Lo sviluppo del prodotto ha un problema.
Per ottenere una maggiore efficienza e una qualità superiore per i consumatori a valle, le organizzazioni hanno chiesto allo sviluppo prodotto di adottare la definizione basata su modelli. Questo sta aiutando a legare il filo digitale dall’ingegneria alla produzione e oltre. Ma cosa succede all’interno dell’ingegneria?
Di fronte alla crescente concorrenza globale, all’aumento della complessità dei prodotti e all’obbligo di accelerare i cicli di consegna, gli ingegneri di oggi hanno bisogno di una solida gamma di strumenti per costruire prodotti competitivi. Ma un portafoglio di strumenti di prim’ordine non può basarsi su formati di file nativi, il che crea tutta una serie di complicazioni e problemi di integrazione quando si punta a un modello 3D universale e annotato. Inoltre, rende quasi impossibile ottenere efficienze comparabili sulla falsariga della definizione basata sul modello (MBD).
I vantaggi dell’MBD stanno diventando sempre più evidenti tra i dirigenti, compresa l’ottimizzazione dei processi di progettazione e produzione. L’impresa basata sui modelli (MBE) estende ulteriormente l’MBD alla produzione, alla supply chain, al marketing e ad altre discipline, con l’obiettivo di ottenere vantaggi organizzativi trasversali, come l’efficienza dei processi, la riduzione dei costi complessivi e un time-to-market più rapido. Tuttavia, c’è ancora un’opportunità mancata per raggiungere la visione completa dell’MBE.
Al di fuori del lavoro di modellazione e progettazione CAD di base, gli ingegneri hanno utilizzato i migliori strumenti collaborativi per ottenere funzionalità aggiuntive in aree chiave come la simulazione, la progettazione generativa, la creazione di superfici, di percorsi utensile e la documentazione. È necessario un approccio allo sviluppo del prodotto basato sul modello, che promuova una piattaforma unificata e un modello CAD comune per l’insieme di strumenti e funzionalità fondamentali richiesti durante il ciclo di vita dell’ingegneria.
Lo Sviluppo del Prodotto Basato sul Modello prende forma
Lo Sviluppo del Prodotto Basato sul Modello è fondamentale per far progredire la visione del filo digitale e dell’MBE. L’approccio prende forma attraverso una serie di processi di progettazione, ottimizzazione e costruzione interconnessi, che si coalizzano attorno a un modello CAD comune e nativo, invece di artefatti derivati che non sono legati al progetto principale. Con tutti i collaboratori che lavorano a partire da un modello 3D unificato, le organizzazioni possono ottenere efficienza in tutto il processo di progettazione e nell’intero ciclo di vita del prodotto.
L’MBD ha avuto un impatto misurabile sui flussi di lavoro per la consegna dei prodotti, snellendo quello che un tempo era un processo oneroso di gestione dei disegni 2D e riducendo il tempo dedicato alle revisioni dei progetti. Le ricerche condotte da PTC sui clienti dimostrano che un solido approccio MBD consente alle aziende di produrre la documentazione fino al 40% più velocemente, di ridurre i tempi di ispezione del primo articolo del 60% e di beneficiare di un calo del 90% degli errori e delle non conformità dei prodotti.
Per costruire i prodotti competitivi di oggi, gli ingegneri hanno bisogno di un solido banco di strumenti. Tuttavia, un portafoglio di strumenti di prim’ordine non condivide in genere un formato di file nativo, il che crea ogni sorta di complicazioni e problemi di integrazione. Senza una spina dorsale comune da cui partire, le organizzazioni di prodotto si ritrovano sommerse da processi scollegati – i segni rivelatori di un paesaggio dominato da strumenti isolati e formati di file disparati. Gli ingegneri finiscono per incanalare troppo tempo ed energia nel passaggio da un’applicazione all’altra, sottraendo tempo alla sperimentazione di maggior valore e all’innovazione del design. Con un modello che trascende l’intero stack di strumenti di progettazione, le attività di traduzione e integrazione vengono accelerate e la rielaborazione viene eliminata, con una conseguente diminuzione degli errori di progettazione e un go-to-market più rapido.
La promessa del CAD 3D, e in particolare della modellazione parametrica, è che l’intento progettuale viene facilmente catturato utilizzando caratteristiche e vincoli, il che rende più facile definire il comportamento del modello quando si cambia qualcosa. Inoltre, la modellazione parametrica migliore della categoria è profondamente associativa, in modo che quando si verificano modifiche in una parte del modello, gli aggiornamenti pertinenti vengono orchestrati automaticamente alla geometria correlata e agli artefatti a valle, mantenendo sincronizzato ogni punto della catena di progettazione.
