Simulation-Driven Design

ในปัจจุบันยุคของแนวคิด Simulation-Driven Design ได้มาถึงแล้ว การจำลอง (Simulation) จะไม่ได้เป็นแค่เครื่องมือที่ใช้ในการวิเคราะห์และทดสอบประสิทธิภาพอีกต่อไป การจำลองกำลังจะกลายเป็นส่วนสำคัญในกระบวนการพัฒนาตลอดจนถึงการสร้างแนวคิดในการออกแบบ การจำลองจะนำพาให้อุตสาหกรรมค้นพบและสร้างสิ่งใหม่ๆที่ไม่อาจจะจินตนาการได้แต่มันจะสามารถสร้างได้ตามหลักทางวิศวกรรม อีกทั้งยังช่วยให้นักออกแบบสร้างสรรค์ผลงานที่ดีขึ้นและหลากหลาย ด้วยเหตุนี้ส่งผลให้การนำผลงานที่ออกแบบมาผลิตเพื่อการค้ามีความรวดเร็วมากยิ่งขึ้น ซึ่งหมายความว่าผลิตภัณฑ์ที่ออกแบบไว้จะออกสู่ท้องตลาดเร็วยิ่งขึ้นเช่นกัน

โรงงานอุตสาหกรรมมักจะมีความต้องการที่จะลดตุ้นทุนการผลิตและเพิ่มกำไรอยู่เสมอ แต่การลดต้นทุนนั้นจะต้องสมตุลและไม่ส่งผลกระทบต่อคุณภาพของผลิตภัณฑ์ที่อาจจะนำมาซึ่งการสูญเสียความเชื่อมั่นของลูกค้า “ต้นทุนการผลิตนั้นเปรียบเสมือนภูเขาน้ำแข็ง” หมายความว่าต้นทุนที่เกิดขึ้นจะมีทั้งส่วนที่เห็นได้อย่างชัดเจนและมีทั้งส่วนที่ไม่สามารถเห็นได้อย่างชัดเจน ซึ่งต้นทุนส่วนที่ไม่สามารถเห็นได้อย่างชัดเจนมักจะมีมูลค่ามากกว่าต้นทุนส่วนที่เห็นได้อย่างชัดเจน การเปลี่ยนแปลงหรือตัดสินใจทางด้านการออกแบบมักจะส่งผลกระทบอย่างมากต่อต้นทุนการพัฒนาผลิตภัณฑ์ เมื่อมีข้อผิดพลาดเกิดขึ้นจะทำให้เกิดค่าใช้จ่ายในการแก้ไขข้อผิดพลาดนั้นๆ ซึ่งค่าใช้จ่ายนั้นจะจมอยู่ในต้นทุนในการพัฒนาผลิตภัณฑ์และส่งผลให้ต้นทุนในการพัฒนาผลิตภัณฑ์นั้นสูงขึ้นจากเดิม

