डिजिटल प्रोटोटाइपिंग

डिजिटल प्रोटोटाइप वैचारिक डिजाइन, इंजीनियरिंग, विनिर्माण, और बिक्री और विपणन विभागों को इसके निर्माण से पहले एक संपूर्ण उत्पाद का वस्तुतः पता लगाने की क्षमता देता है। औद्योगिक डिजाइनर, निर्माता और इंजीनियर उत्पाद विकास प्रक्रिया के दौरान अपने उत्पादों को डिजिटल रूप से डिजाइन, पुनरावृत्त, अनुकूलित, मान्य और कल्पना करने के लिए डिजिटल प्रोटोटाइप का उपयोग करते हैं। नवोन्मेषी डिजिटल प्रोटोटाइप CAutoD के माध्यम से बुद्धिमान और लगभग-इष्टतम पुनरावृत्तियों के माध्यम से बनाए जा सकते हैं, जो कई डिज़ाइन उद्देश्यों (जैसे अधिकतम आउटपुट, ऊर्जा दक्षता, उच्चतम गति और लागत-प्रभावशीलता) को पूरा करते हैं, योग्यता के कई आंकड़ों की पहचान करते हैं, और विकास की तैयारी और समय को कम करते हैं। बाजार के लिए। विपणक विनिर्माण से पहले उत्पादों के फोटोयथार्थवादी रेंडरिंग और एनिमेशन बनाने के लिए डिजिटल प्रोटोटाइप का भी उपयोग करते हैं। कंपनियां अक्सर उत्पाद विकास हितधारकों के बीच संचार में सुधार लाने, उत्पादों को तेजी से बाजार में पहुंचाने और उत्पाद नवाचार को सुविधाजनक बनाने के लक्ष्य के साथ डिजिटल प्रोटोटाइप को अपनाती हैं।

डिजिटल प्रोटोटाइपिंग केवल 3डी में उत्पाद डिज़ाइन बनाने से कहीं आगे जाती है। यह उत्पाद विकास टीमों को चलती भागों के संचालन का आकलन करने, यह निर्धारित करने का एक तरीका देता है कि उत्पाद विफल होगा या नहीं, और यह देखें कि विभिन्न उत्पाद घटक उप-प्रणालियों के साथ कैसे बातचीत करते हैं - या तो वायवीय या विद्युत। किसी उत्पाद डिज़ाइन के वास्तविक दुनिया के प्रदर्शन को डिजिटल रूप से अनुकरण और मान्य करके, निर्माता अक्सर किसी उत्पाद के निर्माण से पहले बनाने के लिए आवश्यक भौतिक प्रोटोटाइप की संख्या को कम कर सकते हैं, जिससे भौतिक प्रोटोटाइप के लिए आवश्यक लागत और समय कम हो जाता है। कई कंपनियाँ भौतिक प्रोटोटाइप के स्थान पर या उसके पूरक के रूप में डिजिटल प्रोटोटाइप का उपयोग करती हैं। डिजिटल प्रोटोटाइप पारंपरिक उत्पाद विकास चक्र को डिज़ाइन>बिल्ड>टेस्ट>फ़िक्स से डिज़ाइन>विश्लेषण>टेस्ट>बिल्ड में बदल देता है। कई भौतिक प्रोटोटाइप बनाने और फिर यह देखने के लिए कि क्या वे काम करेंगे, उनका परीक्षण करने की आवश्यकता के बजाय, कंपनियां डिजिटल प्रोटोटाइप का उपयोग करके पूरी प्रक्रिया में डिजिटल रूप से परीक्षण कर सकती हैं, जिससे डिज़ाइन को मान्य करने के लिए आवश्यक भौतिक प्रोटोटाइप की संख्या कम हो जाती है। अध्ययनों से पता चलता है कि डिज़ाइन समस्याओं को सामने से पकड़ने के लिए डिजिटल प्रोटोटाइप का उपयोग करने से, निर्माताओं को डाउनस्ट्रीम में कम परिवर्तन ऑर्डर का अनुभव होता है। क्योंकि डिजिटल प्रोटोटाइप में ज्यामिति अत्यधिक सटीक है, कंपनियां विकास के परीक्षण और विनिर्माण चरणों में परिवर्तन आदेश उत्पन्न करने वाले असेंबली मुद्दों से बचने के लिए हस्तक्षेप की जांच कर सकती हैं। कंपनियां उत्पाद विकास चक्र के शुरुआती चरणों में भी सिमुलेशन कर सकती हैं, ताकि वे परीक्षण या विनिर्माण चरणों के दौरान विफलता मोड से बच सकें। डिजिटल प्रोटोटाइप दृष्टिकोण के साथ, कंपनियां अपने उत्पाद के प्रदर्शन की व्यापक रेंज का डिजिटल परीक्षण कर सकती हैं। वे यह आकलन करने के लिए डिज़ाइन पुनरावृत्तियों का त्वरित परीक्षण भी कर सकते हैं कि क्या वे अधिक या कम डिज़ाइन वाले घटक हैं।

