設計意圖主宰了我們在 CAD 建模中所做的每一個選擇。設計意圖認知,最初設計階段只是產品生命週期的一小部分。隨著需求變化,我們也花費更多時間修改和更新模型。因此,我們希望將其他資訊構建到我們的模型中,以智慧的方式將變更傳播到相關的功能和元件。
在諸多組件設計方法中,由下而上設計 (BUD) 和由上而下設計 (TDD) 最廣為流行也最知名。
在 BUD 中 會先建立單獨的零件模型,然後將其組合到較低層級的組件中。這些組件會放置在更高級的組件內,直到頂層產品完成。
不過,由下而上設計還是有缺點的。對包含大量元件和許多階層的進階產品來說,這種方法並不適用,尤其是在零件和子組件之間有相依關係的情況下。更新 BUD 組件往往很乏味且仰賴人工作業,不但耗時又容易出錯。更糟糕的是,這種方式經常會導致串接再生失敗,不但讓使用者感到挫折,還會拉長上市時間。
在 TDD 中,會先定義產品結構,亦即主要子系統、子組件和其他元件的組織,而不關注個別零件的幾何。我們使用特殊模型來整合關鍵設計資訊。骨架會擷取影響多個組件和零件的幾何;筆記本則會截取影響多個尺寸和參數的幾何。我們將設計資訊從骨架和筆記本傳達給個別組件。通過這種方式,我們可以在頂層套用變更,並且按照我們計劃和期望的方式更新互連元件。
智慧連網產品為我們的傳統方法帶來了新的挑戰。產品一向包含商業現貨 (COTS) 組件,例如扣件、佈纜和電氣組件。當產品變得聰明並彼此連接時,組件清單將擴充為包括:
我們經常需要先找到這些元件,並設計圍繞在外的外殼和/或產品的其餘部分。
這種先設計內部電子裝置再設計外殼的特殊技巧,稱為由內而外設計 (MOD)。這項技巧已經應用於很多領域,特別是將元件包裝在外殼和包裝箱中的產品,在航太及國防工業有時也稱為線上抽換單元 (LRU)。
有些人把由下而上、由內而外和由上而下這三種方式視為獨立的領域,絕不會「彼此碰頭」;
但在現實世界中,產品是使用多種方法組合設計而成。整體產品可以使用由上而下的方式進行設計,但個別子組件可以使用由下而上的方式建立。必要時,可以先透過由內而外的方式來佈置某些元件和系統,然後再採用由上而下設計。實際情況就像:
智慧連網產品的開發會交互運用到由下而上、由內而外和由上而下設計。
瞭解這三種方式之後,哪些 CAD 工具和技術能在產品開發過程中支援 MOD?
您只要使用這些技巧,再結合 MOD 與 TDD,即可改進您的智慧連網產品設計流程。