Tendenze CAD per il 2024: il binomio digital thread e sostenibilità

Tendenze CAD per il 2024: cosa dobbiamo aspettarci? I fattori che in questo 2024 appena iniziato influenzeranno il mondo delle tecnologie CAD saranno da un lato le esigenze della clientela, sempre più attenta a sfruttare i benefici del digitale, dall’altro le dinamiche che caratterizzeranno il panorama globale.

In un contesto di incertezza macroeconomica come quello che stiamo vivendo, digital thread e sostenibilità sono due le principali tendenze che possono fornire le risposte più adeguate. Ciò soprattutto in termini di resilienza, innovazione e sostenibilità che, in questo 2024, costituiranno i capisaldi sui quali i processi di progettazione evolveranno ulteriormente. Vediamo le tendenze CAD per il 2024.

Le tendenze CAD per il 2024

Nell’era della trasformazione digitale, il processo di progettazione si trova ad affrontare nuove sfide legate alla gestione del dato. Il digital thread è uno strumento strategico che permette di gestire in modo olistico i dati lungo tutto il ciclo di vita del prodotto, dal suo sviluppo digitale, alla produzione, ai servizi.

La squadra tecnica che si occupa della progettazione ha la precisa responsabilità di esplorare in che modo le nuove tecnologie, come l’additive manufacturing e la realtà aumentata (AR), siano in grado di soddisfare le esigenze aziendali in continua evoluzione e, quindi, di adottare la corretta strategia di digital thread.

Progettazione e obiettivi di sostenibilità

Oggi è importante che la progettazione sia finalizzata anche a raggiungere gli obiettivi di sostenibilità. In questo senso, la maturità degli strumenti CAD, nonché la loro capacità di fornire un ambiente completamente integrato, rappresenta un valido aiuto ai progettisti.

Grazie a funzionalità come la simulazione e il design generativo, i progettisti possono valutare l’impatto dei materiali alla luce delle performance che il prodotto deve garantire, contribuendo alla riduzione degli sprechi in termini di risorse ed energia.

Dunque, il digital thread è un grande alleato che consente di gestire il ciclo di sviluppo del prodotto in sintonia con gli obiettivi di sostenibilità. Alla luce di ciò, come cambiano le metodologie di progettazione e sviluppo del prodotto e, soprattutto, come possono fare i progettisti ad adattarsi a queste dinamiche in continua evoluzione?

Il ruolo del progettista: il digital thread

I progettisti giocano un ruolo chiave nella definizione delle strategie di digital thread. Gli ingegneri e i tecnici della progettazione sono responsabili non solo dello sviluppo del prodotto, ma anche dell’integrazione nella fase della progettazione, di tecnologie innovative come l’additive manufacturing e la realtà aumentata.

Grazie all’additive manufacturing, è possibile realizzare prototipi, a volte anche complessi, sfruttando capacità uniche che solo la stampa 3D può offrire. Questo approccio consente di creare geometrie complesse e strutture reticolari altrimenti impossibili da realizzare utilizzando metodi produttivi tradizionali.

Flessibilità e collaborazione

La disponibilità di strumenti integrati nel software di progettazione, come ad esempio il Design for Additive Manufacturing (DfAM), consente ai progettisti di gestire il lavoro con estrema flessibilità, evitando di dover cambiare contesto quando nel progetto si devono combinare parti che devono essere prodotte tradizionalmente con parti stampate in 3D.

La realtà aumentata (AR) è altrettanto potente, in quanto la sua integrazione introduce una nuova modalità di collaborazione. Grazie all’AR per i progettisti è possibile analizzare, condividere idee e collaborare utilizzando prototipi virtuali, fruendo di una modalità di interazione coinvolgente e in tempo reale. Integrando queste tecnologie nel flusso di lavoro, la comunicazione all’interno di un team diviene più efficiente, il che comporta un processo decisionale più veloce.

Un approccio di questo tipo consente non solo di essere tecnologicamente all’avanguardia, ma di assicurare una strategia di digital thread che rende l’azienda agile e a elevata capacità di innovazione.

Accorciare il time to market

L’obiettivo delle aziende è quello di accorciare il time to market, ovvero di giungere sul mercato con prodotti innovativi e di alta qualità in tempi sempre più rapidi. Il tempo è una risorsa importante, strategica. Qualsiasi interruzione nella catena delle attività, ad esempio tra le fasi di progettazione e analisi FEM, o di progettazione e messa in produzione, introduce un potenziale spreco di tempo.

La mancanza di un’integrazione tra le varie attività aumenta inoltre la possibilità di commettere errori, in quanto copie diverse dello stesso modello vengono utilizzate contemporaneamente in contesti diversi.

Il ruolo del progettista: la sostenibilità

Al fine di evitare errori è necessario che tutte le attività si possano svolgere all’interno di un unico ambiente e che si basino su un’unica fonte di dati, ovvero sul file CAD nativo. Impegnarsi a raggiungere questo approccio integrato è un cambiamento organizzativo (OCM) che tecnici, progettisti e tutti coloro che partecipano allo sviluppo del prodotto devono affrontare in collaborazione.

