Povežite simulacije i modeliranje (MODSIM) sa sistemskim inženjeringom (MBSE)

Nova era transporta

Industrija transporta i mobilnosti ulazi u novu eru koja je efikasna, pristupačna, čista i zelena. Uspon električnih vozila praćen je pojavom novih tehnologija, poput električnih pogona, koje treba integrisati sa postojećim tehnologijama i procesima. Prema tome, kompanije moraju da upravljaju složenijim proizvodima i procesima, dok istovremeno povećavaju efikasnost i skraćuju vreme razvojnog ciklusa da bi ostale konkurentne. U ovoj novoj stvarnosti, inženjeri se bave novim i često suprotstavljenim zahtevima. Zbog toga je neophodna besprekorna saradnja više timova — od konceptualizacije do detaljnog inženjeringa, sertifikacije i proizvodnje. Pored toga, ove aktivnosti se odvijaju u dinamičnom okruženju: tehnologije se menjaju i pojavljuju se novi zahtevi tržišta, a sve to zahteva prilagođavanje i odgovor globalne mreže timova i saradnika koji rade na daljinu.

Promenljivo okruženje za razvoj proizvoda

Promena vozila sa mehaničkog modela sa unutrašnjim sagorevanjem na „pametni“ električni, povezani model uvodi mnoštvo novih inovativnih tehnologija. Pored toga, dizajn vozila je sve više usmeren ka ideji o modularnoj „skejtbord“ ili megaplatformi. Ove platforme treba da budu skalabilne, prilagodljive i nadogradive tako da se mogu koristiti za više tipova vozila i tehnologija budućnosti. Zbog potrebe da se novi i postojeći sistemi integrišu u novu arhitekturu, proces razvoja je još zahtevniji. Potrebni su novi pristupi koji omogućavaju visok nivo saradnje i obezbeđuju optimalnu transparentnost informacija svim učesnicima u procesu. Trenutne prakse i alati koji se koriste u mnogim kompanijama ne dozvoljavaju nam da se efikasno uhvatimo u koštac sa ovim izazovima. Faktori kao što su nepovezani timovi i alati, nedostupne informacije i dokumentacija, nekoordinisani procesi i nesposobnost pojedinaca i timova da efikasno komuniciraju i sarađuju, stavljaju nepotreban teret na timove, jer bi bili neuporedivo efikasniji u pravom okruženju.

Rešavanje složenih zahteva pomoću sistemskog inženjeringa zasnovanog na modelu (Model-Based Systems Engineering)

Mehatronički sistemi koji kombinuju mehaničke, elektronske i softverske komponente, kao što su električni pogonski sistemi, zahtevaju kompletan sistemski model za simulaciju ponašanja u najranijim fazama, obezbeđujući da se promene napravljene na početku razvoja odražavaju u celom procesu. Cilj sistemskog inženjeringa zasnovanog na modelu (MBSE) je da poboljša integraciju svih tehničkih oblasti, istovremeno pružajući strateški i sveobuhvatan uvid u performanse. MBSE je formalizovana upotreba modeliranja za podršku sistemskim zahtevima, projektovanju, analizi, verifikaciji i aktivnostima validacije počevši od faze konceptualnog dizajna i nastavljajući se tokom razvoja i kasnijih faza životnog ciklusa. Sa MBSE, to se postiže slobodnim protokom informacija između podmodela i učesnika, što donosi željene rezultate. Složenost procesa razvoja na taj način postaje lakša za upravljanje, jer je moguće identifikovati zahteve iz različitih oblasti, povezati ih i rešiti nedoslednosti u jednom okviru. Korisnici dobijaju mogućnost da testiraju više verzija, otkrivaju greške ranije u procesu i skraćuju razvojne cikluse. Rizik od otkaza interoperabilnosti i skupe i dugotrajne obrade je smanjen, dok se poboljšava sposobnost optimizacije performansi sistema. Naime, ceo projekat je obrađen u jedinstvenom okruženju koje pruža sveobuhvatan pregled svih povezanih aktivnosti i atributa.

MBSE donosi sledeće ključne prednosti:

• Promoviše ponovnu upotrebu složenih modela podsistema, smanjujući dupliranje posla
• Obezbeđuje sledljivost, analizu uticaja, analizu troškova i vidljivost promene proizvoda
• Omogućava efikasno povezivanje različitih tehnoloških silosa
• Pruža detaljniji uvid u sve faze procesa razvoja, pomažući da se eliminišu greške i ubrzaju inovacije

Napredni razvoj proizvoda uz modeliranje i simulaciju (MODSIM)

U prošlosti, kompjuterski potpomognuto projektovanje (CAD) i kompjuterski podržani inženjering (CAE) pojavili su se kao zasebne tehnologije. Iako je svaka donela značajne prednosti u razvoju proizvoda, zadaci su razmatrani uglavnom odvojeno i stoga sekvencijalno. Potreba da se prevedu projektni podaci za simulaciju produžava vreme ciklusa i uvodi mogućnost grešaka. S druge strane, efikasnost je žrtvovana, jer podaci dobijeni simulacijom moraju biti ponovo uključeni u naknadno ponavljanje dizajna kako bi se dizajn poboljšao.

