Sammanfatta detta blogginlägg med:
För mer än 500 år sedan, när Leonardo da Vinci experimenterade med sina flygmaskiner, tuschade han ritningar och tillverkade fysiska modeller innan han började skapa sina designunderverk. Hans tekniker lade grunden för modern ingenjörskonst. Framväxten av datorstödda ritsystem (CAD) under 1900-talet automatiserade ritprocessen för ingenjörer, och CAD utvecklades till datorstödd design genom att lägga till 3D-modellering och tillverkningsplanering till programvarufunktioner. Framöver har vi digitala tvillingar: dynamiska och realistiska datorbaserade instansieringar av faktiska system och enheter.
Digitala tvillingarfungerar som de mest exakta replikorna av fysiska objekt, vilket gör det möjligt för forskare och ingenjörer att testa sina idéers kapacitet och genomförbarhet innan de fattar kritiska beslut i verkligheten. De digitala tvillingarna har gått från trial-and-error-baserad ingenjörskonst till systematisk, vetenskapsbaserad ingenjörskonst och optimering.
Det är möjligt tack vare framsteg inom högpresterande datorteknik (HPC), nu kan vi använda digitala tvillingar för att virtuellt utforska handelsutrymmen, komponentinteraktion och prestanda, drift och tillverkningsprocesser över ett systems livscykel eller en enhet för att stödja prestandabaserat underhåll.
Digital ingenjörskonst är mer än avancerad teknik som integrerar data genom att dra nytta av digital kompetens. Det är den praktik där nya applikationer levereras och utformas.
Digital ingenjörskonst omfattar nyttan, metoderna och processen för att skapa nya digitala produkter heltäckande och utnyttjar teknik och data för att skapa förbättringar av applikationer – eller till och med helt nya lösningar.
I den hyperkonkurrensutsatta moderna teknologiska världen är uppkoppling och sociala nätverk normerna. Konsumenter söker värde för sin investering; därför är de aktiva deltagare i produktdesignprocessen för att säkerställa att produkten möter marknadens efterfrågan. Digitalisering avtillverkning ger automatiserad anpassning, analytiska simuleringar och flexibla modeller för att leverera personlig tillverkning till konsumenter.
Lyckligtvis har industrier idag nya tekniker som big data,molntjänster, mobila tjänster och IoT som hjälper till att väva samman den digitala tråden för att skapa ett riktat informationsflöde. Dessa tekniker kopplar samman olika företagssektorer för att förenkla drift, samarbete, kvalitetshantering och produktspårbarhet. Detta är särskilt viktigt inom flygindustrin där komponenterna är komplexa, krav på hög kvalitet med nolltoleranser måste uppfyllas och kostnadsreducering är avgörande.
Ur ett ingenjörsperspektiv har modellering förbättrats avsevärt och fortsätter att utvecklas. De ursprungliga 2D-modelleringsteknikerna har utvecklats till 3D-modelleringstekniker i kombination med analytiska simuleringar för att fastställa modellernas användbarhet under en mängd olika förhållanden. Gradvis kan 3D-modeller nu skrivas ut i det som kallas 3D-utskrift genom att kombinera datorstödd tillverkning (CAM) och professionell kodning.
Resultatet av 3D-utskrift är additiva tillverkningstekniker som är tillämpliga för både faktisk produktion och prototypframställning. Additiva tillverkningsprocesser överensstämmer bäst med modellbaserade konstruktionsmetoder (MBE) och digitala 3D-modeller.
Till exempel Boeings 787 Dreamliner vars titandelar 3D-printades. Additiv tillverkning underlättar skapandet av nya produkter och är inflytelserik i designprocessen eftersom komplexa komponenter enkelt kan bearbetas och antalet monteringsdelar minskas.
Det är tydligt att digital ingenjörskonst har påverkat prestandan vid utförandet av uppgifterna avsevärt. Ett brett spektrum av fördelar erbjuds inom kostnad, säkerhet, kvalitet och programdesign. Därefter tros den digitala ingenjörskonstens roll kunna maximera penetrationen på marknaden så att produkterna blir mer acceptabla.
