ทำไมการจำลองทางวิศวกรรมจะมีบทบาทสำคัญมากขึ้น 

ในปัจจุบันนี้ การจำลอง (Simulation) ได้พัฒนาไปไกลมากแล้ว ด้วยวิวัฒนาการของ “อุตสาหกรรม 4.0” การจำลอง (Simulation) ได้ขยายขอบเขตครอบคลุม ตั้งแต่การออกแบบเริ่มต้น การทดสอบต้นแบบ การผลิต ไปจนถึงคู่เสมือนดิจิทัลที่จะเก็บข้อมูลการทำงานจริง เพื่อวางแผนการบำรุงรักษา การจำลองครอบคลุมวงจรชีวิตของผลิตภัณฑ์ทั้งหมด ช่วยประหยัดต้นทุนและเวลาในการทำการทดลองจริง ผลิตภัณฑ์ที่จะกลายเป็นจริงในอนาคต การจำลองทางวิศวกรรมจะเป็นเครื่องมือหนึ่งที่วิศวกรทุกคนใช้งาน

เป็นเวลาที่ยาวนานกว่า 50 ปี ที่ บริษัท Ansys ผู้ให้บริการซอฟต์แวร์การจำลอง ได้ช่วยขับเคลื่อนนวัตกรรมของลูกค้าผ่านการจำลองที่ลดระยะเวลาและต้นทุนในการพัฒนาผลิตภัณฑ์ในหลากหลายอุตสาหกรรม ตั้งแต่ยานยนต์ อากาศยาน รถไฟ อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค เครื่องจักรอุตสาหกรรมและโซลูชั่นการดูแลสุขภาพ อย่างไรก็ตาม บริษัทแห่งนี้เชื่อว่านี่เป็นเพียงแค่จุดเริ่มต้นของสิ่งที่การจำลองทางวิศวกรรมสามารถที่บรรลุได้ การจำลองกำลังเข้าสู่ยุคใหม่ ที่มีการเปลี่ยนแปลงพื้นฐาน 3 ประการ:

• ในอดีต การจำลองยังเป็นทรัพยากรที่จำกัดมาก ที่ถูกใช้เฉพาะในการออกแบบผลิตภัณฑ์เชิงอุตสาหกรรมที่มีความซับซ้อน แต่ตอนนี้การจำลองได้กลายมาเป็นส่วนสำคัญในกระบวนการออกแบบของเกือบทุกผลิตภัณฑ์
• ในขณะที่การจำลองผลิตภัณฑ์ถูกใช้เพื่อการตรวจสอบคุณสมบัติต่างๆ เดี่ยวๆ เช่น คุณสมบัติทางฟิสิกส์ ส่วนประกอบ และการออกแบบ แต่ในตอนนี้การจำลองได้ขยายขอบเขตไปสู่ระดับของการออกแบบระบบซึ่งมีการปฏิสัมพันธ์กันระหว่างหลายโดเมนทางกายภาพและดิจิทัล (การเพิ่มคุณสมบัติอย่างหนึ่ง อาจส่งผลไปลดอีกคุณสมบัติหนึ่ง การจำลองเป็นระบบจึงทำเพื่อดูสมรรถนะโดยรวมของแบบจำลองนั้น)
• การจำลองได้ขยายขอบเขตไม่เพียงเฉพาะการตรวจสอบความถูกต้องของการออกแบบ แต่ยังครอบคลุมทั่วทั้งวงจรผลิตภัณฑ์ทั้งหมด ตั้งแต่แนวคิดแรกเริ่ม ไปจนถึงการผลิต การปฏิบัติการและบำรุงรักษา

ไม่มีผลิตภัณฑ์ไหนที่เรียบง่ายเกินกว่าจะได้รับประโยชน์จากการใช้แบบจำลอง 

“การปฏิวัติทางดิจิทัล” กำลังเกิดขึ้นในทุกอุตสาหกรรม ทุกผลิตภัณฑ์ การจำลองเป็นสิ่งที่จำเป็นสำหรับโลกยุคใหม่ เพราะด้วยการจำลองทางดิจิทัลในตัวเลือกผลิตภัณฑ์ทั้งหมดที่ได้มาจากแนวโน้มทางวิศวกรรมต่างๆ ที่จะทำให้เรามีความเข้าใจที่ลึกซึ้งเพียงพอที่จะทำให้เราสามารถสร้างนวัตกรรมได้เหมือนกับผู้นำอุตสาหกรรม ไม่มีผลิตภัณฑ์ไหนที่เล็กเกินไป เรียบง่ายเกินไป หรือราคาถูกเกินกว่าที่จะได้รับประโยชน์จากการจำลอง 

