革新的な製品を市場に投入するレースでは、エンジニアリングチームは、妥協することなく開発サイクルを削減するために、圧力を増加させます。 コンピュータ・エイドリングエンジニアリング(CAE)は、長年に渡って伝統的な製品開発に精通してきましたが、その真の潜在能力は、アジャイルフレームワークに統合したときにロック解除されます。 シミュレーションと分析を直接反復ワークフローに組み込むことで、組織は、より早く設計欠陥を検出し、より代替品を探索し、物理的なプロトタイプにコミットする前に性能を検証することができます。 このコンバージェンスループと製品の組み合わせは、製品設計を加速し、製品設計を加速します。

CAEとアジャイル法の理解

CAEは、物理現象をモデル化するシミュレーションツールを実装しています。フィニト要素解析(FEA)は、流体の流れと熱伝達のための計算式流体力学(CFD)、および動きと負荷のためのマルチボディダイナミクス。これらのツールは、エンジニアがさまざまな条件下で仮想プロトタイプをテストし、物理的なテストに対する信頼性を減らすことを可能にします。一方、アジャイル手法は、反復的な開発、継続的なコラボレーション、および変化に対する適応性を優先します。スプリント、毎日のスタンドアップ、ホールセール、およびホールセールは、アジャイルチームです。

CAEとアジャイルの相乗効果は、迅速なフィードバックに共通の焦点にあります。従来の開発では、シミュレーションは、設計フリーズの後に遅くなることが多いため、コストリーな作業につながります。アジャイル環境では、各スプリント内でCAEが埋め込まれており、チームは増分的な変化を検証することができます。この組み合わせは、シリアル、剛性プロセスから動的、学習指向の1に製品開発を変換します。

CAEをアジャイルプロセスに統合する手順

1.早期シミュレーションの統合

設計コンセプトが現れた直後にシミュレーション活動を始めます。CADモデルを完成させる代わりに、単純化された幾何学的または縮小されたモデルを使用して、基本的な物理をテストします。このアプローチは、ストレスの集中やフローの分離などの主要なリスクを識別し、詳細な設計にコミットします。Ansys DiscoveryやSimScaleなどのツールは、アジャイルのクイック反復の経年に合わせてリアルタイムのシミュレーション機能を提供します。

2. 十字機能チームを造って下さい

コラボレーションに関するアジャイルなスライヴ。製品開発チーム内で直接シミュレーションエンジニアを含める。これにより、CAEインサイトがスプリント計画と毎日のスタンドアップ中に明確に通信されることが保証されます。ボトルネックとして機能する別の「シミュレーション部門」を作成しないでください。代わりに、デザイナーが最初のパスシミュレーションを自分で実行し、複雑な分析をエキスパートが処理します。クロス機能トレーニングプログラムは、シミュレーションスペシャリストと設計エンジニアのギャップを埋めることができます。

3. ワークフローを自動化する

シミュレーションの手動設定は、時間と消費とエラーが発生します。 スクリプト(例えば、Python、MATLAB)またはAbaqusやCOMSOLなどのツールでビルトイン自動化を使用して、メッシュ、境界条件、およびソルバー設定を自動化します。 これらの自動化されたパイプラインをCI / CDインフラストラクチャに統合します。 たとえば、CADモデルのパラメータ変更は、結果ダッシュボードをポップアップする自動シミュレーションをトリガーできます。 これにより、数日から数時間または数時間までのサイクル時間を短縮できます。

4. 連続フィードバック ループを埋め込む

シミュレーション結果をスプリントレビュー中に視覚的に、簡単にダイジェスト形式で共有します。SimScaleやOnshapeなどのクラウドベースのプラットフォームを使用して、シミュレーションデータをリアルタイムでコラボレーションします。テストエンジニアが、物理的なテストでシミュレーション予測を関連付け、それらのインサイトを次のスプリントのバックログに戻します。継続的なフィードバックにより、技術的な債務の蓄積を防ぎ、パフォーマンスターゲットと製品が整列されます。

5. プリント内の反復テストを実施

sprint ごとの複数のシミュレーションサイクルを計画します。例えば、2 週間のスプリントには、検索に基づく設計変更、7日目の2番目のシミュレーション、スプリント終了前の最終検証などが含まれます。このアジャイルのtest-analyze-fixループを模倣するこのアジャイルが仮想ドメインに移行します。軽量シミュレーションテンプレートと標準化されたテストケースを使用して、反復を介した一貫性を維持します。

ジャイル開発におけるCAEのメリット

市場投入までの時間短縮

設計上の欠陥を早期にキャッチすることにより、CAEは、複数の物理プロトタイプと長い物理的なテストキャンペーンの必要性を排除します。 企業は、シミュレーションがアジャイルに統合されると、30〜50%の開発サイクルを短縮します。 例えば、Sprints内のFEAを使用して消費者エレクトロニクス会社が、作業の保存数が70%前に住宅の亀裂の問題を減らす。

