בשנים האחרונות שוק התיב”מ (CAD) מושפע מהצרכים המתפתחים של הלקוחות והשפעת כוחות בסביבה הגלובלית. אי הוודאות המאקרו-כלכלית מדגישה את כוחם של שני מניעים גלובליים – שרשרת המידע הדיגיטלי (Digital Thread) וקיימות ((Sustainability Initiatives – כתשובות חזקות לאתגרים העכשוויים. חנוך שירי, סמנכ”ל בחברת PTC, מציג את המגמות שמעצבות את ענף ה-CAD שמציע גמישות, חדשנות וקיימות כזרזים המשפיעים על תהליכי התכנון בתעשייה.
תהליך התכנון בעידן הטרנספורמציה הדיגיטלית, מייצר אתגרי דאטה חדשים. שרשרת המידע הדיגיטלי משמשת כפתרון אסטרטגי המחבר בין זרמי המידע השונים בתחומי הפיתוח/תכנון, הייצור והשירות כחוליות בייצוג הדיגיטלי של המוצרים הפיסיים. האחריות לשילובה של זו, בתהליך התכנון מוטלת על צוות התכנון. הדבר מחייב מהנדסים לבחון כיצד ניתן למנף ביעילות טכנולוגיות חדשניות כגון ייצור באמצעות מדפסות תלת-מימד (Additive Manufacturing) ומציאות רבודה (AR), כדי לענות על האתגרים והצרכים העסקיים המתפתחים של החברות שלהם.
יתרה מכך, למהנדס התכנון יש אחריות משמעותית בסיוע לחברות להשיג את יעדי הקיימות שלהן. הבשלות, היכולות והאינטגרציה החלקה של כלי ה-CAD בשרשרת המידע הדיגיטלי בשלב התכן, עוזרות למהנדסים לבצע אופטימיזציה לקיימות ללא מאמץ.
באמצעות שימוש ביכולות מובנות בתוכנת ה-CAD כמו סימולציה ותכנון גנרטיבי, מהנדסים יכולים להעריך כיצד תשפיע בחירה של חומרים מסוימים על ביצועי המוצר, ובכך לתרום להפחתת הפסולת העודפת וצריכת האנרגיה. כשהנתיב הדיגיטלי נשזר בכל מחזור פיתוח המוצר ומתחבר ליוזמות קיימות, גם צוותי התכנון נאלצים לעמוד בדרישות המציאות העסקית המשתנה.
הסוגיות הבוערות הופכות לברורות יותר, כיצד משתנה הקונטקסט של פיתוח המוצר והעבודה הנדסית, וכיצד יכולים צוותי התכנון להסתגל לדינמיקה המתפתחת הזו?
תפקידו של מהנדס התכנון – השרשרת מידע הדיגיטלי
העובדה שכל שלב ומרכיב בתהליך פיתוח המוצר מתחיל ומקודם הלאה על ידי צוות התכנון, הופכת את מהנדס התכנון לשחקן מפתח באסטרטגיית שרשרת המידע הדיגיטלי של החברה. באחריותו של מהנדס התכנון להישאר בתוך שרשרת המידע הדיגיטלי, וכן למלא תפקיד מכריע בשילובן של טכנולוגיות חדשניות כמו ייצור אדטיבי ומציאות רבודה.
מהנדסי התכנון המאמצים שימוש בהדפסת תלת ממד, משתמשים בטכניקות מתקדמות כדי ליצור תכנונים מורכבים ומותאמים ליכולות הייחודיות של הדפסה תלת-מימדית. גישה זו מאפשרת ליצור אבות טיפוס במהירות, כמו גם יצור עצמים בעלי גיאומטריות מורכבות ומבני סריג, שלא ניתן ליצרם באמצעות השיטות המסורתיות. השימוש בטכנולוגיות תכנון להדפסה תלת מימדית (DfAM) המשולבות בכלי התכנון, חוסך למהנדסי התכנון את התהליך המייגע של שינויי קונטקסט, (מעבר בין תוכנת התיב”מ לתוכנות ייחודיות כמו לתכן להדפסה בתלת מימד או לאנליזת אלמנטים סופיים), בעת שילובם של חלקים שיוצרו באופן מסורתי עם חלקים שהודפסו בתלת-ממד. במקביל, שילובן של טכנולוגיות מציאות רבודה (AR) יוצר מימד חדש בשיתוף הפעולה. מהנדסי תכנון משתמשים ב-AR כדי לבחון, לשתף ובסופו של דבר לעבוד במשותף על אבות טיפוס-וירטואליים, מה שמאפשר אינטראקציה בזמן אמת ו”הרצות” תכנון מהירות. שילוב טכנולוגיות אלה בתהליכי העבודה שלהם, מסייע למהנדסי התכנון לטפח תקשורת יעילה יותר ולהאיץ את קבלת החלטות. גישה זו לא רק שומרת את צוות התכנון בחזית הקדמה הטכנולוגית, אלא גם מבטיחה שהחברה שלהם תישאר גמישה וזריזה, חדשנית ומחוברת לאסטרטגיית שרשרת המידע הדיגיטלית הרחבה יותר.
