Prototipazione: significato e impatto su performance e sicurezza

In questo periodo di digital transformation, uno dei requisiti fondamentali per mantenersi competitivi e forti, con una proposta sempre innovativa, è quello di sapersi adattare.

Il continuo progresso tecnologico richiede alle imprese l’adozione di processi di sviluppo all’avanguardia, che permettano di ottenere un vantaggio competitivo rispetto alla concorrenza. Oltre a disporre di competenze e know how interno, le aziende devono dotarsi di strumenti e tecnologie efficaci, che guidino la progettazione, lo sviluppo e la realizzazione dei prodotti. Oggi parliamo di prototipazione: significato e tecnologie per garantire performance e sicurezza del prodotto.

Prototipazione: significato e tecnologie a supporto dell’industria

La prototipazione è il processo di ideazione, realizzazione e valutazione dei prototipi, necessario per verificare le proprietà di un prodotto e individuare margini e opportunità di miglioramento.

Il prototipo è un modello approssimato che può rappresentare un numero variabile di caratteristiche, a seconda della fase di sviluppo in cui ci si trova e gli elementi oggetto di analisi da parte del team.

La prototipazione può essere di due tipologie, fisica e virtuale e l’una non esclude l’altra: i prototipi reali sono oggetti materiali, realizzati per testare fisicamente le caratteristiche di un prodotto. In molti settori industriali è indispensabile affidarsi a questi modelli per validare un progetto, come nel caso dell’industria Automotive che disciplina l’obbligatorietà del crash test o di altre, come Oil&Gas i cui componenti critici - oltre al sistema finito - richiedono test eseguiti con prototipi fisici.

I prototipi virtuali sono modelli matematici sviluppati con software specifici che permettono di modificare variabili, valori e parametri in modo semplice e immediato, osservando i cambiamenti a livello grafico; rispetto alla prototipazione reale, lo sviluppo di modelli geometrici e matematici offre diverse opportunità di progettazione, che migliorano le prestazioni e guidano i processi verso un incremento del grado di sicurezza dei prodotti.

Il ruolo dei prototipi virtuali per l’efficienza e il livello di sicurezza

I prototipi virtuali permettono di analizzare in modo accurato diversi attributi, rendendo così più puntuale l’elaborazione dei dati e, di conseguenza, l’intera progettazione.

Analizzando più scenari, è possibile, infatti, optare per quelli più allineati agli obiettivi di realizzazione, senza grandi impatti su tempi e costi – come avviene invece per i prototipi fisici che, ad ogni iterazione, richiedono costi e tempi di sviluppo dedicati.

Entrando nel merito delle prestazioni e dell’accuratezza dello sviluppo di prodotto – che porta a una miglior sicurezza del modello nel suo insieme – vediamo quali sono i benefici più importanti della prototipazione virtuale.

Prima di tutto, la valutazione e l’analisi di prototipi virtuali rappresentano un banco di prova unico nel suo genere, una finestra di apprendimento e know how immediata su:

• funzionamenti
• prestazioni
• tecnicismi

Affidandosi a strumenti digitali, i team che si occupano di progettazione virtuale possono portare lo sviluppo prodotto a un livello superiore. È possibile infatti valutare il grado di compatibilità tra sistemi differenti, come ad esempio nel caso della disciplina meccatronica, così come l’interazione tra diversi componenti della stessa natura, come per altri prodotti complessi.

Inoltre, si ha l’opportunità di raccogliere tutte le informazioni necessarie sulla capacità del sistema di espletare le funzioni previste. Il tutto, semplificando anche la comunicazione e il coordinamento tra dipartimenti e ingegneri, che hanno così piena visibilità – e in tempo reale - sulla progettazione.

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Le simulazioni esplorative possono guidare lo sviluppo prodotto fin dalle prime fasi del concept, trasformandosi in uno strumento essenziale per raggiungere le performance desiderate; il livello di efficienza si determina non solo dalla qualità del prodotto finito, ma anche dalla rapidità con cui l’azienda sviluppa un modello innovativo prima dei competitor.

Il grado di performance e prestazioni raggiunte con l’analisi dei modelli matematici si riflette sulla sicurezza stessa dei prodotti; infatti, simulare più scenari e condizioni permette di mettere in luce tutti i fattori che possono incidere sull’integrità, la stabilità e la durata del prodotto. Anticipare gli eventuali rischi – e le relative conseguenze - legati alla progettazione consente di raggiungere un importante vantaggio competitivo; a questo proposito, è bene ricordare che immettere prodotti sicuri sul mercato e testati con accuratezza, abbatte i rischi di incorrere in richiami e ritiri futuri.

Cosa accade con i prototipi fisici?

Ad ogni cambiamento in fase di sviluppo e progettazione, segue un investimento più o meno importante di tempi, risorse e costi, necessari a ripetere iterazioni e procedure per qualificare il modello.

Possiamo concludere, quindi, che la prototipazione virtuale non solo permette di realizzare modelli più accurati e in tempi brevi, ma genera anche un circolo virtuoso positivo per l’azienda: incremento di competenze, know how, miglioramento della collaborazione e visibilità sui progetti rappresentano la chiave per superare le sfide di mercato più complesse. Inoltre, supporta quella fisica laddove sia strettamente necessaria.

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