Nel processo di sviluppo di un prodotto, la progettazione è una fase molto importante per raggiungere gli obiettivi di sostenibilità. Al progettista sono demandate una serie di decisioni che impattano direttamente sull’impronta ambientale del prodotto. Il modo più efficiente per ottemperare a questi obiettivi è quello di sfruttare le funzionalità che oggi la tecnologia CAD offre.

Progettazione sostenibile

Il concetto di progettazione sostenibile va ben oltre l’impatto che la scelta dei materiali con cui realizzare un prodotto può sortire sulla sua carbon footprint. I progettisti oggi possono avvalersi di risorse potenti – come l’analisi agli elementi finiti, la progettazione generativa e l’ottimizzazione parametrica – per elevare ai massimi livelli il concetto di progettazione sostenibile.

Inoltre, quando una squadra di progettisti si compone di tecnici che provengono da diverse aree geografiche o richiede contributi interdisciplinari, un ambiente altamente collaborativo aumenta l’efficienza del processo di progettazione.

I vari esperti di cui l’azienda dispone possono infatti apportare ciascuno un contributo specifico, per migliorare l’impatto ambientale, ottimizzare il consumo energetico, ridurre le emissioni ed evitare sprechi di materiali: ciò anche grazie agli strumenti di simulazione integrati.

Generative design

Anche il generative design permette di ottimizzare le scelte, rendendo il prodotto più sostenibile, consentendo di esplorare strutture innovative e leggere, potenzialmente in grado di migliorare l’efficienza complessiva del prodotto riducendone l’impatto.

Utilizzare gli strumenti di progettazione per svolgere le attività in modo integrato richiede un’adeguata formazione, nonché un cambiamento di approccio.

Chi progetta deve innanzitutto imparare a usare efficacemente le funzionalità integrate di simulazione, produzione, generative design e additive manufacturing: in questo modo, il processo di progettazione nel suo complesso risulterà più efficace. Inoltre, tutta l’azienda deve assecondare il percorso di cambiamento. Solo così sarà possibile sviluppare prodotti più sostenibili, guidando l’azienda verso il traguardo della sostenibilità.

Le applicazioni dell’intelligenza artificiale (AI)

Nel mondo della progettazione l’intelligenza artificiale (AI) trova una concreta applicazione nelle applicazioni di generative design. La natura iterativa del design generativo consente di generare e valutare rapidamente numerose alternative, dando vita a un processo più collaborativo. L’integrazione della progettazione generativa nei flussi di lavoro consente di esplorare una vasta gamma di potenziali alternative mantenendo nel contempo l’integrità del digital thread.

Grazie al generative design, il digital thread viene alimentato con un flusso continuo di iterazioni e specifiche progettuali che permettono al progettista di disporre di una visione globale e interconnessa del prodotto lungo il suo percorso evolutivo.

Poiché gli algoritmi di intelligenza artificiale applicati agli strumenti di progettazione generativa possono essere impostati per dare priorità all’utilizzo efficiente delle risorse, alla riduzione del peso e ad altri fattori ambientali a cui si vuole prestare attenzione, questi strumenti possono proporre soluzioni innovative in linea con gli obiettivi di sostenibilità che l’azienda si pone.

Ad esempio, la progettazione generativa può suggerire strutture che utilizzino meno materiale senza compromettere la resistenza del prodotto o consigliare geometrie specifiche al fine di migliorare la sua efficienza energetica.

Miglioramento dell’esperienza d’uso degli strumenti CAD

Un’altra applicazione dell’intelligenza artificiale potrebbe essere quella che riguarda il miglioramento dell’esperienza d’uso degli strumenti CAD, analizzando le sue modalità d’impiego al fine di pervenire a ulteriori perfezionamenti.

Ad esempio, il sistema CAD potrebbe essere in grado di comprendere se e in che modo l’utente sia solito utilizzare sequenzialmente una certa serie di funzionalità, secondo un determinato pattern. In questo modo si potrebbero creare librerie personalizzate di “funzioni intelligenti” da proporre all’utente in modo automatico per semplificare e velocizzare il flusso di lavoro.

L’intelligenza artificiale potrebbe anche “osservare” le difficoltà riscontrate da un utente nel progettare elementi specifici per poterlo opportunamente aiutare. Come? Utilizzando le esperienze positive maturate da altri utenti sotto forma di esempio, fornendo suggerimenti dettagliati o raccomandando di fare degli specifici percorsi di formazione.

Un requisito fondamentale affinché il processo di miglioramento guidato dall’AI sia efficace è l’accesso ai dati: in questo senso, fruire di un sistema di progettazione in modalità SaaS è essenziale.

Per concludere

A proposito di tendenze CAD per il 2024, in un mondo in cui i fattori macroeconomici creano diffusi elementi di incertezza, è molto importante che la fase di progettazione di un prodotto sia attentamente analizzata per comprendere come migliorarne il ciclo di sviluppo. L’impiego di tecnologie innovative direttamente integrate nell’ambiente di progettazione CAD consente di sfruttare appieno il digital thread e, al tempo stesso, di gestire i progetti in ottica di sostenibilità.

Nel 2024 il binomio “digital thread – sostenibilità” sarà sempre più stretto, tanto che i progettisti si troveranno a gestire un cambiamento molto importante nel loro modo di operare: ecco perché è necessario che se ne rendano conto fin da subito.

(di Brian Thompson, Vice President e General Manager della divisione CAD di PTC)