דף הבית מחשבים וטכנולוגיה מחשבים וטכנולגיה - אחר מרעיון ועד לשיווק: סימולציה מצמצמת את אי הוודאות בחדשנות מוצר
מרעיון ועד לשיווק: סימולציה מצמצמת את אי הוודאות בחדשנות מוצר
מעיין סבן 26/03/15 |  צפיות: 1640

בתעשיית האלקטרוניקה של ימינו, חדשנות היא דבר הכרחי לטובת השגת צמיחה, כאשר זמן קצר בין שלב הרעיון על המוצר ועד להגעה לשלב שיווק המוצר בשוק - זהו המפתח להשגת ערך מקסימאלי. הטיעון כי הישגים עצומים אפשריים ע"י שיפור תהליכי קבלת ההחלטות בשלב מוקדם של המו"פ, ללא ספק נשמע ע"י רבים.

אך הניסיון מלמד כי דווקא איכות הרעיון, ובאופן מכריע, איכות ההוכחות התומכות באותו רעיון, זה הדבר שיכול לעשות את ההבדל הגדול. אפילו התהליכים הטובים ביותר לא מסוגלים לייצר תוצאות החלטיות כאשר עוסקים בטכנולוגיות עם פוטנציאל להיות פורצות דרך, אשר יש להן הוכחות זעומות בלבד. דרך מהירה וזולה לצמצום אי הוודאות היא הכרחית.

מעבדות שארפ באירופה, באוקספורד שבאנגליה, הן חלק מרשת גלובאלית של אתרי מו"פ של חברת שארפ, האחראים על פיתוח טכנולוגיות חדשות בתאגיד. תפקידם הוא לא רק לתמוך בשיפור מתמיד בפורטפוליו המוצרים הנוכחי של שארפ, אלא גם להבטיח את ההצלחה העתידית של שארפ בטווח הארוך דרך חדשנות מרחיקת לכת לטובת יצירת קו מוצרים חדש לחלוטין.

שינוי משמעותי שנעשה במעבדה בעשור האחרון הינו מעבר לצורת עבודה יותר מולטידיסיפלינארית. השתנה הכיוון להתמקדות במערכות או במוצרים כמכלול, כגון מערכות הבריאות ומערכות האנרגיה. הטבע המולטידיסיפלינארי של העבודה מביא עימו מורכבות מוגברת, כאשר החוקרים חייבים להבין כיצד כל החלקים מתאימים יחדיו, ואת היחסים המורכבים הקיימים בגבול בין שתי מערכות פיזיקליות.

למזלם, בעוד שמורכבות הבעיות עימן הם מתמודדים במעבדה עולה, התקדמויות במידול הממוחשב מספקות עזרה רבה בצורת כלים עוצמתיים של סימולציות אלמנטים סופיים, כמו תוכנת COMSOL Multiphysics. עבורם, היתרון העיקרי ב- COMSOL הוא שהיא מאפשרת ביצועים ניסויים וירטואליים אשר עוקפים את המגבלות המכאניות של תופעות פיזיקליות כאלו ואחרות, דבר שהיה יותר מדי קשה, מצריך זמן רב ועלויות גבוהות מאוד, לנסות ולעשות בעולם האמיתי.

דוגמא אחת בה COMSOL היוותה כלי חיוני הינה בפרויקט הפיתוח של מתקן מעבדה-על-שבב עבור אפליקציות לאבחון רפואי. הפרויקט ממנף את המומחיות של שארפ בייצור LCD, והוא מבוסס על טכנולוגיה המוכרת בשם מיקרופלואידיקה דיגיטלית, המאפשרת בקרה מדויקת ומניפולציה של רסיסי נוזל בסדר גודל של סאב-מילימטר, על החלק העליון של מערך חיישנים אלקטרוניים.

אתגר גדול בפיתוח המתקן הינו בתכנון שערי הכניסה של הנוזל כדי לאפשר לנוזלים ביולוגיים ולראגנטי ניסוי לזרום לתוך המערך תחת בקרה חשמלית. בצורה קריטית, היכולת המולטיפיזיקלית של COMSOL איפשרה להם למדל אינטראקציות בין ממשק מוצק-זורם, התפלגות השדה החשמלי, וזרימת הנוזל באופן סימולטני. התוצאות היו התכנון הראשוני של מבנה כניסת הנוזל, אשר סיפק נקודת פתיחה מדויקת יותר לעבודה הניסויית, בהשוואה לחישובים ידניים פשוטים.

