Oprogramowanie do analiz FEA i CFD: co warto wiedzieć przed zakupem

Join the forum for Designers!

Your expertise is vital to the community. Join us and contribute your knowledge!

Share, learn and grow with the best professionals in the industry.

Inżynieria wspomagana komputerowo (CAE) to zaawansowana dyscyplina, która umożliwia inżynierom projektowanie, analizowanie i optymalizację złożonych systemów i konstrukcji w sposób bardziej wydajny i dokładny. Zrewolucjonizowało sposób inżynierii i w przyszłości nadal będzie kluczowym elementem procesu inżynieryjnego. Jeśli chcesz skorzystać z oprogramowania do analizy elementów skończonych (FEA) lub obliczeniowej dynamiki płynów (CFD), jest kilka rzeczy, które powinieneś wiedzieć przed zakupem.

Nie kupujesz już CAE tylko dla siebie.

Jaka fizyka najbardziej dotyczy rozwoju Twojego produktu? Czy istnieją inne działy lub zespoły, które mogą skorzystać z innego rodzaju analizy niż ten, na którym się koncentrujesz? Czy w przyszłości istnieją projekty, które mogą wymagać innego rodzaju analizy? Dawno, dawno temu każda grupa mogła samodzielnie rozwiązać te problemy, a jej produktywność jako całość była na standardowym poziomie. To już niekoniecznie tak jest.

Przykłady analiz podano poniżej. Czy Twoje portfolio oprogramowania CAE uwzględnia je wszystkie?

• • Mechanika konstrukcji: Naprężenia, odkształcenia, odkształcenia i kontakt, wibracje i akustyka, trwałość itp.

• • Mechanika płynów: Mechanika konstrukcji Zachowanie się płynów i optymalizacja przepływu.

• • Wtrysk plastiku: Wypełniaj, pakuj, schładzaj, wypaczaj, formuj i nie tylko.

• • Elektromagnetyzm: Anteny, mikrofale i RF, biologiczne elektromagnetyczne, optyczne, EDA/elektronika, EMC/EMI, dynamika cząstek itp.

• • Dynamika wielociałowa: Ruchy i obciążenia układów składających się ze sztywnych lub elastycznych ciał, przegubów i elementów siłowych.

Główne rozwiązania w przestrzeni CAE uległy konsolidacji i dowolne oprogramowanie symulacyjne jest obecnie prawdopodobnie częścią większego środowiska programowego. Znając potrzeby symulacyjne w całej firmie, możesz wybrać jedno portfolio rozwiązań, które będzie służyć wszystkim jednocześnie.

Chociaż posiadanie jednego dostawcy wielu produktów może zaoszczędzić pieniądze oraz przyspieszyć i uprościć zakupy, główną stałą korzyścią jest produktywność.

The 3DŚrodowisko oprogramowania EXPERIENCE zapewnia użytkownikom bardzo podobne doświadczenia w przypadku analiz strukturalnych i przepływów płynów, dzięki czemu łatwo jest wybrać jedno, gdy już poznasz drugie.

Nagromadzenie wielu, zupełnie różnych, specjalistycznych rozwiązań to coś, z czym wielu inżynierów nauczyło się żyć, ale nie jest to już konieczny fakt (i źródło problemów) jak kiedyś.

Holistyczne środowisko oprogramowania, z którego każdy może korzystać, zapewni interoperacyjność, połączone przepływy pracy, współdzielone dane, możliwość przeniesienia szkoleń i wiele innych korzyści.

Zmiana jest nieunikniona i możesz się na nią przygotować.

W miarę upływu czasu branże i produkty, z których korzystają, będą się zmieniać. Aby się dostosować, Twoi konkurenci wprowadzą innowacje i udoskonalą swoje narzędzia i procesy. Jak planujesz zareagować? Wybierając narzędzie analityczne lub środowisko CAE, niezwykle ważne jest zaplanowanie ścieżek rozwoju, które będą dostępne za kilka lat.

SOLIDWORKS Simulation jest bardzo usprawniony i zapewnia niezrównaną wygodę dla projektantów. Czy będzie wspierać MES, którą chcesz przeprowadzić za pięć lat, czy też będziesz musiał kupić i przekwalifikować się na coś innego?

Może to oznaczać wzrost możliwości, międzywydziałowe przepływy pracy, surową przepustowość i rozmiar modelu dla solwerów itp. Różne narzędzia symulacyjne będą zaczynać się i kończyć w różnych miejscach widma, a zatem będą wspierać różne ambicje.

Wybierz niedrogie i skuteczne narzędzia (zarówno oprogramowanie, jak i sprzęt) już teraz, z prostymi ścieżkami aktualizacji, gdy nadejdzie czas. Pozwala to uniknąć sytuacji, w których potrzebna zmiana (np. nowa fizyka, szersze zastosowanie narzędzi lub bardziej zaawansowany przepływ pracy) staje się niepotrzebnie trudna ze względu na ograniczenia produktu lub procesu. Rozpoczęcie od nowa z nową implementacją, przeszkoleniem lub nieoczekiwanym zakupem sprzętu może być prawdziwą przeszkodą.

W erze chmury i SaaS koszty sprzętu CAE są problemem do rozwiązania.

W przeszłości zaawansowane narzędzia CAE wymagały wysokiej klasy sprzętu komputerowego, często wymagającego dodatkowych licencji na oprogramowanie i stałego wsparcia IT. Taka struktura kosztów służy tylko firmom, które mają bardzo wysoki czas sprawności danych narzędzi. Nie jest to jednak obecnie jedyna możliwość korzystania z obliczeń CAE.

