Det är särskilt viktigt att understyrka att en lastbil är ett produktionsverktyg – en kugge i ett komplext logistiksystem. I en »just in time«-värld är marginalerna för leveransförseningar obefintliga. En bussoperatör i Stockholms län ska exempelvis möta kravet på 99 procent tillgänglighet.
Strategin inom industrin har varit att prova, prova och åter prova. Och det har gett utdelning för Scania i form av fallande garantikostnader och bättre kvalitet på produkterna än vad som varit möjligt någonsin tidigare. Provningen har dessutom på senare tid snarare tenderat att öka än att minska när komplicerade elektroniksystem styr allt fler av funktionerna i tunga fordon.
I denna miljö står simuleringsbaserad produktutveckling inför ett genombrott. Scania har med undantag för ett par år under finanskrisen 2008–2009 kunnat uppvisa goda resultat och trycket har därför inte varit lika stort att anamma modernare beräknings- och provningsmetoder. Men nu ökar insikten om att det i längden helt enkelt inte är hållbart att klara av ett växande verifieringsbehov med traditionell fysisk provning – varken i form av medarbetare, lokaler eller ekonomiskt.
Sammanhållet flöde av virtuella prototyper
Fördelarna med simuleringsbaserad produktutveckling är flera men i huvudsak innebär de att Scanias forskning och utveckling får ett bättre resursutnyttjande, minskar ledtider, hanterar en växande komplexitet samt ökar förmågan att förutsäga produktegenskaper.
I stort går detta ut på att etablera ett virtuellt flöde av prototyper på olika sammanhållna nivåer – bland annat helmotor, helchassi och helhytt och helfordon. Detta kräver att metoder för simuleringsbaserad produktutveckling fastställs med redovisad förmåga att leverera önskat resultat. I verksamheten ska sedan virtuella utvärderingar taktas i enlighet med att utvecklingen framskrider.
Vi ska ha ett beslutsfattande som bygger på virtuella utvärderingar, säger Oskar Thorin, chef för Scanias utvecklingssektion för fordonsdynamik och chassikonstruktion. Det är ingen idé att anamma simuleringsbaserad produktutveckling om vi sedan inte vågar låta det ligga till grund för beslut. Och vi ska tillse att alla simuleringsresultat finns tillgängliga vid samma tid snarare än att utvärdera respektive simulering när den råkar vara klar.
Förutsättningen är att först kartlägga simuleringsmetoderna och fastställa det exakta användningsområdet. Vilken roll kan de spela? Vilken typ av beslut kan de användas för?
Detta måste vi veta på förhand så att varje konstruktionsgrupp i god tid har tydlig information om vilken simulering som krävs för ett visst beslut.
Simuleringarna måste ske samtidigt
Det innebär att simuleringar för hållfasthet, flödesberäkningar, ljud och vibrationer, dynamik, och slutligen simuleringar för att avgöra att de nya komponenterna passar ihop, måste ske samtidigt.
Först då kan vi dra full nytta av processen. Vi eliminerar väntetiden för att alla ska ha beräknat klart. Dessutom kan vi genomföra parallella provningar i datorn som inte kan göras fysiskt, exempelvis samtidiga broms- och luftströmningsprov. När alla får samma underlag samtidigt uppnår vi en tydlig takt och puls också för konstruktionsgrupperna.
Med ett konsoliderat resultat blir det väsentlig enklare och snabbare att, i den mån det krävs, göra fortsatta iterationer i utvecklingen. Då kan man ta itu med flera avvikelser samtidigt.
Det är ingen idé att göra en placerings- och monteringsanalys för att sju veckor senare upptäcka att komponenterna ändå inte håller eller sitter på en plats som kan bli för varm.
Fel kan upptäckas i ett tidigare skede
Lastbilen, bussen och motorn är, som påpekats tidigare, ett arbetsredskap som ska bidra till kundens intjäning. Scania ska därför erbjuda kunderna produktegenskaper som motsvarar deras behov. Tidiga upprepade iterationer bidrar både till att snabbare och resurseffektivare förbättra egenskaper och kvalitet.
När målen för önskade och eftersträvade produktegenskaper är givna kan man genom tidiga simuleringar undvika sena, oönskade, kostsamma och tidskrävande – men olyckligtvis nödvändiga – omtag för att komma till rätta med avvikelser som upptäcks sent i traditionell provning.
Det är inget mål att minska antalet iterationer, förklarar Kent R Johansson, Senior Technical Advisor inom simulering på Scanias forskning och utveckling. Tvärtom, vi vill ha fler. Vi ska vara framtunga i utvecklingen, det är snabbare och billigare.
Kortare tid fram till produktlansering
Scanias forskning och utveckling pekar på flera fördelar som kan uppnås genom simuleringsbaserad utveckling, bland annat minskad resursåtgång främst till följd av att färre prototyper krävs.
Ledtiderna fram till produktlansering kan också väsentligt förkortas genom att ett helt varv i utvecklingen kan undvikas eller avsevärt förkortas. Vid fältkvalitetsproblem kan konstruktionsförändringar snabbare införas till gagn för kunderna och Scania. Faktum är att varje konstruktion kan optimeras bättre genom upprepade virtuella försök redan i konstruktionsmiljön. Varje försök efterföljs av en liten justering av konstruktionen för att på så sätt snabbt uppnå ett optimalt resultat.
Vi kallar det konstruktionsnära beräkningar och vi jobbar oss snabbt framåt mot den optimala konstruktionen genom en iterativ process, säger Kent R Johansson.
"Simuleringsbaserat arbete vår enda chans"
Det viktiga är att hålla fordonets egenskaper ur kundens perspektiv i fokus. Vi ska ständigt optimera konstruktioner för de egenskaper som kunden värdesätter likväl som för Scanias monteringsprocess. Vi måste också klara av att optimera och verifiera den otroligt breda kombinationsflora som vårt modulprogram erbjuder. Att arbeta simuleringsbaserat är vår enda chans att klara av detta.
Allt detta kräver en förändring i tankesätt, en tillit till datoriserad provning som Oskar Thorin är övertygad successivt kommer att vinna terräng.
Vi måste våga lita på simuleringar och välja att fatta beslut som bygger på dessa. Vi ska inte »för säkerhets skull« invänta provresultatet. Det blir lite som att slänga pappret, men först se till att ta en kopia!
