Progettazione e sviluppo di prodotto: ridurre errori e costi

Il mondo industriale sta vivendo profondi cambiamenti generati da una costante spinta tecnologica che alimenta, a sua volta, competitività e innovazione nella progettazione e sviluppo di prodotto; il risultato è uno scenario ricco di attori, ma anche di opportunità per posizionare il proprio brand nel settore di riferimento, distinguendosi con prodotti unici ed esclusivi.

Il presupposto chiave affinché questo si realizzi è la conduzione di progetti accurata e priva di errore, che migliori così anche la gestione dei costi.

Progettazione e sviluppo di prodotto: quali strumenti a disposizione?

La simulazione è l’approccio ingegneristico consolidato e diffuso che permette di riprodurre i comportamenti di un sistema per mezzo di modelli numerici fedeli alla realtà. Questa tecnica, guida lo sviluppo di nuovi prodotti, fornendo informazioni preziose per la realizzazione di sistemi affidabili e funzionali.

L’ultima frontiera è la simulazione numerica, che sfrutta l’utilizzo di prototipi virtuali, ovvero rappresentazioni digitali per testare tutti gli aspetti che il modello assumerà nell’ambiente reale:

• caratteristiche;
• comportamento;
• funzionalità.

Rispetto all’analisi di prototipi fisici, la simulazione numerica si basa su variabili matematiche che possono essere modificate istantaneamente per aggiornare le condizioni da simulare. Oltre agli evidenti benefici in termini di ottimizzazione dei tempi per la progettazione e sviluppo prodotto, ci sono molti altri aspetti da considerare che influenzano la qualità delle analisi e il controllo sui costi.

Limitare errori e rischi con la simulazione virtuale

Applicata già alle prime fasi dello sviluppo prodotto, la simulazione guida la progettazione in modo scrupoloso, identificando i potenziali rischi ed errori di calcolo che porterebbero a guasti più o meno severi.

Testare i prototipi virtuali permette di conoscere in modo approfondito il grado di affidabilità di un modello, rintracciando e intervenendo su tutte le soglie di criticità.

Quali sono le sfide di progettazione e sviluppo di prodotto che possono portare a errori e, se non rintracciate, a difetti di produzione?

La complessità di prodotto – come conseguenza naturale dell’evoluzione tecnologica – è il primo aspetto al quale porre molta attenzione: se, da un lato, rappresenta un’opportunità per distinguersi dai concorrenti e elevare il prodotto in termini di di prestazioni e funzionalità, dall’altro lato può nascondere insidie.

Un prodotto si definisce complesso quando presenta più componenti di diversa natura – elettroniche e meccaniche – che interagiscono tra loro per creare un sistema completo, prestante e in continuo miglioramento.

La progettazione di un prodotto complesso richiede gli strumenti di analisi adatti a risalire ai risultati, a partire dalle cause. Di fatto, attraverso i modelli virtuali è possibile ripercorrere la catena di condizioni – o root cause - che ha portato a un esito, isolando virtualmente i sotto-sistemi e assicurando così il pieno controllo sulle funzionalità di tutte le parti.

Questo è un aspetto chiave dell’innovazione di prodotto e di processo: maggiori sono i componenti presenti, maggiori sono infatti le probabilità di incorrere in imprevisti di progettazione. Se con la simulazione virtuale è possibile condurre analisi in modo rapido ogniqualvolta si aggiorna una variabile, con i prototipi fisici occorre adattarsi ai tempi di realizzazione dei modelli – più o meno lunghi a seconda di quante condizioni sottoporre ad analisi e di conseguenza di quanti prototipi fisici realizzare.

Un altro aspetto sfidante, che può facilmente portare a errori di progettazione e che rappresenta allo stesso tempo un’opportunità, è la realizzazione di componenti miniaturizzati. Diversi settori industriali puntano a prodotti minimali che molto spesso richiedono l’uso di parti troppo piccole per essere testate fisicamente; la simulazione virtuale apre a scenari innovativi di analisi, perché permette di validare misurazioni che altrimenti non potrebbero essere garantite.

Le opportunità della simulazione di prodotti

I dati raccolti dall’ambiente di testing virtuale sono essenziali per effettuare un’analisi predittiva sulle prestazioni di un prodotto. Questo permette di ottenere informazioni chiave, precise e accurate che abbattono i rischi di incorrere in imprevisti riducendo al massimo eventuali:

• contestazioni;
• fermi macchina.

Oltre ad offrire una panoramica delle funzionalità dei modelli in un contesto reale, le competenze acquisite possono essere spese per progettazioni future – utilizzate, quindi, come bagaglio di conoscenze per cogliere fin da subito le novità più importanti dell’innovazione tecnologica.

La simulazione digitale di un prodotto permette di analizzare e testare diversi aspetti del processo produttivo, con la stessa accuratezza offerta dal prototipo reale. Tuttavia, rispetto a quest’ultimo, quello digitale non deve essere ricreato fisicamente ex novo quando fallisce una fase di test.

Questo permette sia di ottimizzare i costi necessari alla realizzazione dei prototipi che di abbattere voci nascoste che riguardano, ad esempio, le spese per affrontare eventuali contestazioni su prodotti difettati immessi nel mercato.

Nell’articolo di oggi abbiamo parlato di progettazione e sviluppo di prodotto, con uno sguardo alle opportunità della simulazione virtuale per abbattere rischi ed errori.

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