קרדיט: PTC
ככל שחברות שואפות להגיע לשוק מהר יותר, עם מוצרים חדשניים ואיכותיים יותר, כל עיכוב במעבר ממשימות ליבה של תכנון CAD לתהליכים משלימים, כגון הכנת פס הייצור או ניתוח אלמנטים סופיים, מבזבז זמן יקר. הדבר עלול להביא לטעויות, כגון תרחיש שבו גרסאות שונות של מודלים משמשים בו זמנית לתכנון בהקשרים שונים. לחלופין, הארגון כולו צריך ליישר קו ולהכיר בכך שניתן לבצע משימות אלו בצורה יעילה הרבה יותר על קובץ ה-CAD המקורי, ובתוך סביבת ה-CAD.
המחויבות לגישה המשולבת הזו כרוכה באתגר תהליך ניהול השינויים בארגון (OCM,Organizational Change Management) המחייב את מהנדסי התכנון וצוותי פיתוח המוצר האחרים, לשתף פעולה כדי להתמודד איתו בצורה מיטבית.
תפקידו של מהנדס התכנון – קיימות
חברות מסתמכות במידה רבה על צוות התכנון כדי לעמוד ביעדי הקיימות שלהן דרך הטמעת שיטות ושיקולים סביבתיים בתהליך פיתוח המוצר. מהנדס התכנון נדרש לקבל החלטות קריטיות המשפיעות על טביעת הרגל הסביבתית של המוצר. הדרך היעילה ביותר למהנדסי תכנון לתת מענה לצרכי תכנון בר-קיימא של החברה שלהם, היא באמצעות מינוף יכולות CAD בשלות ומשולבות.
עבור מהנדסי תכנון, פיתוח מוצר בר קיימא הוא הרבה מעבר להבנת ההשפעה של בחירות החומרים על טביעת הרגל הפחמנית של המוצר. מהנדסי תכנון יכולים לרתום כלים עוצמתיים, כגון אנליזת אלמנטים סופיים, תכנון גנרטיבי ויכולת אופטימיזציה מבוססת פרמטרים בסביבות ה-CAD המודרניות של ימינו, כדי לקחת תכנון בר קיימא (מעבר לבחירת החומר). יתר על כן, כאשר צוות התכנון מפוזר על פני אזורים גיאוגרפיים שונים ודורש תובנות ממגוון רחב של מומחים, סביבת תכנון שיתופית ברמה גבוהה יכולה לתרום ליעילות של תהליך התכנון. בדרך זו, מומחי הנדסה מכל הארגון יכולים לשפר את ההשפעה הסביבתית של המוצר, על ידי אופטימיזציה של צריכת האנרגיה, פליטות מזהמים, שימוש בחומרים ובאפשרויות תכן שונות בעזרת מגוון רחב של כלי סימולציה משולבים. בנוסף, יישום טכנולוגיית תכנון גנרטיבית מאפשרת לבחון מבנים חדשניים וקלי משקל, העשויים לשפר עוד יותר את יעילות המוצר הכוללת. ובסופו של דבר, אופטימיזציה מבוססת פרמטרים מאפשרת למהנדסים לדייק את תהליך התכנון באופן המצמצם מהותית את ההשפעה הסביבתית.
