Виртуальное прототипирование - Virtual prototyping

Виртуальное прототипирование это метод в процессе разработки продукта. Это предполагает использование системы автоматизированного проектирования (CAD), автоматизированное проектирование (CAutoD) и компьютерная инженерия (CAE) программное обеспечение для проверки конструкции перед выполнением физического прототип. Это делается путем создания (обычно 3D) компьютерных геометрических форм (деталей) и либо объединения их в «сборку», либо тестирования различных механических движений, посадки и функционирования. Сборку или отдельные части можно открыть в программном обеспечении CAE, чтобы смоделировать поведение продукта в реальном мире.

Фон

Раньше процесс проектирования и разработки продукта полагался в первую очередь на опыт и суждения инженеров при разработке первоначального концептуального проекта. Затем был сконструирован и испытан физический прототип, чтобы оценить его производительность. Без возможности заранее оценить его характеристики, первоначальный прототип вряд ли оправдал ожидания. Инженерам обычно приходилось несколько раз переделывать первоначальную концепцию, чтобы устранить недостатки, обнаруженные при физических испытаниях.

Двигайтесь к виртуальным прототипам

Сегодня производители вынуждены сокращать время вывода на рынок и оптимизировать продукты для достижения более высоких уровней производительности и надежности. Гораздо большее количество продуктов разрабатывается в виде виртуальных прототипов, в которых программное обеспечение инженерного моделирования используется для прогнозирования производительности до создания физических прототипов. Инженеры могут быстро исследовать эффективность тысяч вариантов дизайна, не вкладывая время и деньги, необходимые для создания физических прототипов. Возможность изучить широкий спектр вариантов дизайна приводит к повышению производительности и качества дизайна. Тем не менее время, необходимое для вывода продукта на рынок, обычно значительно сокращается, поскольку виртуальные прототипы могут быть созданы намного быстрее, чем физические прототипы.[1][2][3][4]

Сквозное прототипирование

Сквозное прототипирование полностью учитывает способ производства и сборки продукта или компонента и связывает последствия этих процессов с производительностью. Ранняя доступность таких физически реалистичных виртуальных прототипов позволяет проводить тестирование и подтверждение производительности по мере принятия проектных решений; позволяет ускорить процесс проектирования и дает больше информации о взаимосвязи между производством и производительностью, чем может быть достигнуто путем создания и тестирования физических прототипов. Преимущества включают снижение затрат как на проектирование, так и на производство, поскольку значительно сокращаются / исключаются физические прототипы и испытания, а также выбираются бережливые, но надежные производственные процессы.[5]

Последствия

Исследовательская компания Aberdeen Group сообщает, что лучшие в своем классе производители, широко применяющие моделирование на ранних этапах процесса проектирования, достигают целевых показателей по доходам, затратам, дате выпуска и качеству для 86% или более своих продуктов.[6] Лучшие в своем классе производители самых сложных продуктов выходят на рынок на 158 дней раньше, а затраты на них на 1,9 миллиона долларов ниже, чем у всех других производителей. Лучшие в своем классе производители простейших продуктов выходят на рынок на 21 день раньше, с меньшими затратами на разработку продукта на 21 000 долларов.[7]

Примеры

Fisker Automotive использовал виртуальное прототипирование для разработки конструкции задней части и других частей своего подключаемого гибрида Karma, чтобы гарантировать целостность топливного бака в случае аварии сзади, как это требуется для Федеральные стандарты безопасности автотранспортных средств (FMVSS) 301 сертификат.[8] Agilent Technologies использовали виртуальное прототипирование для разработки систем охлаждения калибровочной головки для нового высокоскоростного осциллограф.[9] Miele использовали виртуальное прототипирование для улучшения разработки своих моечно-дезинфекционных машин, моделируя их рабочие характеристики на ранних этапах цикл проектирования.[10] Несколько программных решений CAE (например, Рабочая модель и SimWise) предлагают возможность проверить преимущества виртуального прототипирования даже для студентов и небольших компаний, а с 1996 года доступны тематические исследования.[11]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Schaaf, James C., Jr .; Томпсон, Фэй Линн (1997). Разработка концепции системы с виртуальным прототипированием. 29-я конференция по зимнему симулятору. С. 941–947. CiteSeerX  10.1.1.74.2308.
  2. ^ Лакурс, Дэн (1 мая 2003 г.). «Виртуальное прототипирование окупается». Cadalyst Magazine.
  3. ^ Газале, Тим (1 ноября 2004 г.). «Виртуальное прототипирование» (PDF). Журнал "Проектирование и производство печатных плат".
  4. ^ Отто, фон Томас (июль – август 2010 г.). "Endlich umfassend simulieren". Цифровая инженерия. 6/10. Архивировано из оригинал на 2011-01-02. Получено 2010-10-05.
  5. ^ Фуад Эль Халди, Раймон Ни, Пьер Кульер, Питер Ульрих, Карлос Террес Абойтис. «Последние достижения интеграции в виртуальном прототипировании для автомобильной промышленности». ESI-group.com; ESI Group. Представлено 31 мая 2010 г., ФИСИТА.
  6. ^ Aberdeen Group (октябрь 2006 г.). "Отчет о тестировании проектирования на основе моделирования: все правильно с первого раза". п. я. Октябрь 2006. Проверено 25 августа 2010.
  7. ^ Абердин, стр. 5.
  8. ^ "Fisker сокращает количество прототипов, сокращает время вывода на рынок с помощью Virtual Performance Solution," Международная автомобильная инженерия, Январь 2013.
  9. ^ Мэтт Рихтер "Методы моделирования помогают охладить калибровочную головку самого быстрого в мире осциллографа реального времени," Журнал R&D, Октябрь 2013.
  10. ^ «Лучший способ очистить медицинские инструменты», Технологии медицинского дизайна, Октябрь 2013.
  11. ^ "Листа Студия",Примеры использования Lista Studio ".