एबरडीन समूह के शोध से पता चलता है कि जो निर्माता डिजिटल प्रोटोटाइप का उपयोग करते हैं, वे औसत निर्माता की तुलना में आधी संख्या में भौतिक प्रोटोटाइप बनाते हैं, औसत से 58 दिन तेजी से बाजार में पहुंचते हैं, और 48 प्रतिशत कम प्रोटोटाइप लागत का अनुभव करते हैं।

डिजिटल प्रोटोटाइप का इतिहास
डिजिटल प्रोटोटाइपिंग की अवधारणा लगभग एक दशक से अधिक समय से है, खासकर जब से ऑटोडेस्क, पीटीसी, सीमेंस पीएलएम (पूर्व में यूजीएस) और डसॉल्ट जैसी सॉफ्टवेयर कंपनियों ने सटीक 3डी मॉडल बनाने में सक्षम कंप्यूटर-एडेड डिजाइन (सीएडी) सॉफ्टवेयर की पेशकश शुरू की है।

यह भी तर्क दिया जा सकता है कि उत्पाद जीवनचक्र प्रबंधन (पीएलएम) दृष्टिकोण डिजिटल प्रोटोटाइप का अग्रदूत था। पीएलएम किसी उत्पाद के विकास से लेकर निपटान तक के जीवनचक्र के लिए एक एकीकृत, सूचना-संचालित दृष्टिकोण है। पीएलएम का एक प्रमुख पहलू उत्पाद के जीवनचक्र में शामिल सभी सॉफ्टवेयर, आपूर्तिकर्ताओं और टीम के सदस्यों के बीच उत्पाद डेटा का समन्वय और प्रबंधन करना है। उत्पाद के जीवनचक्र में एकल चरणों का समर्थन करने या उत्पाद के जीवनचक्र को शुरू से अंत तक प्रबंधित करने के लिए कंपनियां लोगों, डेटा और प्रक्रियाओं को एकीकृत करने के लिए सॉफ़्टवेयर टूल और विधियों के संग्रह का उपयोग करती हैं। पीएलएम में अक्सर उत्पाद के जीवनचक्र के कुछ पहलू में भाग लेने वाली आंतरिक और बाहरी टीमों के बीच सहयोग और समझ को सुविधाजनक बनाने के लिए उत्पाद विज़ुअलाइज़ेशन शामिल होता है।

जबकि डिजिटल प्रोटोटाइपिंग की अवधारणा कुछ समय से विनिर्माण कंपनियों के लिए एक दीर्घकालिक लक्ष्य रही है, हाल ही में डिजिटल प्रोटोटाइपिंग छोटे-से-मध्यम आकार के निर्माताओं के लिए एक वास्तविकता बन गई है जो जटिल और महंगे पीएलएम समाधानों को लागू करने का जोखिम नहीं उठा सकते हैं।

