در مسابقه برای به ارمغان آوردن محصولات نوآورانه به بازار، تیم های مهندسی با فشار فزاینده ای برای کاهش چرخه های توسعه بدون به خطر انداختن کیفیت، مهندسی کامپیوتر (CAE) مدت ها یک اصل در توسعه محصول سنتی بوده است، اما پتانسیل واقعی آن در هنگام ادغام به چارچوب های چابک باز می شود.با جاسازی شبیه سازی و تجزیه و تحلیل مستقیم به جریان کار فعال، سازمان ها می توانند جایگزین های قبلی را شناسایی کنند، و اطمینان از عملکرد سریع تر، و هماهنگ سازی سریع تر.

درک CAE و Agile Methodology

CAE شامل ابزارهای شبیه سازی است که پدیده های فیزیکی را مدل می کنند - تجزیه و تحلیل عنصر بی پایان (FEA) برای رفتار ساختاری، دینامیک مایع محاسباتی (CFD) برای جریان مایع و انتقال گرما، و چند بدن برای حرکت و بارهای. این ابزار اجازه می دهد تا مهندسان نمونه های مجازی را تحت شرایط مختلف آزمایش کنند، کاهش وابستگی به روش های فیزیکی، Agile، از سوی دیگر، اولویت بندی آن، توسعه مداوم، و سازگاری، بررسی های روزانه و تغییرات چابک.

هم افزایی بین CAE و Agile در تمرکز مشترک خود بر بازخورد سریع است.در توسعه سنتی، شبیه سازی اغلب دیر می شود، پس از یخ طراحی، منجر به کار مجدد پر هزینه، CAE در هر اسپریت، تیم های را قادر می سازد تا تغییرات تدریجی را تأیید کنند. این ترکیب توسعه محصول را از یک سریال، فرایند سخت به یک یادگیری پویا، یادگیری گرا تبدیل می کند.

مراحل برای یکپارچه سازی CAE در فرایندهای Agile

۱- ادغام اولیه

فعالیت های شبیه سازی را به محض ظهور مفاهیم طراحی شروع کنید، به جای انتظار برای یک مدل کامل CAD، از هندسه ساده یا مدل های سفارش برای تست فیزیک بنیادی استفاده کنید.این رویکرد خطرات عمده مانند تمرکز استرس یا جدایی جریان را شناسایی می کند - قبل از اینکه متعهد به طراحی دقیق شود. ابزارها مانند Ansys Discovery یا SimScale قابلیت های شبیه سازی زمان واقعی را ارائه می دهند که با سرعت سرعت آن هماهنگ می شوند.

۲- ساخت تیم های Cross-Functional

Agile در همکاری رشد می کند. شامل مهندسان شبیه سازی به طور مستقیم در تیم های توسعه محصول است.این تضمین می کند که بینش CAE به وضوح در طول برنامه ریزی اسپریت و برنامه های آموزشی روزانه ارتباط برقرار می کند.از ایجاد یک بخش جداگانه "simulation" که به عنوان یک تنگنا عمل می کند، طراحان را قادر می سازد تا شبیه سازی های اول را اجرا کنند، با کارشناسان در حال انجام تجزیه و تحلیل های پیچیده.

۳- جریان های کاری خودکار برای سرعت

تنظیمات دستی شبیه سازی ها زمان بر و خطا-prone. Automate مش، شرایط مرزی و تنظیمات حل کننده با استفاده از اسکریپت (به عنوان مثال، پایتون، MATLAB) یا اتوماسیون داخلی در ابزارهایی مانند Abaqus یا COMSOL، این خط لوله های خودکار را به زیرساخت CI / CD شما متصل می کند.

۴- حلقه های بازخورد مداوم

نتایج شبیه سازی مشترک در یک فرمت بصری، آسان به آسان در طول بررسی های اسپرینت، استفاده از سیستم عامل های مبتنی بر ابر مانند SimScale یا Onshape برای همکاری در داده های شبیه سازی در زمان واقعی تشویق مهندسان تست برای ارتباط پیش بینی شبیه سازی با آزمایش های فیزیکی، تغذیه آن بینش ها به بازخورد بعدی اسپرینت، بازخورد مداوم مانع از انباشت بدهی فنی و حفظ عملکرد محصول با اهداف عملکرد می شود.

۵- تست های اکتشافی درون Sprints

برای مثال، برنامه ریزی برای چرخه های شبیه سازی چندگانه در هر اسپریت، یک اسپرینت دو هفته ای ممکن است شامل شبیه سازی اولیه در روز 3، یک تجدید نظر طراحی بر اساس یافته ها، یک شبیه سازی دوم در روز 7 و یک اعتبار نهایی قبل از پایان اسپرینت است.این کادر تقلید از حلقه تست-analyze-fix چابک اما در دامنه مجازی استفاده از قالب های سبک و موارد استاندارد برای حفظ سازگاری در سراسر ⁇ .

مزایای CAE در Agile Development

کاهش زمان به بازار

با گرفتن نقص های طراحی در اوایل، CAE نیاز به نمونه های فیزیکی متعدد و کمپین های تست فیزیکی طولانی را از بین می برد. شرکت ها گزارش می دهند که چرخه های توسعه را تا 30-50٪ کوتاه می کنند، به عنوان مثال، یک شرکت الکترونیک مصرف کننده با استفاده از FEA در اسپری مسکن کاهش 70٪ قبل از ابزار - صرفه جویی در ماه های کار مجدد.

