Más Información Sobre Simulación y CAE Software
¿Qué es el Software de Simulación y CAE?
El software de simulación e ingeniería asistida por computadora (CAE) permite a ingenieros, analistas y diseñadores realizar análisis de elementos finitos (FEA), dinámica de fluidos computacional (CFD), dinámica de cuerpos múltiples (MDB) y optimización. El software de simulación también puede denominarse software de simulación CAE debido a su asociación con el análisis CAE y su aplicación. El software de simulación puede crear modelos basados en datos matemáticos y colocarlos en un sistema predefinido. Al analizar estos modelos, los ingenieros estudian la relación entre el modelo y el sistema y las interacciones que ocurren en un entorno controlado. Esto ayuda a predecir el rendimiento, los defectos y a juzgar la posible vida útil del producto.
¿Qué significa el Software de Simulación y CAE?
CAE significa ingeniería asistida por computadora. El término ingeniería asistida por computadora se utiliza como un término técnico para simulación, mientras que el término simulación es lo que a menudo se escucha en el mercado cuando los usuarios se refieren a la simulación de ingeniería.
¿Cuáles son las Características Comunes del Software de Simulación y CAE?
Las siguientes son algunas características principales dentro del software de simulación:
Dinámica de fluidos computacional (CFD): Una de las principales formas de análisis de ingeniería que realiza el software CAE es CFD. CFD es una forma de modelar el comportamiento de fluidos y gases. Esto incluye modelar la forma en que interactúan entre sí, así como las superficies con las que entran en contacto. Esta característica puede resolver problemas como la identificación de fluidos incompresibles y compresibles, flujos laminares y turbulentos, así como problemas de flujo multifásico.
Análisis de elementos finitos (FEA): FEA es un método numérico utilizado para resolver problemas de ingeniería. Este proceso se utiliza para descomponer un gran problema en varios más pequeños, llamados elementos finitos. Usando este método, los ingenieros pueden descomponer problemas de ingeniería complejos en partes manejables. Una de las principales formas en que los ingenieros utilizan FEA es para hacer representaciones de modelos en las que pueden probar cómo interactúan los objetos entre sí, lo que proporciona una comprensión de cómo un objeto real se vería afectado por otras fuerzas físicas. Ejemplos son el modelado de puentes, pruebas de choque de automóviles y pruebas de la integridad estructural de cualquier objeto dado.
Simulación de eventos mecánicos: La simulación de eventos mecánicos permite a los ingenieros simular cómo reaccionarán los objetos a ciertos eventos en la vida real. Un buen ejemplo de esto es una simulación de cómo un teléfono móvil interactuará con un suelo de cemento en caso de que se caiga accidentalmente. Dentro de la simulación, el software puede indicar si la pantalla del teléfono se romperá o si se causarán otros problemas permanentes. El software puede entonces sugerir cambios a realizar en el teléfono para hacerlo más duradero y protegido en caso de una caída; al considerar estos cambios, los usuarios pueden probar la simulación hasta que el producto se ajuste a su gusto.
Simulación electromagnética: La simulación electromagnética permite a los usuarios simular las propiedades electromagnéticas de componentes o sistemas. Esto permite a los ingenieros en industrias como la electrónica y las comunicaciones determinar cuán efectivo es el diseño de su componente.
Simulación térmica: La simulación térmica permite a los usuarios simular cómo cambian las propiedades físicas de los materiales con los cambios de temperatura. La simulación térmica se puede utilizar para simular áreas como la refrigeración de electrónica, la gestión térmica automotriz, intercambiadores de calor, recipientes a presión y otras aplicaciones donde los usuarios necesitan simular el efecto de cargas térmicas.
Otras características del software de simulación y CAE: Simulación estructural
¿Cuáles son los Beneficios del Software de Simulación y CAE?
Acelera el tiempo de diseño: El software de simulación acelera el tiempo que tardan los ingenieros en prototipar y probar cómo se comportarán los objetos en el mundo real. Esto permite a los ingenieros de producto mejorar el rendimiento del diseño mucho antes de que se fabrique un producto. Un ejemplo importante de esto es cómo los ingenieros de aviones fabrican un avión que puede soportar el estrés de aterrizar en una pista. Dentro de este proceso, hay tantas variables a tener en cuenta, incluyendo el material, el tamaño y la velocidad del avión. Dada la perspectiva de cuántos factores intervienen en el diseño de seguridad y rendimiento de un avión, uno pensaría que tomaría innumerables días manipular el diseño para crear un producto confiable. Sin embargo, CAE permite a los ingenieros acelerar este proceso al ejecutar simulaciones de aterrizajes de aviones y detallar formas exactas en las que el ingeniero puede mejorar el diseño.
