Was ist "Design Intent"?

Verfasst von: Dave Martin
  • 6/8/2021
  • Lesestoff : 3 min
Design intent ensures model adapts appropriately to changes.

Der Begriff "Design Intent" wird häufig verwendet, wenn es um Produktentwicklung geht, aber was bedeutet er wirklich? Ist es einfach "was ich mit meinem Design beabsichtige zu tun", oder gibt es eine tiefere Bedeutung? Bei der parametrischen Modellierung spielt die Konstruktionsabsicht eine wichtige Rolle bei der Verbesserung der Modellqualität und Anpassungsfähigkeit.

Was ist Design Intent?

Design Intent ist eine Methode in der computergestützten Konstruktion, die Beziehungen zwischen Objekten definiert, so dass eine Änderung an einem Objekt automatisch auf andere übertragen wird.

Beispiel

Im folgenden Beispiel wird eine Rohrreduziereinheit durch drei kritische Parameter gesteuert: den Einlassdurchmesser, den Auslassdurchmesser und die Höhe der Reduziereinheit.

Wenn sich der Einlass- und der Auslassdurchmesser erhöhen, vergrößern sich die Bohrung in der Platte und im Rohr, die Größen des Flansches und die Schraubenkreisdurchmesser gemäß unserer Konstruktionsabsicht. Wenn die Höhe des Reduzierstücks zunimmt, wird die Position des Rohrs entsprechend aktualisiert.

Darüber hinaus erhöht sich bei größeren Durchmessern automatisch die Anzahl und der Abstand der Schrauben, um eine ausreichende Spannkraft zu gewährleisten.

Design intent ensures model adapts appropriately to changes.

(Hinweis: Zur Verdeutlichung wurde ein Schnitt auf das Reduzierstück und das Rohr angewendet. Die Schrauben und Muttern wurden ausgeschlossen).

Typischerweise wird Design Intent mit der parametrischen Modellierung in Verbindung gebracht. Bei anderen Modellierungsansätzen (z. B. der direkten Modellierung) kann der Schwerpunkt auf der Geschwindigkeit der Modellierung oder der Minimierung der Anzahl der Objekte im Modell liegen.

Und obwohl sich diese verschiedenen Ansätze und Design Intent nicht unbedingt gegenseitig ausschließen, erfordert Design Intent in der Regel mehr Aufwand und Zeit in der ersten Designphase.

Dieser anfängliche Mehraufwand führt jedoch zu erheblichen Einsparungen, wenn sich die Produktanforderungen unweigerlich ändern, insbesondere bei komplexen Baugruppen mit zahlreichen Abhängigkeiten.

Einbinden von Design Intent

Die Methoden zur Umsetzung der Entwurfsabsicht können von relativ einfachen, wie der Auswahl des richtigen Bemessungsschemas, über mäßig fortgeschrittene, wie dem Top-Down-Design, bis hin zu höheren Komplexitätsstufen, wie der Einbettung von Optimierungsroutinen direkt in den Regenerationszyklus des Modells, reichen.

Im Folgenden finden Sie einige Beispiele dafür, wie Sie Design Intent in ein CAD-Modell einbauen können.

Entwerfen von Skizzen und Features

Skizzen bilden die Grundlage für viele Features in Teilen, insbesondere für diejenigen, die in parametrischen Modellen am meisten Material hinzufügen oder entfernen. Das Bemaßungsschema in der Skizze bestimmt, wie sich das nachfolgende Feature bewegen wird, wenn Sie frühere Features im Teil ändern. Nehmen Sie zum Beispiel dieses einfache Teil:

Boss in the middle of a flat surface

Je nachdem, wie Sie das zylindrische Feature positionieren, kann eine Änderung der Breite des Basis-Features zu den folgenden Möglichkeiten führen:

Different ways to define boss location

Die Schlussfolgerung? Wenn Sie das Bemessungsschema des Zylinders danach auswählen, wie er auf Änderungen an anderen Merkmalen reagieren soll, ist das Design Intent!

Teile konstruieren

Auf der Teileebene bestimmt der Typ des ausgewählten Features, wie dieses Feature in Zukunft geändert werden kann. Nehmen Sie das Beispiel der Erstellung eines Zylinders; es gibt leicht ein halbes Dutzend verschiedene Möglichkeiten, wie dieses Feature erstellt werden kann.

Plain cylinder

Ein einfacher Zylinder kann auf verschiedene Arten erstellt werden, die jeweils Auswirkungen auf Ihr Produktdesign haben.

  • Ein linear ausgetragenes Feature gibt Ihnen möglicherweise die beste Kontrolle über die Tiefe des Features.
  • Ein gedrehtes Feature wäre zu bevorzugen, wenn sich der Drehwinkel höchstwahrscheinlich ändern wird.
  • Ein ausgetragenes Feature ist am besten geeignet, wenn Sie erwarten, dass sich der Weg oder die Richtung des Features ändert.
  • Ein überblendetes Feature ist die beste Wahl, wenn die Kontrolle der Form an den Enden und den inneren Positionen von größter Bedeutung ist.
  • Erweiterte Oberflächenbearbeitungstechniken wie Boundary Blends und Stilflächen bieten eine noch höhere Anpassungsfähigkeit an Änderungen.