Detta kan inte separeras från det ökande anseendet i takt med att branschen inom digital teknik vinner sin popularitet. I linje med detta finns det många fördelar när ingenjörer överväger att använda digital teknik, och här är de.
1. Användningen av avancerad teknik vid genomförandet av projekt bidrar till att öka förtroendet för projektresultaten, berika kunskapen, minska kostnaderna och minimera riskerna.
2. Den samarbetsmiljö som involverar människor från olika bakgrunder anses vara den bästa lösningen för att utveckla och validera alla pågående projekt. Här blir de digitaliserade systemen kärnan när projekten genomförs.
3. Med hjälp av digital ingenjörskonst hjälper det ingenjörerna att planera designen med maximal effektivitet så att tillgångarnas värde kan maximeras.
4. Det är obestridligt att digital ingenjörskonst också spelar sin roll för att både identifiera och minska hälsan, riskerna och säkerheten för all byggpersonal och tillgångar.
5. Avancerad teknik är också av stor betydelse för att kunna göra snabba tester för att fastställa lösningar virtuellt och viss identifiering och valideringar. Detta blir även den bästa lösningen för kunderna.
Elfordon
Elfordon fortsätter att utmana traditionella fordonsmetoder genom att subventionera ekonomiska och miljömässiga faktorer. Miljömyndigheter och industrier driver på för grön energi, och digital teknik kommer att vara den mest hållbara lösningen för miljöskyddsåtgärder och energi.
Enligt prognosen kommer det att finnas över 125 miljoner elbilar i världen år 2030. Denna förutsägelse baseras på en tillväxt på 54 % med cirka 3,1 miljoner elbilar år 2017. Med denna utveckling kommer digital teknik att fortsätta spela en avgörande roll inom bilindustrin.
Rymdfarkoster
SpaceX, en privat organisation finansierad av Elon Musk, har haft ett genombrott i rymden genom att vinna kontrakt med myndigheter som ger sig ut i rymden och NASA. Att designa en raket kräver ett team av skickliga ingenjörer, flygtekniker och strukturer. Falcon-raketen som designats på SpaceX kombinerar programvara för produktdatahantering (PDM) och finita elementanalys (FEA) koordinerad av Siemens programvarulösning Teamcenter. De kompletta SpaceX-systemen har NX-programvara som ger virtuella modeller av Falcon-raketen för att erbjuda gränssnitt till designers och tekniska komponenter. SpaceX har helt digitaliserat sin verksamhet i sin fabrik genom designstadiet, tillverkningen och bearbetningen. Så småningom har digital teknik gjort SpaceX till det enda privata företaget som ger sig ut i rymden.
Virtuell utbildning
Boeings gruppav flygplanstillverkare har anammat digital ingenjörskonst. Organisationen använder en avancerad digital verktygslåda som samarbetar med AR, avancerad analys, molntjänster och IoT för att lösa komplexa problem inom flygindustrin. Förstärkt verklighet hjälper till att utbilda arbetare virtuellt i produktionsprocessen, vilket minskar realtidsutbildning på produktionsgolv. För närvarande har Boeing ett forskningsprojekt om AR med Digital Manufacturing and Design Innovation Institute (DMDII), ett ideellt federalt företag som är engagerat i att utveckla avancerad tillverkningsteknik och förbättra amerikansk tillverkningskonkurrenskraft. Genom att utnyttja kapacitetsdelning använder de två organisationerna 3D-kameror med avancerad bildbehandling och datorseendealgoritmer för att skapa en enkel, intuitiv metod för förstärkt verklighet. Därför kan en expert spela in instruktioner medan han utför en komplex operation med hjälp av medfödda digitala arbetsinstruktioner och presentera dem för andra för utbildningsmål, vilket ökar tillgängligheten av utbildningsresurser och minskar kostnaderna.
Digital ingenjörskonst kan ses som ett mer samarbetsinriktat och välgrundat arbetssätt. Det underlättas av digitala processer och tekniska framsteg för att möjliggöra mer produktiva planeringsmetoder, drift, design och underhåll av tillgångar. Genom integration och datainsamling syftar den till att öka värdet på ett projekt vid leverans och därefter. I slutändan förändras processerna inom digital ingenjörskonst ständigt, och utvecklingen av omvälvande tekniker kommer alltid att fortsätta.