Scopri di più su Simulazione e CAE Software
Che cos'è il Software di Simulazione e CAE?
Il software di simulazione e ingegneria assistita da computer (CAE) consente a ingegneri, analisti e progettisti di eseguire analisi agli elementi finiti (FEA), dinamica dei fluidi computazionale (CFD), dinamica multibody (MDB) e ottimizzazione. Il software di simulazione può anche essere chiamato software di simulazione CAE a causa della sua associazione con l'analisi CAE e la sua applicazione. Il software di simulazione può creare modelli basati su dati matematici e collocarli in un sistema predefinito. Analizzando questi modelli, gli ingegneri studiano la relazione tra modello e sistema e le interazioni che avvengono in un ambiente controllato. Questo aiuta a prevedere le prestazioni, i difetti e a valutare la potenziale durata del prodotto.
Cosa Significa Software di Simulazione e CAE?
CAE sta per ingegneria assistita da computer. Il termine ingegneria assistita da computer è usato come termine tecnico per la simulazione mentre il termine simulazione è quello che si sente spesso nel mercato quando gli utenti si riferiscono alla simulazione ingegneristica.
Quali sono le Caratteristiche Comuni del Software di Simulazione e CAE?
Le seguenti sono alcune caratteristiche principali all'interno del software di simulazione:
Dinamica dei fluidi computazionale (CFD): Una delle principali forme di analisi ingegneristica che il software CAE esegue è la CFD. La CFD è un modo per modellare il comportamento di fluidi e gas. Questo include la modellazione del modo in cui interagiscono tra loro così come con le superfici con cui entrano in contatto. Questa caratteristica può risolvere problemi come l'identificazione di fluidi incomprimibili e comprimibili, flussi laminari e turbolenti, così come problemi di flusso multifase.
Analisi agli elementi finiti (FEA): La FEA è un metodo numerico utilizzato per risolvere problemi ingegneristici. Questo processo è utilizzato per suddividere un grande problema in una manciata di problemi più piccoli, chiamati elementi finiti. Utilizzando questo metodo, gli ingegneri possono suddividere problemi ingegneristici complessi in parti gestibili. Uno dei principali modi in cui gli ingegneri utilizzano la FEA è creare rappresentazioni modellistiche in cui possono testare come gli oggetti interagiscono tra loro, il che fornisce una comprensione di come un oggetto reale sarebbe influenzato da altre forze fisiche. Esempi sono la modellazione di ponti, i test di crash delle auto e il test dell'integrità strutturale di un dato oggetto.
Simulazione di eventi meccanici: La simulazione di eventi meccanici consente agli ingegneri di simulare come gli oggetti reagiranno a determinati eventi nella vita reale. Un buon esempio di questo è una simulazione di come un telefono cellulare interagirà con un pavimento di cemento nel caso in cui venga accidentalmente lasciato cadere. All'interno della simulazione, il software può indicare se lo schermo del telefono si romperà o se si verificheranno altri problemi permanenti. Il software può quindi suggerire modifiche da apportare al telefono per renderlo più durevole e protetto nel caso di una caduta; considerando queste modifiche, gli utenti possono testare la simulazione fino a quando il prodotto non è regolato a loro piacimento.
Simulazione elettromagnetica: La simulazione elettromagnetica consente agli utenti di simulare le proprietà elettromagnetiche di componenti o sistemi. Questo permette agli ingegneri in settori come l'elettronica e le comunicazioni di determinare quanto sia efficace il design del loro componente.
Simulazione termica: La simulazione termica consente agli utenti di simulare come le proprietà fisiche dei materiali cambiano con le variazioni di temperatura. La simulazione termica può essere utilizzata per simulare aree come il raffreddamento dell'elettronica, la gestione termica automobilistica, gli scambiatori di calore, i recipienti a pressione e altre applicazioni in cui gli utenti devono simulare l'effetto dei carichi termici.
Altre Caratteristiche del Software di Simulazione e CAE: Simulazione Strutturale
Quali sono i Vantaggi del Software di Simulazione e CAE?
Accelera il tempo di progettazione: Il software di simulazione accelera il tempo necessario agli ingegneri per prototipare e testare come gli oggetti si comporteranno nel mondo reale. Questo consente agli ingegneri di prodotto di migliorare le prestazioni del design ben prima che un prodotto venga fabbricato. Un esempio importante di questo è come gli ingegneri aeronautici fabbricano un aereo che può sopportare lo stress dell'atterraggio su una pista. In questo processo, ci sono molte variabili da considerare, inclusi il materiale, le dimensioni e la velocità dell'aereo. Dato il numero di fattori che entrano nella progettazione della sicurezza e delle prestazioni di un aereo, si potrebbe pensare che ci vorrebbero innumerevoli giorni di manipolazione del design per creare un prodotto affidabile. Tuttavia, il CAE consente agli ingegneri di accelerare questo processo eseguendo simulazioni di atterraggi di aerei e dettagliando modi esatti in cui l'ingegnere può migliorare il design.
