Dalla prototipazione fisica alla validazione virtuale: come cambia il ruolo della simulazione nella progettazione

Nell’ambito della progettazione industriale, la simulazione non è più una competenza di nicchia né uno strumento riservato alle fasi finali di sviluppo. È diventata, a tutti gli effetti, una leva strategica per prendere decisioni in anticipo, ridurre l’incertezza e governare la crescente complessità dei prodotti. Una trasformazione che riflette cambiamenti strutturali nel modo in cui le imprese progettano, producono e competono, e che riguarda tanto i grandi gruppi quanto le realtà industriali più agili.

Negli ultimi anni, la pressione su tempi di sviluppo, costi, sostenibilità e conformità normativa ha modificato profondamente il perimetro della progettazione. Disegnare un componente o un assieme non significa più soltanto definirne la geometria, ma anticiparne il comportamento in condizioni reali di utilizzo: carichi meccanici, vibrazioni, cicli di fatica, stress termici, interazioni dinamiche tra parti e materiali. In questo scenario, la simulazione diventa il punto di contatto tra idea progettuale e realtà fisica, consentendo di validare scelte tecniche prima che si traducano in vincoli produttivi, extracosti o ritardi.

Accanto a questi fattori, emerge con forza un altro elemento: la velocità. I cicli di sviluppo si sono accorciati e il margine di errore si è ridotto. La progettazione è sempre più un processo iterativo, in cui la capacità di testare, correggere e ottimizzare rapidamente fa la differenza tra un progetto che arriva sul mercato in tempo e uno che resta indietro. La simulazione consente di comprimere queste iterazioni, rendendo possibile un’esplorazione continua delle alternative progettuali senza i tempi e i costi della prototipazione fisica.

La simulazione come nuovo standard nella progettazione industriale

Per lungo tempo la simulazione ingegneristica è stata associata a contesti altamente specializzati, tipicamente grandi gruppi industriali dotati di team CAE dedicati e infrastrutture di calcolo complesse. In questo modello, la simulazione era una fase separata, affidata a specialisti e attivata solo quando il progetto aveva già raggiunto un livello avanzato di maturità.

Con l’evoluzione dei sistemi CAD e l’aumento della potenza di calcolo disponibile, questo paradigma si è progressivamente allargato. Già a partire dalla cosiddetta Industry 3.0, la diffusione del 3D e delle prime analisi agli elementi finiti (FEA) ha iniziato a spostare parte delle verifiche dal laboratorio al computer, rendendo possibile una prima forma di validazione virtuale.

Con il consolidarsi dei nuovi paradigmi legati a Industry 4.0, la simulazione ha assunto un ruolo ancora più centrale. Non più solo verifica a valle, ma strumento di validazione continua, integrato nel ciclo di progettazione e sempre più vicino ai concetti di virtual prototyping e digital twin. La possibilità di testare virtualmente un progetto prima di costruire il primo prototipo fisico è oggi considerata una best practice trasversale ai settori manifatturieri, non solo per ridurre i costi, ma per aumentare l’affidabilità complessiva del processo di sviluppo.

Di fatto, la simulazione diventa un abilitatore di sperimentazione controllata. È possibile esplorare configurazioni diverse, materiali alternativi, soluzioni non convenzionali, valutandone l’impatto in modo rapido e sistematico. Un approccio che favorisce l’innovazione senza aumentare in modo proporzionale il rischio.

Perché la simulazione è diventata critica, non solo utile

A rendere la simulazione una componente essenziale della progettazione concorrono diversi fattori. Il primo è la riduzione dei tempi di sviluppo: individuare un problema strutturale o funzionale nelle prime fasi del design costa molto meno che correggerlo quando il prodotto è già in produzione o, peggio, sul mercato. La simulazione consente di anticipare questi problemi, spostando la fase di apprendimento a monte del processo.

C’è poi un tema di complessità crescente. I prodotti incorporano sempre più componenti, materiali eterogenei, parti in movimento e requisiti prestazionali stringenti. In molti casi, il comportamento reale non è intuitivo e non può essere valutato solo sulla base dell’esperienza o di regole consolidate. La simulazione consente di esplorare scenari multipli, incluse condizioni limite o estreme, difficili da riprodurre fisicamente, offrendo una visione più completa delle prestazioni attese.

Un ulteriore aspetto riguarda la gestione del rischio. Progettare nuovi prodotti significa assumersi rischi tecnici, economici e reputazionali. La simulazione permette di ridurli attraverso un processo di validazione progressiva, basato su dati e modelli, che supporta decisioni più informate su materiali, geometrie e soluzioni costruttive. In questo senso, la simulazione non è solo uno strumento di verifica, ma un supporto diretto al processo decisionale.

