सिमुलेशन का उपयोग करके डिजाइन: यह कैसे काम करता है?

मॉडलिंग पर आधारित डिजाइन की पूरी क्षमता का एहसास करने के लिए, जिसके बारे में हमने पिछली पोस्ट में बात की थी, आपको बड़े बदलावों के लिए तैयार रहने की जरूरत है। नवीनतम हार्डवेयर से लैस आधुनिक वर्कस्टेशन जल्दी से जटिल मॉडल की गणना कर सकते हैं। हालांकि, वास्तविक लाभ न केवल सरल त्वरण में है, बल्कि मॉडलिंग के गुणात्मक रूप से नए स्तर पर भी है। इसका उपयोग डिजाइन प्रक्रियाओं में लाभ के साथ किया जा सकता है, एक महत्वपूर्ण लाभ प्राप्त किया है, क्योंकि उत्पाद अधिक जटिल होते जा रहे हैं, और प्रतिस्पर्धा बढ़ रही है। मॉडलिंग के माध्यम से, कंपनियां अधिक जटिल, बहु-चरण कार्यों की पहचान और हल कर सकती हैं, साथ ही साथ अधिक विचारों का विश्लेषण भी कर सकती हैं।



मॉडलिंग किसी भी परियोजना के लिए एक उत्कृष्ट शोध उपकरण होगा: यह आपको कई अलग-अलग विकल्पों के माध्यम से अध्ययन करने और क्रमबद्ध करने की अनुमति देगा और परिणामस्वरूप अधिक नवीन उत्पादों का निर्माण होगा। आधुनिक वर्कस्टेशन और कंप्यूटिंग क्लस्टर की शक्ति के लिए धन्यवाद, इंजीनियर उत्पाद के जीवन चक्र में सभी पहलुओं और डिजाइन विवरणों के उच्च-सटीक मॉडलिंग को लागू करने में भी सक्षम होंगे।

पहले, यह दृष्टिकोण केवल एचपीसी वातावरण द्वारा समर्थित था। अब, इंजीनियर परियोजना के अगले पुनरावृत्ति को जल्दी से पूरा करने में सक्षम हैं और यह निर्धारित करते हैं कि परिवर्तन प्रमुख लक्ष्यों की उपलब्धि को कैसे प्रभावित करते हैं। आइए देखें कि व्यवहार में यह कैसे होता है। इस सामग्री की तैयारी के लिए आवश्यक जानकारी का एक महत्वपूर्ण हिस्सा हमारे ग्राहकों द्वारा संख्यात्मक सिमुलेशन के लिए सॉफ्टवेयर समाधान के निर्माता COMSOL द्वारा प्रदान किया गया था।

उदाहरण 1: सरू सेमीकंडक्टर

सरू सेमीकंडक्टर में, सेंसर और एम्बेडेड सिस्टम के एक अग्रणी निर्माता, इंजीनियरों ने पारंपरिक रूप से विभिन्न अनुसंधान और परियोजना पहलों के लिए COMSOL मल्टीफ़िज़िक्स सॉफ्टवेयर का उपयोग किया है / अनुकार विशेष रूप से अनुसंधान एवं विकास विभाग और उत्पाद विकास में शामिल कर्मचारियों के अन्य समूहों द्वारा ग्राहक सहायता सहित, किया गया है। वर्चुअल प्रोटोटाइप का लाभ नहीं लिया।

फिर भी, यह विभाग है जो सरू सेमीकंडक्टर के ग्राहकों के साथ संचार के प्रमुख चैनल के रूप में कार्य करता है, एक ऐसी कंपनी जिसका टच स्क्रीन स्मार्टफोन, घरेलू उपकरणों और ऑटोमोबाइल में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। संगठन में आधुनिक वर्कस्टेशन और सॉफ्टवेयर के एक नए संस्करण की शुरुआत के बाद, उन्होंने COMSOL से एप्लिकेशन बिल्डर वातावरण का उपयोग करना शुरू कर दिया, जिससे टच स्क्रीन की डिजाइन प्रक्रिया को अनुकूलित करना संभव हो गया।


सरू सेमीकंडक्टर ने टच स्क्रीन बनाने की प्रक्रिया को अनुकूलित करने के लिए COMSOL एप्लीकेशन बिल्डर का उपयोग करके किए गए एप्लिकेशन का उपयोग करना शुरू किया।