Ahorra dinero: El software de simulación es completamente virtual y se realiza en la computadora, de ahí el nombre "ingeniería asistida por computadora". Dado que estas simulaciones se realizan virtualmente, permite a las empresas ahorrar mucho dinero al no tener que fabricar innumerables diseños antes de obtener el producto final correcto. Por ejemplo, los ingenieros de automóviles pueden simular cómo ocurriría un choque de automóviles antes de que incluso tengan que realizar el experimento final. De esta manera, antes de que ocurran las pruebas de choque de automóviles, los equipos de ingeniería ya tienen una buena idea de cómo irá la prueba. El resultado es tener que gastar menos dinero en pruebas y desechar prototipos físicos reales.
Mejora las pruebas: Cuando los prototipos finalmente llegan a las pruebas físicas, el software de simulación puede ayudar a analizar lo que está ocurriendo durante la prueba e identificar cualquier falla clave que haya ocurrido. Por ejemplo, si se probó un automóvil para impacto y la carrocería del automóvil no era lo suficientemente fuerte como para soportar un choque, el software de simulación puede identificar exactamente qué salió mal y sugerir qué necesita cambiarse.
¿Quién Usa el Software de Simulación y CAE?
El software de simulación y CAE se utiliza en una variedad de industrias en el mundo de la fabricación y la ingeniería. Sus funciones principales incluyen la simulación, validación y optimización de productos, que pueden aplicarse ampliamente a cualquier negocio que intente probar y mejorar un producto fabricado. Con esto en mente, aquí hay un par de industrias que utilizan software de simulación.
Industria automotriz: Históricamente, los fabricantes de automóviles pasaban mucho tiempo produciendo modelos físicos de vehículos y luego probándolos para seguridad al estrellarlos contra barreras físicas. Sin embargo, con los avances en el software de simulación, el diseño y las pruebas de seguridad se realizan completamente mediante simulaciones por computadora. Dentro de la simulación virtual, se puede probar un automóvil para mejorar la seguridad, la comodidad y la durabilidad del vehículo. Esto ha ahorrado a la industria automotriz tanto tiempo como dinero al eliminar la necesidad de producir innumerables prototipos físicos.
Fabricantes: El software de simulación y CAE puede producir simulaciones de líneas de ensamblaje de fabricación. Esto ayuda a los fabricantes a identificar cualquier ineficiencia o problema antes de comenzar la construcción de ensamblajes de producción costosos. Al identificar estos problemas, pueden ahorrar dinero y aumentar la eficiencia de sus sistemas de fabricación.
Ingenieros electrónicos: Las industrias que trabajan en el desarrollo de productos electrónicos pueden beneficiarse enormemente del uso de software de simulación. Algunas herramientas de simulación ofrecen diseño de electrónica basado en física que proporciona predicciones de vida rápidas y precisas para hardware electrónico a nivel de componente, placa y sistema en la etapa de diseño inicial. Esto puede ser extremadamente beneficioso para el desarrollo de productos.
Educación: El software de simulación y CAE también es utilizado por educadores para enseñar a estudiantes de ingeniería. Para aprender o enseñar simulación, varios proveedores incluso ofrecen ediciones académicas o para estudiantes de sus paquetes de software, generalmente a un costo reducido.
Software Relacionado con el Software de Simulación y CAE
Las soluciones relacionadas que se pueden usar junto con el software de simulación y CAE incluyen:
Software CAD: El software de diseño asistido por computadora (CAD) permite a los usuarios diseñar modelos 3D de objetos físicos. Antes de usar el software de simulación, los ingenieros a menudo crean un diseño 3D de lo que les gustaría simular. Esto puede ser un edificio, un ensamblaje mecánico, una planta de ingeniería, etc. Una vez que se completa el diseño, los usuarios cargan el producto en un software de simulación donde pueden simular cómo reaccionaría el producto a fuerzas de la vida real. Algunos software de simulación tienen capacidades de diseño 3D robustas integradas, mientras que otros son más elementales y se complementan mejor con un software CAD 3D más robusto.