コスト削減

物理的な試作とテストは、製品開発予算の30〜40%を消費することができます。シミュレーションは、物理的なテストを仮想ものに置き換えることによって、その費用を削減します。さらに、早期の故障検出は、コストの低下を回避します。ソフトウェアライセンスと計算リソースにさえも、アジャイルプロセスにおけるCAEのROIは大幅に前向きです。

イノベーションの強化

アジャイルチームは、シミュレーションを使用して複数の設計のバリエーションを並列的に探索することができます。 1つのコンセプトを選ぶ代わりに、エンジニアは材料、幾何学、または境界条件を変更し、最高のパフォーマーを選択するためのオプションの数十で仮想実験を実行することができます。 この自由は、創造性を促進し、より革新的なソリューションにつながる。

改善された製品品質

プリント横断の継続的な仮想テストは、体系的に弱点を排除します。このアプローチで構築された製品は、より高い信頼性と少ないフィールド障害を展示します。医療機器や自動車などの規制業界では、CAEは、コンプライアンス、アクセラレーション認証のための文書化された証拠を提供します。

課題とテーマを克服する方法

シミュレーションランタイム

複雑なシミュレーション(例、全周クラッシュ解析)は、アジャイルの迅速なフィードバックの必要性を抱える時間や日を取ることができます。 これを削減順序モデル、代理モデル、またはクラウドベースの高性能コンピューティングを使用して、要求に応じて軽減します。 スケジュール 長期実行分析 外部スプリントサイクルと、プリントフィードバックの簡素化モデルを使用します。

文化的抵抗

従来のエンジニアリングチームは、精神的「テスト・ツー・パス」から反復的なシミュレーション・主導的なアプローチにシフトする抵抗を発揮します。リーダーシップのスポンサーシップ、トレーニング、早期の勝利を祝うことで、この取り組みに取り組むことができます。シミュレーションが、物理的なテストを完全に交換するのではなく、設計上の自信を改善する方法を示します。1つのスプリントチームをパイロットとして立ち上げるグラデーションは、組織的な購入・インを構築することができます。

データ管理

Agileは、追跡可能でアクセス可能である必要があるシミュレーション結果の大量生成をします。シミュレーションデータ管理システム(SDM)を実装するか、バージョン制御リポジトリ(Git LFSなど)を使用します。 任意のチームメンバーが過去のシミュレーションを取得できるように、ファイルネーミング、メタデータ、および結果ストレージを標準化します。 これは、規制監査およびナレッジ保持をサポートしています。

ツールの統合

多くの一般的なアジャイルプロジェクト管理ツール(Jira、Trello、Azure DevOps)はネイティブシミュレーションのホックを欠いています。APIを使用してこのギャップをブリッジして、シミュレーションのステータス、結果、アラートを直接アジャイルボードにプッシュします。例えば、シミュレーションが完了すると、スクリプトは自動的にJiraチケットを更新し、サマリーレポートを添付することができます。オープンAPIとサポートオートメーションを提供するCAEツールを選択します。

成功するCAE-Agileの統合のためのベストプラクティス

  • Small:の開始] 1つの製品ラインか1つのスプリントチームを選択して、統合をパイロットします。 ドキュメントレッスンは、徐々に学習し、スケールアップします。
  • ] アップ・スキルリングで最初に:[ デザイナーが基本的なシミュレーションを実行するためのワークショップを提供。 シミュレーションエンジニアにアジャイルトレーニングを提供します。 共有言語は摩擦を減らします。
  • ダイアドイン成功メトリック:[] スプリント、プロトタイプの減少比、および最初のシミュレーション結果までの時間あたりのシミュレーションの数などのトラックメトリック。 これらを使用して、ステークホルダーに価値を実証します。
  • [シミュレーションの期間を持つアラインのスプリントキャデンス:[]]:通常2日かかる場合、スプリントの長さがそれに対応していることを確認してください。 また、スプリント境界からデカップリングシミュレーションサイクルを継続的に実行する「シミュレーションハートビート」を使用することで行います。
  • [ シミュレーションライブラリ:[] の維持 検証されたシミュレーションモデル、境界条件、および材料特性のリポジトリを作成します。 これらを使用して、セットアップを加速し、スプリント全体で一貫性を確保します。
  • ] 励起 “失敗” シミュレーション:[] 並行して、失敗は学習機会です。 シミュレーションが悪い設計を明らかにするという考え方を正常化することは価値があります。 文書の失敗モードと知識ベースに追加します。

コンテンツ

CAEをアジャイル製品開発に統合することは複雑性を増大させるものではありません。それは、あらゆる反復に高品質のデータ主導のフィードバックを注入することです。シミュレーションを左右にシフトし、クロス機能、自己組織化のチーム内で埋め込むことで、組織は、時間短縮、コストの削減、製品性能の向上を実現します。課題は、実行時間、文化、データ管理、非審的な計画と投資で実質的に、十分に耐えられます。製品サイクルとして、CAFallは、その開発を成功させるためのものです。