अनुप्रयोग विकास पर्यावरण और COMSOL सर्वर (इंटरनेट पर उन्हें लॉन्च करने के लिए एक उत्पाद) का उपयोग करते हुए, विभिन्न विभागों के इंजीनियर विशेष रूप से अनुसंधान एवं विकास विभाग द्वारा बनाए गए अनुप्रयोगों में अंतिम डिवाइस डिज़ाइन विकसित करते हैं। यह समर्थन सेवा को सिमुलेशन में भी भाग लेने की अनुमति देता है, लेकिन उन सेटिंग्स के साथ जो केवल आवश्यक मॉडल पैरामीटर दिखाते हैं।

कैपेसिटिव टच सेंसर के डिजाइन के लिए ऐसा ही एक एप्लिकेशन विकसित किया गया है। उपयोगकर्ता इसमें पैरामीटर बदल सकते हैं - उंगली के स्थान से सेंसर में विभिन्न परतों की मोटाई तक, लेकिन उनके पास पूरे मॉडल तक पहुंच नहीं है। आवेदन समाई matrices की गणना करता है, जो सेंसर डिजाइन की एक महत्वपूर्ण विशेषता है, और वोल्टेज वितरण भी प्रदर्शित करता है। उपयोगकर्ता इंटरफ़ेस में एक ड्रॉप-डाउन सूची है जिसमें आप आसानी से एक समाधान चुन सकते हैं जो विभिन्न सेंसर सेटिंग्स से मेल खाता है।



परिणाम क्या है? सरू सेमीकंडक्टर न केवल उपभोक्ता उत्पादों के लिए एक सामान्य टच स्क्रीन मॉडल बनाता है, बल्कि उत्पादों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए एप्लिकेशन भी बनाता है ताकि उपयोगकर्ता स्वयं आवश्यक मापदंडों को कॉन्फ़िगर कर सकें। नए सिमुलेशन सॉफ्टवेयर के लिए धन्यवाद, सहायक कर्मचारी मॉडलिंग की जटिलता में जाने और आरएंडडी इंजीनियरों की मदद के बिना आसानी से मॉडल मापदंडों को अपडेट कर सकते हैं। अब, परियोजनाओं को वास्तव में व्यक्तिगत आधार पर लागू किया जा सकता है, और यह डेवलपर्स को ग्राहकों की आवश्यकताओं के प्रति अधिक लचीले ढंग से प्रतिक्रिया करने की अनुमति देता है।

कंपनी विभिन्न प्रकार के टच स्क्रीन के लिए कई अलग-अलग एप्लिकेशन बनाती है। इस प्रकार, उसका समर्थन विभाग जल्दी और आसानी से जटिल मुद्दों को हल करता है और उत्कृष्ट सेवा प्रदान करता है।

उदाहरण 2: अर्कांसस पावर इलेक्ट्रॉनिक्स इंटरनेशनल

इलेक्ट्रॉनिक्स निर्माता, अर्कांसस पावर इलेक्ट्रॉनिक्स इंटरनेशनल (APEI), सिमुलेशन क्षमताओं तक उपयोगकर्ता की पहुंच बढ़ाने और डिजाइन प्रक्रिया को गति देने के लिए COMSOL के एप्लिकेशन डेवलपमेंट एनवायरनमेंट सॉफ्टवेयर का उपयोग करता है। इंजीनियरिंग टीम मॉडलिंग में एक अड़चन हुआ करती थी, क्योंकि यह मुख्य रूप से मॉडल बनाने और चलाने के लिए जिम्मेदार थी - यहां तक ​​कि अन्य सहयोगियों द्वारा अनुरोधित भी।

आज, कंपनी के इंजीनियर ऐसे एप्लिकेशन विकसित कर रहे हैं जो सहकर्मियों को लंबे प्रशिक्षण के बिना सिमुलेशन का उपयोग करके स्वतंत्र रूप से अनुसंधान करने की अनुमति देते हैं। एप्लिकेशन बिल्डर के साथ बनाए गए अनुप्रयोगों में से एक फ़्यूज़ करंट की गणना में मदद करता है और सेमीकंडक्टर डिवाइस कनेक्शन के लिए अनुमेय वर्तमान लोड।


APEI एप्लिकेशन में, कोई भी उपयोगकर्ता ओवरहिटिंग शुरू होने से पहले अधिकतम वर्तमान निर्धारित करने के लिए कंडक्टर व्यास, आर्क ज्यामिति और कंडक्टरों की संख्या के लिए उपयुक्त मानों का चयन कर सकता है।