डिजिटल प्रोटोटाइप और पीएलएम
बड़ी विनिर्माण कंपनियां अवधारणा विकास, डिजाइन, इंजीनियरिंग, विनिर्माण, बिक्री और विपणन जैसी असंबद्ध, गुप्त गतिविधियों को जोड़ने के लिए पीएलएम पर भरोसा करती हैं। पीएलएम उत्पाद विकास के लिए एक पूरी तरह से एकीकृत दृष्टिकोण है जिसके लिए एप्लिकेशन सॉफ्टवेयर में निवेश, कार्यान्वयन और एंटरप्राइज रिसोर्स प्लानिंग (ईआरपी) सिस्टम के साथ एकीकरण, साथ ही प्रौद्योगिकी का प्रबंधन करने के लिए अंतिम-उपयोगकर्ता प्रशिक्षण और एक परिष्कृत आईटी स्टाफ की आवश्यकता होती है। पीएलएम समाधान अत्यधिक अनुकूलित और लागू करने के लिए जटिल हैं, अक्सर मौजूदा तकनीक के पूर्ण प्रतिस्थापन की आवश्यकता होती है। पीएलएम समाधान खरीदने, तैनात करने और चलाने के लिए आवश्यक उच्च व्यय और आईटी विशेषज्ञता के कारण, कई छोटे से मध्यम आकार के निर्माता पीएलएम लागू नहीं कर सकते हैं।

डिजिटल प्रोटोटाइप इन छोटे से मध्यम आकार के निर्माताओं के लिए पीएलएम का एक व्यवहार्य विकल्प है। पीएलएम की तरह, डिजिटल प्रोटोटाइपिंग अवधारणा विकास, डिजाइन, इंजीनियरिंग, विनिर्माण, बिक्री और विपणन जैसी अन्यथा असंबद्ध, गुप्त गतिविधियों को जोड़ने का प्रयास करती है। हालाँकि, पीएलएम के विपरीत, डिजिटल प्रोटोटाइप अवधारणा से लेकर निपटान तक संपूर्ण उत्पाद विकास प्रक्रिया का समर्थन नहीं करता है, बल्कि प्रक्रिया के डिजाइन-से-निर्माण हिस्से पर ध्यान केंद्रित करता है। डिजिटल प्रोटोटाइप का दायरा तब समाप्त हो जाता है जब डिजिटल उत्पाद और सामग्रियों का इंजीनियरिंग बिल पूरा हो जाता है। डिजिटल प्रोटोटाइपिंग का लक्ष्य अत्यधिक अनुकूलित, सर्वव्यापी सॉफ़्टवेयर परिनियोजन को शामिल किए बिना पीएलएम के समान कई मुद्दों को हल करना है। डिजिटल प्रोटोटाइप के साथ, एक कंपनी एक समय में एक आवश्यकता को संबोधित करना चुन सकती है, जिससे उसका व्यवसाय बढ़ने के साथ-साथ दृष्टिकोण अधिक व्यापक हो जाता है। डिजिटल प्रोटोटाइपिंग और पीएलएम के बीच अन्य अंतरों में शामिल हैं:
 * डिजिटल प्रोटोटाइप में पीएलएम की तुलना में कम प्रतिभागी शामिल होते हैं।
 * डिजिटल प्रोटोटाइप में डेटा एकत्र करने, प्रबंधित करने और साझा करने की कम जटिल प्रक्रिया होती है।
 * निर्माता डिजिटल प्रोटोटाइप के साथ उत्पाद विकास गतिविधियों को संचालन प्रबंधन से अलग रख सकते हैं।
 * डिजिटल प्रोटोटाइप समाधानों को ईआरपी (लेकिन हो सकता है), ग्राहक संबंध प्रबंधन (सीआरएम), और परियोजना और पोर्टफोलियो प्रबंधन (पीपीएम) सॉफ्टवेयर के साथ एकीकृत करने की आवश्यकता नहीं है।

डिजिटल प्रोटोटाइप वर्कफ़्लो
एक डिजिटल प्रोटोटाइप वर्कफ़्लो में औद्योगिक डिज़ाइन, इंजीनियरिंग, विनिर्माण, बिक्री और विपणन जैसे कार्यसमूहों के बीच आम तौर पर मौजूद अंतराल को पाटने के लिए डिज़ाइन प्रक्रिया में एक एकल डिजिटल मॉडल का उपयोग करना शामिल होता है। अधिकांश विनिर्माण कंपनियों में उत्पाद विकास को निम्नलिखित सामान्य चरणों में विभाजित किया जा सकता है:
 * वैचारिक प्रारूप
 * अभियांत्रिकी
 * उत्पादन
 * ग्राहक की भागीदारी
 * विपणन संचार