ההפחתה שנבעה מכך במספר איטרציות התכנון הפיזיקלי סייעה להם לצמצם את זמני ועלויות המו"פ של אבי-טיפוס, ותעזור להביא את המתקן לשוק מהר יותר מאשר מה שהיה קורה בכל דרך אחרת.

ככל שהאלקטרוניקה ממשיכה להתפשט במהירות לעוד ועוד היבטים של החיים המודרניים, הגבולות בין מה שהיה פעם דיסיפלינות מדעיות והנדסיות מובחנות, יהיו מעורפלים אף יותר. בארגוני מחקר כמו שארפ, בהם מדענים ומהנדסים מתמודדים עם בעיות שהופכות מורכבות יותר, וזמן הפיתוח הופך חיוני עד מאוד, COMSOL Multiphysics נמצאת בדיוק במקום להפוך לכלי חיוני ובלתי נפרד.


דירוג המאמר:

תגיות של המאמר:

 מעיין סבן

מעיין סבן

נומריקל בע"מ

הדרכות מקצועיות בבניית סימולציות אמינות

שירותי סימולציה מתקדמים

סדנאות ללא עלות להרשמה קלה ומידית

עשרות סיפורי משתמשים מעניינים וחשובים לעיונכם



 


מאמרים נוספים מאת מעיין סבן
 
אופטימיזציה עם יישומי סימולציה לטכניקות הדפסה תלת-מימדית
לקיחת קונספט של טכנולוגיה חדשה משלב המחקר הראשוני ועד לפתרון המתאים לשימוש תעשייתי, מצריכה בדיקות קפדניות וולידציות. הדפסה תלת מימדית לדוגמא, הופיעה לראשונה בשנות ה- 80 המוקדמות עם רמת מוכנות טכנולוגית (Technology Readiness Level - שיטת מדידה של רמה טכנולוגית לשימוש תעשייתי אשר הוצעה ע"י NASA בשנות ה- 70) של TRL 1, וזה לקח מספר עשורים עד שהשיטה נודעה בשווקים התעשייתיים כשיטת ייצור חדשה ומדהימה שמתעתדת לשנות את העולם.

מסמלצים את תופעת ה- Crosstalk של אנטנות במטוס!
05/05/15 | פיזיקה
בעולם בו מערכות התקשורת בכלי טיס הופכות מורכבות יותר ויותר, לעיתים קרובות ניתן למצוא מספר אנטנות הממוקמות באותו המטוס. הדבר יוצר תופעה הנקראת "ערב דיבור", Crosstalk באנגלית, הפרעה באותות אשר זולגים מקו אחד למשנהו, דבר שעלול להפריע לתפקוד של כלי הטיס. במודל אשר יוצג בפירוט במאמר זה, נראה כיצד לבנות בתוכנת COMSOL Multiphysics 5.1 סימולציה של ההתערבות בין שתי אנטנות זהות - אחת משדרת והשניה מקבלת - במרכב של מטוס, במטרה לנתח את ההשפעה של תופעת ה- Crosstalk.

טכניקות בידוד תרמי חדשניות מביאות חיסונים למדינות העולם המתפתח
תוכנית Global Good של חברת Intellectual Ventures האמריקאית עבדה על טכנולוגיה חדשה בכדי להביא חיסונים לכל פינה בעולם. מתקן אחסון החיסונים הפאסיבי משתמש רק בגוש בודד של קרח ולא זקוק לחשמל ממקור חיצוני בכדי לאחסן תרופות בטמפרטורות נמוכות לתקופה של חודש שלם.

