Hoe u herbewerking kunt vermijden met de validatie- en simulatietools van NX

In de techniek, de kosten van het opnieuw uitvoeren van werkzaamheden, ook wel bekend als herwerken, escaleert dramatisch naarmate een project vordert. Veranderingen in een laat stadium kunnen exponentieel duurder zijn dan wijzigingen die vroeg in het ontwerpproces worden aangebracht. Studies wijzen uit dat technische wijzigingsopdrachten (ECO's) — formele documenten die ontwerpwijzigingen toestaan — 33% tot 50% van alle technische capaciteit kunnen verbruiken en vaak 20% tot 50% van de totale gereedschapskosten uitmaken.

Vroegtijdige foutdetectie is daarom essentieel bij het ontwerpen en bouwen van producten. Siemens NX, een uitgebreide softwareoplossing voor productontwikkeling, biedt krachtige tools die zijn ontworpen om deze risico's te beperken. Dit artikel zal u helpen begrijpen hoe de validatie- en simulatiemogelijkheden van NX kostbare herbewerkingen kunnen verminderen, waardoor u ontwerpfouten eerder kunt opsporen en de productkwaliteit kunt verbeteren.

‍

Heb je weinig tijd? Hier is een kort overzicht

• De validatietools van Siemens NX identificeren ontwerpfouten al vroeg in de ontwerpfase, waardoor dure downstream-correcties aanzienlijk worden verminderd en technische teams herbewerking kunnen voorkomen.
• Geïntegreerde simulatie in NX maakt het mogelijk om productontwerpen virtueel te testen onder reële omstandigheden, waarbij fouten worden voorspeld voordat fysieke prototypes worden gemaakt, wat tijd en middelen bespaart.
• Geautomatiseerde controle van ontwerpregels in NX zorgt voor naleving van normen, minimaliseert handmatige fouten en verbetert de kwaliteit van productontwerpen.
• Het integreren van validatie en simulatie gedurende het hele ontwerpproces met NX ondersteunt „first-time-right” engineering, waardoor de ontwikkelingscycli worden verkort.

‍

De hoofdoorzaken van herbewerking begrijpen

Herbewerking in de techniek komt vaak voort uit verschillende bronnen. Verkeerd geconfigureerde parameters, zoals onjuiste afmetingen of verouderde masteronderdelen, komen vaak voor, en over het hoofd geziene ontwerpbeperkingen of inconsequent toegepaste ontwerpregels leiden ook vaak tot fouten die later moeten worden gewijzigd. Bovendien kunnen handmatige modelleerfouten subtiele fouten introduceren die moeilijk te detecteren zijn zonder automatisering.

Een andere factor is een slechte communicatie van de vereisten. Als ontwerpteams geen duidelijk inzicht hebben in de projectdoelstellingen, is het mogelijk dat de resulterende productontwerpen niet aan de verwachtingen voldoen, wat leidt tot herbewerking. En problemen tijdens de gegevensoverdracht, met name bij de overdracht van CAD-gegevens naar de productie, kunnen ook verschillen veroorzaken. Soms dragen inconsistente normen of ongedocumenteerde beste praktijken bij tot terugkerende fouten.

Als ze niet vroegtijdig worden opgemerkt, kunnen CAD-afwijkingen, zoals omgedraaide oppervlakte-normalen (oppervlakken die de verkeerde kant op wijzen) of onrealistische gatenpatronen leiden tot aanzienlijke problemen en vertragingen in de productieprocessen. Bij plastic onderdelen kunnen ontbrekende tochthoeken (taps aan de zijkanten van een onderdeel) bijvoorbeeld voorkomen dat ze uit een mal komen, waardoor dure aanpassingen aan het gereedschap nodig zijn. Gereedschap voor dure productieprocessen zoals spuitgieten kan miljoenen kosten, waardoor ontwerpfouten erg duur zijn.

‍

Gebruik maken van de validatietools van NX om fouten te voorkomen

Siemens NX biedt geïntegreerde validatietools om controles te automatiseren en kwaliteitsnormen te handhaven, zodat teams herbewerking kunnen voorkomen. NX helpt ontwerpers problemen rechtstreeks binnen hun ontwerpomgeving te identificeren en te corrigeren.