הרחבת השימוש בכלי התכנון כדי למנף את הכלים הזמינים במערכת ה-CAD, מחייבת הכשרה ושינוי בתהליכים. מהנדסי התכנון צריכים ללמוד תחילה כיצד ליישם בצורה הטובה ביותר סימולציה בזמן אמת, שיקולי ייצור, תכנון גנרטיבי והדפסה בתלת ממד, על מנת להגיע לתכנון האפקטיבי ביותר. לאחר מכן, על הארגון לאמץ את השינוי בתהליך. ברגע שהכלים והתהליך הנכונים נמצאים במקום הנכון, מהנדסי התכנון יכולים לפתח בצורה היעילה ביותר מוצרים ברי קיימא, ובכך לכוון את החברה להשגת יעדי הקיימות שלה.
מה בנוגע ליישומי AI?
דרך אחת שבה אנו רואים בינה מלאכותית(AI) משולבת בעולם התכנון, היא באמצעות טכנולוגיית תכנון גנרטיבית. האופי של תכנון גנרטיבי מאפשר יצירה והערכה מהירה של חלופות רבות, וכתוצאה מכך הופך תהליך התכנון לשיתופי יותר. שילוב טכנולוגיות תכנון גנרטיבי בתהליכי עבודה הנדסיים, מאפשר בחינה של מגוון עצום של חלופות תכן פוטנציאליות, מבלי לשבור את שרשרת המידע הדיגיטלי. באמצעות תכנון גנרטיבי, שרשרת המידע הדיגיטלי מייצרת זרם מתמשך של אפשרויות ותובנות, התורם להבנה מקיפה ורציפה כיצד מתפתח המוצר.
אלגוריתמי הבינה המלאכותית המיושמים בכלי תכנון גנרטיביים יכולים להציב בעדיפות גבוהה את יעילות המשאבים, הפחתת המשקל וגורמים סביבתיים אחרים המשפעים על התכן הסופי. כלים אלה יכולים להציע פתרונות מקוריים התומכים ביעדי הקיימות של החברה. לדוגמא, תכנון גנרטיבי עשוי להציע להשתמש במבנים המשתמשים בפחות חומר מבלי לגרוע מחוזקם, או להמליץ על תכנון גיאומטרי מסוים המשפר את היעילות האנרגטית של המוצר הסופי.
ניתן יהיה גם למנף בינה מלאכותית לטובת שיפור חוויית המשתמש ב-CAD על ידי ניתוח נטיות המשתמש, חיוביות ושליליות כאחד, ומתן עזרה במטרה להשתפר. לדוגמא, המערכת יכולה לזהות אם המשתמש המיישם דפוס תכנון מוכר על פני תהליכי תכנון ומיקומים שונים. לאחר מכן, המערכת תוכל להציע לו בצורה חכמה לאסוף וליישם את הדפוסים הללו באופן אוטומטי, תוך ייעול תהליך העבודה של המשתמש.
יתר על כן, ה- AI יוכל לזהות את קשיי המשתמש בעת תכנון מכלולים ספציפיים. ה-AI יכול לעשות שימוש בתובנות מהצלחות של מתכננים אחרים כדי לסייע למשתמש הרוצה בכך, להציע לו הדרכה ולספק לו הנחיות מפורטות ברגע שה-AI מזהה פתרון אפשרי, על מנת להציע מכפיל כח ליכולות המתכנן.
חשוב להדגיש שהיעילות של יכולות מונעות בינה מלאכותית תלויה לפעמים בגישה לנתוני דפוסי השימוש של המשתמש – משהו ששכיח יותר במקרה שמדובר במוצר המסופק במודל תוכנה כשירות SaaS וכפוף כמובן להסכמת המשתמש וזכויות יוצרים.
לסיכום, בעולם שבו גורמים מאקרו-כלכליים יוצרים אי ודאות, האחריות לבחינה ושיפור מחזור פיתוח המוצר מוטלת על צוות התכנון, ובעיקר על מהנדס התכנון.
שימוש בטכנולוגיית תכנון מוצר חדשנית המוטמעת בסביבת ה-CAD, מאפשרת למהנדס התכנון לשמור על שרשרת המידע הדיגיטלי תוך כדי קידום תהליכי תכנון מתקדמים לעמידה ביעדי הקיימות של החברה. כיום, כששרשרת המידע הדיגיטלי משתלבת עם יוזמות קיימות, מהנדסי התכנון מתמודדים עם מציאות שבה הדגשים והדרישות מורכבות ומאתגרות, ומחובתם להסתגל אליה, ומהר בעזרת כלים מתקדמים.
חנוך שירי, סמנכ”ל בחברת PTC קרדיט: PTC
קרדיט תמונת שער: PTC