पहले, मॉडलिंग विशेषज्ञ को विभिन्न परिस्थितियों में तापमान वृद्धि का विश्लेषण करने के लिए एक मॉडल बनाना था। अब एप्लिकेशन पैरामीट्रिक पद्धति का उपयोग करता है: उपयोगकर्ता देखता है कि कंडक्टरों की संख्या किसी दिए गए वर्तमान तापमान को कैसे प्रभावित करती है। यदि पहले विशेषज्ञों को तालिकाओं में मूल्यों की तलाश करनी होती थी, तो अब इन तालिकाओं को COMSOL मल्टीफ़िज़िक्स सॉफ़्टवेयर में बनाया गया है।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि परिणाम अधिक सटीक हो गए हैं, क्योंकि प्रत्येक विशिष्ट मामले के लिए आवेदन में प्रस्तुत जानकारी उत्पन्न होती है। अब कंपनी की योजना आवेदन विकास पर्यावरण में निर्मित मॉडलिंग अनुप्रयोगों की संख्या का विस्तार करने की है - जिसमें विधानसभा की थर्मल विशेषताओं, प्रारंभ करनेवाला और ट्रांसफार्मर के डिजाइन की गणना के साथ-साथ लेआउट विश्लेषण भी शामिल है।

उदाहरण 3: विनिर्माण प्रौद्योगिकी केंद्र

विनिर्माण प्रौद्योगिकी केंद्र (MTC) उन्नत उत्पाद डिजाइन प्रथाओं को नवाचार और बढ़ावा देने में माहिर है। उनका काम अवधारणाओं और उत्पाद के वाणिज्यिक संस्करण के बीच की खाई को पाटना है।

नवीनतम MTC परियोजनाओं में से एक आकार धातु माप (SMD) नामक योगात्मक प्रौद्योगिकी की क्षमता का मूल्यांकन कर रहा है। यह तकनीक पाउडर-आधारित एडिटिव्स के उत्पादन और एक ही हिस्से में कई सामग्रियों के उपयोग से लाभ का वादा करती है।


कम्प्यूटेशनल मॉडल बनाने के लिए COMSOL GUI।

विकास के दौरान, यह स्पष्ट हो गया कि इस पद्धति के परिणामस्वरूप थर्मल विस्तार कभी-कभी अनियोजित परिणामों की ओर जाता है। एप्लीकेशन बिल्डर का उपयोग करते हुए, एमटीसी कर्मचारियों ने एक सिमुलेशन एप्लिकेशन बनाया जो थर्मोमेकेनिकल विश्लेषण का उपयोग करता है। यह एसएमडी के थर्मल चक्रों के परिणामस्वरूप अवशिष्ट थर्मल तनाव और विरूपण की भविष्यवाणी करता है।


COMSOL मल्टीफ़िज़िक्स में एप्लिकेशन डेवलपमेंट एनवायरनमेंट का उपयोग करके शेप्ड मेटल डिपोज़िशन (SMD) एप्लिकेशन बनाया गया था। यह आपको उत्पादन प्रक्रिया के दौरान बनाए गए अवशिष्ट तनावों की गणना करने और भाग के मापदंडों में विचलन की भविष्यवाणी करने की अनुमति देता है।

यह परिशिष्ट आपको यह निर्धारित करने में मदद करता है कि क्या बयान प्रक्रिया आपको उन भागों को बनाने की अनुमति देगी जो निर्दिष्ट सहनशीलता को पूरा करती हैं। मॉडलिंग के अनुभव के बिना उपयोगकर्ता मॉडल के निर्माण की जटिलता को समझने के बिना आसानी से ज्यामिति, गर्मी स्रोतों, बयान पथों और सामग्रियों के साथ प्रयोग कर सकते हैं।

एक डिजाइन कंपनी में मॉडलिंग कैसे लागू करें?

"मास मॉडलिंग" के लिए सॉफ्टवेयर न केवल बाजार पर दिखाई दिया, बल्कि काफी सस्ती भी हो गई। इसका मतलब यह है कि अब संगठनों की एक विस्तृत श्रृंखला उच्च-प्रदर्शन डिज़ाइन वर्कफ़्लो को लागू कर सकती है। यह काम को सही दिशा में निर्देशित करने के लिए रहता है - मॉडलिंग के आधार पर डिजाइन प्रक्रिया शुरू करने के लिए।

मॉडलिंग एक शक्तिशाली उपकरण है। यदि यह अड़चनों से रहित है और डिजाइन में शामिल सभी उपयोगकर्ताओं के लिए सुलभ है तो यह परिवर्तनकारी हो सकता है। अपडेट किए गए सॉफ़्टवेयर और अधिक शक्तिशाली वर्कस्टेशन की मदद से, कंपनियां मॉडलिंग को "डेमोक्रेटाइज़" करती हैं और अपने डिजाइन वर्कफ़्लोज़ में टीम भावना लाती हैं। लेकिन इस रास्ते पर महत्वपूर्ण कदम उठाने होंगे:

चरण 1. मैनुअल और उपयोगकर्ताओं को बताएं। नए सिमुलेशन-आधारित वर्कफ़्लो के लाभों को समझाएं, यह दिखाएं कि टीमवर्क के साथ क्या परिणाम प्राप्त किए जा सकते हैं। एक उदाहरण के रूप में, एक नया वर्कफ़्लो नवाचार और डिज़ाइन लचीलेपन में योगदान देगा यह प्रदर्शित करने वाला मामला दें।

चरण 2. परिणाम प्रस्तुत करें। सिमुलेशन सॉफ्टवेयर का उपयोग करने की सरलता को प्रदर्शित करने और पारंपरिक वर्कफ़्लो के साथ इसके विपरीत करके, आप उपयोगकर्ताओं के समर्थन को सूचीबद्ध कर सकते हैं। यह सहयोग की वर्तमान शैली में आवश्यक बदलाव करने में मदद करेगा।

चरण 3. निवेश पर रिटर्न की गणना करें। निर्णय लेने के लिए, प्रबंधन को विशिष्ट संख्याओं की आवश्यकता होती है। उसे समझाने के लिए, आधुनिक उपकरणों का उपयोग करने और विशेष मॉडलिंग अनुप्रयोगों की शुरूआत के प्रभाव का मूल्यांकन करना आवश्यक है।

हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर की लागत के अलावा, आरएंडडी कर्मचारियों की अनुमानित समय बचत को गणना में जोड़ा जाना चाहिए। हमारे शोध के अनुसार, मॉडलिंग उपयोगकर्ता के काम को छह गुना बढ़ा सकती है, क्रमशः, आपको वर्कफ़्लो में प्रत्येक प्रतिभागी के औसत वेतन को 6 से गुणा करना होगा: ताकि आप आसानी से भविष्य की बचत की गणना कर सकें।

इस बीच, सिमुलेशन गति में वृद्धि वितरित नियंत्रित कार्य प्रक्रियाओं के कार्यान्वयन के कारण बचत को ध्यान में नहीं रखती है। आप कई विभागों में दोहराए गए विश्लेषण कार्यों को समाप्त करके समय की बचत की गणना कर सकते हैं। और चूंकि बड़ी संख्या में कर्मचारी एक साथ अधिक मॉडलिंग कार्य करेंगे, इसलिए निवेश पर रिटर्न में तेजी आएगी और बाजार में आने का समय कम हो जाएगा। कंपनी को कारोबार में प्रतिस्पर्धात्मक लाभ मिलेगा।

चरण 4. नेतृत्व समर्थन का समर्थन करें। इसे परिवर्तन प्रबंधन प्रयास का नेतृत्व करने दें। मैनुअल की मदद से, आप यह आकलन कर सकते हैं कि क्या कंपनी मॉडलिंग के आधार पर वर्कफ़्लोज़ को अनुकूलित करने के लिए तैयार है या नहीं, और क्या यह "जनता के लिए" मॉडलिंग शुरू करने का समय है।


यह एप्लिकेशन COMSOL एप्लिकेशन बिल्डर के साथ बनाया गया है। यह आपको ज्यामिति को बदलकर उन्हें बेहतर बनाने के लिए एक परिपत्र सींग एंटीना की विकिरण विशेषताओं को निर्धारित करने की अनुमति देता है।

और निष्कर्ष में - कंप्यूटर कॉन्फ़िगरेशन और यात्री संगणना के लिए अलग जटिलता के स्पीकर मॉडल के उदाहरण पर कम्प्यूटेशनल प्रदर्शन की तुलना:



आज, COMSOL मल्टीफ़िज़िक्स मॉडल और अनुप्रयोगों के 800 से अधिक उदाहरण बनाए गए हैं, जिनका उपयोग विद्युत, यांत्रिक, हाइड्रोडायनामिक और रासायनिक विषयों सहित विभिन्न प्रकार के क्षेत्रों में किया जाता है। और आधुनिक वर्कस्टेशन बहु-प्रदर्शन / मल्टीटास्किंग अनुप्रयोगों के सबसे जटिल वातावरण के लिए उपयुक्त हैं, जिनमें उच्च प्रदर्शन कंप्यूटिंग की आवश्यकता होती है - जिसमें डिज़ाइन के लिए एप्लिकेशन, डिजिटल 3 डी सामग्री का निर्माण और वैज्ञानिक गणना शामिल हैं।