Desafíos con el Software de Simulación y CAE
Como un software técnicamente involucrado, el software de simulación y CAE puede presentar algunos desafíos importantes. Algunos de los desafíos más comunes incluyen:
Integración CAD/CAE: Los archivos CAD son completamente diferentes de los archivos CAE. Con esto en mente, es muy difícil producir un modelo en software CAD y esperar que sea adecuado para FEA dentro del software CAE. Sin embargo, hay ofertas de software que permiten que el diseño y el análisis se prueben dentro de un entorno CAD/CAE integrado, por lo que para evitar este problema potencial, puede ser mejor encontrar una solución CAD que también ofrezca capacidades CAE.
Curva de aprendizaje: El software CAE viene con una curva de aprendizaje pronunciada. Aunque hay más productos y recursos que pueden ayudar a los principiantes, aún tomará una cantidad significativa de tiempo dominar todas las particularidades del software.
Precio: Otra preocupación importante para las pequeñas empresas es el alto precio del software CAE. Algunos software comerciales de CAE pueden oscilar entre $10,000 y $50,000 por persona, lo cual es un precio considerable para un solo usuario en una empresa.
¿Qué Empresas Deberían Comprar Software de Simulación y CAE?
El software de simulación y CAE tiene aplicaciones que abarcan múltiples industrias, así como múltiples tipos de empresas.
Empresas de ingeniería estructural y automotriz: Ya sea que una empresa diseñe aviones, automóviles o edificios, el software de simulación puede resolver muchos casos de uso para equipos de ingeniería estructural. Con muchas herramientas para análisis de estrés e impacto, los usuarios pueden simular cómo sus estructuras o productos reaccionarán a los efectos ambientales del mundo real.
Empresas de fabricación y equipos industriales: Es fundamental probar los equipos industriales para resistencia, velocidad, seguridad, fiabilidad y resistencia bajo diferentes condiciones de operación. El software de simulación y CAE puede optimizar el diseño de equipos industriales temprano en el ciclo de diseño. Esto asegura la producción de maquinaria de alto rendimiento con un tiempo de comercialización más corto y menores costos para pruebas físicas. Algunas de las herramientas utilizadas dentro del software CAE típico incluyen montaje, sujeción, ajuste, rotación y otros elementos.
Cómo Comprar Software de Simulación y CAE
Recolección de Requisitos (RFI/RFP) para Software de Simulación y CAE
La recolección de requisitos para el software de simulación y CAE es crítica para asegurar que el negocio esté implementando un producto que cumpla con todas sus necesidades. Para hacerlo, las empresas deben evaluar sus necesidades críticas.
Comparar Productos de Software de Simulación y CAE
Crear una lista larga
Las listas largas se crean eliminando opciones de software que no proporcionan funcionalidad crítica. Para hacer una lista larga para el software de simulación, un comprador debe observar las siguientes funcionalidades y determinar qué productos proporcionan la funcionalidad necesaria:
- Análisis de elementos finitos
- Dinámica de fluidos computacional
- Simulación térmica
- Modelado de eventos continuos
- Simulación de eventos mecánicos
- Simulación de procesos de fabricación
- Diseño y modelado 3D
- Herramientas de dibujo
Crear una lista corta
Una vez que un comprador ha reducido su lista a partir de la funcionalidad anterior, es importante obtener requisitos aún más específicos. Un comprador puede estar buscando software de simulación que permita una amplia gama de integraciones CAD, o algunos compradores pueden estar buscando soluciones que se especialicen específicamente en dinámica de cuerpos múltiples o simulación electrónica. Además, CAE no es fácil de aprender, por lo que puede ser importante reducirlo a proveedores que tengan un gran soporte de implementación o recursos adicionales para ayudar a aprender a usar el software de simulación.
Realizar demostraciones
Las demostraciones son una de las etapas más importantes en el proceso de compra. Esto permite a un comprador asistir a una demostración real del producto y ver si el producto cumple con todos los requisitos. Para asegurarse de que la demostración se desarrolle sin problemas, los usuarios deben asegurarse de que el proveedor tenga todos los requisitos de antemano para que puedan mostrar sus características adecuadamente. Algunos de los casos de uso que una empresa debería pedir al proveedor que muestre son:
Características específicas de simulación: Antes de entrar en la demostración, un comprador potencial necesita enfocarse en qué características de simulación son las más importantes para ellos. Si un comprador está buscando simulación térmica, de fluidos o estructural, entonces los compradores deben asegurarse de que el proveedor muestre esas características específicas.
