База знаний: КБ 2.0. Как стать эффективной конструкторской компанией

Подобрать подходящее ПО может помочь наш специалист.

Позвоните по телефону +7 495 989 21 77 или напишите на почту natalya@iesoft.ru

КБ 2.0 или как стать эффективной конструкторской компанией

В данной статье Вы найдете интересную информацию, графики и статистику, которые помогут Вам понять, что делают компании производители и конструкторские бюро, чтобы быть успешными на рынке и идти в ногу со временем.

Статья написана с использованием материалов исследования, проведённого Tech-Clarity в 2019 году.

Изложение в пересказе InfoSAPR (IESoft) – золотого партнера Autodesk по направлению машиностроение и авторизованного партнёра других популярных производителей CAD систем для 3D моделирования.

*КБ 2.0 по аналогии с Наука 2.0 

Содержание:

• Баланс цены, качества и конкурентоспособности
• Вроде бы да, но это не точно.
• У вас нет такого же с перламутровыми пуговицами?
• Семь раз посчитай, один…
• Численное моделирование
• Почему инженеры не используют расчёты чаще
• Преимущества от расчетного моделирования
• Программы для численного моделирования
• Рекомендации
• Об исследовании

Параметр №1. Баланс цены, качества и конкурентоспособности

Требования к качеству, надежности и стоимости часто противоречат друг другу, поэтому найти баланс — задача не из легких. К сожалению, из-за сложности продукта инженерам трудно в полной мере оценить, к каким последствиям приведет конкретное конструкторское изменение.

Действительно, 76% участников опроса оценивают технические решения, которые повышают конкурентоспособность, как «довольно сложные» и «чрезвычайно сложные». В результате многие инженеры чрезмерно усложняют свои проекты, а это ведет к возрастанию стоимости.

Вот как ранжируются факторы, влияющие на конкурентоспособность изделия, что важнее всего покупателю.

Параметр №2. Вроде бы да, но это не точно.

Из-за множества проблем, с которыми сталкиваются инженеры, в каждом третьем проекте они не уверены в выборе решения. Для избежание этого инженеры используют различные подходы. Наиболее распространенная практика (см. график) заключается в проведении физических испытаний, что приводит к пустой трате времени. По оценкам инженеров, на дополнительные шаги, которые повысят уверенность в принятых технических решениях, они тратят в среднем 4-7 дней. Более того, 30% опрошенных утверждают, что на это может уходить даже больше недели. Это также технически переусложняет изделия, соответственно увеличивается их стоимость и снижается конкурентоспособность.

ЧТО ДЕЛАЮТ ИНЖЕНЕРЫ, КОГДА НЕ УВЕРЕНЫ В ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЯХ

Параметр №3. У вас нет такого же с перламутровыми пуговицами?

Изменения становятся неизбежным следствием ошибочных решений, и они занимают большую часть в процессе разработки. В самом деле, инженеры говорят, что в среднем, на внесение изменений, они тратят половину своего времени. Что интересно, респонденты говорят, что изменения, внесенные в последнюю четверть цикла разработки, занимают почти вдвое больше времени, по сравнению с изменениями, которые были бы внесены в первую четверть жизненного цикла.

Изменения происходят по многим причинам. Некоторые из них хороши, особенно на этапе инноваций, когда вы оцениваете разные идеи. Некоторые изменения неизбежны, например, когда клиент меняет свое мнение, или происходят изменения на рынке. Однако, основная причина изменений – это новые технические решения в изделии или его модификация.

ПРИЧИНЫ ИЗМЕНЕНИЙ В КОНСТРУКЦИИ

Параметр №4. Семь раз посчитай, один…

Чтобы определить лучшие практики, Tech-Clarity проанализировала поведение наиболее эффективных компаний. Наиболее эффективные компании, согласно их определению, это 20% лучших компаний, которые опередили своих коллег в достижении следующих целей:

• Сроки конструирования

• Стоимость изделия

• Бюджет разработки

Остальные 80% были помечены как «Прочие». Наиболее эффективные компании достигают целевых показателей или даже перевыполняют их, в то время как прочим компаниям не хватает до целевых показателей 17–21%.

Эффективные компании лучше выполняют работу в плане графика и бюджета. Кроме того, результаты опроса показывают, что в сравнении с конкурентами, эти компании имеют следующие более эффективные процессы:

• Оценки вариантов изделий

• Оптимального соотношения между параметрами изделия

• Выявления проблем на ранних этапах проектирования

Вместе эти факторы создают конкурентное преимущество. Теперь давайте рассмотрим лучшие практики.

4.1. Численное моделирование

Эффективные компании используют расчетное моделирование, чтобы принимать более обоснованные решения. 65% компаний сообщают, что численное моделирование помогает им быстрее обнаружить проблемы. Важное отличие—в наиболее эффективных компаниях, в 88% случаев выполняется меньше доработок благодаря численному моделированию.

* Численное моделирование – это математическая модель изучаемой системы и её исследование с использованием различных численных методов.