การจำลองกำลังมีความครอบคลุมที่เพิ่มมากขึ้นเรื่อยๆ ไม่เพียงแต่สร้างอิทธิพลบวกต่อนวัตกรรมและสมรรถนะของผลิตภัณฑ์เท่านั้น แต่ยังช่วยขับเคลื่อนรายได้ และสร้างประโยชน์อื่นๆ แก่ผู้ใช้ปลายทางอีกด้วย 

ทุกวันนี้การออกแบบทุกอย่างถูกผลักดันไปสู่ขีดจำกัดเพื่อใช้ประโยชน์ในวัสดุคอมโพสิต การผลิตแบบเติมวัสดุการเชื่อมต่อและระบบอัตโนมัติสูงที่สามารถเป็นไปได้ด้วย “อุตสาหกรรม  4.0” ผลลัพธ์คือ ผลิตภัณฑ์รุ่นใหม่ที่มีความยั่งยืน ชาญฉลาด

การจำลองทุกปัจจัยที่มีอิทธิพลพร้อมๆ กัน เพื่อการประเมินสมรรถนะโดยรวม

เนื่องจากอุตสาหกรรมต้องการการออกแบบผลิตภัณฑ์ที่ฉลาดขึ้นกว่าที่เคยและมีประสิทธิภาพมากขึ้น จึงเป็นไปไม่ได้อีกต่อไปที่จะมองจากมุมมองเดียวของสมรรถนะหรือชิ้นส่วนเดี่ยวๆ แยกต่างหาก ในอดีตสิ่งนี้ถือเป็นการปฏิบัติปกติ แต่ในตอนนี้ เป็นเรื่องง่ายสำหรับวิศวกรที่จะทำการตรวจสอบหลายมุมมองและประเมินสมรรถนะโดยรวมของผลิตภัณฑ์ ซอฟต์แวร์การจำลองและฮาร์ดแวร์ที่ดีขึ้น ความเร็วประมวลผลที่เพิ่มขึ้ เพราะการปรับให้เหมาะสมที่สุดในบริเวณหนึ่งอาจนำไปสู่การย่อหย่อนในอีกบริเวณ ดังนั้นจึงสำคัญมากขึ้นที่จะ จำลองทุกปัจจัยที่มีอิทธิพลทั้งหมดพร้อมกัน แทนที่จะใช้การจำลองเพื่อตรวจสอบความถูกต้องของแบบใดแบบหนึ่งโดยเฉพาะ แต่วิศวกรใช้การจำลองเพื่อวิเคราะห์แบบที่เป็นไปได้หลายพันแบบจนกว่าจะระบุแบบในอุดมคติออกมาได้ (แบบที่สร้างขึ้นการให้ข้อกำหนดต่างๆ แก่คอมพิวเตอร์เพื่อทำการประมวลผลออกมา)

ผลประโยชน์ที่เกิดขึ้นทั่วทั้งวงจรชีวิตของผลิตภัณฑ์

การจำลองตั้งแต่ระยะการออกแบบแรกเริ่มไปจนทั้งวงจรผลิตภัณฑ์ทั้งหมดสามารถสร้างผลประโยชน์ทางการเงินและคุณค่าเชิงกลยุทธ์ได้เป็นอย่างมาก เมื่อผลิตภัณฑ์อยู่ในระยะของแนวคิดแรกเริ่มสุด ผู้ทการออกแบบสามารถดำเนินการทดสอบดิจิทัลบนแนวคิดแรกเริ่ม ให้ได้ความเข้าใจถ่องแท้ที่นำไปสู่การออกแบบผลิตภัณฑ์เบื้องต้น ที่ตั้งเป้าเพื่อตอบสนองความต้องการของลูกค้ามากที่สุด และสร้างกำไรสูง บริษัท Ansys กำลังทำให้การจำลองสามารถเข้าถึงได้สำหรับวิศวกรทุกคน วิศวกรทุกคนจะใช้แบบจำลองที่มีความครอบคลุมเพื่อทำการตลาดนวัตกรรม 

