تطوير المنتج لديه مشكلة.
لتحقيق كفاءات أكبر وجودة أعلى للمستهلكين النهائيين، طلبت المؤسسات من تطوير المنتجات اعتماد تعريف قائم على النموذج. وهذا يساعد على ربط الخيط الرقمي من الهندسة إلى التصنيع وما بعده. ولكن ماذا عن داخل الهندسة؟
في مواجهة المنافسة العالمية المتزايدة، وزيادة تعقيد المنتج، والتفويض لتسريع دورات التسليم، يحتاج مهندسو اليوم إلى مجموعة أدوات قوية لبناء منتجات تنافسية. لكن المحفظة الأفضل من نوعها لا يمكن أن تعتمد على تنسيقات الملفات الأصلية، مما يخلق جميع أنواع التعقيدات ومشاكل التكامل عند استهداف نموذج ثلاثي الأبعاد عالمي مشروح. كما أنه يجعل من المستحيل تحقيق كفاءات قابلة للمقارنة على غرار التعريف القائم على النموذج (MBD).
أصبحت فوائد MBD أكثر وضوحًا بشكل متزايد بين القيادة، بما في ذلك تحسين عمليات التصميم والتصنيع. تعمل المؤسسة القائمة على النموذج (MBE) على توسيع MBD بشكل أكبر في التصنيع وسلسلة التوريد والتسويق وغيرها من التخصصات، بهدف تحقيق فوائد تنظيمية شاملة مثل كفاءات العمليات، وانخفاض التكاليف الإجمالية، ووقت أسرع للوصول إلى السوق. ومع ذلك، لا تزال هناك فرصة ضائعة لتحقيق رؤية محمد بن سلمان الكاملة.
بعيدًا عن أعمال تصميم ونمذجة CAD الأساسية، كان المهندسون يستغلون أفضل الأدوات التعاونية للوظائف المساعدة في المجالات الرئيسية مثل المحاكاة والتصميم التوليدي والسطح وإنشاء مسار الأداة والتوثيق. ما نحتاجه هو نهج تطوير المنتج القائم على النموذج، والذي يعزز منصة موحدة ونموذج CAD مشترك عبر المجموعة الأساسية من الأدوات والوظائف المطلوبة طوال دورة الحياة الهندسية.
تطوير المنتجات القائمة على النموذج يتشكل
يعد تطوير المنتج القائم على النموذج أمرًا بالغ الأهمية لتعزيز رؤية الخيط الرقمي وMBE. يتشكل هذا النهج من خلال سلسلة من عمليات التصميم والتحسين والبناء المترابطة التي تتجمع حول نموذج CAD أصلي مشترك بدلاً من العناصر المشتقة غير المرتبطة بالتصميم الأساسي. ومع عمل جميع المساهمين من خلال نموذج ثلاثي الأبعاد موحد، يمكن للمؤسسات تعزيز الكفاءات طوال عملية التصميم ودورة الحياة الكاملة للمنتج.
كان لـ MBD تأثير ملموس على سير عمل تسليم المنتج، مما أدى إلى تبسيط ما كان في السابق عملية مرهقة لإدارة الرسومات ثنائية الأبعاد وتقصير الوقت المستغرق في مراجعات التصميم. تظهر أبحاث عملاء PTC أن نهج MBD القوي يمكّن الشركات من إنتاج الوثائق بشكل أسرع بنسبة تصل إلى 40%، وتقليل وقت فحص المادة الأولى بنسبة 60%، والاستفادة من انخفاض بنسبة 90% في أخطاء المنتج وعدم المطابقة.
من أجل بناء منتجات تنافسية اليوم، يحتاج المهندسون إلى منصة أدوات قوية. ومع ذلك، فإن المحفظة الأفضل من نوعها لا تشترك عادةً في تنسيق ملف أصلي، مما يخلق جميع أنواع التعقيدات ومشاكل التكامل. وبدون وجود عمود فقري مشترك للعمل من خلاله، تجد مؤسسات المنتجات نفسها غارقة في عمليات منفصلة – وهي علامات واضحة لمشهد تهيمن عليه الأدوات المنعزلة وتنسيقات الملفات المتباينة. وينتهي الأمر بالمهندسين إلى تخصيص الكثير من الوقت والطاقة للتبديل بين التطبيقات، وهو ما يبتعد عن التجارب ذات القيمة الأعلى والابتكار في التصميم. باستخدام نموذج يتجاوز مجموعة أدوات التصميم الكاملة، يتم تسريع مهام الترجمة والتكامل والتخلص من إعادة العمل – مما يؤدي إلى تقليل أخطاء التصميم والدخول إلى السوق بشكل أسرع.
إن وعد CAD ثلاثي الأبعاد، وخاصة النمذجة البارامترية، هو أنه يمكن التقاط هدف التصميم بسهولة باستخدام الميزات والقيود، مما يجعل من السهل تحديد كيفية تصرف النموذج عند تغيير شيء ما. علاوة على ذلك، تعد النمذجة البارامترية الأفضل في فئتها ترابطية بعمق بحيث أنه عند حدوث تغييرات في جزء واحد من النموذج، يتم تنسيق التحديثات ذات الصلة تلقائيًا مع الأشكال الهندسية ذات الصلة والتحف النهائية، مما يحافظ على مزامنة كل نقطة في سلسلة التصميم.
