Symulacja w rozwoju produktu - krótszy czas, niższe koszty

Mateusz Multarzyński, Defence24.pl: Czym zajmuje się spółka MESco? W jaki sposób oprogramowanie Ansys może wspierać przemysł lotniczy i obronny?

Jacek Maj, MESco: W dużym skrócie jesteśmy biurem inżynierskim, pomagamy naszym Klientom projektować lepsze i bardziej innowacyjne produkty dzięki symulacji komputerowej. Równocześnie skracamy czas rozwoju i minimalizujemy koszty na końcowych etapach (integracja, testy, koszty gwarancji). Wykonujemy symulacje na zlecenie, wdrażamy oprogramowanie Ansys na bazie projektu Klienta, dostarczamy merytoryczne wsparcie techniczne dla użytkowników oraz prowadzimy szkolenia: od podstawowych po zaawansowane. Jednak zanim cokolwiek zaczniemy robić, to najpierw musimy skupić swoją uwagę na procesie projektowym. Pozwala nam to zrozumieć naturę problemów inżynierskich i ich wpływ na biznes Klienta.

To może zanim przejdziemy do konkretnych przykładów powie Pan coś więcej o samej symulacji?

Oczywiście ale na wstępie muszę zaznaczyć, że choć symulacja jest narzędziem inżynierskim, to również, o ile nie przede wszystkim, jest narzędziem dla zarządu, aby wyznaczać kierunki rozwoju i umieć przewidzieć ich skutek. Czy możemy ograniczyć ilość testów? Czy możemy zmniejszyć ilość zwrotów gwarancyjnych? Czy projekt musi tak mocno się zmieniać w trakcie? To nie są pytania dla inżyniera tylko dla menadżera, ale dzięki symulacji inżynier może precyzyjnie odpowiedzieć na te pytania.

Wróćmy do tematu, czym jest symulacja, ale może żeby było łatwiej - czym jest Ansys? Ansys to kompletna platforma do symulacji zachowania się produktu na bazie jego fizycznych własności. Czyli jeżeli znamy materiały, z których jest wykonany i siły, jakie na niego działają, możemy dokładnie przewidzieć, jak się zachowa. Takie symulacje możemy wykonać w dziedzinie mechaniki, przepływów, elektromagnetyzmu, optyki. Możemy symulować działanie systemów krytycznych, oprogramowania - możemy nawet symulować misje wojskowe.

Wrócę jeszcze na chwilę do roli zarządu w tym wszystkim. Inżynier nie wyznacza kierunku, on go realizuje. Im lepsze ma narzędzia - tym lepiej to robi. Oszczędność czasu i pieniędzy „w produkcie” najczęściej wynika z działań inżynierskich: lżejsze materiały, zmiana technologii produkcji, drobna zmiana kształtu produktu - to wszystko jest oczywiste. Symulacja pozwala nam bardzo precyzyjnie przewidzieć skutki tych zmian, ale te kierunki wyznaczają decydenci.

Bez przykładu chyba ciężko będzie nam to zrozumieć.

Każdy z nas korzysta z symulacji na co dzień, gdy sprawdza pogodę. Jeżeli na wybranym obszarze znamy prędkość i kierunek wiatru, temperaturę, wilgotność powietrza itp. to możemy zasymulować, policzyć, jaka będzie pogoda z dokładnością do jednej godziny. Od mocy obliczeniowej zależy długość tej prognozy. Tak samo jest w symulacjach, które my robimy - tylko zamiast liczyć pogodę, obliczamy, jakie będą odkształcenia, temperatury, wartość prądu w konkretnym produkcie.

Na przykład: Klient, żeby otrzymać certyfikację, musi wykonać dwa kosztowne testy w komorze klimatycznej. Konieczne jest zbadanie, czy układ elektroniczny wytrzyma konkretne obciążenia termiczne i czy system chłodzenia optymalnie odprowadza ciepło do otoczenia. Jeden test jest wewnętrzny, a drugi odbywa się w jednostce certyfikującej. Im droższe są testy lub im dłużej trwa proces projektowy, tym mniej ich wykonujemy - przez co dość konserwatywnie podchodzimy do rozwoju. Ale do brzegu: większość firm ma sporo danych z testów, bo muszą je robić. Jednak te wyniki często niewiele mówią o tym, jak zachowa się nasz produkt po wprowadzeniu konkretnej zmiany. Co gorsza, jak produkt przejdzie testy, to często nie wiadomo czy było to szczęście, czy też mamy spory margines i jest miejsce na optymalizację. I tu pojawia się MESco i technologia Ansys. Najpierw robimy symulację, która odwzoruje wcześniejszy test. Jeśli wyniki symulacji pokrywają się z pomiarami, wówczas możemy zmienić geometrię, przeskalować warunki testu (większa siła, temperatura, ładunek wybuchowy itp.) - a wyniki z nowej symulacji będą tak samo dokładne, jak z tej pierwszej. Dzięki temu cały rozwój produktu możemy prowadzić wirtualnie i robimy tylko absolutnie konieczne testy fizyczne.

Trudno w to uwierzyć. Jakby było tak, jak Pan mówi, to symulacja byłaby wszędzie - a tak nie jest. Na pewno wiele do nadrobienia ma nasza branża zbrojeniowa.