संकल्पनात्मक डिज़ाइन
वैचारिक डिजाइन चरण में उत्पाद डिजाइन बनाने के लिए ग्राहक इनपुट या बाजार की आवश्यकताओं और डेटा को शामिल करना शामिल है। डिजिटल प्रोटोटाइप वर्कफ़्लो में, डिज़ाइनर पहले स्केच से लेकर पूरे वैचारिक डिज़ाइन चरण में डिजिटल रूप से काम करते हैं। वे अपने डिज़ाइन को डिजिटल रूप से कैप्चर करते हैं, और फिर एक सामान्य फ़ाइल प्रारूप का उपयोग करके उस डेटा को इंजीनियरिंग टीम के साथ साझा करते हैं। तकनीकी व्यवहार्यता सुनिश्चित करने के लिए औद्योगिक डिज़ाइन डेटा को डिजिटल प्रोटोटाइप में शामिल किया जाता है।

डिजिटल प्रोटोटाइप वर्कफ़्लो में, डिज़ाइनर और उनकी टीमें सूचित उत्पाद डिज़ाइन निर्णय लेने के लिए उच्च गुणवत्ता वाली डिजिटल इमेजरी या रेंडरिंग के माध्यम से डिजिटल डिज़ाइन डेटा की समीक्षा करती हैं। किसी अवधारणा को अंतिम रूप देने से पहले, डिज़ाइनर सामग्री या रंग योजनाओं जैसी चीज़ों को बदलते हुए, डिज़ाइन के कई पुनरावृत्तियों का निर्माण और कल्पना कर सकते हैं।

इंजीनियरिंग
डिजिटल प्रोटोटाइप वर्कफ़्लो के इंजीनियरिंग चरण के दौरान, इंजीनियर वैचारिक डिज़ाइन चरण के दौरान विकसित डिज़ाइन डेटा को एकीकृत करते हुए उत्पाद का 3डी मॉडल (डिजिटल प्रोटोटाइप) बनाते हैं। टीमें डिजिटल प्रोटोटाइप के विकसित होने के दौरान उसमें इलेक्ट्रिकल सिस्टम डिज़ाइन डेटा भी जोड़ती हैं, और मूल्यांकन करती हैं कि विभिन्न सिस्टम कैसे इंटरैक्ट करते हैं। वर्कफ़्लो के इस चरण में, उत्पाद के विकास से संबंधित सभी डेटा पूरी तरह से डिजिटल प्रोटोटाइप में एकीकृत है। मैकेनिकल, इलेक्ट्रिकल और औद्योगिक डिज़ाइन डेटा के साथ काम करते हुए, कंपनियां वर्कफ़्लो के इंजीनियरिंग चरण में हर अंतिम उत्पाद विवरण को इंजीनियर करती हैं। इस बिंदु पर, डिजिटल प्रोटोटाइप संपूर्ण उत्पाद का पूर्णतः यथार्थवादी डिजिटल मॉडल है।

सर्वोत्तम संभव डिज़ाइन निर्णय लेने और महंगी गलतियों से बचने के लिए इंजीनियर अपनी डिज़ाइन प्रक्रिया के दौरान डिजिटल प्रोटोटाइप का परीक्षण और सत्यापन करते हैं। डिजिटल प्रोटोटाइप का उपयोग करके, इंजीनियर यह कर सकते हैं:
 * डिजाइनों को मान्य करने के लिए एकीकृत गणना, और तनाव, विक्षेपण और गति सिमुलेशन करें
 * परीक्षण करें कि गतिशील हिस्से कैसे काम करेंगे और परस्पर क्रिया करेंगे
 * गति संबंधी समस्याओं के विभिन्न समाधानों का मूल्यांकन करें
 * परीक्षण करें कि डिज़ाइन वास्तविक दुनिया की बाधाओं के तहत कैसे कार्य करता है
 * सामग्री चयन और विस्थापन का विश्लेषण करने के लिए तनाव विश्लेषण करें
 * किसी हिस्से की मजबूती की जाँच करें