ومع ذلك، تبدأ الرؤية في الانهيار عندما يتم تقديم حلول نقطية لتعزيز القدرات بما يتجاوز نمذجة CAD الأساسية. على سبيل المثال، يعد استخدام المحاكاة في وقت مبكر من دورة التطوير لتحسين مساحة التصميم أفضل بكثير من المحاكاة المستخدمة في المراحل الأخيرة.
عند استخدام الوظائف المساعدة خارج بيئة CAD الرئيسية، فإنها لا ترتبط بشكل مباشر بالنموذج ثلاثي الأبعاد الأصلي. في معظم الحالات، إذا أراد المهندس إجراء تحليل FEA على جزء ما لاختبار القوة أو تخفيف وزن مكون معين باستخدام إمكانات التصميم التوليدي، فيجب عليه التبديل بين أدوات حل النقاط. يقدم نمط العمل هذا دورة من استيراد وتصدير وترجمة الأشكال الهندسية عديمة الملامح، وهي ليست غير فعالة فحسب، ولكنها أيضًا تكسر سلسلة الأدوات وتقلل من الفوائد الكامنة في التصميم البارامتري النقابي.
تطوير المنتجات القائمة على النموذج في العمل
لا يتعين عليك البحث بعيدًا للعثور على شركات في مجموعة متنوعة من الصناعات تستفيد بالفعل من احتضانها لتطوير المنتجات القائمة على النماذج. كانت HPE COXA، التي توفر الحلول الهندسية وتشرف على مشاريع التكنولوجيا في مجالات السيارات ورياضة السيارات والدفاع، تعاني من أوجه القصور المتعلقة بعملية تصميم متعددة الخطوات ومتعددة البرامج.
كانت الشركة تعمل على الاستفادة من التقنيات الناشئة مثل التصميم التوليدي والتصنيع الإضافي والمحاكاة في الوقت الفعلي لتطوير المنتجات بشكل أفضل. ومع ذلك، يتطلب القيام بذلك التوفيق بين أربع أو خمس أدوات برمجية منفصلة مع ملفات مختلفة لكل خطوة، مما يعني أنه كان على الفريق بدء العملية من جديد في أي وقت أرادوا تعديل التصاميم أو اختبارها. وسرعان ما أدى هذا النهج المفكك إلى حدوث أخطاء بين فرق التصميم والمحللين، مما أدى إلى ظهور مجموعة من مشكلات الجودة، وتوقف أوقات الإنتاج.
تمكنت HPE COXA من تقليل الوقت الإجمالي للتصميم والإنتاج بنسبة 30% وتقليص النافذة من المفهوم إلى التسليم إلى النصف. قامت HPE COXA بدمج هذه التقنيات المتطورة في برنامج واحد، وتقوم الآن بتنفيذ جميع خطوات التصميم في عملية خطية سلسة. وقد ساعد هذا التحول على تبسيط سير العمل، وتبسيط الاتصالات، وتسريع الجداول الزمنية للأجزاء النهائية.
جعل التحول يحدث
إذا كانت الأقسام الهندسية مقتنعة بفائدة النماذج ثلاثية الأبعاد منذ فترة طويلة، فلماذا استغرق الأمر وقتا طويلا لتوسيع الاستخدام إلى ما هو أبعد من وظائف CAD الأساسية؟ السبب البسيط هو أن معظم أدوات التصميم بمساعدة الكمبيوتر (CAD) لا تحظى بالقدر الكافي من الإمكانات المساعدة، مما يوجه مستخدمي الهندسة إلى توجيه الحلول للحصول على وظائف أكثر قوة. لقد تحسنت هذه الديناميكية بشكل كبير خلال السنوات القليلة الماضية حيث اكتسب كبار موردي CAD مثل PTC أو قاموا ببناء وظائف متقدمة مثل المحاكاة في الوقت الفعلي والتصميم التوليدي ودمجوها في بيئة CAD الأصلية.
يجب على المنظمات التي تتطلع إلى تحقيق قفزة نحو تطوير المنتجات القائمة على النماذج أن تبحث عن نظام مفتوح مبني على تنسيق ملف CAD الأصلي الذي يوفر اتساع وعمق الإمكانات لدعم عملية التصميم بأكملها سواء كانت محاكاة أو بعض عناصر التصميم المفاهيمي . من المهم أيضًا أن يعمل النظام بالتنسيق مع منصة PLM – مرة أخرى، يدعم نفس تنسيق ملف CAD الأصلي – لتبسيط وتبسيط العمليات الرئيسية مثل إدارة الإصدار والتغيير.
كما هو الحال مع أي تحول في العملية، من المحتمل أن يكون هناك معارضة من المهندسين، الذين يشتهرون بمقاومة التغيير. إن تجنيد الرعاة التنفيذيين، والعديد منهم بالفعل أبطال MBD وMBE، يمكن أن يساعد في تحفيز الرتب الهندسية للانضمام وتبني أدوات وأنماط عمل جديدة.
مع قيام الشركات بتطوير الاستراتيجيات الرقمية، سيكون تطوير المنتجات القائمة على النماذج أمرًا بالغ الأهمية لتحقيق القيمة الكاملة لـ MBE. لقد حان الوقت للمهندسين لإطلاق العنان لقوة النهج القائم على النموذج طوال عملية التطوير وجني ثمار سلسلة التصميم التحويلي.
المؤسسة العامة للاتصالات
ptc.com