‍

Check-Mate-hulpmiddel

De Check-Mate-tool in Siemens NX automatiseert controles van ontwerpregels, zodat productontwerpen voldoen aan organisatorische en industriële normen. Het is kennisgedreven, met een uitgebreide bibliotheek met standaardcontroles voor geometrie, productproductie-informatie (PMI), ontwerpen en assemblages. Deze tool helpt bij het identificeren van potentiële problemen in een vroeg stadium van de ontwerpfase, voordat het kostbare problemen worden.

Een belangrijk voordeel van Check-Mate is de mogelijkheid om regels op maat te maken. Hierin wordt specifieke organisatorische kennis vastgelegd, waarbij validatie wordt afgestemd op unieke vereisten. Wanneer een regel wordt overtreden, stelt Check-Mate de ontwerper hiervan onmiddellijk op de hoogte, zodat deze onmiddellijk kan worden gecorrigeerd.

‍

Tool voor validatievereisten

Effectief parameterbeheer is een andere manier waarop NX fouten helpt voorkomen. NX Quick Check maakt permanente monitoring van ontwerpparameters zoals massa en afmetingen mogelijk. Ingenieurs definiëren acceptabele bereiken en het systeem markeert waarden die buiten het bereik liggen in realtime. Als het gewicht van een onderdeel bijvoorbeeld de limieten overschrijdt, wordt de ontwerper gewaarschuwd.

Hoewel deze tools ontwerpers waarschuwen, voorkomen ze niet altijd modelupdates die buiten het bereik vallen, waarbij de nadruk wordt gelegd op de verantwoordelijkheid van de ontwerper. Voor organisaties die Teamcenter gebruiken (de software voor productlevenscyclusbeheer van Siemens), Validatie van NX-vereisten koppelt productvereisten aan het CAD-model. Dit zorgt ervoor dat productontwerpen voortdurend worden vergeleken met de doelstellingen voor prestaties of kosten. HD3D-visualisatietools (high-definition 3D-visuele feedback) bieden duidelijke feedback over validatieproblemen.

‍

Gebruik maken van de simulatiemogelijkheden van NX voor ontwerpverificatie

Siemens NX bevat ingebouwde simulatietools waarmee ingenieurs de productprestaties virtueel onder reële omstandigheden kunnen testen.

‍

Geïntegreerde simulatie en verificatie

De simulatietools van NX omvatten structurele eindige elementenanalyse (FEA), die ontwerpreacties op krachten, thermische analyse, beweging/kinematica en Computational Fluid Dynamics (CFD) simuleert via Simcenter FLOOFD. Deze maken een vroege analyse van de ontwerpprestaties mogelijk.

Ingenieurs kunnen simuleer spanningsverdelingen, thermische belastingen en complexe bewegingsscenario's rechtstreeks binnen de CAD-omgeving, waarbij potentiële storingen zoals materiaalafgifte of overmatige hitte worden voorspeld voordat er fysieke prototypes bestaan.

In de automobielsector maken gespecialiseerde voertuigvalidatietools binnen het NX-ecosysteem bijvoorbeeld gedetailleerde simulaties mogelijk van botsbestendigheid, aerodynamica en veiligheid van de inzittenden. Dergelijke analyses helpen productontwerpen te verfijnen en herbewerking aanzienlijk te voorkomen door problemen te identificeren voordat dure fysieke prototypes worden gebouwd of dure productieprocessen beginnen.

Deze simulatiemethoden helpen ontwerpingenieurs om weloverwogen beslissingen te nemen over ontwerpwijzigingen op basis van prestatiegegevens. Iteratieve virtuele tests zijn nuttig voor de ontwikkeling van een digitale tweeling (een virtuele replica van een fysiek product of proces), waarbij het virtuele model nauwkeurig fysiek gedrag voorspelt. Het vroegtijdig uitvoeren van dergelijke analyses is een belangrijk voordeel.

