Dassault Systèmes: Studium przypadku XSun

– 3DEXPERIENCE pozwala nam projektować oraz konsolidować wszystkie dane w ramach wspólnej platformy, dzięki czemu dysponujemy wyjątkową, spójną i zrozumiałą konfiguracją wszystkich podsystemów - mówi Benjamin David, założyciel i dyrektor generalny XSun.

Andrea Viti, inżynier XSun ds. aerodynamiki i energii aerotermalnej, korzysta z platformy na co dzień. – Doskonałość aerodynamiczna wymaga precyzji – wyjaśnia. – Platforma umożliwia analizę zachowania pól aerodynamicznych podczas modyfikowania podzespołów drona. Możliwość symulowania wydajności drona zaraz po ukończeniu jego projektu jest dla nas kluczowa. Rozwiązania firmy Dassault Systèmes pozwalają nam szybko wprowadzać modyfikacje i obserwować ich wpływ na ogólną strukturę oraz rozmieszczenie poszczególnych podzespołów.

– Platforma 3DEXPERIENCE jest podstawą projektowania ukierunkowanego na współpracę – dodaje. – Samoloty i statki powietrzne to skomplikowane i interdyscyplinarne systemy i choć każda z osób zaangażowanych w projekt działa we własnej dziedzinie, podejmowane decyzje wpływają na poszczególne podsystemy. Do zaprojektowania układu chłodzenia płytki drukowanej drona SolarXOne, która odpowiada za zarządzanie energią słoneczną, potrzebna była wiedza z zakresu inżynierii termalnej, aerodynamiki i optymalizacji rozmieszczenia elementów konstrukcyjnych. Platforma 3DEXPERIENCE pozwala inżynierom monitorować ogólną równowagę jednostki po każdej wprowadzonej modyfikacji.

Potwierdza to Denis Pitance, inżynier XSun ds. testów. – Pracowałem nad wielkością śmigieł i ich rozmieszczeniem – mówi. – Jednocześnie członkowie innego zespołu pracowali nad kształtem nowego podwozia. Dzięki 3DEXPERIENCE odkryliśmy, że podwozie nie było optymalnie umieszczone względem śmigieł. Odkrycie tego błędu na wczesnym etapie pozwoliło nam odpowiednio ograniczyć wielkość podwozia.

Płynna komunikacja

Chmura obliczeniowa zapewnia XSun wyjątkową zwinność operacyjną. – Zapewnia nam zdalny dostęp do zaawansowanych narzędzi projektowych i symulacyjnych – mówi David. – Możemy zdalnie połączyć się z platformą, nawet podczas wizyty u klienta. Jest to bezpośrednim nawiązaniem do naszej idei, zgodnie z którą statki powietrzne XSun mogą z łatwością dolecieć w dowolne miejsce. – Oferta chmurowa firmy Dassault Systèmes była dla nas oczywistym wyborem – dodaje Pitance. – Często podróżuję i z tego względu potrzebuję dostępu do moich plików z dowolnego miejsca.

Wszyscy pracownicy mają równoczesny dostęp do platformy i mogą ze sobą współpracować niezależnie od specjalizacji lub używanej aplikacji. – Z naszej perspektywy jedną z największych zalet platformy 3DEXPERIENCE jest możliwość pracy w chmurze – mówi Viti. – Czymś zupełnie nowatorskim jest dla nas wirtualne środowisko pracy. Każdy z nas może śledzić pracę innych, aby zapewniać wsparcie lub dzielić się nowymi spostrzeżeniami. Platforma jest zadziwiająco łatwa w obsłudze. Funkcje chmury obliczeniowej nie tylko ułatwiły współpracę zdalną, ale także zwiększyły efektywność naszych zespołów.

Szczególnych problemów dostarczył projekt skrzydeł drona SolarXOne. Znalezienie odpowiednich proporcji tych elementów nie było łatwym zadaniem. – W pewnym momencie wydawało się nam, że łatwiej będzie zacząć od nowa – mówi David. – Aplikacje CATIA i SIMULIA bardzo nam pomogły, umożliwiając szybkie przetestowanie kilku różnych wersji projektu w środowisku wirtualnym, czego wynikiem jest wersja finalna.

– Nasze projekty są wyjątkowe – mówi Viti. – Jakość powierzchni, aerodynamika i ogólna geometria poszczególnych elementów... wszystko musi być idealne; inaczej jednostka nie będzie latać. Pod tym względem aplikacja CATIA spełniła wszystkie nasze wymagania.

