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Tecnologie

Simulare per competere: uno strumento sempre più indispensabile per prodotti vincenti

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La fase in cui si impiegava la simulazione solo per migliorare le prestazioni dei prodotti e per ridurre il time to market è superata. Le aziende leader hanno tratto dal loro impiego vantaggi importanti in termini di competitività sul mercato e capacità di fare innovazione, e questo nonostante la compressione dei tempi di sviluppo e dei budget disponibili.

Come? Sicuramente tenendo conto del cambiamento radicale di paradigmi che è avvenuto in seguito all’ultima crisi economica, ma anche coinvolgendo il top management aziendale in decisioni come la scelta e l’implementazione dei software di simulazione. Questo perché, se da una parte è l’utente che conosce in dettaglio come vuole impiegarlo, dall’altra parte a questo livello non c’è la visibilità sull’impatto strategico del software stesso, non c’è la visione sul suo utilizzo oltre la verifica ingegneristica, non c’è la possibilità di prendere decisioni in merito alla sua implementazione nel ciclo di sviluppo nella sua interezza ma piuttosto un timore verso un possibile cambiamento nel modo di lavorare e negli strumenti che verranno impiegati.

Ed è questo freno che rischia di tenere ferma l’azienda in un momento in cui l’innovazione di prodotto e processo è considerata il driver principale
di successo sul mercato, il modo in cui si può contrastare la concorrenza estera sempre più forte e non più  solo cinese.

1. I trend globali

La simulazione è ormai impiegata da moltissime aziende: è il modo in cui viene impiegata che consente di trarne o meno benefici di grande portata, e di creare vantaggi strategici competitivi sostenibili. Dobbiamo tenere conto di quelli che sono i driver più importanti nello sviluppo di nuovi prodotti:

  • La necessità di avere prodotti che presentano una dose di innovazione evidente, tale da poter essere utilizzata come elemento di differenziazione. Le aziende si spingono così verso innovazioni sempre più radicali e si aumentano i rischi legati all’esplorazione del nuovo, dove non c’è esperienza. Anche il trend dell’Open Innovation è un punto chiave in queste dinamiche: le aziende sono alla ricerca di idee e abbattono quindi i tradizionali muri che racchiudono gli uffici che si occupano di ricerca e sviluppo, pronti a raccogliere idee che vengono da tutti sia all’interno dell’azienda che, soprattutto, dall’esterno. E’ il modello Unilever, tanto per intenderci, rappresentato da un imbuto in cui entrano centinaia di idee anche “stravaganti” che devono essere filtrate per arrivare alle poche che meritano di essere prodotte. Una mole tale di lavoro oggi è spesso svolta impiegando la simulazione proprio come uno degli ausili alle decisioni strategiche.
  • La necessità di creare prodotti robusti ed affidabili. Oggi i costi di interventi in garan-zia, cause legali, danni di immagine, richiami di prodotti difettosi hanno impatti molto più alti che in passato. In una economia dove la concorrenza cresce di giorno in giorno un errore, o un ritardo nello sviluppo per garantire l’affidabilità necessaria, possono significare perdite significative tanto da segnare il destino di un’azienda. Immaginate cosa può voler dire avere uno strumento che consenta di prevedere il comportamento di un prodotto tra 5 o 10 anni, valutando l’usura e la possibilità di guasto dei componenti. L’obiettivo può quindi essere anche l’ottimizzazione della manutenzione, per esempio, e il conseguente vantaggio competitivo di produrre ad esempio macchinari che richiedono un tempo di fermo inferiore a quello della concorrenza e un costo complessivo di esercizio.
  • Ecosostenibilità. Non esistono solo consumatori green, più propensi ad acquistare prodotti a basso impatto ambientale, ma anche leggi e regolamenti che impongono limiti sempre più severi su emissioni, rumore, consumi, inquinamento, riciclabilità. Esplorazione di più soluzioni, uso di materiali diversi, ottimizzazione estrema di alcune parti del prodotto, analisi dell’impatto acustico, alleggerimento dei pesi. i problemi ingegneristici che si aggiungono creano una ulteriore complessità ai nostri prodotti. D’altronde questo è un aspetto che non è trascurabile perché spesso l’ecosostenibilità si coniuga con le possibilità di risparmio: meno utilizzo di plastica perché si è ottimizzato il prodotto e il processo di produzione, minor consumo energetico dei macchinari della nostra azienda, vita del prodotto più lunga… in questi casi le tecnologie che permettono l’ottimizzazione spinta del prodotto creano più di un vantaggio sul mercato.
  • Riduzione di tempi e costi dell’ingegneria: non è cambiato il trend che richiede di tenere sotto controllo queste due variabili, che spesso decretano il successo commerciale del prodotto e i margini dell’azienda (quindi la sua capacità di continuare ad investire in innovazione) ma che sono un paletto non indifferente per fare innovazione oggi. Rileggendo quanto espresso sopra, è chiaro che i nostri prodotti stanno aumentando di complessità e che la necessità di innovare in modo non incrementale ma radicale porta a rischi che si moltiplicano quando il passo dell’innovazione è segnato da tempi ridotti e da budget che non permettono di fare tutti i test fisici che ci darebbero sicurezza. E’ chiaro che la simulazione diventa davvero l’unica alternativa, se non si vuole basarsi solo su esperienze passate nella speranza che siano abbastanza simili a quanto stiamo cercando di fare di nuovo.