КОГДА ИСПОЛЬЗУЕТСЯ ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ	ДЛЯ ЧЕГО ИНЖЕНЕРЫ-КОНСТРУКТОРЫ ИСПОЛЬЗУЮТ ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

4.2. Почему инженеры не используют расчеты чаще

Несмотря на то, что инженеры, независимо от их производительности, знают о преимуществах расчетного моделирования, многие им пользуются не так часто, как хотелось бы. Большинство (65%) респондентов считают, что инженеры-конструкторы могли бы получить еще больше преимуществ, если бы работали с численным моделированием чаще и больше, чем сейчас.

Инженерам не хватает опыта для применения инструментов численного моделирования, программное обеспечение довольно сложное, а сам анализ занимает слишком много времени по конструкторским меркам.

Подавляющее большинство (97%) согласно с тем, что следует больше помогать инженерам-конструкторам при численном моделировании.

ПОЧЕМУ ИНЖЕНЕРЫ НЕ ИСПОЛЬЗУЮТ РАСЧЕТЫ ЧАЩЕ

4.3. Преимущества от расчетного моделирования

96% респондентов согласны с тем, что, если есть возможность быстро получить в 3D конструкторской программе результаты расчетов, и проводить расчетное моделирование в необходимом объеме, компании выиграют во многих отношениях (см. график).

КАКИЕ ПРЕИМУЩЕСТВА ДАЕТ ПОЛУЧЕНИЕ МГНОВЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ МОДЕЛИРОВАНИЯ НЕПОСРЕДСТВЕННО В 3D СРЕДЕ МОДЕЛИРОВАНИЯ?

Устранение препятствий при настройках граничных условий может сэкономить время. Если бы инженеры-конструкторы могли просматривать результаты непосредственно в своей 3D среде при конструировании, они бы приняли более обоснованные решения в процессе работы. Чем лучше технические решения, тем возникнет меньше проблем во время испытаний и производства, которые влекут за собой конструкторские изменения на более поздних стадиях. Эти изменения занимают вдвое больше времени, ведут к задержкам и увеличивают стоимость. Благодаря мгновенным результатам расчета инженерам не нужно ждать неделю, чтобы повысить свою уверенность в принятом техническом решении.

4.4. Программы для численного моделирования

Autodesk Nastran - программное обеспечение для расчета МКЭ, встроенное в САПР, которое входит в состав Autodesk Product Design & Manufacturing Collection

Autodesk CFD – мощная расчетная система для точного и гибкого моделирования потоков жидкостей, газов и процессов теплопередачи. Имеет Сертификат соответствия российским стандартам и отвечает требованиям ГОСТ и СНИП.

ANSYS Cloud - это готовое к использованию, облачное решение, для высокопроизводительных вычислений, позволяющее получить доступ к необходимому оборудованию и ПО, когда необходимо, и платить только за то, что используется.

Рекомендации

Для улучшения конструкторских решений Tech-Clarity предлагает следующее:

• Предоставьте инженерам-конструкторам расчетные инструменты, которые помогут им принимать решения.

• Используйте расчетное моделирование на ранних этапах разработки концепта и конструирования.

• Используйте численное моделирование как конструкторский инструмент, чтобы оптимизировать конструкцию в целом.

• Рассмотрите новые подходы к моделированию, разработанные специально для инженеров-конструкторов, и упростите настройку расчетного анализа.

• Выбирайте решение для моделирования, которое может дать мгновенные результаты.

Об исследовании

Сбор данных

Tech-Clarity собрала и проанализировала 195 ответов в интернет-опросе по проектированию и разработке. Ответы на вопросы были получены по электронной почте, через социальные сети и Интернет.

Демографические данные

Респонденты представляли разные компании, включая 53% небольших компаний (с капиталом до 100 миллионов долларов), 24% с капиталом от 100 млн до 1 миллиарда долларов и

23% с рыночной стоимостью более 1 миллиарда долларов.

Чуть более половины респондентов (57%) представляли собой сотрудников, более четверти (27%) менеджеров, 7% вице-президентов или директоров и 10%, респондентов указали, что они являются руководящими сотрудниками.

Респонденты представляли разные отрасли, из них 36% машиностроение, 18% автомобилестроение, 15% медико-биологические науки, 13% авиакосмическая и оборонная промышленность, 13% компании в сфере товаров длительного пользования, 13% инженерные услуги, 12% высокие технологии и другие. Обратите внимание, что в сумме эти цифры превышают 100%, поскольку некоторые компании работали в разных отраслях.

57% респондентов занимали должности инженера или конструктора, 12% занимались производственным проектированием, 8% занимались разработкой программ / проектов, 7% занимались промышленным дизайном, 5% занимались управлением / администрированием, а остальные занимали различные должности, включая инженеров-расчетчиков моделирования, ИТ и прочие должности. Респонденты сообщили, что ведут бизнес по всему миру: большинство из них занимаются бизнесом в Северной Америке (71%), более трети (37%)—в Западной Европе, 31%—в Азии, 13%—в Восточной Европе, 8%—в Южной Америке, 8%—в Австралии, 7%—в странах Ближнего Востока, и 4%—в Африке. Обратите внимание, что общая сумма превышает 100%, потому что компании сообщили о ведении бизнеса в нескольких регионах.