Design inteligente de produtos conectados

Design inteligente de produtos conectados

Written By: Dave Martin
  • CAD
  • 2/12/2018

O processo de criação do design determina – ou deveria determinar – todas as escolhas que fazemos na modelagem de CAD. Os objetivos desse design devem reconhecer que a fase inicial é apenas uma pequena parte do ciclo de vida de um produto. Gastamos consideravelmente mais tempo modificando e atualizando modelos à medida que os requisitos são modificados. Por isso, queremos agregar informações adicionais aos nossos modelos para que as modificações sejam propagadas de maneira inteligente para os recursos e componentes relacionados.


Metodologias populares de design

Quando se trata de metodologias de design para montagens, design bottom-up (BUD) e design top-down (TDD) são as mais populares e reconhecidas.

Na BUD,você primeiro cria modelos de peças individuais e as organiza em montagens de nível inferior. Essas montagens são colocadas em montagens de nível mais alto e assim por diante, até a conclusão do produto de nível superior.

No entanto, a metodologia bottom-up apresenta suas desvantagens. Ela não funciona bem para produtos avançados que possui um grande número de componentes e muitos níveis de hierarquia. Em especial, ela não funciona bem quando peças e submontagens são interdependentes umas das outras. A atualização de montagens BUD tende a ser tediosa, excessivamente manual, demorada e propensa a erros. Pior ainda, ela muitas vezes resulta em falhas de regeneração em cascata que frustram os usuários e aumentam o tempo para lançamento do produto ao mercado.


Na TDD, primeiro definimos a estrutura do nosso produto – a organização dos principais subsistemas, submontagens e outros componentes – sem focar na geometria nem em partes individuais. Usamos modelos especiais para consolidar informações críticas do design. Esqueletos capturam a geometria que afeta múltiplas montagens e peças; blocos de notas fazem o mesmo para dimensões e parâmetros. Essas informações de design são então comunicadas por nós dos esqueletos e blocos de notas para os componentes individuais. Dessa forma, podemos implementar mudanças no nível superior, e os componentes interconectados são atualizados da forma que foram planejamos.

Apresentando o design middle-out

Os produtos conectados inteligentes apresentam novos desafios às abordagens tradicionais. Os produtos sempre contiveram componentes prontos para uso comercial (COTS), como prendedores, cabos e componentes elétricos. Quando nossos produtos passam a ser inteligentes e conectados, essa lista aumenta para incluir:

  • Sensores
  • Interfaces humanas (táteis ou voz)
  • Processadores
  • Transmissores, receptores e antenas
  • Portas de conexão

Geralmente, precisamos localizar esses componentes primeiro e projetar o gabinete e/ou o restante do produto ao seu redor.

Essa técnica em particular – eletrônica de interiores seguida pelo gabinete externo – é um design middle-out (MOD). Essa técnica já é usada em muitos setores, especialmente em produtos que envolvem a colocação de componentes em gabinetes e caixas, algumas vezes conhecidas como unidades substituíveis em linha (LRUs) no setor aeroespacial e de defesa.

Quando cada metodologia deve ser usada?

Algumas pessoas encaram as metodologias bottom-up, middle-out e top-down como abordagens separadas e independentes.

Métodos de design separados

 

No mundo real, no entanto, os produtos são projetados através de uma combinação dessas metodologias. O produto pode ser projetado com a top-down, mas as submontagens individuais podem ser criadas por bottom-up. Conforme necessário, alguns componentes e sistemas podem ser dispostos usando middle-out e, em seguida, a top-down assume o controle. Na prática, o que ocorre é:

Sobreposição de métodos no design de produtos conectados inteligentes

 

O desenvolvimento de produtos inteligentes e conectados existe na interseção das metodologias de design bottom-up, middle-out e top-down.


Ferramentas de CAD e técnicas para SCP

Quais ferramentas e técnicas de CAD oferecem suporte à MOD no desenvolvimento de produtos?

  • Recursos de compartilhamento de dados que geram um desenvolvimento em torno dos componentes existentes para facilitar o design de gabinetes e caixas.
  • Bibliotecas online de componentes 3D para peças COTS e compradas.
  • Tecnologia de apoio à abertura e à integração de modelos de outros pacotes de software sem a necessidade de conversão.
  • Criação de superfícies de curvatura contínua ergonômicas e/ou esteticamente agradáveis capazes de fazer referências paramétricas a geometrias existentes.

O uso dessas técnicas e a combinação da MOD com a TDD melhorarão o processo de design de produtos conectados inteligentes.

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About the Author

Dave Martin

Dave Martin é ex-instrutor e consultor do Creo, Windchill e Mathcad. Após deixar a PTC, ele atuou como especialista em Creo na Amazon e como engenheiro mecânico, administrador do Creo e administrador do Windchill na Amazon Prime Air. Ele é formado em Engenharia Mecânica pelo MIT e atualmente trabalha como engenheiro de aviônica na Blue Origin.

Martin é o autor dos livros Design Intent in Creo Parametric eTop Down Design in Creo Parametric — ambos disponíveis em www.amazon.com. Ele pode ser encontrado em dmartin@creowindchill.com.