Виртуальное прототипирование - это метод в процессе разработки продукта. Он включает использование программного обеспечения для автоматизированного проектирования (CAD), автоматизированного проектирования (CAutoD) и автоматизированного проектирования (CAE) для проверки конструкции перед тем, как приступить к созданию физического прототипа . Это делается путем создания (обычно 3D) компьютерных геометрических форм (деталей) и либо объединения их в «сборку», либо тестирования различных механических движений, подгонки и функционирования. Сборку или отдельные детали можно открыть в программном обеспечении CAE, чтобы смоделировать поведение продукта в реальном мире.
Фон [ править ]
Раньше процесс проектирования и разработки продукта полагался в первую очередь на опыт и суждения инженеров при создании первоначального концептуального проекта. Затем был сконструирован и испытан физический прототип, чтобы оценить его производительность. Без какой-либо возможности заранее оценить его характеристики, первоначальный прототип вряд ли оправдал ожидания. Инженерам обычно приходилось многократно переделывать первоначальную концепцию, чтобы устранить недостатки, обнаруженные при физических испытаниях.
Двигайтесь к виртуальным прототипам [ править ]
Сегодня производители вынуждены сокращать время выхода на рынок и оптимизировать продукты для достижения более высоких уровней производительности и надежности. Гораздо большее количество продуктов разрабатывается в форме 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 времени и денег, необходимых для создания физических прототипов. Возможность изучить широкий спектр вариантов дизайна приводит к повышению производительности и качества дизайна. Однако 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 [ править ]
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 экономичные, но надежные производственные процессы. [5]
Эффекты [ править ]
Исследовательская компания Aberdeen Group сообщает, что лучшие в своем классе производители, широко применяющие моделирование на ранних этапах процесса проектирования, достигают целевых показателей доходов, затрат, даты выпуска и качества для 86% или более своих продуктов. [6] Лучшие в своем классе производители самых сложных продуктов выходят на рынок на 158 дней раньше с меньшими затратами на 1,9 миллиона долларов, чем все другие производители. 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 [ править ]
Компания Fisker Automotive использовала 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 сертификации Федерального стандарта безопасности транспортных средств (FMVSS) 301. [8] Компания Agilent Technologies использовала виртуальное прототипирование для разработки систем охлаждения калибровочной головки для нового высокоскоростного осциллографа . [9] Компания Miele использовала виртуальное прототипирование, чтобы улучшить разработку своих моечно-дезинфицирующих машин, моделируя их рабочие характеристики на ранних этапах цикла проектирования . [10]Некоторые программные решения CAE (например, Working Model и SimWise) предлагают возможность проверить преимущества виртуального прототипирования даже для студентов и небольших компаний, а с 1996 года доступны тематические исследования [11].
См. Также [ править ]
Ссылки [ править ]
- ^ Шааф, Джеймс С., младший; Томпсон, Фэй Линн (1997). Разработка концепции систем с виртуальным прототипированием . 29-я конференция по зимнему симулятору. С. 941–947. CiteSeerX 10.1.1.74.2308 .
- ^ LaCourse, Dan (1 мая 2003). «Виртуальное прототипирование окупается» . Cadalyst Magazine .
- ^ Ghazaleh, Тим (1 ноября 2004). «Виртуальное прототипирование» (PDF) . Журнал "Проектирование и производство печатных плат" .
- ↑ Отто, Фон Томас (июль – август 2010 г.). "Endlich umfassend simulieren" . Цифровая инженерия . 6/10 . Архивировано из оригинала на 2011-01-02 . Проверено 5 октября 2010 .
- ^ Фуад Эль Халди, Raymond Ni, Пьер Culiere, Питер Ульрих, Карлос Террес Aboitiz. «Последние достижения интеграции в виртуальном прототипировании для автомобильной промышленности» . ESI-group.com ; ESI Group. Представлено 31 мая 2010 г. , FISITA .
- Перейти ↑ Aberdeen Group (октябрь 2006 г.). «Отчет о тестировании проектирования на основе моделирования: все правильно с первого раза» . pi, октябрь 2006 г. Проверено 25 августа 2010 г.
- Перейти ↑ Aberdeen, p. 5.
- ^ « Fisker сокращает количество прототипов, сокращает время вывода на рынок с помощью Virtual Performance Solution », Automotive Engineering International , январь 2013 г.
- ^ Мэтт Рихтер, « Методы моделирования помогают охладить калибровочную головку самого быстрого в мире осциллографа реального времени », R&D Magazine , октябрь 2013 г.
- ^ «Лучший способ сделать медицинские инструменты чистыми», Medical Design Technology , октябрь 2013 г.
- ^ Lista Studio, " Примеры из практики Lista Studio ".
