Проектирование с целью создания интеллектуальных сетевых изделий

Проектирование с целью создания интеллектуальных сетевых изделий

: Dave Martin

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:

Métodos de design separados

 

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:

Sobreposição de métodos no design de produtos conectados inteligentes

 

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.

 Subscribe to PTC Express

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.