Trafna obserwacja. Polski przemysł obronny w tej dziedzinie dokonuje ogromnych postępów, ale faktycznie mamy wiele do nadrobienia. Unikam porównań do „Zachodu”, jednak to jest pewien wyjątek. Każda wiodąca firma z Zachodu korzysta w przemyśle zbrojeniowym z symulacji komputerowej jako głównego narzędzia w procesie rozwoju produktu. Co więcej, Ansys jest partnerem technologicznym wszystkich największych graczy: RTX, Rheinmetall, BAE, Lockheed Martin i wielu innych.

Musimy pamiętać, że w przypadku naszej zbrojeniówki wdrożenie symulacji wymaga zmiany procesu projektowego i rozwoju produktu. To nie jest łatwe zadanie i to nie dlatego, że nie przynosi korzyści, ale dlatego, że brakuje świadomości wśród decydentów. Obecne skupienie na produkcji kontraktowej pozwala nam na nawiązywanie sojuszy i zdobywaniu funduszy, jednak bez rozwoju własnych produktów nie będziemy konkurencyjni.

Jest niemało firm, które widzą, jaką przewagę daje symulacja. PIT-RADWAR, Mesko, WB Electronics - ich produkty to nie efekt przypadku tylko dobrej inżynierii.

O możliwych zastosowaniach symulacji w przemyśle obronnym można przeczytać na stronie MESco.

Nie można jednak powiedzieć, że bez symulacji nie da się być w czołówce. 50 lat temu nie było symulacji, a rozwój był.

Rozwój tradycyjnymi metodami prób i błędów jest długi i wielokrotnie (o ile nie zawsze) bardzo kosztowny. Bez stosowania symulacji to dopiero test pokaże Klientowi finalny skutek zmian konstrukcyjnych. A co, jeśli koncepcja była błędna? Projekt rozpoczynamy prawie od nowa. 50 lat temu, gdy rozwój w zbrojeniówce opierał się głównie na metalurgii i chemii, takie podejście nie było złe - było optymalne. Dzisiaj integralną częścią każdego sprzętu wojskowego są elektronika, systemy komunikacji, AI. W związku z tym nie liczy się tylko to, czy dany element wytrzyma, ale też co się stanie, gdy stracimy łączność. Jak się zachowa, gdy wybuch ładunku nastąpi w miejscu, które nie jest umocnione. Czołg bez elektroniki niewiele zrobi. Ukraina udowodniła jak tanio można zniszczyć czołg wart 60 mln dolarów. Reguły gry zmieniły się dramatycznie.

Symulacja pozwala nam rozważyć scenariusze, których nie ma w instrukcji - możemy zastosować nowe materiały, alternatywny układ zasilania, sprawdzić „a co jeśli?”. Co najważniejsze - nie musimy robić co chwilę testu fizycznego, żeby zweryfikować kierunek rozwoju. Czyli im więcej robimy symulacji, tym więcej wiemy o swoim produkcie i lepiej potrafimy wybrać kierunki rozwoju. Szykujemy się na wojnę, która będzie, a nie tę, która już była.

A co w przypadku, gdy nie mamy danych? Wszystko wydaje się mieć sens jak mamy wszystkie dane, ale co jeżeli ich brakuje. Co wtedy?

Dobre pytanie i często jest nam zadawane. Na etapie koncepcji mamy tylko doświadczenie, ale z danymi długo w projekcie jest problem. Jednak symulacja pozwala bardzo skutecznie określić ramy koncepcji - tak, aby na etapie właściwego projektu nie musieć wracać do początku. Często, już samo określenie, czy dany kierunek jest dobry - wystarcza.

Symulacja może odpowiedzieć na pytanie, czy lepsza jest stal, czy aluminium- bez odpowiedzi na pytania o dokładny stan naprężeń. Na etapie koncepcji często wystarczy, że będziemy znali np. minimalne własności dielektryczne materiału anteny - tak, aby wybrać pozostałe komponenty, obudowę itd. Musimy mieć radiator? Jaki typ osłony balistycznej musimy zastosować? Wstępne odpowiedzi na te pytania potrafią zaoszczędzić nam mnóstwo czasu i pieniędzy na późniejszym etapie. Nie musimy mieć dokładnego wyniku - wystarczy odpowiedź na pytanie „co jest lepsze?”.

Tutaj pojawia się przewaga Ansys, bo pozwala on nie tylko symulować różne zjawiska fizyczne, ale również ich wzajemny wpływ na siebie - i to wszystko w łatwym do zrozumienia środowisku pracy. Dzięki temu w ramach jednej platformy możemy symulować antenę razem z układem zasilania, systemem przetwarzania sygnału i obudową. Pozwala to na zaprojektowanie optymalnego systemu, a nie tylko dobrej anteny. Przy symulacji wybuchu pod wozem opancerzonym możemy uwzględnić wpływ technologii montażu na wytrzymałość podwozia.

Myślę, że potrzebę wykorzystania symulacji w firmie udało się wyjaśnić. Jednak jeżeli miałbym wdrożyć u siebie symulację, to jak przekonałby mnie Pan do swojej firmy?

Pieniądze w biznesie są zawsze skutkiem korzyści, jaką wnosi partner do relacji. Myślę, że to nas odróżnia najbardziej - wartość, jaką dostarczamy. Nie chodzi tylko o technologię Ansys, ale przede wszystkim o mentalność. MESco nie jest dostawcą, lecz partnerem. Skupiamy się na tym, aby rozwijać kompetencje naszych Klientów i maksymalizować zwrot z inwestycji w nasze usługi i oprogramowanie Ansys. Nie sprzedajemy oprogramowania Ansys - my je skutecznie wdrażamy.

Wywiad sponsorowany