Računalniško podprto inženirstvo (CAE)

Računalniško podprti inženiring se že desetletja uspešno uporablja za proizvodni inženiring. Poleg tega je prišlo do nenehnega razvoja tako za pristope modeliranja z visoko zvestobo kot za bolj pragmatične, ki vam omogočajo hitrejše doseganje dovolj natančnih rezultatov. Danes lahko in morajo inženirji izbrati stopnjo natančnosti, ki najbolje ustreza njihovim potrebam, da odgovorijo na inženirska vprašanja z minimalnim računalniškim naporom. Raven natančnosti sega od tehnik modeliranja visoke ločljivosti, ki omogočajo napovedovanje resničnega vedenja v nekaj odstotkih ali celo manj, do hitrih metod, ki omogočajo hitre napovedi trendov.

Danes so na tej podlagi dobro uveljavljeni postopki certificiranja in preverjanja orodij CAE. Ostali bodo ključna sestavina napredka CAE, njegove zanesljivosti in zaupanja v digitalne dvojčke ter njegovega vzpostavljanja na novih področjih. Medtem ko bo napovedna simulacija nenehno zmanjševala potrebo po dragih meritvah in izdelavi prototipov, bo še naprej zahtevala stroge metode CAE in potrjevanje najboljših praks s poskusom.

Učenje CAE zahteva čas, predanost, temeljit študij in prakso. Ključnega pomena je razumeti temeljno fiziko domene, v kateri se nahajate, razumeti numerične metode in njihove omejitve ter vaditi praktično uporabo dejanskih programskih orodij CAE. Zahvaljujoč avtomatizaciji, povečani računalniški moči in nenehnemu izboljševanju uporabniških vmesnikov v sodobni programski opremi CAE se bodo ovire za visoko ločljivost CAE še bolj zmanjšale na vseh uporabniških ravneh, kar bo preusmerilo obseg na raziskovanje rezultatov in sprejemanje odločitev, ki temeljijo na simulacijah. Poleg tega je ključnega pomena razumeti temeljno fizično dinamiko, ki poteka za presojo rezultatov in sprejemanje smiselnih inženirskih odločitev na podlagi rezultatov CAE.

Programska oprema CAE se uporablja v široki paleti inženirskih aplikacij, kadar je treba razumeti ali napovedati, kako bodo različne vrste fizike vplivale na delovanje zasnove izdelka ali sistema. V razvoju industrijskih izdelkov je računalniško podprti inženiring zdaj napredoval do simulacije multifizikalnega vedenja v kompleksnih geometrijah, ki podjetjem omogoča, da popolnoma razumejo in optimizirajo zasnovo svojih izdelkov praktično pred izdelavo prototipa.

Industrije, kjer se računalniško podprti inženiring pogosto uporablja, vključujejo:

• Vesoljsko plovstvo
• Avtomobilski
• Potrošniški izdelki
• Pomorstvo (načrtovanje ladij, pogonski sistemi, zasnova motorja)
• Elektronika
• Energija (jedrska energija, nafta in plin, proizvodnja električne energije)
• Gradbene storitve
• Znanosti o življenju
• Stroj za turbomiranje
• Šport
• Druge splošne aplikacije, ki vključujejo strukture, vibracije, elektromagnetiko, zvok, toploto in pretok tekočine

CAD je uporaba računalniških programov za ustvarjanje, spreminjanje, analizo in dokumentiranje dvo- ali tridimenzionalnih (2D ali 3D) grafičnih predstavitev fizičnih predmetov kot alternativa ročnim osnutkom in prototipom izdelkov. CAD je osredotočen samo na geometrijo dela ali izdelka.

Računalniško podprti inženiring je res naslednji korak v razvojnem procesu in omogoča inženirjem, da simulirajo del ali izdelek, opredeljen v CAD, da bi razumeli, ali bo zasnova delovala po pričakovanjih, da bo izpolnjevala zahteve. Podatki CAD podajajo proces CAE, kjer inženirji z orodji CAE ustvarijo simulacijski model, ki temelji na geometriji, opredeljeni v CAD. Rezultati simulacije nato inženirjem sporočijo, ali zasnova izpolnjuje zahteve ali ne uspe, in pripravijo ideje za spremembo zasnove za izboljšanje zmogljivosti.

CAD skupaj s CAE je iterativni proces, ki inženirskim ekipam omogoča hitrejši razvoj inovativnih novih izdelkov v krajšem času kot fizične metode testiranja, ki temeljijo na izdelavi pravih prototipov.