NVIDIA и Dell приводят Trek к успеху
Универсальные перемены, произошедшие с Trek, затрагивают сегодня многие компании: продукты создаются из прочных, но легких материалов, дефекты конструкции обнаруживаются на более ранних стадиях разработки изделий, сокращается время от эскиза до физического прототипа. Trek Bicycle Corporation, производитель велосипедов из Ватерлоо (Висконсин), - один из наглядных примеров того, как, используя инновационные технологии, можно существенно повысить эффективность труда.
Перед компанией Trek стояла классическая задача - найти идеальное соотношение веса к нагрузке для нового горного велосипеда Carbon Series 9.9. Стандартное правило расчета для шоссейных велосипедов – чем меньше вес, тем выше производительность - не работает для горных. Горные велосипеды должны быть более крепкими и износоустойчивыми, чтобы не сломаться при повышенных нагрузках.
“Компания Trek была создана в 1976 году, чтобы создавать лучшие велосипеды в мире, - рассказывает Майкл Хэммонд (Michael Hammond), ведущий дизайнер Trek Mountain Bike. - Дизайнеры Trek всегда смотрят на создаваемые продукты глазами потребителя и принимают непосредственное участие во всех этапах его разработки. Главная задача разработчиков заключается в том, чтобы каждый новый велосипед отвечал самым высоким стандартам по скорости и качеству движения как с точки зрения самой Trek, так и с точки зрения потребителей. Кроме того, мы заинтересованы в том, чтобы максимально сократить время вывода новых моделей в производство. Именно эти цели и принципы и привели нас к инновационным технологиям NVIDIA ”.
Одна из последних разработок компании Carbon Session 9.9 – самый легкий горный велосипед в мире! В процессе его создания дизайнеры Trek применили массу специфических ноу-хау, а также использовали передовые инструменты разработки, а именно SolidWorks 3D CAD и профессиональные графические процессоры NVIDIA Quadro® на рабочих станциях Dell Precision™. Итогом кропотливой работы стал самый быстрый байк в мире! Кроме того, на разработку дизайна, создание цифрового прототипа и внедрение модели в производство ушло вдвое меньше времени, чем обычно. Именно на этой модели и выступал Аарон Гвин, чемпион Кубка мира 2011 года.
ЗАДАЧА
Процесс разработки велосипеда во многом отражает те условия, в которых работают промышленные дизайнеры во многих отраслях, а именно противоречащие друг другу задачи. Например, продукт должен быть максимально легким и вместе с тем максимально крепким, чтобы выдерживать ложащуюся на него нагрузку. “Кроме того, байк должен хорошо выглядеть – от структуры материалов и стиля в целом до мельчайших деталей, - отмечает Хаммонд. - Каждый элемент нашего продукта отчетливо виден”.Модель предыдущего поколения Trek Session 88 имела алюминиевую раму и была самым быстрым горным велосипедом на момент выхода на рынок в 2008 году. Потом появились конкуренты от других производителей, и преимущество Trek стало менее очевидным.
Команде разработчиков Trek пришлось серьезно поломать голову над тем, как применить передовые материалы и запатентованную технологию OCLV (Optimum Compaction, Low Void) для создания продукта, который бы мог бы стать лучшим велосипедом в мире в своем классе.
Вместо алюминия было решено применить более легкое, но одновременно и более хрупкое и дорогое углеродное волокно, чтобы сбалансировать скорость и износоустойчивость модели оптимальным образом.
РЕШЕНИЕ
Углеродное волокно (карбон) помогло бы Trek достичь многих целей, но велосипеды из этого материала гораздо сложнее в производстве, чем из алюминия. Листы карбона необходимо укладывать вручную в стальные матрицы в точном соответствии с разметкой. Матрицы закрываются, после чего в пресс-форме под давлением создаются готовые детали. Разработка точного макета и определение характеристик поверхностей для карбоновых велосипедов – довольно сложный процесс.
Чтобы решить эту задачу, Trek обратилась к программному обеспечению Dassault Systèmes SolidWorks, установленному на мобильных рабочих станциях Dell Precision на базе профессиональной графики Quadro. Хаммонд отмечает: “Мы знали, как много всего нужно сделать, чтобы создать такой сложный продукт. И знали, как мало у нас на это времени. Мы хотели провести максимум итераций проекта за минимальное время. Самое замечательное, что с Quadro у нас все получилось ”.
РЕЗУЛЬТАТ
После получения изначальных параметров для нового байка у команды Trek ушло всего четыре месяца на то, чтобы превратить эскиз в реальный прототип. В общей сложности было протестировано 20 концептов! Ранее, до установки в рабочие станции графических процессоров NVIDIA Quadro, у разработчиков уходило вдвое больше времени, чтобы получить физический прототип модели. Причем за это время разработчики могли протестировать всего лишь несколько концептов.
Раньше в ходе работы над проектом команде Trek нужно было делать полноразмерные отпечатки модели (прототипы SLA) четыре и более раз, чтобы получить необходимый уровень детализации поверхности еще до создания прототипа. Стоимость каждого отпечатка доходила до $2000, при этом на изготовление прототипа уходила как минимум неделя. Инструменты симуляции на базе NVIDIA позволили Trek обойтись без дорогостоящих отпечатков, тем самым сэкономив время и средства.
Возможность получить корректный прототип с первой попытки позволила существенно снизить издержки компании на дизайн изделия. На настройку инструментов для нового дизайна рамы уходят десятки тысяч долларов (и это если не предполагается никаких коррекций). Возможность быстро вносить изменения и оперативно видеть результат позволила команде Trek с первого раза создать корректный прототип, сэкономив компании десятки тысяч долларов.
“Важно, что у нас появилась возможность моментально видеть отклонение профиля поверхности от идеального в наших моделях и симуляциях, без какой бы то ни было потери производительности, - продолжает Хаммонд. - Раньше у нас не было возможности рендерить изображения настолько быстро, чтобы успевать проверить на программном уровне такие вещи, как параметры шатунов, колес и переключателей или протестировать прочность различных сегментов рамы. Проводя 3D симуляции в SolidWorks на картах Quadro, мы сразу видим проблемы в структуре рамы и можем их тут же исправить, чтобы не проводить дорогостоящих коррекций позже. Более быстрые итерации позволили сократить расходы на разработку велосипеда и быстрее получить его прототип”.
Хаммонд отмечает: “Задержка начала производства только на неделю уже приводит к существенной потере прибыли от потенциальных продаж. В случае же с серией Carbon Session 9.9 нам было важно еще и успеть к началу соревнований ”.
Профессиональный гонщик Аарон Гвин стал победителем Чемпионата Мира 2011 года именно на байке Carbon Session 9.9. “Я считаю, Carbon Session 9.9 на шаг впереди любого другого байка. Ты чувствуешь себя более уверенно, когда знаешь, что твой байк - лучший”, - сказал Гвин.
“С Carbon Session 9.9 мы достигли успеха в создании лучшего горного байка из углеродного волокна. Наш успех был бы невозможен без поддержки профессиональной графики Quadro, - подытоживает Хаммонд. – Прекрасно, что теперь мы можем использовать те же самые инструменты на базе Quadro, чтобы улучшить качество и сократить время выхода на рынок и других наших продуктов”.
Подробнее об NVIDIA Quadro и Dell смотрите на сайте www.bestforcad.com.
Источник.