Flujos de trabajo: Otra característica importante para mostrar es la funcionalidad del flujo de trabajo. ¿Cómo ofrece la solución una mejor gestión del flujo de trabajo para proyectos CAE? ¿Pueden los usuarios compartir proyectos fácilmente, hay funciones simples para la gestión de contenido?
Selección de Software de Simulación y CAE
Elegir un equipo de selección
El software de simulación y CAE será utilizado con mayor frecuencia por ingenieros, así como por gerentes que supervisan estos equipos de ingenieros. Como tal, algunos ingenieros senior y gerentes relevantes deben estar involucrados en el proceso de toma de decisiones. Como mínimo, el equipo de selección debe estar compuesto por al menos tres ingenieros senior y dos miembros de la gerencia. Dado que el software de simulación es costoso, esto asegurará que haya suficientes ojos en el proyecto para asegurarse de que se tome la mejor decisión.
Negociación
Al negociar durante la etapa de compra, se recomienda comenzar siempre con un número reducido de licencias y funcionalidades. Las licencias siempre serán el mayor costo dentro de cualquier compra, y a menudo, las empresas compran licencias adicionales o características en un producto que no necesariamente necesitan. Durante esta negociación, los proveedores intentarán convencer a los compradores de que pueden ofrecer descuentos en más funcionalidades o licencias si compran en grandes cantidades, pero la mayoría de las empresas no necesitan esto. Si las empresas terminan necesitando algunas licencias más en el futuro, siempre pueden agregarlas según sea necesario.
Además de esto, el equipo de selección siempre debe esforzarse por incluir las tarifas de implementación y soporte continuo en el costo. Como se mencionó anteriormente, el software de simulación no es fácil de aprender. Antes de comprar, los compradores deben asegurarse de que el proveedor ofrezca capacitación regular o incluso opciones de capacitación en línea para ayudar a los nuevos usuarios a integrarse rápidamente. De esta manera, si se necesita soporte continuo, las empresas siempre pueden contactar a su representante de éxito del cliente o soporte.
Decisión final
Después de que se lleve a cabo la etapa de negociación, la decisión final requiere la aprobación de todos en el equipo de selección. Es importante asegurarse de que se cumplan todos los requisitos y que la decisión final sea respaldada por todos los involucrados.
¿Cuánto Cuesta el Software de Simulación y CAE?
Hay una variedad de factores que influirán tanto en el costo inicial como en el costo continuo del software de simulación. Para los costos iniciales, una empresa pagará por la configuración, cualquier integración personalizada y capacitación. El costo continuo es el costo de suscripción para usar realmente el software. Muchas opciones de software de simulación generalmente se ejecutan en un modelo de suscripción, lo que significa que los usuarios pagarán una tarifa mensual o anual para usar el software. El modelo de suscripción generalmente se establece como un modelo por usuario y será, en última instancia, el mayor costo. Como se mencionó anteriormente, para limitar el costo inicial, es importante pagar por un número limitado de licencias de inmediato, ya que los compradores aún necesitan averiguar si el software será, en última instancia, la mejor opción para su empresa. En términos de cifras concretas, hay software de simulación por tan solo $30 por usuario mensualmente, mientras que algunos llegan hasta $100 por usuario al mes.
Retorno de la Inversión (ROI)
A continuación se muestra el desglose del tiempo estimado para el ROI según los datos de revisión en G2 al 4 de mayo de 2021:
35% de los compradores ven un ROI en 6 meses o menos
26% de los compradores ven un ROI en 7-12 meses
19% de los compradores ven un ROI en 13-24 meses
7% de los compradores ven un ROI de 24-36 meses
7% de los compradores ven un ROI en 48+ meses
7% de los compradores aún no han logrado un reembolso completo
Tendencias del Software de Simulación y CAE
Aprendizaje automático
El aprendizaje automático puede ayudar a acelerar las simulaciones de ingeniería al permitir predicciones altamente precisas. Con herramientas como el aprendizaje estadístico, las computadoras pueden aprender y desarrollar mejores datos por sí mismas. Esto puede ayudar a acelerar el diseño óptimo de un producto. Un ejemplo sería los datos que se extraen de una simulación de choque de automóviles repetida miles de veces. Dentro de las simulaciones, las herramientas de aprendizaje automático pueden entender qué cambios deben hacerse para hacer el automóvil más seguro sin sacrificar la integridad del diseño.
