Var vill GKN Aerospace vara? 25 e April 2014 Ola Isaksson GKN Aerospace Engine Systems Ola.isaksson@gknaerospace.com

Transkript

1 Var vill GKN Aerospace vara? 25 e April 2014 Ola Isaksson GKN Aerospace Engine Systems Ola.isaksson@gknaerospace.com Adj. Prof PPU, CHALMERS 1 The information contained in this document is GKN Aerospace Sweden AB Proprietary information and it shall not either in its original or in any modified form, in whole or in part be reproduced, disclosed to a third party, or used for any purpose other than that for which it is supplied, without the written consent of GKN Aerospace Sweden AB. Any infringement of these conditions will be liable to legal action.

2 Upplägg GKN Aerospace Varför och Vad simulerar vi idag? Var vill vi vara? Frammåtblick 2

3 OM GKN AEROSPACE 3

4 About GKN GKN is a global engineering group listed on the FTSE 100 index in London. Established in 1759, it has over 250 years of engineering experience, and today its technologies and products are at the heart of vehicles and aircraft produced by the world s leading manufacturers. GKN is headquartered in Redditch, UK. GKN operates four divisions: GKN Driveline, GKN Powder Metallurgy, GKN Aerospace and GKN Land Systems. Approximately 49,000 people work in GKN companies and joint ventures in more than 30 countries. We harness our considerable technology and manufacturing resources to supply the highest quality systems, structures, components and services.

5 GKN Aerospace $3.5 billion International Aerospace enterprise 35 sites, 12,000 people Kevin Cummings CEO GKN Aerospace Daniele Cagnatel GKN Aerospace Aerostructures North America Neil McManus GKN Aerospace Europe and Special Products Group Mike McCann GKN Aerospace Engine Systems Aerostructures North America Europe & Special Products Group Engine Systems

6 GKN Aerospace World class product portfolio Aerostructures 53% of Sales 2012* Engine structures 42% of Sales 2012* Special products 5% of Sales 2012* Wing Fuselage Nacelle and Pylon Engine Systems and Services Engine structures Engine rotatives Transparencies and Protection Systems J-UCAS Fuselage A380 Fixed Trailing Edge B747-8 Exhaust B787 Anti-icing System A350XWB Rear Spar CH53K Aft Fuselage V22 Fuel Tanks A400M Engine Intake A330 Flap Skins B787 Floor Grid Full Engine MRO and support B787 Cabin Windows B787 Inner Core Cowl B767 Winglet HondaJet Fuselage Note: * Engine Systems proforma 12 months of 2012 F35 Canopy

7

8 VARFÖR OCH VAD- SIMULERAR VI IDAG? 8

9 Drivkrafter för simulering Hög kostnad att testa på hårdvara Höga krav på säkerhet Höga krav på optimering Ökad grad av multidisciplinära effekter kritiska för beslut i utveckling (val av teknologi) 9

10 Observation och reflektion Förbättrad förmåga att förstå och prediktera fenomen som våra produkter (och processer) utsätts för driver utveckling av bättre simuleringsmetoder Alternativ kostsamma Optimering av lösningar kräver idag numerisk simulering Hur kan vi bättre planera och utnyttja reella mätningar? 10

11 Exempel Turbinstativ som utsätts för höga temperaturer Gas Temperature 11

12 Några exempel på simuleringar kopplat till turbinstativ FEA Termomekaniska egenskaper, beteende och skador Daglig tillämpning i sedan 70 talet Alltmer bredare och integrerat i design verksamheten CFD Termo-Fluid simueringar av tryckfall, flödesprofiler, förbrän ning, ljud, turbulens men även processer (värmebahandling mm) etc. Analysverktyg sedan talet och numer etablerat som designverktyg Geometrisk robusthet Simuerling av geometrisk stabilitet. Tillämpat sedan sent 2000 tal Tillverkningssimulering Simulering av tillverkninsprocesser, svetsning. Skärande bearb., värmebehandling mm Forskningsutv. Under 80 och 90 tal. Tillämpat sedan tidigt 2000 tal 12

13 Exempel Avancerad tillverkningssimulering (svetsning) Verifiering via fysiska demonstratorprogram ca 2002 Introduktion, robusticering och ökad integration i utvecklingsmiljön sedan dess. 13