Dal test fisico al modello virtuale: cosa cambia davvero

Il passaggio dalla prototipazione fisica alla validazione virtuale non elimina del tutto i test reali, ma ne cambia profondamente il ruolo. I prototipi non scompaiono, diventano più mirati e arrivano in una fase più avanzata del progetto, quando molte delle criticità sono già state individuate e risolte a livello virtuale.

A differenza dei test tradizionali, il modello virtuale consente di eseguire numerose analisi in parallelo, confrontare varianti progettuali e valutare l’impatto di una modifica geometrica o di materiale in tempi rapidi. Questo approccio riduce il ricorso a tentativi successivi e permette di basare le scelte su evidenze quantitative, piuttosto che su ipotesi o approssimazioni.

Il risultato è un cambio di paradigma: non si testa più solo per scoprire se qualcosa funziona, ma per capire come migliorarla, ottimizzarla e renderla più affidabile prima che entri nel ciclo produttivo.

L’importanza della simulazione integrata negli strumenti di progettazione

Il passaggio chiave in questo percorso evolutivo è rappresentato dall’integrazione tra progettazione e simulazione. Storicamente, l’analisi era demandata a software “stand alone” e all’intervento diretto di figure specialistiche, con un passaggio di consegne che rallentava il processo e introduceva complessità organizzativa.

Oggi il mercato si muove verso soluzioni nelle quali la simulazione è parte integrante dell’ambiente CAD. Questo approccio riduce la distanza tra chi progetta e chi valida, favorisce un utilizzo più diffuso delle analisi e abbassa la barriera di accesso anche per le piccole e medie imprese, che rappresentano una parte significativa del tessuto industriale italiano.

Il ruolo di SOLIDWORKS Simulation di Dassault Systèmes in questo scenario

È all’interno di questo cambiamento strutturale che si colloca SOLIDWORKS Simulation di Dassault Systèmes. La sua rilevanza non va letta solo in termini di funzionalità disponibili, ma nel modo in cui la simulazione viene portata all’interno del processo progettuale quotidiano, diventando parte integrante del lavoro dell’ufficio tecnico.

Basato su tecnologie di analisi agli elementi finiti (FEA), SOLIDWORKS Simulation consente di valutare il comportamento dei progetti in condizioni realistiche di utilizzo: carichi strutturali, sollecitazioni dinamiche, fenomeni termici, cicli di fatica, vibrazioni. La caratteristica distintiva non è tanto la singola tipologia di analisi, quanto la possibilità di condurle direttamente sull’assieme CAD, mantenendo una continuità costante tra modello geometrico, modifica progettuale e validazione.

Questo approccio ha un impatto diretto sul modo in cui vengono prese le decisioni tecniche. La simulazione non arriva “dopo”, come verifica finale, ma accompagna il progetto lungo tutto il suo ciclo di sviluppo. Ogni modifica può essere valutata quasi in tempo reale, consentendo di comprendere immediatamente le conseguenze di una scelta su prestazioni, resistenza, durata o affidabilità complessiva.

L’integrazione nativa con l’ambiente SOLIDWORKS riduce inoltre la complessità operativa tipica dei flussi CAD–CAE tradizionali. Non è necessario esportare modelli, riconfigurare geometrie o tradurre dati tra sistemi diversi. Questo favorisce cicli di iterazione più rapidi e coerenti e rende la simulazione accessibile anche a team snelli, tipici di molte realtà manifatturiere, senza richiedere competenze specialistiche avanzate o infrastrutture dedicate.

Un altro aspetto rilevante è la scalabilità dell’approccio. Le diverse configurazioni di SOLIDWORKS Simulation consentono di affrontare analisi di complessità crescente, dalle verifiche strutturali di base fino a scenari più articolati che includono dinamica, vibrazioni, fenomeni termici e interazioni multi-fisiche. Questo permette alle aziende di adottare la simulazione in modo progressivo, allineandola alla maturità del proprio processo progettuale e alla complessità dei prodotti sviluppati.

SOLIDWORKS Simulation non è dunque uno strumento specialistico isolato, ma come un abilitatore di un approccio progettuale orientato alla prevenzione degli errori, all’ottimizzazione delle soluzioni e alla riduzione dei rischi. La possibilità di testare virtualmente più alternative, valutare scenari “what if” e anticipare comportamenti critici consente di ridurre il ricorso alla prototipazione fisica e di arrivare alle fasi successive con un progetto già validato sotto il profilo tecnico.