डिजिटल प्रोटोटाइप वर्कफ़्लो में एकीकृत गणना, तनाव, विक्षेपण और गति सिमुलेशन को शामिल करके, कंपनियां भौतिक प्रोटोटाइप चरणों को कम करके विकास चक्र को गति दे सकती हैं। यातायात प्रवाह और वाहन गतिशीलता के गतिशील सह-सिमुलेशन में आंशिक रूप से या पूरी तरह से स्वचालित वाहन और उसके सेंसर सूट के डिजिटल प्रोटोटाइप को लागू करके, ऑटोमोटिव उद्योग द्वारा स्वचालित ड्राइविंग कार्यों के विकास के लिए वर्चुअल परीक्षण युक्त एक उपन्यास टूलचेन पद्धति उपलब्ध है। इसके अलावा डिजिटल प्रोटोटाइप वर्कफ़्लो के इंजीनियरिंग चरण के दौरान, इंजीनियर उत्पादन टीम के लिए आवश्यक दस्तावेज़ बनाते हैं।

विनिर्माण
डिजिटल प्रोटोटाइप वर्कफ़्लो में, विनिर्माण टीमें डिज़ाइन प्रक्रिया में जल्दी शामिल होती हैं। यह इनपुट इंजीनियरों और विनिर्माण विशेषज्ञों को डिज़ाइन प्रक्रिया के दौरान डिजिटल प्रोटोटाइप पर एक साथ काम करने में मदद करता है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि उत्पाद को लागत प्रभावी ढंग से उत्पादित किया जा सके। विनिर्माण टीमें उत्पाद को ठीक उसी तरह देख सकती हैं जैसा उसका इरादा है, और विनिर्माण क्षमता पर इनपुट प्रदान कर सकती हैं। कंपनियां अपने डिजाइनों की विनिर्माण क्षमता का परीक्षण करने के लिए प्लास्टिक के हिस्सों और इंजेक्शन मोल्डों के लिए डिजिटल प्रोटोटाइप पर मोल्डिंग सिमुलेशन कर सकती हैं, और मोल्ड टूलींग में कटौती करने से पहले संभावित विनिर्माण दोषों की पहचान कर सकती हैं।

डिजिटल प्रोटोटाइप उत्पाद टीमों को विनिर्माण टीमों के साथ विस्तृत असेंबली निर्देश डिजिटल रूप से साझा करने में भी सक्षम बनाता है। जबकि पेपर असेंबली चित्र भ्रमित करने वाले हो सकते हैं, डिजिटल प्रोटोटाइप के 3डी विज़ुअलाइज़ेशन स्पष्ट हैं। विनिर्माण और इंजीनियरिंग टीमों के बीच यह प्रारंभिक और स्पष्ट सहयोग दुकान के फर्श पर विनिर्माण समस्याओं को कम करने में मदद करता है।

अंत में, निर्माता फ़ैक्टरी-फ़्लोर लेआउट और उत्पादन लाइनों की कल्पना और अनुकरण करने के लिए डिजिटल प्रोटोटाइप का उपयोग कर सकते हैं। वे स्थान की कमी और उपकरण टकराव जैसे संभावित मुद्दों का पता लगाने के लिए हस्तक्षेप की जांच कर सकते हैं।

ग्राहक भागीदारी
ग्राहक पूरे डिजिटल प्रोटोटाइप वर्कफ़्लो में शामिल होते हैं। भौतिक प्रोटोटाइप के पूरा होने की प्रतीक्षा करने के बजाय, डिजिटल प्रोटोटाइप का उपयोग करने वाली कंपनियां ग्राहकों को उत्पाद विकास प्रक्रिया में जल्दी लाती हैं। वे ग्राहकों को उत्पाद के डिजिटल प्रोटोटाइप की यथार्थवादी प्रस्तुतिकरण और एनिमेशन दिखाते हैं ताकि वे जान सकें कि उत्पाद कैसा दिखता है और यह कैसे कार्य करेगा। इस प्रारंभिक ग्राहक भागीदारी से कंपनियों को पहले से ही साइन-ऑफ करने में मदद मिलती है, इसलिए वे ऐसे उत्पाद को डिजाइन करने, इंजीनियरिंग करने और निर्माण करने में समय बर्बाद नहीं करते हैं जो ग्राहकों की अपेक्षाओं को पूरा नहीं करता है।

विपणन
डिजिटल प्रोटोटाइप से 3डी सीएडी डेटा का उपयोग करके, कंपनियां प्रिंट, वेब पर, कैटलॉग में या टेलीविजन विज्ञापनों में उत्पादों को बाजार में लाने के लिए यथार्थवादी विज़ुअलाइज़ेशन, रेंडरिंग और एनिमेशन बना सकती हैं। महंगे भौतिक प्रोटोटाइप तैयार करने और फोटो शूट आयोजित करने की आवश्यकता के बिना, कंपनियां आभासी फोटोग्राफी और सिनेमैटोग्राफी बना सकती हैं जो वास्तविकता से लगभग अप्रभेद्य हैं। इसका एक पहलू विषय के लिए रोशनी का वातावरण, नए विकास का क्षेत्र तैयार करना है।

