Проектирование с целью создания интеллектуальных сетевых изделий

Конструкторский замысел определяет (или должен определять) каждое решение, принимаемое нами в процессе CAD-моделирования. Конструкторский замысел учитывает, что этап первоначального проектирования является лишь небольшой частью жизненного цикла изделия. Мы тратим значительно больше времени на модификацию и обновление моделей по мере изменения требований. Поэтому нам необходимо включать дополнительную информацию в наши модели, чтобы изменения интеллектуально распространялись на связанные конструкторские элементы и компоненты.

Знакомые методики проектирования

Когда речь заходит о методиках проектирования сборок, наиболее популярными и известными являются методики восходящего (BUD) и нисходящего (TDD).

При использовании методики BUD,сначала создаются отдельные модели деталей, а затем объединяются в сборки нижнего уровня. Эти сборки объединяются в сборки более высокого уровня и т. д., пока не будет получено окончательное изделие.

Однако у этой методики есть недостатки. Она не подходит для сложных изделий с большим количеством компонентов и многоуровневой иерархией. И особенно плохо работает при наличии взаимозависимостей между деталями и подсборками. Обновление сборок BUD обычно бывает трудоемким, в значительной степени ручным процессом, отнимающим много времени и подверженным ошибкам. Хуже того, это часто приводит к каскадным сбоям регенерации, что расстраивает пользователей и увеличивает сроки вывода изделий на рынок.

При использовании методики TDD сначала определяется структура изделия — организация основных подсистем, подсборок и других компонентов — без проработки геометрии отдельных деталей. Для консолидации важной информации о конструкции используются специальные модели. В каркасах фиксируется геометрия, которая затрагивает несколько сборок и деталей; блокноты используются для фиксации размеров и параметров. Эта конструкторская информация из каркасов и блокнотов передается в отдельные компоненты. Таким образом можно вносить изменения на верхнем уровне, а взаимосвязанные компоненты обновляются так мы планируем и ожидаем.

Знакомство с проектированием с середины (Middle Out Design)

Интеллектуальные сетевые изделия создают новые трудности для реализации наших традиционных подходов. Изделия всегда содержали стандартные доступные на рынке (COTS) компоненты, например, крепежные детали, кабели и электротехнические компоненты. Когда изделия становятся интеллектуальными и сетевыми, этот список расширяется, включая:

• датчики;
• интерфейсы пользователя (тактильные или голосовые);
• процессоры;
• передатчики, приемники и антенны;
• порты подключения.

Часто бывает необходимо сначала расположить эти компоненты, а затем уже проектировать корпус и прочие детали изделия вокруг них.

Эта методика, когда проектируется внутренняя электроника, а зетам наружный корпус, называется проектированием с середины (middle-out design, MOD). Эта методика уже используется во многих секторах, особенно в изделиях, которые включают сборки компонентов в корпусах и ящиках, иногда называемые быстросменными блоками (line replaceable unit, LRU), в аэрокосмической и оборонной промышленности.

В каких случаях следует использовать каждую из методик?

Некоторые воспринимают методики «снизу вверх», «с середины» и «сверху вниз» как отдельные сферы, которые никогда не пересекаются:

Однако в реальном мире изделия разрабатываются с применением некоторого сочетания методик. Например, изделие в целом может проектироваться сверху вниз, а отдельные подсборки — снизу вверх. При необходимости некоторые компоненты и системы могут компоноваться «с середины», а затем применяться методика проектирования «сверху вниз». Фактически, ситуация напоминает следующее:

Разработка интеллектуальных сетевых изделий существует на пересечении методик «снизу вверх», «с средины» и «сверху вниз».

Инструменты CAD и методики для проектирования интеллектуальных сетевых изделий (SCP)

Какие, с учетом этого, инструменты CAD и методики поддерживают MOD в разработке изделий?

• Функции общего доступа к данным, которые генерируют оболочку вокруг существующих компонентов для удобства проектирования корпусов и кожухов.
• Сетевые библиотеки трехмерных компонентов, включающие изделия COTS и детали поставщиков.
• Технология, которая обеспечивает беспрепятственное открытие и интеграцию моделей, созданных в других программных пакетах, без необходимости их преобразования.
• Создание эргономичных и (или) эстетически привлекательных поверхностей с непрерывной кривизной, которые могут параметрически привязываться к существующей геометрии

Использование этих методик и сочетания процессов MOD и TDD позволит оптимизировать ваш процесс проектирования интеллектуальных сетевых изделий.