คู่เสมือนดิจิทัลเป็นส่วนสำคัญของการออกแบบผลิตภัณฑ์และในปฏิบัติการ

การจำลองกำลังถูกใช้มากขึ้นในการผลิต ซึ่งช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพ ประสิทธิผลต้นทุนและความยืดหยุ่นในการผลิตเป็นอย่างมาก โดยร่วมกันกับการผลิตแบบเติมวัสดุ การจำลองทำให้แน่ใจว่าผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปไม่เพียงแต่มีรูปทรงที่เหมาะสมที่สุดเท่านั้น แต่ยังถูกผลิตอย่างแม่นยำ มีประสิทธิผลต้นทุน มีระดับของความสม่ำเสมอที่สูงในระยะยาว การจำลองเป็นกุญแจในการไขศักยภาพของการพิมพ์สามมิติขนาดใหญ่ มันทำให้ง่ายสำหรับบริษัทต่างๆ ที่จะวิเคราะห์ตามความต้องการและพัฒนาโซลูชั่นที่จะผลิตผลิตภัณฑ์คุณภาพสูงที่เชื่อถือได้ในระดับสูงเป็นพิเศษ เมื่อผลิตภัณฑ์สามารถปฏิบัติการได้แล้ว เซ็นเซอร์ระยะไกลสามารถถูกใช้เพื่อสร้างคู่เสมือนดิจิทัลได้ การจำลองบนคู่เสมือนดิจิทัลสามารถให้ข้อมูลผลิตภัณฑ์ที่สำคัญได้ นอกจากนี้การจำลองสามารถทำการศึกษา what-if สำหรับสมรรถนะที่ดีที่สุด และทำนายความล้มเหลวที่สำคัญหรือข้อกำหนดในการบำรุงรักษาได้

เทคโนโลยีของคู่เสมือนดิจิทัลยังแบเบาะ แต่การนำไปใช้ที่เพิ่มมากขึ้นของ “อุตสาหกรรม 4.0” มันจะมีความสำคัญมากขึ้นๆ และท้ายที่สุดจะถูกรันไม่บนคลาวด์ก็ในตัวเครื่องจักร การจำลองจะกลายเป็นประสบการณ์ภายในผลิตภัณฑ์ซึ่งคู่เสมือนดิจิทัลเป็นส่วนหนึ่งของการออกแบบและปฏิบัติการของผลิตภัณฑ์ โดยทำงานพร้อมกันกับปัญญาประดิษฐ์และอัลกอริธึม machine learning

การจำลองที่ครอบคลุมจะกลายเป็นสิ่งที่บังคับว่าต้องมี

บรรดาผู้นำอุตสาหกรรมพึ่งพาการปฏิบัติที่ดีที่สุด ดังนั้นในไม่ช้า การใช้การจำลองที่ครอบคลุมจะไม่เป็นเพียงความได้เปรียบทางการแข่งขันของไม่กี่รายอีกต่อไป แต่จะเป็นสิ่งที่บังคับว่าต้องมีสำหรับทุกคน การปรับปรุงอย่างต่อเนื่องของซอฟต์แวร์การจำลองจะทำให้ง่ายขึ้นกว่าที่เคยสำหรับผู้ใช้จำนวนมากที่จะนำแนวปฏิบัติที่ดีที่สุดเหล่านี้ไปใช้ บรรดาผู้ที่ใช้การจำลองเฉพาะสำหรับการพัฒนาผลิตภัณฑ์จะไม่สามารถใช้ประโยชน์ในแง่ของข้อได้เปรียบเชิงกลยุทธ์และการเงินได้อย่างเต็มศักยภาพ บริษัทที่ลงมือใช้ก่อนจะสามารถแยกตัวเองออกมาโดดเด่นกว่าบริษัทที่ลงมือใช้งานช้า เพราะพรุ่งนี้ มันจะเป็นส่วนหนึ่งในกล่องเครื่องมือของวิศวกรทุกคน

อ้างอิง : https://www.etmm-online.com

บทความอื่นๆ :

• พื้นฐาน IoT : Predictive Maintenance คืออะไร?
• ระบบอัตโนมัติเรียนรู้ด้วยตัวเอง ทำให้การผลิตฉลาดขึ้นได้อย่างไร
• เทรนด์อุตสาหกรรม 4.0 และเครื่องมือวัด

About The Author