2. I trend tecnologici ed organizzativi.

Per gestire la pressione derivata da queste esigenze, in contrasto tra loro, si assiste a diversi cambi di paradigmi nell’impiego della tecnologia:

  • Dalla simulazione del componente alla simulazione del sistema: i componenti di un sistema si influenzano tra loro in maniera spesso importante. Questo significa che è  determinante valutare il singolo componente, il componente assemblato, fino ad arrivare al prodotto nella sua interezza o spingersi addirittura oltre prendendo in considerazione l’ambiente in cui verrà impiegato. Immaginate se il vostro cellulare nuovo, in cui sono integrate una antenna per il telefono, una per la connessione wifi e una per il bluetooth prodotte da aziende diverse e poi assemblate, non riesce più a ricevere chiamate quando avete il bluetooth acceso e siete in auto a causa dell’interazione tra diversi campi elettromagnetici che il produttore della singola antenna non ha potuto valutare. Ecco spiegato perchè la simulazione di sistema diventa essenziale.
  • Dalla simulazione monofisica alla simulazione multifisica:in parte conseguenza della considerazione precedente, in parte facilmente desumibile dal fatto che nel mondo reale non esiste una distinzione tra i fenomeni che infl uenzano le prestazioni e l’affidabilità del prodotto ma tutte concorrono, con l’unione dei loro effetti nel tempo. Questo rischia di far diventare l’analisi estremamente complessa ed è uno dei motivi per cui le suite multifi siche dei prodotti più avanzati hanno una unica interfaccia altamente automatizzabile come Workbench di Ansys, ambienti che facilitano enormemente l’utente facendo risparmiare anche molto tempo.
  • Dall’analisi di alcuni scenari all’esplorazione sistematica di progetto: anche grazie alla ca-pacità di gestire la parametrizzazione delle geometrie, i software sono in grado di analizzare in modo autonomo un numero elevatissimo di possibili configurazioni di prodotto, per aiutare l’ingegnere ad ottimizzarlo, prendere decisioni informate e ridurre i rischi legati all’innovazio-ne radicale. Le soluzioni permettono di esplora-re velocemente idee per verifi carne la fattibilità ed evitare di scartare quelle più innovative, per analizzare cosa accade sperimentando materiali diversi, per comprendere come diverse variabili sono correlate fra loro e accelerare la creazione di competenze aziendali che diventano un asset importante in azienda e un valore strategico.
  • Dall’analisi statica a quella dinamica nel tempo: sempre di più si analizza il comportamento del prototipo virtuale al passare del tempo per essere certi di non avere problemi durante l’esercizio del prodotto, evitare guasti, ottimizzare le manutenzioni. Il valore dello strumento è inestimabile: possiamo in poche ore capire cosa accadrà al nostro prodotto dopo anni di impiego, dove si possono concentrare i problemi, quando è più probabile cha accadano. Immaginate di testare per esempio un bruciatore per riscaldamento: possiamo farlo funzionare per migliaia di ore in laboratorio, con consumo di tempo e combustibile, o verificare virtualmente la sua bontà in pochi giorni di lavoro.
  • Dal team locale al team multidisciplinare delocalizzato: se la piccola azienda ha il problema di gestire il know how acquisito, la media e grande azienda ha spesso la necessità di facilitare il passaggio di informazioni tra team che collaborano sullo stesso progetto da location diverse, tra azienda e fornitori o partner, tra sedi diverse, garantendo un accesso sicuro ai dati e gestendo problemi di proprietà intellettuale. Ci sono anche sempre più richieste di accedere a capacità di calcolo esterne, cluster o cloud computing. Questo permette anche a chi è molto piccolo di beneficiare di tecnologie di alto livello mantenendo basso l’investimento d’entrata. Oggi accedere a questo mondo è più semplice di quello che in molti pensano: il grande salto è nella cultura dell’azienda. E’ necessario trovare manager e imprenditori curiosi di comprendere meglio cosa la tecnologia può fare per loro e come implementarla correttamente per ottenere dei benefici importanti in termini di competitività.

Testo di Thierry Marchal  – Global Industry Director – ANSYS inc.Paolo Colombo – Marketing Manager –  ANSYS Italia

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