यथार्थवादी विज़ुअलाइज़ेशन न केवल विपणन संचार में मदद करते हैं, बल्कि बिक्री प्रक्रिया में भी मदद करते हैं। कंपनियां प्रस्तावों के अनुरोधों का जवाब दे सकती हैं और भौतिक प्रोटोटाइप बनाए बिना परियोजनाओं पर बोली लगा सकती हैं, संभावित ग्राहक को यह दिखाने के लिए विज़ुअलाइज़ेशन का उपयोग कर सकती हैं कि अंतिम उत्पाद कैसा होगा। इसके अलावा, विज़ुअलाइज़ेशन कंपनियों को अधिक सटीक बोली लगाने में मदद कर सकता है, जिससे यह संभावना बढ़ जाती है कि अंतिम उत्पाद के बारे में सभी की उम्मीदें समान हों। व्यवसाय सुरक्षित करने के बाद कंपनियां समीक्षा प्रक्रिया को सुविधाजनक बनाने के लिए विज़ुअलाइज़ेशन का भी उपयोग कर सकती हैं। समीक्षक यथार्थवादी वातावरण में डिजिटल प्रोटोटाइप के साथ बातचीत कर सकते हैं, जिससे उत्पाद विकास प्रक्रिया में डिज़ाइन निर्णयों के सत्यापन की अनुमति मिलती है।

डेटा और टीमों को जोड़ना
डिजिटल प्रोटोटाइप वर्कफ़्लो का समर्थन करने के लिए, कंपनियां वर्कफ़्लो में हर चरण में सभी टीमों को समन्वयित करने, डिज़ाइन संशोधनों को सुव्यवस्थित करने और डिजिटल प्रोटोटाइप के लिए रिलीज़ प्रक्रियाओं को स्वचालित करने और सामग्रियों के इंजीनियरिंग बिलों का प्रबंधन करने के लिए डेटा प्रबंधन टूल का उपयोग करती हैं। ये डेटा प्रबंधन उपकरण सभी कार्यसमूहों को महत्वपूर्ण डिजिटल प्रोटोटाइप डेटा से जोड़ते हैं।

डिजिटल प्रोटोटाइप और स्थिरता
कंपनियां नए उत्पाद डिजाइनों में स्थिरता कारकों को समझने और टिकाऊ उत्पादों और प्रक्रियाओं के लिए ग्राहकों की आवश्यकताओं को पूरा करने में मदद करने के लिए डिजिटल प्रोटोटाइप का तेजी से उपयोग कर रही हैं। वे उत्पाद विनिर्देशों को पूरा करने के लिए आवश्यक सामग्री की इष्टतम मात्रा और प्रकार निर्धारित करने के लिए कई डिज़ाइन परिदृश्यों का आकलन करके सामग्री के उपयोग को कम करते हैं। इसके अलावा, आवश्यक भौतिक प्रोटोटाइप की संख्या को कम करके, निर्माता अपनी सामग्री की बर्बादी को कम कर सकते हैं।

डिजिटल प्रोटोटाइपिंग से कंपनियों को अपने उत्पादों के कार्बन फ़ुटप्रिंट को कम करने में भी मदद मिल सकती है। उदाहरण के लिए, WinWinD, एक कंपनी जो नवोन्मेषी पवन टर्बाइन बनाती है, विभिन्न पवन स्थितियों के लिए पवन-ऊर्जा टर्बाइनों के ऊर्जा उत्पादन को अनुकूलित करने के लिए डिजिटल प्रोटोटाइप का उपयोग करती है। इसके अलावा, डिजिटल प्रोटोटाइप द्वारा आपूर्ति किया गया समृद्ध उत्पाद डेटा कंपनियों को उत्पाद-संबंधित पर्यावरणीय नियमों और स्वैच्छिक स्थिरता मानकों की बढ़ती संख्या के अनुरूप प्रदर्शन करने में मदद कर सकता है।