MODSIM, koji spaja modeliranje sa naprednom simulacijom u jedinstveno okruženje, povezuje najbolje iz oba sveta, dok ubrzava i pojednostavljuje proces razvoja. Ugrađivanjem simulacije u proces projektovanja, inženjeri mogu da koriste simulaciju u najranijim fazama razvoja dizajna, proveravajući performanse dizajna i istovremeno uvodeći poboljšanja. Ovo smanjuje rizik od skupog redizajna. Podaci više ne moraju da se prenose tokom faza projektovanja i analize, a CAE modeli se odmah prilagođavaju promenama dizajna. Ovo olakšava saradnju i paralelni razvoj više timova, od kojih svi rade na osnovu tačnih, kontinuirano ažuriranih podataka; promene napravljene u bilo kojoj oblasti prenose se u realnom vremenu na ceo model.

Ekonomske prednosti MODSIM-a odmah su očigledne, jer kompanije mogu:

• Ponovo koristiti modele, štedeći i vreme i novac
• Precizno predvideti ponašanje proizvoda u ranim fazama projektovanja ili prototipa
• Ponovo upotrebiti stečeno znanje kako bi eliminisale zadatke koji nemaju dodatnu vrednost i podstakle učenje u oblasti tehnologije
• Ponovo koristiti podatke fizičkog testiranja za poboljšanje modela i poboljšanje rezultata simulacija
• Brzo proceniti alternativne koncepte, procenjujući prednosti i slabosti u svakom i kombinujući aspekte visokih performansi različitih koncepata u novom dizajnu

U isto vreme, MODSIM pruža prednosti timovima i pojedinačnim članovima organizacije:

• Integrisano modeliranje i simulacija ubrzavaju inovacije pružajući holistički pogled na podatke o projektu
• Poboljšanja efikasnosti oslobađaju vreme članovima tima da prate dodatna tehnička unapređenja
• Saradnja u realnom vremenu omogućava članovima tima da iskoriste međusobno znanje i stručnost kako bi brže realizovali rešenja i smanjili preradu

Povezani inženjering (Connected Engineering) i njegove ključne prednosti za razvojni proces proizvoda

Pravo okruženje povezanog inženjeringa (CE) je mnogo više od pukog uvođenja novih alata ili optimizacije procesa. To je promena u celokupnom razvojnom okruženju, koja suštinski transformiše – i optimizuje – način na koji se radi i postižu rezultati. Pomoću alata Connected Engineering kreiraćete ekosistem koji obuhvata i integriše sve oblasti, informacije, alate i procese. Ovo je ujedno i glavna smernica ovog alata, koji radi u okviru 3DEXPERIENCE platforme. 3DEXPERIENCE Connected Engineering okruženje obuhvata različite aktivnosti i multidisciplinarne sisteme neophodne za efikasan razvoj proizvoda – sistemski inženjering, modeliranje i simulacija zasnovani na modelu (MODSIM) i sveobuhvatne mogućnosti komunikacije i saradnje – i ruši tradicionalne barijere između njih. „Povezivanjem tačaka“ između lokacija, timova, oblasti, procesa, tehnologija i skupova podataka, sav neophodan posao može se obaviti u okviru jednog ekosistema.

Radeći u okruženju povezanog inženjeringa, svi uključeni stručnjaci mogu da rade sa istim skupom podataka, u realnom vremenu, kako bi osigurali da su sve komponente ispravno dizajnirane i da rade kao samostalni sistemi i delovi složenijeg sistema. Ako se zahtevi promene tokom procesa razvoja, verifikacija sistema se može brzo ponoviti korišćenjem automatizovanih tokova posla. Ovo olakšava ažuriranje parametara ili dizajna koji ne zahteva ručnu obradu za ažuriranje simulacionih modela i mreža.

Povezano inženjersko okruženje obezbeđuje poboljšanu efikasnost i brži rad, omogućavajući da se višestruke varijacije dizajna brzo implementiraju i analiziraju pre konačnog odobrenja prototipa.

Zaključak

Oblast elektromobilnosti je izuzetno dinamična i stalno se menja. Preduzeća moraju brzo da reaguju, generišu inovacije dok upravljaju povezanim troškovima i faktorima rizika. Razvoj i integracija novih tehnologija zahteva efikasnu saradnju i koordinaciju toka informacija. Potrebni su novi pristupi za integraciju svih oblasti, informacija, alata i procesa. Jedan takav pristup, koji obezbeđuje platforma 3DEXPERIENCE je Connected Engineering — definisan kao način povezivanja modeliranja i simulacije (Modeling and Simulation — MODSIM), sistemskog inženjeringa zasnovanog na modelu (Model-Based Systems Engineering — MBSE) i saradnju u celom ekosistemu kompanije. Alat Connected Engineering omogućava kompanijama da upravljaju složenim zahtevima, steknu fleksibilnost i povećaju efikasnost tokom razvojnog procesa, čime stiču snažnu konkurentsku prednost u doba elektromobilnosti.