Możliwość wirtualnej weryfikacji projektu jednostki latającej z zastosowaniem realistycznej symulacji przed rozpoczęciem produkcji ma fundamentalne znaczenie. Do symulowania dynamiki płynów Viti wykorzystuje głównie aplikację SIMULIA, którą ceni za zaawansowane funkcje z zakresu aerodynamiki. Aplikacja SIMULIA pozwala mu tworzyć modele z różnych materiałów, testować różne konfiguracje przewodów i symulować przepływ powietrza, aby zapewnić wytrzymałość konstrukcji. – Zależało nam na rozwiązaniach pozwalających analizować różne zjawiska – mówi Viti. – Nasz zespół musiał skupić się w szczególności na rozpraszaniu energii cieplnej i turbulencjach. Aplikacja SIMULIA pozwoliła nam stworzyć optymalny projekt oraz sprawdzić zachowanie jego poszczególnych wersji, co pozwoliło ograniczyć liczbę testów fizycznych. Z uwagi na fakt, że aplikacje CATIA i SIMULIA są ściśle zintegrowane, modele symulacyjne były automatycznie aktualizowane przy każdej weryfikacji projektu.

Szybsza praca

Udział XSun w projekcie 3DEXPERIENCE Lab pozwolił przyspieszyć pracę w wielu obszarach. – Jako członkowie inicjatywy Lab mieliśmy dostęp do wszystkich funkcji platformy i możliwość konsultowania się z ekspertami – wyjaśnia David. – Dzięki mentoringowi mogliśmy podnieść nasze kwalifikacje techniczne, co miało pozytywny wpływ na naszą firmę. Andrea Viti przyznaje, że na samym początku projektu nie znał platformy 3DEXPERIENCE. – Specjaliści z Lab zapewnili nam wszystkie niezbędne narzędzia w niecałe trzy tygodnie – mówi Viti. – Jeśli potrzebujemy pomocy przy rozwiązaniu problemu, eksperci Lab służą wiedzą i doświadczeniem.

Startup XSun mógł cieszyć się nie tylko przyspieszeniem prac projektowych, ale także możliwością podniesienia kwalifikacji pracowników. – Dzięki różnorodności ekosystemu Lab możemy przyspieszyć pracę w wielu obszarach – dodaje Viti. – Projekt wstępny całej jednostki latającej ukończyliśmy w niecały rok, co jest nie lada osiągnięciem, biorąc pod uwagę jego złożoność. Rezultatem współpracy jest dron zbudowany w całości z materiałów kompozytowych ze skrzydłami wyposażonymi w wysoko wydajne ogniwa fotowoltaiczne. Jednostka SolarXOne waży niecałe 25 kg, a rozpiętość jej skrzydeł przekracza 4,5 metra. W trybie autonomicznym maksymalny czas lotu to co najmniej 12 godzin, przy czym celem konstruktorów jest wydłużenie go do 20 godzin. – Limit ciężaru wynoszący 25 kg jest bardzo ważny, ponieważ umożliwia korzystanie z naszego drona na całym świecie – wyjaśnia David.

– Ograniczenie to jest częścią najnowszych międzynarodowych przepisów dotyczących używania dronów. Zakres zastosowań dronów nieustannie się poszerza i obejmuje m.in. badania naukowe, biznes, ratownictwo, rolnictwo, służby miejskie itp. Drony mogą m.in. wspomagać monitorowanie pogody oraz obserwacje oceaniczne i geologiczne, a także ułatwiać śledzenie zanieczyszczeń powietrza. Zastosowania związane z obronnością i bezpieczeństwem obejmują pełnienie funkcji przekaźników telekomunikacyjnych na potrzeby ochrony granic lądowych i morskich oraz monitorowanie lasów. W kontekście biznesowym drony mogą m.in. pełnić funkcje transportowe, pomagać w odkrywaniu zasobów naturalnych i prowadzeniu badań topograficznych, a także wspierać rolnictwo precyzyjne.

Ukierunkowanie na wytrzymałość jest doskonałym motywatorem w kontekście badań i innowacyjności. Wyzwania naukowe i technologiczne w połączeniu z interdyscyplinarną współpracą i innowacyjnymi rozwiązaniami pozwalają realizować ambitne cele, czego przykładem jest dron SolarXOne. Efektem wdrożenia nowej koncepcji będą adaptowalne oraz reaktywne rozwiązania do zastosowań cywilnych i wojskowych związanych z obserwacją i telekomunikacją.