Virtuální prototyp – simulace komponent a simulace systému

Virtuální prototyp umožňuje simulovat chování dané součásti, konstrukce nebo celého systému v reálném provozu bez nutnosti vyrobení fyzického prototypu a experimentálních zkoušek.  To přináší výrobcům následující konkurenční výhody:

  • zkrácení vývojového času: numerické simulace umožňují efektivně optimalizovat jak rozměrové, tak provozní parametry konstrukcí,
  • snížení výrobních nákladů na zavedení do výroby: řadu experimentů a zkoušek je možné nahradit vhodnými numerickými simulacemi,
  • zvyšování kvality a spolehlivosti: optimalizací konstrukcí je možné výrazně snížit nebo zcela eliminovat provozní poruchy a nutnost jejich následných oprav. V případě konstrukcí, u kterých nelze zabránit vzniku a rozvoji defektů během provozu, umožňují numerické simulace stanovit bezpečnou životnost, resp. okamžik výměny daného díly tak, aby nedošlo k selhání konstrukce za provozu.
  • inovace: numerické simulace poskytují efektivní nástroj pro testování a rozvoj inovativních řešení v provozních podmínkách bez nutnosti stavby fyzických prototypů.

Virtuální prototyp zahrnuje celou řadu analýz, často i multidisciplinárních – multifyzikálních  a jejich kombinaci. Jedná se o propojení pevnostních a dynamických strukturálních analýz FEA se simulací proudění a teplotních polí CFD a při simulaci elektromechanických částí i elektromagnetických analýz ELMAG.

Flexibilita a rychlost tvorby modelů umožňuje nasimulovat řadu nových konstrukčních řešení a nápadů, které ve výsledku znamenají výraznou inovaci stávajícího výrobku.

Výpočetní simulace dále umožňují i optimalizaci stávajícího řešení pro zlepšení jejich užitných vlastností nebo snížení výrobních nákladů a úspory materiálu.

Kromě multifyzikálního řešení se stále více uplatňuje při tvorbě virtuálního prototypu i tzv. multiscale – víceúrovňový přístup, kdy řešíme problematiku na úrovni makromolekulárního chování látek, přes chování jednotlivých součástek nebo dílů, až k simulaci chování celého systému.

Metodami virtuálního prototypování jsme schopni dosáhnout tzv. inženýringu celého systému, aniž bychom zanedbali jakoukoliv jeho část.