Variations of a cylinder

Möglichkeiten, wie sich ein Zylinder in einer Konstruktion entwickeln kann.

Baugruppen konstruieren

Auf der Baugruppenebene ist die effektivste Methode zur Erstellung von Design Intent das Top-Down-Design. Bei dieser Methode werden spezielle Modelle, sogenannte Skelette, verwendet, um wichtige Geometrien zu konsolidieren, die sich auf mehrere Komponenten auswirken, und diese Konstruktionsinformationen dann mithilfe von Datenfreigabefunktionen an die Komponenten zu verteilen.

Kritische Parameter und Abmessungen können auch in digitalen Konstruktionsnotizbüchern definiert und mit anderen Modellen geteilt werden. Sie schreiben dann Gleichungen, um Ihre Modelle vom Notizbuch aus zu steuern.

Wenn Sie später eine radikale Konstruktionsänderung durchführen müssen, müssen Sie nicht Dutzende oder Hunderte von Einzelteilen öffnen und ändern, sondern die Änderungen am Skelett und/oder Notebook werden an alle verbundenen Modelle weitergegeben.

Produkte entwerfen

Auf der Produktebene können wir das Konzept des Design Intents auf die Art und Weise ausweiten, wie wir über neue Technologien nachdenken - wie z. B. intelligentes, vernetztes Produktdesign (auch bekannt als das Internet der Dinge oder IoT) und Augmented Reality (AR).

Intelligente, vernetzte Produkte verwenden Sensoren, Sender, Antennen und sogar Mikrocomputer, um sich mit dem Internet zu verbinden. Das bedeutet, dass Ihre Produkte Informationen darüber, wie sie genutzt werden, an Ihr Unternehmen zurücksenden können. Jemand, der es gewohnt ist, Intentionen in ein Modell einzubauen, wird diese neuen Daten natürlich einplanen. Sie könnten zum Beispiel Produkte entwickeln, die als Reaktion auf eingehende IoT-Daten einfach und per Fernzugriff Software-Updates einspielen und neue Funktionen zu Produkten im Feld hinzufügen können. In der Tat hat Tesla genau das vor ein paar Jahren getan, als es eine Over-the-Air-Reparatur für seine Autos herausgab.

 Augmented reality: Data and inspection path overlaid on camera image of airplane

Ein Beispiel für AR: Ein Tablet überlagert digitale Daten auf einem physischen Flugzeug.

Augmented Reality, die digitale Informationen zu realen Szenen hinzufügt, bietet Möglichkeiten für Entwickler, sich weiter auf zukünftige Veränderungen vorzubereiten. Stellen Sie sich zum Beispiel vor, einen Teil oder die gesamte Benutzeroberfläche des Produkts durch AR zu ersetzen. Vereinfachen Sie das Produkt, indem Sie Tasten, Touchscreens und Anzeigen entfernen. Wenn dann neue Funktionen hinzugefügt werden, kann die Benutzeroberfläche entsprechend aktualisiert werden. In der Tat trägt jeder ein Smartphone mit Kamera mit sich herum - warum sollte man das nicht in die Benutzeroberfläche Ihres Produkts integrieren?

Digital dashboard is updated via the IoT

Ein virtuelles Armaturenbrett für ein Auto

Ein entscheidender Aspekt von IoT und AR ist, dass wir unsere Produkte nach der Auslieferung aktualisieren und verbessern können, ohne dass der Kunde das Produkt an uns zurückschickt. Dies passt perfekt zu den Kerngedanken und der Entwicklung von Design Intent: die Ermöglichung von Leichtigkeit, Geschwindigkeit und Veränderungsfähigkeit durch physisches und digitales Design.

Bei Design Intent geht es darum, während des Produktentwicklungsprozesses intelligente Entscheidungen zu treffen. Je mehr Sie sich im Vorfeld Gedanken machen, desto weniger Probleme werden Sie später haben. Die einzige Konstante ist die Veränderung. Indem Sie sie einplanen, erstellen Sie Modelle, die flexibel, robust und anpassungsfähig sind. Das Verstehen und Anwenden von Design Intent verbessert die Qualität Ihrer Modellierung und führt zu intelligenteren Produkten und höherer Kundenzufriedenheit.

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Der Autor

Dave Martin Dave Martin ist ein ehemaliger Creo-, Windchill- und Mathcad-Dozent und -Berater. Nachdem er PTC verlassen hatte, war er der Creo-Spezialist für Amazon; und ein Maschinenbauingenieur, Creo-Administrator und Windchill-Administrator für Amazon Prime Air. Er hat einen Abschluss in Maschinenbau vom MIT und arbeitet derzeit als Avionikingenieur für Blue Origin.