfolia imamo stručan tim inženjera koji mogu pomoći sa implementacijom rješenja i realizacijom ideja.
Ostali članci
Pretplatite se na e-vijesti
Prijavite se za e-vijesti CADCAM Grupe i pravovremeno se informirajte o vijestima i sadržajima iz svijeta PLM-a, CAD-a, CAM-a i CAE-a. Uz e-vijesti dobit ćete i informacije o aktualnim događajima, webinarima i posebnim ponudama koje pripremamo za vas, kao i najnovije savjete i trikove, gdje ćete pronaći odgovore na pitanja s kojima se susrećete tijekom rada s našim programskim rješenjima.