14 Annan simulering Simulering används dessutom för logistik, produktionssystem, underhållsoptimering, montering mm. 14

15 Varför simulering Simulering är konkurrenskraft Genom att vi kan fånga och återanvända erfarenhet och kunskap Undvika och minimera kostsamma ändringar Optimera våra produkter Kostnads/resurseffektivt 15

16 VAR VILL VI VARA? 16

17 Simulering som ger bättre beslutsunderlag 1. Fortsatt ökat behov av att förstå fysikaliska fenomen samt att använda denna kunskap för att bättre analysera, prediktera och dimensionera produkter och processer 2. Ökat behov av att använda numerisk simulering som bredare beslutsstöd i ingenjörsverksamheten 17

18 Bättre utnyttja teknikutveckling, e.g. snabb utveckling inom High Performance Computing (HPC) and Big Data Möjliggör allt med fysikaliskt realistiska simuleringsansatser Möjliggör simulering av mer kompletta system Möjliggör explorativa simuleringsstudier Kräver smartare sätt att hantera, extrahera och visualisera rätt information Nya arbetssätt krävs 18

19 Simulering av design space (1) 1. Definiera design space 2. Generera konfigurationer inom design space Front Wall height Cone angle Kneeangle Brg Offset Check impact on - Weight - Stiffness - Buckling - Life - Drag

20 Simulering av design space (2) 3. Utvärdera hundratals varianter map flera discipliner, e.g. Aerodynamik Hållfasthet Producerbarhet * arrangement * No of arrangement options decreases * 20

21 Reflektion Arbetssättet utvecklas och förändras Statistisk Ansats nödvändig Möjliggörs av Ökad beräkningskraft Ökad grad av automatisering Förbättrad visualisering och analys av resultat Bättre och robustare simuleringsmetoder 21

22 Definerad Automatiseringsprocess 1 Engineering Process to Define and simulate one concept Design Task Generate model Define Variation Idealize Geometry Generate Mesh Generate Input Deck Update Analysis Model Simulate Evaluate 2 Develop Knowledge Automation Application 3 Use Knowledge Automation Application

23 FRAMMÅTBLICK? 23

24 Hur utvecklar vi det som faktiskt värderas av kunderna? Värdedriven utveckling Source. 24

25 Simulering för Värdedriven Utveckling Value Driven Development Value and Innovation Robust Technology Introduction Robustnessand Automation 25

26 Exempel: Utvärdering mot nya värdedimensioner Design Space Exploration Utvärdera mot nya dimensioner Visualisering och tolkning av resultat 26

27 Exempel: Roadmap för CFD Extracted from NASA/CR CFD Vision 2030 Study: A Path to Revolutionary Computational Aerosciences - available at 27

28 2030 vision? Bevisligen svårt att förutse framtiden Förutsägelser tenderar att missa de flesta radikala förändringar något bättre på evolutionära områden Demografi, Energi, Hållbarhet etc. kommer att påverka vad och hur vi simulerar.. Vision baserad på samhälleliga förändringar som är förutsägbara Vision som uttalar effektpåverkan snarare än tekniska lösningar Exempel Möjlighet att i realtid simulera system beteende i flera aspekter baserat på effekter som bestäms av ingående komponenter 28

29 Simuleringsutveckling på relaterade områden? Förstå och anpassa lösningar för en hållbar värld ökar i betydelse Simuleringteknologi utvecklas parallelt med ingenjörsvärlden 29

30 Simuleringsutveckling på relaterade områden? Visualiseringstillämpningar inom medicin.. Anders Perssons bild på en mekanisk hjärtpump, Linköping, 30

31 Simuleringsutveckling på relaterade områden? Gaming utvecklingen syftar till att skapa en så realistisk upplevelse som möjligt med simuleringsteknogi Playstation stationer används redan för beräkningskraft 31

32 Framtiden för Simulering? Simulering är ett naturligt beslutsstödssystem för att utforska, analysera (=förstå) samt prediktera och dimensionera produkter och situationer ur alla aspekter i alla situationer Ställer krav på Tillgänglighet Kapacitet Kapabilitet Effektivitet Integration och anpassning 32