Maksimal akselerasjon på de første centimeterne. Inn i svingen. Hold linjen. Og så full fart mot mål. Det som gjelder for en Formel 1-fører på racerbanen, har mye til felles med hvordan vann beveger seg gjennom et sanitærsystem.
Det vet Andrés Lorenz mye om. Den tidligere Formel 1-ingeniøren har ledet Geberits avdeling for Virtual Engineering de siste fire årene.
– De grunnleggende utfordringene er svært like, sier han.
Mens komponentene i Formel 1 har blitt finjustert gjennom mange år, mener Lorenz at simulering fortsatt åpner for nye muligheter innen sanitærteknologi.
Gjør det usynlige synlig
Virtual Engineering handler om å bruke digitale simuleringer til å undersøke hvordan blant annet vann, luft, materialer og komponenter oppfører seg, før en fysisk prototype bygges.
Det gjør det mulig å teste flere løsninger på kortere tid og finne ut hva som fungerer.
– Vi forutsier den fysiske virkeligheten på datamaskinen, sier Lorenz.
Simuleringene gjør også prosesser som er vanskelige eller umulige å observere i fysiske tester, synlige. Det gir utviklerne et bedre grunnlag for å forstå, vurdere og forbedre løsningene.
Først simulering, så prototype
Før en prototype produseres, kan ulike løsninger prøves ut digitalt. Ved Geberits hovedkontor i Rapperswil-Jona kjøres slike beregninger døgnet rundt.
– I konseptfasen er det først og fremst hvor raskt vi kan jobbe, og hvor mange varianter vi kan teste, som teller, sier Lorenz.
En simulering av vannstrømmen i et nytt toalettdesign kan ta tre til fire timer. En tilsvarende fysisk test, inkludert bygging av en prototype, kan ta flere uker eller måneder.
Bedre samspill mellom produktene
Når flere produkter skal fungere sammen, kan simuleringene vise hvordan de påvirker hverandre. I Geberit WC-systemet har simuleringene blant annet bidratt til å gjøre Type 383 påfyllingsventilen mer stillegående og forbedre samspillet mellom porselenet og TurboFlush-skylleteknologien.
Et annet eksempel er avløpsteknologien SuperTube. Her har simuleringer bidratt til å finjustere vann- og luftstrømmen gjennom systemet. Det er avgjørende for å opprettholde luftsøylen i avløpsrøret og sikre at SuperTube fungerer som tiltenkt.
Også produksjonen simuleres
Simuleringene brukes ikke bare i produktutviklingen. Geberit bruker dem også til å gjøre produksjonen mer effektiv, blant annet innen plast, metall og porselen. Ved produksjon av plastrør har vi for eksempel brukt
simuleringer til å forbedre ekstruderingsverktøyet. Resultatet er mindre trykktap, en mer effektiv produksjonsprosess og lavere strømforbruk.
Å forstå fysikken bak
Vi spurte Andrés Lorenz, Head of Virtual Engineering i Geberit, hva han tok med seg fra Formel 1 til Geberit.
– Først og fremst nysgjerrigheten og ønsket om å forbedre hele produktet. Jeg hadde også med meg erfaring med simulering og arbeidsmåter fra motorsporten.
I dag skjer flere av trinnene frem mot simuleringen automatisk. Det gir oss mer tid til å tolke resultatene og forstå fysikken bak.
Hvilken rolle spiller kunstig intelligens i Virtual Engineering?
– Vi bruker KI mest til programmering og automatisering. I selve simuleringene bruker vi foreløpig KI i liten grad. Når vi utvikler nye sanitærløsninger, finnes det ikke alltid etablerte svar. Da trenger vi ingeniører som forstår fysikken og samtidig kan vurdere hvordan løsningen kan produseres, hva den koster og hvilken verdi den gir kunden, sier Lorenz.