Risparmia denaro: Il software di simulazione è tutto virtuale e fatto al computer, da qui il nome "ingegneria assistita da computer". Poiché queste simulazioni sono tutte condotte virtualmente, consente alle aziende di risparmiare molto denaro non dovendo fabbricare innumerevoli design prima di ottenere il prodotto finale corretto. Ad esempio, gli ingegneri automobilistici possono simulare come si verificherebbe un incidente automobilistico prima ancora di dover condurre l'esperimento finale. In questo modo, prima che i test di crash delle auto avvengano, i team di ingegneria hanno già una buona idea di come andrà il test. Il risultato è dover spendere meno denaro per testare e scartare prototipi fisici effettivi.
Migliora i test: Quando i prototipi arrivano finalmente ai test fisici, il software di simulazione può aiutare ad analizzare cosa sta accadendo durante il test e identificare eventuali difetti chiave che si sono verificati. Ad esempio, se un'auto è stata testata per l'impatto e la carrozzeria dell'auto non era abbastanza forte da resistere a un incidente, il software di simulazione può identificare esattamente cosa è andato storto e suggerire cosa deve essere cambiato.
Chi Utilizza il Software di Simulazione e CAE?
Il software di simulazione e CAE è utilizzato in una varietà di settori nel mondo della produzione e dell'ingegneria. Le sue funzioni principali includono la simulazione, la validazione e l'ottimizzazione dei prodotti, che possono essere ampiamente applicate a qualsiasi azienda che cerca di testare e migliorare un prodotto fabbricato. Con questo in mente, ecco un paio di settori che utilizzano il software di simulazione.
Industria automobilistica: Storicamente, i produttori di automobili hanno trascorso molto tempo a produrre modelli fisici di veicoli e poi a testarli per la sicurezza schiantandoli effettivamente contro barriere fisiche. Con i progressi nel software di simulazione, tuttavia, la progettazione e i test di sicurezza vengono eseguiti tutti utilizzando simulazioni al computer. All'interno della simulazione virtuale, un'auto può essere testata per migliorare la sicurezza, il comfort e la durata del veicolo. Questo ha permesso all'industria automobilistica di risparmiare sia tempo che denaro eliminando la necessità di produrre innumerevoli prototipi fisici.
Produttori: Il software di simulazione e CAE può produrre simulazioni di linee di assemblaggio di produzione. Questo aiuta i produttori a identificare eventuali inefficienze o problemi prima di iniziare la costruzione di costosi assemblaggi di produzione. Identificando questi problemi, possono risparmiare denaro e aumentare l'efficienza dei loro sistemi di produzione.
Ingegneri elettronici: Le industrie che lavorano con lo sviluppo di prodotti elettronici possono trarre grande beneficio dall'uso del software di simulazione. Alcuni strumenti di simulazione offrono un design elettronico basato sulla fisica che fornisce previsioni di vita rapide e accurate per l'hardware elettronico a livello di componente, scheda e sistema nella fase iniziale del design. Questo può essere estremamente vantaggioso per lo sviluppo del prodotto.
Istruzione: Il software di simulazione e CAE è utilizzato anche dagli educatori per insegnare agli studenti di ingegneria. Per l'apprendimento o l'insegnamento della simulazione, diversi fornitori offrono anche edizioni accademiche o per studenti dei loro pacchetti software, di solito a un costo ridotto.
Software Correlato al Software di Simulazione e CAE
Le soluzioni correlate che possono essere utilizzate insieme al software di simulazione e CAE includono:
Software CAD: Il software di progettazione assistita da computer (CAD) consente agli utenti di progettare modelli 3D di oggetti fisici. Prima di utilizzare il software di simulazione, gli ingegneri spesso creano un design 3D di ciò che desiderano simulare. Questo può essere un edificio, un assemblaggio meccanico, un impianto ingegneristico, ecc. Una volta completato il design, gli utenti caricano quindi il prodotto su un software di simulazione dove possono quindi simulare come il prodotto reagirebbe a forze reali. Alcuni software di simulazione hanno capacità di design 3D robuste integrate, mentre altri sono più elementari e sono meglio completati da un software CAD 3D più robusto.
