När den digitala tråden vävs genom hela produktutvecklingscykeln och korsar hållbarhetsinitiativ, hamnar designteam i ett läge där de måste räkna med hur den föränderliga verkligheten påverkar arbetet. Centrala teman blir uppenbara i detta – t ex hur förändras kontexten för produktutveckling och ingenjörsarbete, och hur kan designteam anpassa sig till denna utvecklande dynamik?
Designingenjörens roll – DIGITALA TRÅDEN
Eftersom allt i produktutvecklings-processen börjar hos och drivs genom designteamet, fungerar designingenjören som en nyckelspelare i ett företags digitala tråd-strategi. Designingenjören bär inte bara ansvaret för att hålla kontakten med den digitala tråden utan spelar också en avgörande roll för att integrera innovativa teknologier som additiv tillverkning och augmented reality (”förstärkt verklighet”).
Designingenjörer omfamnar additiv tillverkning och använder banbrytande tekniker för att skapa intrikata och optimerade konstruktioner som utnyttjar de unika funktionerna i 3D-printing. Detta tillvägagångssätt underlättar snabb prototypframställning och möjliggör skapandet av komplexa geometrier och gitterstrukturer som annars är ouppnåeliga med traditionella metoder. Med ”Design for Additive Manufacturing” (DfAM) integrerat i designverktyget undviker designingenjörer den tråkiga processen med kontextbyte när de kombinerar traditionellt tillverkade delar med 3D-utskrivna delar. Samtidigt introducerar integrationen av AR en ny dimension i samarbetet. Designingenjörer använder AR för att undersöka, dela och slutligen samarbeta kring virtuella prototyper, vilket möjliggör interaktion i realtid och snabba designiterationer. Genom att integrera dessa tekniker i sitt arbetsflöde främjar designingenjörer effektiv kommunikation och snabbare beslutsfattande. Detta tillvägagångssätt håller inte bara designteamet i framkant när det gäller tekniska framsteg utan säkerställer också att deras företag förblir smidigt, innovativt och kopplat till den bredare digitala tråd-strategin.
Eftersom företag strävar efter att komma ut på marknaden snabbare med mer innovativa, högkvalitativa produkter, slösar avbrottet bort dyrbar tid vid övergången från centrala CAD-designuppgifter till kompletterande processer som tillverkningsförberedelser eller finita elementanalys. Denna praxis skapar möjligheter till fel, där olika kopior av modeller används samtidigt i olika sammanhang. Alternativt måste hela organisationen förenas i att erkänna att dessa uppgifter kan utföras mycket mer effektivt på den ursprungliga CAD-filen i CAD-miljön. Att förbinda sig till detta integrerade tillvägagångssätt är en utmaning för organisatorisk förändringshantering (OCM – ”Organizational Change Management”) som designingenjörer och deras bredare produktutvecklingsteam måste ta itu med i samarbetsprocesserna.
Designingenjörens roll – HÅLLBARHET
Allmänt förlitar sig företag starkt på designteamet för hjälp med att uppfylla sina hållbarhetsmål. Detta genom att integrera miljövänliga metoder och överväganden i produktutvecklingsprocessen. Konstruktionsingenjören är ansvarig för att fatta kritiska beslut som påverkar en produkts miljöavtryck. Det mest effektiva sättet för designingenjörer att möta designbehoven kring hållbarhet i sitt företag är genom att utnyttja mogna och integrerade CAD-funktioner.
För designingenjörer går hållbar produktdesign långt utöver att förstå vilken inverkan materialval har på en produkts koldioxidavtryck. Designingenjörer kan utnyttja kraftfulla resurser som finita element analys (FEM), generativ design och parameterbaserade optimeringsmöjligheter i dagens moderna CAD-miljöer för att ta hållbar design bortom materialval. När designteamet sträcker sig över flera geografiska områden och kräver input från ett brett spektrum av experter, kan en designmiljö med hög samarbetsvilja tillföra kritisk effektivitet till designprocessen. På så sätt kan ingenjörsexperter från hela organisationen förbättra produktens miljöpåverkan genom att optimera energiförbrukning, utsläpp och materialanvändning vid olika designval med hjälp av ett brett utbud av integrerade simuleringsverktyg. Dessutom möjliggör tillämpning av generativ designteknik utforskning av innovativa, lätta strukturer, vilket potentiellt ytterligare förbättrar den totala produkteffektiviteten. Slutligen, parameterbaserad optimering gör det möjligt för ingenjörer att finjustera design för absolut minimal miljöpåverkan.