‍

Validatie van gegoten onderdelen

Voor gegoten onderdelen biedt NX gespecialiseerde validatie. De tools pakken uitdagingen op het gebied van maakbaarheid aan in processen zoals spuitgieten. Tot de functies behoren onder meer een analyse van de ontwerphoek, controles van de wanddikte en ondergraaft de identificatie van het gebied (gebieden die een onderdeel in een mal vangen). NX EasyFill simuleert het vulproces van spuitgieten en voorspelt problemen zoals lasleidingen of condenspotten.

Deze capaciteiten zijn van onschatbare waarde om de maakbaarheid van dure productieprocessen te waarborgen. Het corrigeren van problemen zoals onvoldoende trek of problematische wanddiktes bespaart vrijwel enorme kosten door herbewerking van matrijzen en afgedankte onderdelen. Het vermindert de behoefte aan dure fysieke prototypes en zorgt voor soepelere overgangen naar productieprocessen.

‍

Beste praktijken voor de integratie van validatie en simulatie in het ontwerpproces

Het effectief gebruiken van Siemens NX betekent het strategisch integreren van tools en methodologieën in het dagelijkse ontwerpproces. Het helpt om zo vroeg en continu mogelijk controles en simulaties uit te voeren. Conceptfasen kunnen bijvoorbeeld bestaan uit eenvoudige Design for Manufacturability (DFM) -controles, en naarmate het ontwerp vordert, kan NX Check-Mate bedrijfsnormen toepassen. Voor de release moeten uitgebreide simulaties worden uitgevoerd.

Regelmatige training zorgt ervoor dat ontwerpteams de tools van NX volledig gebruiken, de resultaten begrijpen en de juiste wijzigingen aanbrengen. Gestandaardiseerde procedures voor het behandelen van validatiewaarschuwingen en simulatieresultaten zijn ook belangrijk. Dit kan geautomatiseerd betekenen Teamcenter taken of consistent gebruik van HD3D-visualisatietools tijdens ontwerpbeoordelingen voor duidelijke communicatie.

Bovendien moeten organisaties institutionele kennis — lessen uit eerdere ECO's of mislukkingen — omzetten in aangepaste NX-validatieregels, waarbij ervaring wordt omgezet in proactieve controles. De nauwe CAD-simulatie-integratie van NX maakt snelle iteraties mogelijk. Als een controle mislukt of als de simulatie een probleem aan het licht brengt, kan het ontwerp snel worden aangepast en opnieuw worden geëvalueerd, waardoor continue verbetering wordt bevorderd en herbewerking wordt voorkomen.

‍

Voor het eerst juiste ontwerpen maken met NX

Consistent gebruik van de validatie- en simulatietools van Siemens NX gedurende het hele ontwerpproces helpt bij het bereiken van „first-time-right” engineering. De voordelen zijn onder meer minder nabewerking, minder ECO's, kortere ontwikkelingscycli en een hogere productkwaliteit. Door proactief ontwerpfouten, parameterproblemen en maakbaarheidsproblemen te identificeren, worden verstoringen en kosten in een laat stadium tot een minimum beperkt.

Bedrijven die overstappen op simulatiegestuurd ontwerp kunnen net zoveel bereiken als een 20% minder herbewerking van het ontwerp. Voor organisaties die de technische waarde willen maximaliseren, SLIM kan helpen bij het integreren van deze krachtige tools in dagelijkse workflows, wat helpt om herbewerking te verminderen, de time-to-market te versnellen en de ontwerpprestaties bij het eerste gebruik te verbeteren.

‍

Onderzoeksmethodologie

Dit artikel is gebaseerd op informatie die is verzameld uit de productdocumentatie van Siemens NX, analyses van experts uit de sector, technische documenten en praktijkvoorbeelden van bedrijven die profiteren van de toepassing van geavanceerde validatie- en simulatietools.

Bronnen omvatten CLEVR's eigen expertise en inhoud met betrekking tot Siemens-oplossingen, plus inzichten van gerenommeerde brancheanalisten en technische bronnen waarin de mogelijkheden en impact van NX-software voor het verminderen van herbewerking en het verbeteren van technische resultaten worden beschreven.

‍