Компьютерное проектирование (CAE) — это мощная дисциплина, которая позволяет инженерам проектировать, анализировать и оптимизировать сложные системы и конструкции более эффективно и точно. Он произвел революцию в методах проектирования и будет оставаться важнейшим компонентом инженерного процесса в будущем. Если вы хотите использовать программное обеспечение для анализа методом конечных элементов (FEA) или вычислительной гидродинамики (CFD) у себя, перед покупкой вам следует знать несколько вещей.
Вы больше не покупаете CAE только для себя.
Какая физика больше всего касается разработки вашего продукта? Есть ли другие отделы или команды, которым может быть полезен анализ, отличный от того, на котором вы сосредоточены? Есть ли в будущем проекты, которые могут потребовать другого типа анализа? Когда-то каждая группа могла решать эти вопросы самостоятельно, и их продуктивность в целом была бы на должном уровне. Это уже не обязательно так.
Примеры анализа приведены ниже. Охватывает ли ваш портфель программного обеспечения CAE все эти проблемы?
- Строительная механика: Напряжение, деформация, деформация и контакт, вибрация и акустика, долговечность и т. д.
- Механика жидкости: Строительная механика Поведение жидкости и оптимизация потока.
- Пластиковые инъекции: Заполняйте, упаковывайте, охлаждайте, деформируйте, формуйте и многое другое.
- Электромагнетизм: Антенны, микроволны и радиочастоты, биологические ЭМ, оптические, EDA/электроника, ЭМС/ЭМП, динамика частиц и т. д.
- Динамика многотельных тел: Движения и нагрузки систем, состоящих из твердых или гибких тел, соединений и силовых элементов.
Основные решения в сфере CAE консолидируются, и любое программное обеспечение для моделирования, вероятно, теперь является частью более крупной программной среды. Зная потребности всей компании в моделировании, вы можете выбрать единый портфель решений, который будет обслуживать всех одновременно.
Хотя наличие одного поставщика для многих продуктов может сэкономить деньги, ускорить и упростить закупки, основным постоянным преимуществом является производительность.
3DПрограммная среда EXPERIENCE обеспечивает очень схожий пользовательский интерфейс для структурного анализа и анализа потоков жидкости, что позволяет легко выбрать один из них, как только вы узнаете другой.
Накопление множества совершенно разных специализированных решений — это то, с чем научились жить многие инженеры, но это уже не обязательный факт жизни (и источник головной боли), как это было раньше.
Целостная программная среда, которую может использовать каждый, обеспечит совместимость, взаимосвязанные рабочие процессы, общие данные, возможность переноса обучения и многие другие преимущества.
Изменения неизбежны, и вы можете к ним подготовиться.
Со временем отрасли и продукты, которые они используют, будут меняться. Чтобы адаптироваться, ваши конкуренты будут внедрять инновации и совершенствовать свои инструменты и процессы. Как вы планируете реагировать? При выборе инструмента анализа или среды CAE крайне важно спланировать пути роста, которые вы хотите получить через несколько лет.
SOLIDWORKS Simulation очень оптимизирован и обеспечивает непревзойденное удобство для дизайнеров. Будет ли он поддерживать тот ВЭД, которым вы хотите заниматься через пять лет, или вам придется покупать и переучиваться на что-то еще?
Это может быть рост возможностей, межотделенных рабочих процессов, исходной пропускной способности и размера модели для решателей и т. д. Различные инструменты моделирования будут начинаться и заканчиваться в разных местах спектра и, следовательно, поддерживать разные амбиции.
Выбирайте доступные и эффективные инструменты (как программное, так и аппаратное) на данный момент с простыми путями обновления, когда придет время. Это позволит избежать ситуаций, когда необходимые вам изменения (например, новая физика, более широкое внедрение инструментов или более совершенный рабочий процесс) становятся излишне трудными из-за ограничений продукта или процесса. Начало новой реализации, переобучение или неожиданная покупка оборудования могут стать настоящим испытанием.
В эпоху облаков и SaaS затраты на оборудование CAE являются разрешимой проблемой.
В прошлом для передовых инструментов CAE требовалось высокопроизводительное вычислительное оборудование, часто требующее дополнительного лицензирования программного обеспечения и постоянной ИТ-поддержки. Такая структура затрат подходит только компаниям с очень длительным временем безотказной работы рассматриваемых инструментов. Однако сегодня это не единственный вариант CAE-вычислений.