Sfide con il Software di Simulazione e CAE
Essendo un software tecnicamente complesso, il software di simulazione e CAE può presentare alcune sfide principali. Alcune delle sfide più comuni includono:
Integrazione CAD/CAE: I file CAD sono completamente diversi dai file CAE. Con questo in mente, è molto difficile produrre un modello in un software CAD e sperare che sia adatto per la FEA all'interno di un software CAE. Tuttavia, ci sono offerte software che consentono di testare il design e l'analisi all'interno di un ambiente CAD/CAE integrato, quindi per evitare questo potenziale problema, potrebbe essere meglio trovare una soluzione CAD che offra anche capacità CAE.
Curva di apprendimento: Il software CAE presenta una ripida curva di apprendimento. Sebbene ci siano più prodotti e risorse che possono aiutare i principianti, ci vorrà comunque un tempo significativo per padroneggiare tutte le sfumature del software.
Prezzo: Un'altra preoccupazione importante per le piccole imprese è l'alto prezzo del software CAE. Alcuni software CAE commerciali possono variare da $10,000 a $50,000 per persona, che è un prezzo elevato per un singolo utente in un'azienda.
Quali Aziende Dovrebbero Acquistare il Software di Simulazione e CAE?
Il software di simulazione e CAE ha applicazioni che si estendono a più settori e a più tipi di aziende.
Aziende di ingegneria strutturale e ingegneria automobilistica: Che un'azienda progetti aerei, auto o edifici, il software di simulazione può risolvere molti casi d'uso per i team di ingegneria strutturale. Con molti strumenti per l'analisi dello stress e dell'impatto, gli utenti possono simulare come le loro strutture o prodotti reagiranno agli effetti ambientali del mondo reale.
Aziende di produzione e attrezzature industriali: È fondamentale testare le attrezzature industriali per resistenza, velocità, sicurezza, affidabilità e durata in diverse condizioni operative. Il software di simulazione e CAE può ottimizzare il design delle attrezzature industriali all'inizio del ciclo di progettazione. Questo garantisce la produzione di macchinari ad alte prestazioni con un tempo di immissione sul mercato più breve e costi inferiori per i test fisici. Alcuni degli strumenti utilizzati all'interno del tipico software CAE includono montaggio, serraggio, regolazione, rotazione e altri elementi.
Come Acquistare il Software di Simulazione e CAE
Raccolta dei Requisiti (RFI/RFP) per il Software di Simulazione e CAE
La raccolta dei requisiti per il software di simulazione e CAE è fondamentale per garantire che l'azienda stia implementando un prodotto che soddisfi tutte le loro esigenze. Per farlo, le aziende devono valutare le loro esigenze critiche.
Confronta i Prodotti di Software di Simulazione e CAE
Crea una lista lunga
Le liste lunghe vengono create eliminando le opzioni software che non forniscono funzionalità critiche. Per creare una lista lunga per il software di simulazione, un acquirente dovrebbe esaminare le seguenti funzionalità e stabilire quali prodotti forniscono la funzionalità necessaria:
- Analisi agli elementi finiti
- Dinamica dei fluidi computazionale
- Simulazione termica
- Modellazione di eventi continui
- Simulazione di eventi meccanici
- Simulazione del processo di produzione
- Progettazione e modellazione 3D
- Strumenti di disegno
Crea una lista corta
Una volta che un acquirente ha ristretto la sua lista dalle funzionalità sopra elencate, è quindi importante ottenere requisiti ancora più specifici. Un acquirente potrebbe cercare un software di simulazione che consenta una vasta gamma di integrazioni CAD, o alcuni acquirenti potrebbero cercare soluzioni che si specializzano specificamente in dinamica multibody o simulazione elettronica. Inoltre, il CAE non è facile da imparare, quindi potrebbe essere importante restringere la scelta a fornitori che offrono un ottimo supporto all'implementazione o risorse aggiuntive per aiutare a imparare a utilizzare il software di simulazione.
Conduci demo
Le demo sono una delle fasi più importanti nel percorso di acquisto. Questo consente a un acquirente di assistere a una demo effettiva del prodotto e vedere se il prodotto soddisfa tutti i requisiti. Per assicurarsi che la demo si svolga senza intoppi, gli utenti devono garantire che il fornitore abbia tutti i requisiti in anticipo in modo che possa mostrare correttamente le sue funzionalità. Alcuni dei casi d'uso che un'azienda dovrebbe chiedere al fornitore di mostrare sono:
Caratteristiche specifiche di simulazione: Prima di entrare nella demo, un potenziale acquirente deve concentrarsi su quali caratteristiche di simulazione sono le più importanti per loro. Se un acquirente sta cercando simulazioni termiche, di fluidi o strutturali, allora gli acquirenti dovrebbero assicurarsi che il fornitore mostri quelle caratteristiche specifiche.