Att utöka användningen av designverktyget till att använda mer helt integrerade funktioner kräver utbildning och processförändringar. Designingenjörer måste först lära sig hur man bäst tillämpar integrerad simulering, tillverkning, generativ design och additiv tillverkningskapacitet för att driva den mest effektiva designprocessen. Organisationen måste då anamma den associerade processförändringen. När både rätt verktyg och process är på plats kan designingenjörer mest effektivt bidra till utvecklingen av hållbara produkter och därigenom styra företaget mot att uppnå sina hållbarhetsmål.
Hur är det med tillämpad AI?
Ett sätt på vilket vi ser tillämpad artificiell intelligens (AI) integrerad i designvärlden är generativ designteknik. Den iterativa karaktären hos generativ design möjliggör snabb generering och utvärdering av många designalternativ, vilket resulterar i en bredare och mer samarbetande designprocess. Att integrera generativ design i tekniska arbetsflöden gör det möjligt att utforska ett brett spektrum av potentiella designalternativ, detta utan att bryta den digitala tråden. Genom generativ design förses den digitala tråden med ett kontinuerligt flöde av designiterationer och insikter, vilket skapar en omfattande, sammankopplad förståelse av produktens utveckling.
Eftersom de tillämpade AI-algoritmerna i generativa designverktyg kan prioritera resurseffektivitet, viktminskning och andra miljöfaktorer som beaktas under designprocessen, kan dessa verktyg föreslå innovativa lösningar som ligger i linje med företagets hållbarhetsmål. Till exempel kan generativa designverktyg föreslå strukturer som använder mindre material utan att påverka dess styrka eller rekommendera särskilda geometrier som förbättrar energieffektiviteten hos slutprodukten.
Tillämpad AI kan också utnyttjas för att förbättra CAD-användarupplevelsen genom att analysera användartendenser, både positiva och negativa, och hjälpa dem att förbättras. Systemet kan till exempel känna igen användaren som applicerar ett välbekant designmönster (som samma uppsättning CAD-funktioner i följd) över olika mönster och platser. Systemet skulle sedan intelligent kunna föreslå att man samlar in och tillämpar dessa mönster automatiskt, vilket effektiviserar användarens arbetsflöde.
Dessutom kan AI potentiellt observera användarsvårigheter och hjälpa till med att designa specifika funktioner för att kringgå dessa. AI skulle i detta kunna använda insikter från andra användares framgångar för att hjälpa den kämpande användaren, föreslå utbildning och ge detaljerade uppmaningar så snart AI:n upptäcker det. Allt i akt och mening att förbättra användarvägledningen. Det är viktigt att betona att effektiviteten av dessa AI-drivna förbättringar beror på tillgång till användarens användningsmönster-data, en faktor som är lättillgänglig inom ramen för en SaaS-levererad produkt.
SLUTSATS
I en värld där makroekonomiska faktorer skapar osäkerhet ligger ansvaret för att granska och förbättra produktutvecklingscykeln hos designteamet och speciellt designingenjören. Genom att använda innovativ designteknik, som är integrerad i CAD-miljön, kan designingenjören bibehålla den digitala tråden samtidigt som han eller hon driver design för att möta företagets övergripande hållbarhetsmål. År 2024, när den digitala tråden korsar hållbarhetsinitiativ, möts designingenjören av en verklighet där ”världskontexten”, eller sammanhanget, förändras. Och de måste anpassa sig, snabbt.
Av Brian Thompson, DVP och GM, CAD Segment på PTC