Tuttavia, la visione inizia a perdere di significato quando si introducono soluzioni puntuali per funzionalità avanzate che vanno oltre la modellazione CAD di base. Ad esempio, l’uso della simulazione nelle prime fasi del ciclo di sviluppo per ottimizzare lo spazio di progettazione è di gran lunga superiore all’uso della simulazione nelle ultime fasi.
Quando le funzioni ausiliarie vengono utilizzate al di fuori dell’ambiente CAD principale, non sono direttamente associabili al modello 3D nativo. Nella maggior parte dei casi, se un ingegnere vuole eseguire un’analisi FEA su una parte per testare la resistenza o per alleggerire un componente particolare utilizzando le funzionalità di progettazione generativa, deve passare da uno strumento all’altro. Questo modello di lavoro introduce un ciclo di importazione, esportazione e traduzione di geometrie senza caratteristiche, che non solo è inefficiente, ma interrompe anche la catena di strumenti e riduce i vantaggi intrinseci della progettazione parametrica associativa.
Sviluppo del prodotto basato sui modelli al lavoro
Non bisogna guardare lontano per trovare aziende di diversi settori che stanno già traendo profitto dall’adozione dello Sviluppo del Prodotto Basato sui Modelli. HPE COXA, che fornisce soluzioni ingegneristiche e supervisiona progetti tecnologici nei settori automobilistico, motoristico e della difesa, era alle prese con le inefficienze legate a un processo di progettazione multi-fase e multi-software.
L’azienda era decisa a sfruttare le tecnologie emergenti come il design generativo, la produzione additiva e la simulazione in tempo reale per migliorare lo sviluppo dei prodotti. Tuttavia, per farlo era necessario destreggiarsi tra quattro o cinque strumenti software scollegati, con file diversi per ogni fase, il che significava che il team doveva ricominciare il processo da capo ogni volta che voleva modificare o testare i progetti. Questo approccio disgiunto ha portato rapidamente a errori tra i team di progettazione e di analisi, ha generato una serie di problemi di qualità e ha bloccato i tempi di produzione.
HPE COXA è stato in grado di ridurre il tempo totale di progettazione e produzione del 30% e di dimezzare il periodo che va dall’ideazione alla consegna. HPE COXA ha consolidato queste tecnologie all’avanguardia in un unico software, che ora esegue tutte le fasi di progettazione in un processo lineare e fluido. Il cambiamento ha contribuito a snellire i flussi di lavoro, a semplificare le comunicazioni e ad accelerare le tempistiche per i pezzi finiti.
Realizzare il cambiamento
Se i dipartimenti di ingegneria sono stati convinti dell’utilità dei modelli 3D molto tempo fa, perché c’è voluto così tanto tempo per espandere l’uso oltre le funzionalità CAD di base? Il semplice motivo è che le funzionalità ausiliarie sono state poco servite dalla maggior parte degli strumenti CAD, indirizzando gli utenti di ingegneria verso soluzioni puntuali per ottenere funzionalità più robuste. Questa dinamica è migliorata drasticamente negli ultimi anni, quando i principali fornitori di CAD come PTC hanno acquisito o costruito funzionalità avanzate come la simulazione in tempo reale e la progettazione generativa, integrandole nell’ambiente CAD nativo.
Le organizzazioni che desiderano fare il salto verso lo Sviluppo Prodotto Basato sul Modello dovrebbero cercare un sistema aperto costruito intorno al formato nativo dei file CAD, che offra l’ampiezza e la profondità delle funzionalità per supportare l’intero processo di progettazione, sia che si tratti di simulazione o di qualche elemento di progettazione concettuale. È anche importante che il sistema operi di concerto con una piattaforma PLM – anche in questo caso, supportando lo stesso formato nativo di file CAD – per snellire e semplificare i processi chiave, come la gestione dei rilasci e delle modifiche.
Come per qualsiasi cambiamento di processo, è probabile che ci siano delle resistenze da parte degli ingegneri, che sono notoriamente resistenti al cambiamento. L’intervento di sponsor esecutivi, molti dei quali sono già campioni di MBD e MBE, può aiutare a motivare i ranghi dell’ingegneria a salire a bordo e ad abbracciare nuovi strumenti e modelli di lavoro.
Man mano che le aziende avanzano nelle strategie digitali, lo Sviluppo del Prodotto Basato sui Modelli sarà fondamentale per ottenere il pieno valore dell’MBE. È ormai tempo che gli ingegneri liberino la potenza di un approccio basato sui modelli in tutto il processo di sviluppo e raccolgano i frutti di una catena di progettazione trasformativa.