เมื่อพิจารณาถึงข้อดีและความท้าทายของการจำลองเพื่อการออกแบบในรูปแบบดั้งเดิมที่ใช้ในปัจจุบันนั้น การจำลองนั้นไม่เพียงแต่จะช่วยลดปริมาณของผลิตภัณฑ์ต้นแบบเท่านั้น มันยังช่วยลดระยะเวลาที่ใช้ในการทดสอบอีกด้วย ซึ่งส่งผลให้ต้นทุนที่ใช้ในการพัฒนาผลิตภัณฑ์ลดลงอย่างมากอีกทั้งยังส่งผลให้ขั้นตอนในการพัฒนาผลิตภัณฑ์มีความรวดเร็วมากยิ่งขึ้น แต่การจำลองในรูปแบบดั้งเดิมในปัจจุบันนั้นยังคงมีความท้าทายเกิดขึ้นอยู่ กระบวนการจำลองนั้นเป็นกระบวนการที่ซับซ้อนและใช้เครื่องมือที่หลากหลายซึ่งต้องอาศัยผู้เชี่ยวชาญในการสร้างแบบจำลองในแต่ละด้าน มันเป็นการทำงานร่วมกันระหว่างนักออกแบบและนักวิเคราะห์ กล่าวคือใช้ขั้นแรกนักออกแบบจะต้องออกแบบผลิตภัณฑ์นั้นๆขึ้นมาแล้วจึงส่งต่อผลิตภัณฑ์ที่ออกแบบไปให้นักวิเคราะห์ทำการวิเคราะห์และทดสอบประสิทธิภาพเพื่อที่จะนำผลการวิเคราะห์นั้นส่งกลับไปยังนักออกแบบ โดยปกติแล้วในโรงงานอุตสาหกรรมทั่วไปมักมีจำนวนนักออกแบบมากกว่านักวิเคราะห์ ซึ่งส่งผลให้ทีมงานนักวิเคราะห์หรือแผนก CAE (Computer Aided Engineering) มีภาระหน้าที่อย่างมากในการทดสอบผลิตภัณฑ์ต้นแบบที่นักออกแบบส่งมา และนักออกแบบอาจจะต้องรอผลการทดสอบจากนักวิเคราะห์เป็นระยะเวลานานก่อนที่จะเดินหน้าไปสู่ขั้นตอนถัดไปหรืออาจจะต้องแก้ไขการออกแบบเนื่องจากผลการทดสอบไม่เป็นไปตามที่คาดหวัง จากขั้นตอนการจำลองแบบดั้งเดิมที่ผ่านมาจะเห็นว่าขั้นตอนการทำงานนี้จะมีลักษณะที่เรียกว่า “คอขวด” เกิดขึ้น

นักออกแบบได้ออกแบบผลิตภัณฑ์ต้นแบบแรกและส่งต่อให้นักวิเคราะห์ทำการทดสอบเพื่อต้องการทราบถึงประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์ แต่จากที่กล่าวมาข้างต้นนักวิเคราะห์มีภาระหน้าที่อย่างมากในการทดสอบประสิทธิภาพจากนักออกแบบหลายๆท่าน ส่งผลให้นักวิเคราะห์จะต้องใช้ระยะเวลานานในการส่งผลการทดสอบกลับมายังนักออกแบบ ซึ่งจะเห็นได้ว่าการจำลองแบบดั้งเดิมนั้นจะใช้เวลานานเป็นอย่างมาก ในหลายๆครั้งนักออกแบบอาจจะต้องการเร่งพัฒนาผลิตภัณฑ์โดยอาศัยการคาดเดาหรือใช้ความรู้และประสบการณ์ที่สะสมมาก่อนหน้านี้ เมื่อนักวิเคราะห์ส่งผลการทดสอบกลับมายังนักออกแบบ ผลการทดสอบนั้นจะกลายเป็นผลการทดสอบที่เก่าและไม่สามารถนำมาประยุกต์ใช้กับการออกแบบล่าสุดได้ เหตุการณ์แบบนี้มักจะเกิดขึ้นซ้ำๆกันหลายๆครั้ง เมื่อนักออกแบบมั่นใจว่าประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์จะเป็นไปตามที่คาดหวังแล้วจึงส่งต่อไปยังโรงงานอุตสาหกรรมเพื่อนำมาผลิตออกสู่ตลาด

จากตัวอย่างข้างต้น เราจะสามารถนำแนวคิด “Simulation-Driven Design” มาประยุกต์ใช้เพื่อพัฒนาขั้นตอนการทำงานได้อย่างไร? เราไม่สามารถคาดหวังให้นักออกแบบเรียนรู้วิธีการใช้งานเครื่องมือสร้างแบบจำลองเพื่อใช้ในการวิเคราะห์และทดสอบประสิทธิภาพได้เลยเนื่องจากต้องใช้ระยะเวลานานที่จะเชี่ยวชาญในด้านนี้ เราสามารถแก้ไขปัญหาเหล่านี้ได้โดยการควบรวมการออกแบบและการจำลองให้อยู่ภายใต้แพลตฟอร์มเดียวกันเพื่อให้การรับส่งข้อมูลระหว่างนักออกแบบและนักวิเคราะห์เป็นไปอย่างราบรื่นและสมบูรณ์ ภายใต้แนวคิด “Simulation-Driven Design” จะทำให้นักออกแบบสามารถทำงานภายใต้ซอฟต์แวร์ CAD และยังสามารถริเริ่มที่จะทำการออกแบบโดยใช้การจำลองในเบื้องต้นเพื่อที่จะช่วยให้นักออกแบบสามารถออกแบบผลิตภัณฑ์ในขั้นต้นได้

