EP6-有看到戴口罩時的氣流怎麼流動?聊聊模擬分析,產品開發的重要工具,生醫產品當然也需要…

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內容簡介

2020年疫情爆發之後,專家學者研議是否要戴口罩和保持多遠的社交距離,於是我們看到電視和網路媒體都有報導,以影片呈現人們戴口罩時呼吸氣周遭氣流的流動。你知道嗎?這是工程 『模擬軟體』(simulation software) 根據設定的狀況去計算,模擬出來的結果。酷極了!!

『模擬軟體』 是產品開發過程中很重要的工具,可以用在整個產品開發週期的各個階段,優勢是在還沒有製作出實體的產品之前,就能在電腦內呈現這個產品的各種狀態,如果使用的好,能夠省錢省時間,並且能達到一定的準確度。這樣的模擬技術起始於航空太空的研發,近年隨著電腦運算速度增快,模擬軟體逐漸成為各個公司產品開發過程中非常重要的工具!

這集邀請模擬軟體的專業廠商-美商麥格尼軒股份有限公司台灣分公司的業務總監Jeffrey,來一起聊聊,介紹什麼是模擬,又怎麼應用呢?此外,我們也請Jeffrey分享一些生醫產品應用模擬軟體來開發的案例!!

參與討論

Jeffrey – 美商麥格尼軒股份有限公司台灣分公司(MSC Software Taiwan) 業務總監

Yuchin – 生醫人

重點節錄

模擬分析是什麼?

台灣的疫苗預約系統上線啦!真的是眾所期待,因應接下來大量的疫苗施打工作和疫苗物資安排,這個系統似乎不只是一個”預約”系統,使用者要輸入身分證、健保卡資料,背後有什麼樣的含意?剛出來就聽到批評的聲音,你有上去試看看嗎?我們來聊聊這個系統,假使今天讓你來設計,你會怎麼設計呢?需要思考到哪些面向?

這集私心希望聽眾能獲取產品開發的資訊,在產品開發的過程中,能夠應用模擬軟體來帶領你的產品設計、進行製程改善,解決工程問題進而讓公司在開發產品上能夠省錢省時間。一間公司是否導入模擬軟體和怎麼應用,能看出這間公司的發展方向,也常是公司的工程能力進入另外一個階層的門檻。

口罩能模擬嗎?結構、流體….電磁,真的什麼都能模擬

去年疫情剛開始的時候,很多專家學者在討論戴口罩的效益和人與人之間該保持多少的社交距離,於是我們看到電視和網路媒體多有報導戴口罩的呼吸器模擬,用動畫來顯示氣流的流動,這就是一種模擬分析的案例。除了氣流的模擬,在特殊功能,像是透明口罩的設計上,模擬軟體能計算口罩戴在頭上、壓到臉部的壓力,進而根據模擬計算的結果,來改善設計。此外,口罩設計是否能夠有很好的緊貼度,就如同工業應用的油封一般,希望有很好的密合度。物理現象在本質上是類似的,只是模擬時候的產品不同。

我們常見到的模擬分析,除了氣流流動、壓力分佈的計算模擬,另外也有撞擊、震動等等的模擬。而震動在產品設計上非常常見,製程上機台的震動也很常見,這些在工程上,多能用模擬分析來瞭解,進而解決問題。

台灣產業在模擬方面,用得多嗎?

有喔!這最早是航太,後來到汽車,然後到電子業,半導體產業。產品越來越小,當你的產品太大,或者太小,都可能需要模擬軟體,因為實驗不好做,模擬軟體更是一個不可或缺的工具。除了將模擬用在產品的設計上,台灣也很多用公司將模擬軟體用在廠房的設計,像是早期新竹、台南的科學園區,廠房設計很在意,火車、高鐵在周邊是否造成不當的震動,會損壞設備和製程。

震動是產品開發、製程上常見到的問題,而產品要能精緻,常常也和震動有密不可分的關係。

我做的是生醫產品(疫苗、呼吸器、口罩..),模擬也能應用嗎?

可以啊!近年美國FDA也開始提出用模擬分析來做產品的驗證及確認 (V&V, Verification and validation),甚至有較正式的文件,讓大家知道怎麼在做完模擬之後,寫一份適當的報告來送審查。模擬在生醫產品開發上的應用能力,無庸置疑。以疫苗開發來講,廠房需要好的空調設計,避免外面的細菌進入,就可以用模擬軟體來進行廠房設計前的分析。

模擬好難,電腦要很快嗎?有誰會用呢?

看來軟體只要買就有,但是計算會很龐大,需要用到高速電腦嗎?一般公司要使用,該買什麼樣的電腦?

可以這樣想,最大型的模擬大概就是氣象的模擬了,大概也都能用好一點伺服器等級的電腦來運算。現在電腦運算速度快,大部分的題目都能用伺服器等級的電腦進行運算,已經很少需要用到真的非常高級的電腦來運算。所以硬體配備上不用太擔心。而至於什麼樣的人會用模擬軟體?其實大學很多科系的科目,像是數值分析、有限元素分析等等這類的課程,都有教過模擬,找到會用的人才,不是太困難。

模擬分析除了會用軟體之外,要用的好,也和使用者對產品的熟悉度有關。培養對產品的熟悉度和對模擬軟體了解同樣重要。

模擬軟體好多樣,該怎麼選?

Jeffrey表示,模擬軟體都有自己的個性,不是越多人用的軟體,就越適合你的使用需求。換言之,解釋為軟體開發的過程中,每一次和客戶討論而做軟體進版,都有它的開發史,漸漸累積出這個軟體的個性。這個會跟你用久了之後,慢慢就會知道。然而一開始完全不懂,除了評估軟體的功能,是否達到需求,也可以評估這個軟體背後提供的資源,像是工程師的技術資源、說明手冊、案例等等。畢竟公司引進模擬分析來幫助產品開發,就是希望要省錢省時間,因此,在你需要幫助的時候,能提供你即時的解決方案,也是評估軟體的項目之一。

以上有更認識什麼是模擬嗎?歡迎直接打電話給Jeffrey聊聊,討論看看你的產品是否也能用模擬分析來幫助開發。另外,當然也歡迎在這篇文章下面留言,不論是模擬分析軟體的討論,或者對節目內容的想法,你想聽什麼議題,都歡迎留言給我們喔!

美商麥格尼軒股份有限公司台灣分公司 MSC Software Taiwan

台北市中山區林森北路577號7樓之2

李平男 (Jeffrey Lee)

電話:02-2585 -1228 分機 10

Email: [email protected]

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