Design inteligente de produtos conectados

Design inteligente de produtos conectados

: Dave Martin

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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Tags:
  • CAD

Dave Martin

Dave Martin is a former Creo, Windchill, and Mathcad instructor and consultant. After leaving PTC, he was the Creo specialist for Amazon; and a mechanical engineer, Creo administrator, and Windchill administrator for Amazon Prime Air. He holds a degree in Mechanical Engineering from MIT and currently works as an avionics engineer for Blue Origin. 


Martin is the author of the books Design Intent in Creo Parametric and Top Down Design in Creo Parametric--both available at www.amazon.com. He can be reached at dmartin@creowindchill.com.