Ludzkość jest wyjątkowa pod względem wykorzystania niezwykle szerokiej gamy materiałów do budowania różnych rzeczy. Żaden inny organizm na świecie nie używa szkła, metalu, drewna, tworzyw sztucznych, kamienia, betonu oraz innych materiałów organicznych jednocześnie.
Dzięki tej umiejętności użycia do budowy wszystkiego, co znajduje się dookoła nas, człowiek dokonał takich osiągnięć jak konstrukcje drapaczy chmur, mostów czy też dużych, wyrafinowanych pojazdów – samochodów, pociągów czy samolotów.
Takie tworzenie wymaga dużych umiejętności i musi stanowić dobrze zaplanowany proces. Po pierwsze, należy zebrać pomysły, w jaki sposób możliwe jest rozwiązanie zadanego problemu. Jeśli rozwiązanie wymaga zbudowania czegoś, to należy sprawdzić, czy jest to w ogóle możliwe, a następnie to zaprojektować, zbudować i ostatecznie wdrożyć. Następnie mogą być wprowadzane pewne usprawnienia, by rozwiązać wszelkie kwestie wykryte w trakcie prac, lub zaktualizować technologię w miarę powstawania nowych odkryć. Skupmy się zatem na etapie projektowania.
Kiedy coś wymaga projektowania, zwykle doświadczeni inżynierowie wykorzystują swoją wiedzę o materiałach i fizyce, aby stworzyć koncepcję, która następnie jest realizowana i dokładnie testowana.
W UE i innych krajach istnieją przepisy, które gwarantują, że wszystkie rzeczy są projektowane i budowane w bezpieczny sposób. Na przykład zabawki nie mogą powodować obrażeń, mosty muszą być wystarczająco wytrzymałe. Tak samo w omawianym poniżej przykładzie, siedzenia w pociągu muszą być bezpieczne.
BORCAD cz s.r.o. to czeska firma projektująca i produkująca siedzenia do pociągów. Od 2012 roku współpracuje z IT4Innovations, krajowym czeskim centrum superkomputerowym.
Tradycyjnie firma taka jak BORCAD tworzyłaby projekt, określała jego bezpieczeństwo za pomocą zestawu testów i złożonych modeli matematycznych, budowała prototyp, a następnie go testowała. Jeśli prototyp nie przeszedłby testu, konieczne byłoby wykonanie i przetestowanie nowego projektu. Proces ten byłby wielokrotnie powtarzany dopóki prototyp nie przeszedłby testu bezpieczeństwa.
Ponieważ BORCAD projektuje siedzenia do pociągów, muszą one zazwyczaj przejść dwa testy; pierwszy dotyczy samego siedzenia, które bierze udział w wypadku i nie może ulec zniszczeniu, zaś drugi test sprawdza, czy osoba siedząca (reprezentowana przez manekina do testów zderzeniowych) przeżyje zdarzenie bez poważnego uszkodzenia ciała (np. urazu).
Do tej pory proces ten był czasochłonny i kosztowny, wymagający projektowania, konstruowania i testowania wielu prototypów przed zatwierdzeniem ostatecznego projektu.
Wraz z rozwojem technologii komputerowych naukowcy, tacy jak pracujący w IT4Innovations, poszukują sposobów, aby z pożytkiem zastosować nowe metody we wszystkich obszarach ludzkiej działalności. Jednym z najważniejszych zastosowań, porównywalnym do użyteczności obecnych smartfonów, jest technologia superkomputerowa wykorzystywana w inżynierii. Obecnie możliwe jest symulowanie złożonych testów zderzeniowych na superkomputerach, takich jak te w IT4Innovations (Anselm i Salomon); część naszego zespołu (prof. Petr Horyl, dr Pavel Maršálek, dr Tomáš Karásek i dr Petr Ferfecki) otrzymała nagrodę dot. HiPEAC za transfer wyników badań do praktyki przemysłowej, w zwiazku ze współpracą z takimi firmami jak BORCAD. Projekt “Większe Bierne Bezpieczeństwo i Komfort Pasażerów w Ruchu Kolejowym” pomógł BORCADowi w wirtualnym testowaniu bezpieczeństwa swoich projektów i dopiero po przejściu przez wirtualną symulację testów bezpieczeństwa powstawał fizyczny prototyp do testów. Po raz pierwszy wirtualne prototypy przechodziły prawdziwe testy bezpieczeństwa.
Dzięki tej współpracy BORCAD mógł uzyskać dostęp do międzynarodowych rynków Wielkiej Brytanii i Ameryki Północnej, wprowadzając siedzenie Regio oraz siedzenie pierwszej klasy w Kolejce Widokowej Kanadyjskich Gór Skalistych. Tym samym powstały narzędzia, które pozwolą firmie BORCAD wejść na inne rynki międzynarodowe w przyszłości.