נאבקים בקורוזיה במתקני אחסון של פסולת גרעינית בעזרת סימולציה מולטיפיזיקלית מתקדמת
27/04/15 | מדע וטבע
קורוזיה היא האויב חסר הרחמים של המתכת, והמאבק עימה פשוט לא יכול להיגמר כאשר מעורבים תופי פלדה עמוסים בפסולת גרעינית. זהו המצב באיטליה, בה הופסק הייצור המקומי של אנרגיה אטומית, ועדיין קיים הצורך באחסון בטוח של פסולת רדיואקטיבית ברמה נמוכה המיוצר כתוצר לוואי של ייצור חשמל, ופעולות של מחקר, רפואה ותעשייה. Sogin S.p.A הינה החברה האיטלקית בבעלות הממשלה האחראית על הוצאה מכלל שימוש של אתרים גרעיניים באיטליה ועל הניהול של פסולת רדיואקטיבית.

CAE - Computer-Aided Engineering: הנדסה בעזרת מחשב
29/03/15 | תוכנה
הנדסה בעזרת מחשב, או הנדסה מבוססת מחשב, הינה השימוש הנרחב בתוכנת מחשב במטרה לסייע במשימות ניתוח הנדסיות. הנושא כולל את התחומים אנליזת אלמנטים סופיים - FEA Finite Element Analysis, דינמיקה חישובית של זורמים - CFD Computational Fluid Dynamics, דינמיקה של גופים מרובים Multibody Dynamics, ואופטימיזציה.

הנדסה ביו רפואית - מהי ולמה היא כל כך חשובה ומשמעותית לחיים של כולנו
הנדסה ביו רפואית הינה תחום רחב ידיים המאגד בתוכו דיסציפלינות רבות כגון פיזיקה, ביולוגיה, מתמטיקה, אלקטרוניקה, הנדסה ועוד. מטרתה העיקרית של הנדסה ביו רפואית יצירת פתרונות לבעיות רבות מתחום הרפואה, בעזרת תכנון ופיתוח של מכשור רפואי, ומחקר של תופעות וסוגיות מהרפואה וממדעי החיים, לרווחתו ולתועלתו של המין האנושי.

ניסוי וטעייה בפיתוח מוצרים - מתומאס אדיסון ועד לזמנים המודרניים של היום
כולנו מכירים את תומאס אדיסון, הממציא האמריקאי הדגול שחי במחצית השניה של המאה ה- 19 ובשליש הראשון של המאה ה- 20. אדיסון נחשב באותו זמן לממציא הגדול ביותר בעולם והביא לקהל הרחב מספר רב מאוד של המצאות, פטנטים ושכלולים, המוכרים שבהם נורת הליבון החשמלית, הטלגרף ועוד המצאות רבות, חלקן שכלולים של המצאות קיימות, ושיא ברישום פטנטים של מעל לאלף הרשומים על שמו.

מרעיון ועד לשיווק: סימולציה מצמצמת את אי הוודאות בחדשנות מוצר
בתעשיית האלקטרוניקה של ימינו, חדשנות היא דבר הכרחי לטובת השגת צמיחה, כאשר זמן קצר בין שלב הרעיון על המוצר ועד להגעה לשלב שיווק המוצר בשוק - זהו המפתח להשגת ערך מקסימאלי. הטיעון כי הישגים עצומים אפשריים ע"י שיפור תהליכי קבלת ההחלטות בשלב מוקדם של המו"פ, ללא ספק נשמע ע"י רבים.

CAD - תכנון וייצור בעזרת מחשב – הטכנולוגיה מאחורי השיטה - כתבה חמישית בסדרה
26/03/15 | תוכנה
בארבע כתבות הספקנו להכיר את שיטת התכנון והייצור בעזרת מחשב, למדנו מי עושה בה שימוש ואילו שימושים נרחבים קיימים בעזרתה. בכתבה האחרונה בסדרה נבין מהי הטכנולוגיה העומדת מאחורי השיטה.

CAD - תכנון וייצור בעזרת מחשב - סוגים שונים של תוכנות - כתבה רביעית בסדרה
26/03/15 | תוכנה
בשלושת הכתבות הקודמות למדנו מהי טכנולוגיית תכנון וייצור בעזרת מחשב, סקרנו את המשתמשים בשיטה ומהם השימושים הרבים שנעשים בה ברחבי העולם. בכתבה רביעית זו נצלול יותר פנימה ונציג את סוגי ה- CAD הקיימים ומי עשוי למצוא שימוש בכל אחד מהם.
     
 
שיווק באינטרנט על ידי WSI