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Prototipazione virtuale, i 3 fattori che la rendono essenziale per l’industria elettronica

di Alessandro Balboni on 28 settembre 2015

Nell’industria elettronica, la prototipazione virtuale dei prodotti è la strada che consente di rispondere nel modo più efficace e puntuale alle tre sfide che oggi qualsiasi azienda in ambito manifatturiero deve affrontare:

  1. la necessità di ridurre i tempi di entrata sul mercato (Time-to-Market);
  2. la necessità di ridurre i costi in fase progettuale;
  3. la necessità di innovare per competere, tramite la differenziazione e la qualità dei propri prodotti.

Secondo la definizione più comunemente accettata, per prototipo virtuale – o «digital mock-up» – si intende una simulazione digitale di un prodotto fisico, la quale può essere presentata, analizzata e testata rispetto alle diverse fasi del suo ciclo di vita – come la progettazione, l’ingegnerizzazione, la manutenzione, lo smaltimento – come se si trattasse di un modello fisico reale. La creazione ed il test di un prototipo virtuale viene chiamata per l’appunto prototipazione virtuale.

prototipazione virtualeIn tale contesto, Cadlog propone la prototipazione virtuale quale metodo che mescola diverse tecnologie CAD e CAE per sperimentare implementazioni alternative e per validare un progetto prima della sua realizzazione fisica. Il diagramma qui a lato sintetizza tale approccio.

La tabella che segue, invece, elenca le funzioni svolte rispettivamente dalle tecnologie CAD e CAE nella prototipazione virtuale.

Il ruolo delle tecnologie CAD e CAE nella prototipazione virtuale
Computer Aided Design (CAD)Computer Aided Engineering (CAE)
  • Concept – Specifiche
  • Selezione di componenti e riuso
  • Sviluppo modelli 2D e 3D del prodotto per raffinamenti successivi
  • Sviluppo del modello assemblato completo
  • Analisi dell’Integrità del Segnale, Analisi dell’Integrità delle Alimentazioni
  • Analisi di stress su componenti e assemblato mediante modellazione ad elementi finiti (FEM)
  • Analisi termica e dei flussi nei fluidi mediante calcolo fluidodinamico (CFD)
  • Dinamica dei Corpi (MBD) e Cinematica
  • Ottimizzazione del prodotto o del processo

Esempi molto concreti di applicazione di tali tecnologie ai prototipi virtuali sono costituiti dai diversi tipi di analisi che è possibile compiere sul prototipo virtuale del prodotto: analisi termica, dello stress, delle deformazioni, delle vibrazioni.

Quanto costa la simulazione

Una preoccupazione ricorrente tra le aziende che si chiedono se ricorrere o meno alla prototipazione virtuale è quella dei costi, dal momento che per adottarla è necessario acquistare gli applicativi per l’analisi e la simulazione.

In realtà si tratta di una preoccupazione infondata, dal momento che i vantaggi economici della prototipazione virtuale sono talmente evidenti che il prezzo dei tool necessari risulta irrilevante, nel bilancio complessivo. Lo dimostrano i valori rilevati da un’indagine tra le aziende manifatturiere, la quale ha consentito di scoprire che le aziende che utilizzano la simulazione completano l’86% dei progetti nei tempi e nei costi previsti. Inoltre arrivano sul mercato prima e con costi minori, come evidenzia la tabella che segue.

Vantaggi delle aziende che utilizzano la simulazione
Anticipo sul mercatoRisparmio
Progetti complessi158 giorni1,9 milioni di dollari
Progetti semplici21 giorni21.000 dollari

Fonte: Aberdeen Research, 2012.

Dunque la vera domanda da porsi non è “quanto mi costa la prototipazione virtuale?”, ma “quanto guadagno in più con la prototipazione virtuale?

Alessandro BalboniPrototipazione virtuale, i 3 fattori che la rendono essenziale per l’industria elettronica

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