Робити більше, використовуючи менше: як моделювання сприяє сталому розвитку
Морган Віві
інженер-механік, архітектор-механік
Сталий розвиток вплетений у всі процеси компанії Schréder. Задовго до того, як сталий розвиток став модним словом, ми створювали довговічні продукти за принципами ресурсозбереження: хороший дизайн вуличного світильника ніколи не був марнотратним. У процесі проєктування ми враховуємо кожен етап циркулярної економіки, що, в свою чергу, допомагає нашим клієнтам досягти їхніх екологічних цілей. Аби дізнатися більше про нашу стратегію ESG, ознайомтеся з нашим звітом про сталий розвиток за 2023 рік тут. А для додаткової інформації про сировину, яку ми використовуємо у виробництві світильників, читайте блог моєї колеги Марі-Лор П'єбоф тут.
Я розповім, як сталий розвиток вбудований у наш процес проєктування і випробування. Перш ніж стати інженером-механіком у Schréder, я працював в аерокосмічній галузі, де ми активно використовували технологію цифрових двійників. Ця інноваційна технологія, споріднена зі штучним інтелектом, дозволяє створювати віртуальну модель продукту та симулювати їхню роботу в різних умовах. За допомогою таких моделей ми перевіряли, як нові конструкції витримують теплові, механічні та екологічні навантаження. Ця технологія також дуже корисна в індустрії освітлення для забезпеченні сталості та довговічності продукції.
Віртуальні моделі, реальні переваги
Коли ми розробляємо новий світильник для будь-якого типу зовнішнього освітлення - дорожнього, міського, спортивного, тунельного - ми створюємо цифрову копію не тільки самого світильника, а й середовища, де він буде використовуватися. Ідея симуляції полягає в створенні цифрового аналога фізичного процесу тестування. Замість виготовлення фізичних прототипів і проведення серії фізичних випробувань у контрольованому середовищі, ми розробляємо 3D-моделі, які достовірно відтворюють поведінку світильника в різних умовах. Це дозволяє нам аналізувати характеристики виробу і оптимізувати його конструкцію.
Найважливіше - гарантувати абсолютну безпеку кожного світильника. Чи витримає він механічні навантаження? Чи пройде випробування на термостійкість? Відповіді на ці питання ми отримуємо завдяки віртуальному моделюванню, яке одночасно відкриває широкі можливості для сталого розвитку. По-перше, ми використовуємо менше ресурсів на етапі розробки. Виготовлення кількох фізичних прототипів потребує часу, грошей і великої кількості матеріалів. Цифровий двійник економить на всіх цих витратах.
По-друге, після підтвердження відповідності світильника всім стандартам безпеки та ефективності, ми переходимо до екологічної оптимізації конструкції. Зменшуючи кількість використаного пластику і металу, ми знижуємо екологічний слід на кожному етапі життєвого циклу виробу — від видобутку сировини до повторного використання чи переробки. Світильники виготовляються у великих масштабах, тому кожен грам має значення. Заощадження кількох грамів матеріалу на етапі проєктування трансформується у вагомі економічні та екологічні переваги на етапі виробництва.
Наша команда працює з технічними кресленнями компонентів, розробленими на основі емпіричних правил. Це відправна точка для серії віртуальних випробувань, де ми можемо безкінечно вдосконалювати параметри: регулювати товщину елементів, тестувати альтернативні матеріали та визначати оптимальні рішення з погляду сталого розвитку. Типовий цикл удосконалення включає приблизно десять ітерацій, і це спільний процес: ми формуємо конструктивні зауваження, передаємо їх дизайнеру, він адаптує компонент і ми тестуємо його знову. За такого підходу вже через місяць дизайн готовий до виробництва. Перші фізичні зразки випробовуються, щойно стають доступними.
Класичні продукти, нова ефективність
Ми використовуємо цифрових двійників вже близько чотирьох років; технологія існувала й раніше, але саме тоді вона стала доступною для нас. Раніше товщина та габарити компонентів визначалися здебільшого на основі інженерних припущень, що призводило до надмірного проєктування. Сьогодні ми не тільки розробляємо нові продукти, а й систематично переглядаємо існуючі моделі. Цей процес часто дає вражаючі результати, особливо коли працюємо з світильниками, елементи яких були спроектовані з надлишковим запасом міцності.
Найяскравішим прикладом такого є АКСІЯ 3 EVO, де нам вдалося зменшити вагу вдвічі. Це не тільки величезна економія матеріалів, що відповідає Цілям сталого розвитку, а й зменшення собівартості, яку ми можемо передати клієнту - на додачу до економії енергії і витрат, отриманих від модернізації освітлення. Існують також менш вражаючі, але не менш важливі вдосконалення в усьому нашому асортименті. Наш підхід передбачає оптимізацію не лише цілісних світильників, а й окремих компонентів, що дозволяє системно підвищувати екологічність конструкцій.
Ми спостерігаємо зростання запитів на комплекти для ретрофіту: клієнти зберігають існуючі корпуси світильників, але модернізують світлодіодний оптичний блок. Розуміючи цю тенденцію, ми цілеспрямовано зменшили вагу і матеріаломісткість цих компонентів, що робить їх більш екологічними.
Випереджаючи нормативні вимоги
Наша продукція має відповідати численним стандартам – від фотометричних характеристик до температурних режимів. Новий регламент ЄС щодо екодизайну -Ecodesign for Sustainable Products Regulation (ESPR) - встановлює додаткові вимоги для всіх виробників, які постачають продукцію до Європи. Регуляторні органи зазвичай перевіряють фізичні зразки, які ми створюємо спеціально для сертифікаційних випробувань. Процедури сертифікації вимагають значних витрат часу і ресурсів, тож треба зробити все правильно з першого разу. Виявлення та усунення потенційних проблем на етапі віртуального моделювання, а не фізичного прототипування, економить час і гроші.
Вуличне освітлення, можливо, не таке круте, як аеронавтика, але кожен виробник повинен працювати над сталим розвитком. Розроблені нами методи віртуального моделювання забезпечили значне скорочення матеріаломісткості в усьому асортименті продукції Schréder. Це означає, що окрім яскравих світильників, ми допомагаємо формувати яскраве майбутнє у всьому світі.
Про автора
Маючи вроджену допитливість до механізмів функціонування речей, Морган отримав багатогранну освітню базу в автомобільних технологіях, промислових науках та машинобудуванні. Цей фундамент став трампліном для його кар'єри в авіаційній галузі, де протягом семи років Морган займався структурним аналізом та механічним проєктуванням. У 2019 році він приєднався до Schréder як інженер-механік, привносячи свій досвід моделювання та оптимізації дизайну у підвищення ефективності та економічної привабливості освітлення. Він очолює команду експертів, яка надає підтримку розробникам у механічному та тепловому моделюванні. Його команда гарантує, що світильники Schréder відповідають вимогам продуктивності, довговічності та сталого розвитку, зокрема 4-зірковому рейтингу Circle Light Label.
Зв’язатися з Морганом на LinkedIn.