ในการเรียนรู้การวิเคราะห์และทดสอบประสิทธิภาพจากแบบจำลองนั้นผู้เรียนจะต้องเรียนรู้อินเตอร์เฟสหรือซอฟต์แวร์ใหม่เป็นอย่างน้อย ซึ่งเปรียบเสมือนเป็นอุปสรรคที่ทำให้ผู้เรียนที่ไม่คุ้นเคยกับอินเตอร์เฟสหรือซอฟต์แวร์ที่ใช้สำหรับการวิเคราะห์ที่จะต้องใช้ระยะเวลานานในการเรียนรู้ ถ้าหากเราต้องการให้นักออกแบบสามารถวิเคราะห์และทดสอบประสิทธิภาพเบื้องต้นของผลิตภัณฑ์ที่ตนเองออกแบบได้นั้น เราจึงจำเป็นต้องขจัดอุปสรรคเหล่านี้ออกไป ด้วยเทคโนโลยีในการจำลองในปัจจุบันนักออกแบบสามารถวิเคราะห์และทดสอบประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์ภายใต้ซอฟต์แวร์ที่ใช้สำหรับการออกแบบ นักออกแบบจะมีความสะดวกสบายและคุ้นเคยในการตั้งค่าแบบจำลองเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ตามที่ต้องการ

NX CAD และ Simcenter 3D เป็นผลิตภัณฑ์ที่ทำงานอยู่ภายใต้ NX แพลตฟอร์ม ซึ่งหมายความว่านักออกแบบและนักวิเคราะห์จะสามารถแลกเปลี่ยนข้อมูลกันได้อย่างง่ายดาย นักออกแบบจะสามารถทำการออกแบบและวิเคราะห์ทั้งในส่วนคอนเซปต์ดีไซน์และดีเทลดีไซน์ภายใต้อินเตอร์เฟสของซอฟต์แวร์ CAD ที่คุ้นเคย ช่วยให้นักออกแบบสามารถออกแบบผลิตภัณฑ์ได้อย่างรวดเร็วซึ่งอยู่ภายใต้รูปแบบการวิเคราะห์ที่มีให้เลือกอย่างหลากหลาย ซึ่งจะช่วยให้นักออกแบบสามารถค้นพบการออกแบบผลิตภัณฑ์ในรูปแบบใหม่ๆได้อย่างไม่จำกัด และนักวิเคราะห์สามารถมั่นใจได้ว่านักออกแบบจะทำการวิเคราะห์ประสิทธิภาพภายใต้ทฤษฎีการวิเคราะห์และเทคโนโลยีเดียวกัน อีกทั้งยังช่วยควบคุมให้นักออกแบบและนักวิเคราะห์ทำการจำลองและวิเคราะห์ให้อยู่ในรูปแบบเดียวกันอีกด้วย

สำหรับท่านใดที่สนใจซอฟต์แวร์ NX CAD และ Simcenter 3D สามารถติดต่อได้ที่ บริษัท ไอเอสไอดี เซ้าท์อีส เอเชีย (ไทยแลนด์) ซึ่งเป็นผู้จัดจำหน่ายซอฟต์แวร์ Siemens ที่ใช้งานกันอย่างแพร่หลายในปัจจุบันอย่างเป็นทางการ อีกทั้งยังมีผู้เชี่ยวชาญที่พร้อมจะให้คำปรึกษาและคำแนะนำท่าน ติดต่อเราได้ที่ sales_th@isidsea.com หรือติดต่อเราที่เบอร์โทรศัพท์ 02-632-9112-3 ได้ตลอดเวลาทำการตั้งแต่ 9:00-18:00 อีกทั้งยังสามารถเยี่ยมชมเว็บไซต์ของเราได้ที่ http://www.isidsea.com

บทความโดย
ธีระทัศน์ เรืองชัยณรงค์
Senior Application Engineer
ISID South East Asia (Thailand) Co.,Ltd.