صرفه جویی در هزینه

نمونه برداری فیزیکی و تست می تواند 30-40 درصد از بودجه توسعه محصول را مصرف کند. شبیه سازی کاهش می دهد که هزینه با جایگزینی تست های فیزیکی با تست های مجازی، علاوه بر این، تشخیص زود هنگام شکست از عقب نشینی های گران قیمت جلوگیری می کند، حتی عامل در مجوز نرم افزار و منابع محاسبه، ROI CAE در فرآیندهای چابک به طور قابل توجهی مثبت است.

نوآوری پیشرفته

تیم های Agile می توانند انواع مختلف طراحی را به طور موازی با استفاده از شبیه سازی بررسی کنند، به جای اینکه یک مفهوم را انتخاب کنند و بر روی آن تمرکز کنند، مهندسان می توانند آزمایش های مجازی را روی ده ها گزینه اجرا کنند – مواد تغییر یافته، هندسه یا شرایط مرزی – و بهترین اجرا کننده را انتخاب کنند.

بهبود کیفیت محصول

آزمایش مداوم مجازی در سراسر اسپرینت ها به طور سیستماتیک ضعف ها را از بین می برد. محصولاتی که با این رویکرد ساخته شده اند، قابلیت اطمینان بالاتری دارند و در صنایع تنظیم شده مانند دستگاه های پزشکی یا خودرو، CAE شواهد مستندی برای انطباق، گواهینامه های سریع ارائه می دهد.

چالش ها و چگونگی غلبه بر آن ها

دانلود بازی زمان

شبیه سازی های پیچیده (به عنوان مثال، تجزیه و تحلیل کامل تصادف) می تواند ساعت ها یا روزها را طول بکشد، با توجه به نیاز چابک برای بازخورد سریع، میت این را با استفاده از مدل های کاهش سفارش، مدل های سوررو گیت، یا محاسبات با کارایی بالا مبتنی بر ابر که مقیاس در تقاضا.برنامه تجزیه و تحلیل های طولانی مدت خارج از چرخه اسپری و استفاده از مدل های ساده برای بازخورد.

مقاومت فرهنگی

تیم های مهندسی سنتی ممکن است از ذهنیت "آزمایش به عقب" به یک رویکرد شبیه سازی مبتنی بر شبیه سازی مبتنی بر آن مقاومت کنند.این را از طریق حمایت رهبری، آموزش و جشن بردن پیروزی های اولیه نشان می دهد که چگونه شبیه سازی اعتماد به نفس طراحی را به جای جایگزین کردن تست فیزیکی به طور کامل بهبود می بخشد.

مدیریت داده ها

Agile حجم بالایی از نتایج شبیه سازی را ایجاد می کند که باید قابل ردیابی و قابل دسترس باشد. پیاده سازی یک سیستم مدیریت داده شبیه سازی (SDM) یا استفاده از مخازن کنترل نسخه (به عنوان مثال با Git LFS) استاندارد سازی نام فایل، متاداده و ذخیره سازی نتیجه به طوری که هر عضو تیم می تواند شبیه سازی های گذشته را بازیابی کند.

ابزار یکپارچه سازی

بسیاری از ابزارهای مدیریت پروژه چابک محبوب (Jira، Trello، Azure DevOps) فاقد قلاب های شبیه سازی بومی هستند. پل این شکاف را با استفاده از API ها برای فشار دادن وضعیت شبیه سازی، نتایج و هشدار به طور مستقیم به هیئت مدیره چابک خود به روز می کند.به عنوان مثال، یک اسکریپت می تواند یک بلیط Jira را به طور خودکار به روز کند، زمانی که شبیه سازی پایان می رسد، یک گزارش خلاصه را انتخاب کند.

بهترین روش ها برای ادغام موفق CAE-Agile

  • ستاره کوچک: یک خط محصول یا یک تیم اسپریت را انتخاب کنید تا ادغام را امتحان کنید.
  • سرمایه گذاری در مهارت های بالا: ارائه کارگاه های دستی برای طراحان برای اجرای شبیه سازی های پایه.ارائه مهندسان شبیه سازی با آموزش چابک.
  • مقیاس موفقیت های اصلاح شده: معیارهای پیگیری مانند تعداد شبیه سازی در هر اسپری، نسبت کاهش نمونه اولیه و زمان به نتیجه شبیه سازی اول استفاده از این برای نشان دادن ارزش به ذینفعان.
  • آلign Sprint Cadence با شبیه سازی زمان: اگر شبیه سازی به طور معمول دو روز طول می کشد، اطمینان حاصل کنید که طول اسپریت طولانی مدت است که به طور متناوب، چرخه های شبیه سازی از مرزهای پر سرعت با استفاده از "لطه قلب ساده" که به طور مداوم اجرا می شود.
  • یک کتابخانه شبیه سازی را در خود جای دهید: [FLT 1] یک مخزن از مدل های شبیه سازی معتبر، شرایط مرزی و خواص مواد را ایجاد کنید. استفاده از این سرعت تنظیم و اطمینان از سازگاری در سراسر اسپرینت.
  • شبیه سازی های "Failed": در چابک، شکست یک فرصت یادگیری است.

نتیجه گیری

ادغام CAE به توسعه محصول چابک در مورد اضافه کردن پیچیدگی نیست؛ [LT3] در مورد تزریق بازخورد بالا، بازخورد داده محور به هر تکرار است.با تغییر شبیه سازی چپ و جاسازی آن در روش متقابل، خودسازماندهی تیم ها، سازمان ها می توانند به طور چشمگیری کوتاه مدت زمان به بازار، کاهش هزینه ها و افزایش عملکرد محصول.