Хотя хорошо иметь глубокое понимание вычислительных потребностей моделирования, которое вы собираетесь запустить, ваш поставщик программного обеспечения может помочь в этом, возможно, даже путем проведения тестов. Как только вы узнаете, насколько требовательны ваши предполагаемые симуляции и как часто вы будете их запускать, вы сможете найти экономически эффективный способ реализовать это, используя два часто переплетающихся решения: услуги облачных вычислений и лицензирование вычислений с измерением времени.
Выбранный вами инструмент моделирования может иметь официальные или неофициальные службы облачных вычислений, что устраняет необходимость приобретать систему HPC с большими первоначальными затратами и поддерживать ее работу за счет расходов на коммунальные услуги и ИТ-персонал. Доступ к системам высокопроизводительных вычислений в облаке может значительно расширить возможности моделирования, доступные для небольших предприятий и даже индивидуальных предпринимателей. Однако это может потребовать обсуждения ИТ-политики вашей организации в отношении данных, хранящихся в облаке.
3DEXPERIENCE STRUCTURAL — одно из многих решений FEA от Dassault Systèmes, где пользователи могут оплачивать время решателя почасово либо локально, либо на своих официальных облачных серверах.
Доступ к облачным вычислениям (а иногда и к локальным вычислениям) можно получить, купив часы вычислений вместо традиционного неограниченного доступа. Этот ограниченный по времени доступ к решателю с оплатой по мере использования идеально подходит для непредсказуемых и меняющихся потребностей в вычислительных ресурсах CAE и позволяет предприятиям одновременно оптимизировать как производительность моделирования, так и затраты.
Облачное оборудование и лицензирование по времени могут оказаться очень полезными и в непредсказуемых бизнес-условиях. Предположим, из-за неожиданного спада локальный сервер HPC стоимостью 100 000 долларов США (и его вычислительные лицензии) простаивает в течение двух месяцев. И наоборот, внезапная бизнес-возможность может потребовать чрезвычайно высокой производительности анализа (например, чрезвычайно больших моделей, многочисленных вариантов конструкции, моделирования Министерства энергетики) в течение нескольких месяцев. Это был бы идеальный случай для краткосрочной покупки часов вычислений в облаке CAE.
Потребности в моделировании и условия бизнеса сложно предсказать, поэтому гибкое решение для закупок может как устранить потери, так и открыть новые возможности.
Проблемы интеграции могут стать серьезным долгосрочным препятствием для производительности.
Ранее мы обсуждали поиск программной среды моделирования для всей компании, а не отдельных решений, но эта тема может выйти за рамки только инструментов CAE.
Использование инструментов CAD, CAE и PLM от одного и того же разработчика — лучший сценарий, поскольку он обеспечивает наиболее простой итерационный цикл анализа проектирования. Общие платформы для совместной работы и общие источники данных с наименьшим количеством инструментов и шагов, задействованных в ваших процессах, могут сэкономить много времени и исключить вероятность ошибок. Более того, интеграция между решениями может усложниться и даже сломаться. Например, во время ежегодных обновлений программного обеспечения САПР существует период времени, когда сторонние инструменты интеграции могут работать некорректно или вообще не работать.
Полная интеграция CAD-CAE-CAM-PLM может быть особенно полезна для инструментов оптимизации проектирования на основе FEA или CFD.
Другой пример: при переносе проекта в автономный инструмент анализа вам может потребоваться экспортировать файл STEP из вашего программного обеспечения САПР и импортировать его как простую геометрию в ваше программное обеспечение для анализа. После того как вы создадите сетку и запустите анализ, вероятно, будет еще одна итерация с изменениями геометрии.
На этом этапе, если ваши инструменты не используют собственный САПР, вам следует вернуться к своему программному обеспечению САПР, внести изменения, экспортировать STEP, импортировать «простую» геометрию, создать сетку и запустить снова. Допустим, вы выполняете в среднем восемь итераций для каждого проекта анализа, причем каждая итерация занимает час. Если вы запускаете только один проект в месяц; это более двух недель на одного аналитика в год, которые были выброшены просто потому, что ваше программное обеспечение не взаимодействует друг с другом. Альтернативой в среде, подключенной к CAD-CAE, является обновление модели одним щелчком мыши. Если изменения достаточно малы, аналитику может вообще не потребоваться повторная настройка вручную.
В итоге, если вы собираетесь добавить программное обеспечение, стоит рассмотреть решение, которое может интегрироваться со всем жизненным циклом продукта, если это возможно.