Flussi di lavoro: Un'altra caratteristica importante da mostrare è la funzionalità del flusso di lavoro. Come offre la soluzione una migliore gestione del flusso di lavoro per i progetti CAE? Gli utenti possono condividere facilmente i progetti, ci sono funzioni semplici per la gestione dei contenuti?
Selezione del Software di Simulazione e CAE
Scegli un team di selezione
Il software di simulazione e CAE sarà più spesso utilizzato da ingegneri e manager che supervisionano questi team di ingegneri. Pertanto, alcuni ingegneri senior e manager pertinenti devono essere coinvolti nel processo decisionale. Al minimo, il team di selezione dovrebbe essere composto da almeno tre ingegneri senior e due membri della direzione. Poiché il software di simulazione è costoso, questo garantirà che ci siano abbastanza occhi sul progetto per assicurarsi che venga presa la decisione migliore.
Negoziazione
Quando si negozia durante la fase di acquisto, è consigliabile iniziare sempre in piccolo in termini di licenze e funzionalità. Le licenze saranno sempre il costo maggiore in qualsiasi acquisto, e spesso, le aziende acquistano licenze o funzionalità aggiuntive in un prodotto che non necessariamente necessitano. Durante questa negoziazione, i fornitori cercheranno di convincere gli acquirenti che possono offrire sconti su più funzionalità o licenze se acquistano in blocco, ma la maggior parte delle aziende non ne ha bisogno. Se le aziende finiscono per aver bisogno di alcune licenze in più in futuro, possono sempre aggiungerle secondo necessità.
In aggiunta a questo, il team di selezione dovrebbe sempre cercare di includere le spese di implementazione e supporto continuo nel costo. Come detto in precedenza, il software di simulazione non è facile da imparare. Prima di acquistare, gli acquirenti devono assicurarsi che il fornitore offra formazione regolare o anche opzioni di formazione online per aiutare i nuovi utenti a integrarsi rapidamente. In questo modo, se è necessario un supporto continuo, le aziende possono sempre contattare il loro rappresentante del successo del cliente o del supporto.
Decisione finale
Dopo che la fase di negoziazione è stata condotta, la decisione finale richiede l'approvazione di tutti i membri del team di selezione. È importante assicurarsi che tutti i requisiti siano soddisfatti e che la decisione finale sia supportata da tutti i coinvolti.
Quanto Costa il Software di Simulazione e CAE?
Ci sono una varietà di fattori che influenzeranno sia il costo iniziale che quello continuo del software di simulazione. Per i costi iniziali, un'azienda pagherà per l'installazione, eventuali integrazioni personalizzate e la formazione. Il costo continuo è il costo dell'abbonamento per utilizzare effettivamente il software. Molte opzioni di software di simulazione sono solitamente gestite su un modello di abbonamento, il che significa che gli utenti pagheranno una tariffa mensile o annuale per utilizzare il software. Il modello di abbonamento è generalmente impostato come un modello per utente e sarà alla fine il costo maggiore. Come detto in precedenza, per limitare il costo iniziale, è importante pagare per un numero limitato di licenze subito poiché gli acquirenti devono ancora capire se il software sarà alla fine la scelta migliore per la loro azienda. In termini di numeri concreti, ci sono software di simulazione per appena $30 per utente su base mensile, mentre alcuni arrivano fino a $100 per utente al mese.
Ritorno sull'Investimento (ROI)
Di seguito è riportata la suddivisione del tempo stimato per il ROI secondo i dati di revisione su G2 al 4 maggio 2021:
Il 35% degli acquirenti vede un ROI in 6 mesi o meno
Il 26% degli acquirenti vede un ROI in 7-12 mesi
Il 19% degli acquirenti vede un ROI in 13-24 mesi
Il 7% degli acquirenti vede un ROI da 24-36 mesi
Il 7% degli acquirenti vede un ROI in 48+ mesi
Il 7% degli acquirenti non ha ancora realizzato un rimborso completo
Tendenze del Software di Simulazione e CAE
Apprendimento automatico
L'apprendimento automatico può aiutare ad accelerare le simulazioni ingegneristiche consentendo previsioni altamente accurate. Con strumenti come l'apprendimento statistico, i computer sono in grado di apprendere e sviluppare dati migliori da soli. Questo può aiutare ad accelerare il design ottimale di un prodotto. Un esempio sarebbe i dati estratti da una simulazione di crash automobilistico ripetuta migliaia di volte. All'interno delle simulazioni, gli strumenti di apprendimento automatico possono capire quali cambiamenti devono essere fatti per rendere l'auto più sicura senza sacrificare l'integrità del design.