Chociaż dobrze jest uzyskać zaawansowaną wiedzę na temat potrzeb obliczeniowych symulacji, które zamierzasz przeprowadzić, dostawca oprogramowania może w tym pomóc, być może nawet przeprowadzając testy porównawcze. Kiedy już wiesz, jak wymagające są zamierzone symulacje i jak często będziesz je przeprowadzać, możesz znaleźć opłacalny sposób na ich realizację, korzystając z dwóch często powiązanych ze sobą rozwiązań: usług obliczeniowych w chmurze i licencjonowania obliczeń zależnych od czasu.

Wybrane przez Ciebie narzędzie symulacyjne może mieć dostępne oficjalne lub nieoficjalne usługi przetwarzania w chmurze, co eliminuje potrzebę zakupu systemu HPC po dużych kosztach początkowych i utrzymywania go w ruchu poprzez wydatki na media i personel IT. Dostęp do systemów HPC w chmurze może radykalnie rozszerzyć zakres symulacji dostępnych dla mniejszych firm, a nawet przedsiębiorców indywidualnych. Może się to jednak wiązać z koniecznością omówienia polityki IT Twojej organizacji dotyczącej danych przechowywanych w chmurze.

3DEXPERIENCE STRUCTURAL to jedno z wielu rozwiązań FEA firmy Dassault Systèmes, w którym użytkownicy mogą płacić za czas rozwiązywania za godzinę, lokalnie lub na oficjalnych serwerach w chmurze.

Dostęp do obliczeń w chmurze (a czasami do obliczeń lokalnych) można uzyskać, kupując godziny obliczeniowe zamiast tradycyjnego nieograniczonego dostępu. Ten płatny zgodnie z rzeczywistym użyciem, ograniczony czasowo dostęp do solwera jest idealny w przypadku nieprzewidywalnego i zmiennego zapotrzebowania na zasoby obliczeniowe CAE i umożliwia firmom optymalizację zarówno pod kątem przepustowości symulacji, jak i kosztów jednocześnie.

Sprzęt oparty na chmurze i licencjonowanie czasowe mogą być bardzo korzystne również w nieprzewidywalnych warunkach biznesowych. Załóżmy, że w wyniku nieoczekiwanego spadku lokalny serwer HPC o wartości 100 000 USD (wraz z licencjami obliczeniowymi) będzie bezczynny przez dwa miesiące. I odwrotnie, nagła szansa biznesowa może wymagać ekstremalnej wydajności analiz (np. niezwykle dużych modeli, licznych wariantów projektu, symulacji DOE) przez kilka miesięcy. Byłby to idealny przypadek krótkoterminowego zakupu godzin obliczeniowych w chmurze CAE.

Potrzeby symulacyjne i warunki biznesowe mogą być trudne do przewidzenia, dlatego elastyczne rozwiązanie zakupowe może zarówno wyeliminować straty, jak i zapewnić nowe możliwości.

Problemy z integracją mogą poważnie i długoterminowo negatywnie wpływać na produktywność.

Wcześniej rozmawialiśmy o znalezieniu środowiska symulacyjnego dla całej firmy, a nie pojedynczych rozwiązań, ale temat może wyjść poza narzędzia CAE.

Najlepszym scenariuszem jest posiadanie narzędzi CAD, CAE i PLM od tego samego programisty, ponieważ zapewnia on najbardziej bezproblemowy cykl iteracyjny analizy projektu. Wspólne struktury współpracy i wspólne źródła danych, z najmniejszą liczbą narzędzi i kroków zaangażowanych w procesy, mogą zaoszczędzić dużo czasu i wyeliminować ryzyko błędów. Co więcej, integracje pomiędzy rozwiązaniami mogą się skomplikować, a nawet przerwać. Na przykład podczas corocznych aktualizacji oprogramowania CAD jest okres, w którym narzędzia integracyjne innych firm mogą nie działać dobrze, jeśli w ogóle.

Pełna integracja CAD-CAE-CAM-PLM może być szczególnie przydatna w przypadku narzędzi do optymalizacji projektów opartych na FEA lub CFD.

Innym przykładem jest to, że podczas przenoszenia projektu do odłączonego narzędzia analitycznego może być konieczne wyeksportowanie pliku STEP z oprogramowania CAD i zaimportowanie go jako głupiej geometrii do oprogramowania analitycznego. Po utworzeniu siatki i przeprowadzeniu analizy prawdopodobnie nastąpi kolejna iteracja ze zmianami geometrii.

W tym momencie, jeśli Twoje narzędzia nie korzystają z natywnego CAD, możesz wrócić do swojego oprogramowania CAD, wprowadzić zmiany, wyeksportować STEP, zaimportować głupią geometrię, siatkę i uruchomić ponownie. Załóżmy, że wykonujesz średnio osiem iteracji na projekt analityczny, a każda iteracja zajmuje godzinę. Jeśli prowadzisz tylko jeden projekt miesięcznie; to ponad dwa tygodnie na analityka rocznie, które zostały wyrzucone po prostu dlatego, że oprogramowanie nie komunikuje się ze sobą. Alternatywą w połączonym środowisku CAD-CAE są aktualizacje modelu jednym kliknięciem. Jeśli zmiany są wystarczająco małe, analityk może w ogóle nie wymagać ponownej konfiguracji ręcznej.

Podsumowując, jeśli zamierzasz dodać oprogramowanie, warto rozważyć rozwiązanie, które w miarę możliwości będzie można zintegrować z całym cyklem życia produktu.

Join the forum for Designers!

Your expertise is vital to the community. Join us and contribute your knowledge!

Share, learn and grow with the best professionals in the industry.