Solid Edge 2020. Цифровизация в проектировании электропроводки

Нет никаких сомнений в том, что современные «умные» изделия с функциями обмена данными невероятно сложны. В их состав входят программное обеспечение, специализированные процессоры, гибкие печатные платы, датчики, антенны и запутанные жгуты электропроводки. Разумеется, и цифровые модели таких изделий оказываются не менее сложными.

Дело в том, что каждый аспект «умного» изделия может иметь несколько цифровых представлений, к тому же меняющихся со временем. Единая последовательность таких представлений образует так называемую цифровую магистраль. У каждого аспекта умного изделия, каждого узла и всего изделия имеется своя цифровая магистраль.

Управление всеми этими цифровыми магистралями — важнейшая задача. Такое управление позволяет:

• работать с различными исполнениями изделий;
• рассматривать ранее разработанные проектные решения;
• соблюдать нормативные требования.

Цифровая магистраль нужна практически всем предприятиям.

В этом посте мы подробно рассмотрим цифровую магистраль применительно к задачам проектирования электропроводки и найдем ответы на массу вопросов: что входит в цифровую магистраль? как она изменяется со временем? какие сотрудники работают с цифровой магистралью?

Итак, начнем!

Различные представления электропроводки

Чтобы понять, что собой представляет цифровая магистраль в проектировании электропроводки, сначала обсудим все применяемые виды цифровых представлений проектных решений. К ним относятся:

• Логические схемы (в ЕCAD-системе):

на схемах указывается, какие провода соединяют те или иные выводы электронных блоков. На них же представляются отдельные клеммы и передаваемые по проводам сигналы. Вся эта информация поддерживается в актуальном состоянии и передается в 3D-сборку механического узла при решении задач трассировки.

• Трассировка электропроводки по 3D-модели механического узла (в MCAD-системе):

в этом представлении провода прокладываются по 3D-модели механического узла, соединяя различные электронные модули. Представление должно синхронизироваться с логической схемой, поскольку схема представляет ту же самую информацию, только в другом контексте.

• Модели и чертежи деталей жгутов проводки (в MCAD-системе):

в 3D-модели механического узла содержатся все проходящие через узел провода. Однако в целях подготовки документации необходимо собрать всю информацию по каждому конкретному проводу или жгуту. Жгуты превращаются в отдельные детали, а система строит их развертку и компоновку, служащие основой технологического процесса сборки.

• Спецификация (в ECAD и MCAD-системе):

перечень всех проводов в жгутах (с указанием длин) и соединяемых ими точек. Спецификация нужна при организации закупок и технологическом проектировании. Ее нередко размещают непосредственно на чертежах жгутов проводки.

У каждого из перечисленных элементов имеется собственная цифровая магистраль в виде последовательности циклов проектирования. При этом каждой такой магистралью необходимо управлять. Да, задача еще более усложнилась.

Взаимосвязь различных представлений проектного решения

При рассмотрении цифровой магистрали применительно к проектированию электропроводки возникает еще один усложняющий ситуацию фактор: различные представления проектных решений оказываются взаимосвязанными.

• Связь «схема-трассировка»:

логические схемы должны быть ассоциативно связаны с трассировками проводки по 3D-моделям механических узлов — ведь они содержат одну и ту же информацию. И там, и там есть провода, соединяющие выводы электронных модулей.

• Связь «трассировка-элемент конструкции»:

каждый жгут связан с трассой, по которой он прокладывается в 3D-сборку механического узла при решении задач трассировки. Нужно точно определить длины проводов, а также правильно указать их остальные параметры — например, цвет.

• Связь «чертеж-элемент конструкции»:

развертки и чертежи жгута тесно связаны с его моделью. Длина на модели и чертеже должна совпадать: развернутый провод имеет такую же длину, как и уложенный по своей траектории. Чертеж — это всего лишь развертка жгута с добавлением дополнительной информации.

• Связь «спецификация-схема/трассировка»:

спецификация должно точно соответствовать как элементам на логической схеме, так и трассировке проводки по 3D-модели механических узлов.

У каждого из перечисленных элементов имеется собственная цифровая магистраль, но все они взаимосвязаны между собой. Следует уяснить этот самый важный аспект.

Цифровая магистраль и циклы проектирования

Необходимо обсудить еще один сложный момент, связанный с цифровой магистралью: циклы проектирования.

Каждое представление проектного решения является итерационным. Оно содержит всю историю последовательного развития конструкции. Прошлые версии сохраняются для того, чтобы при необходимости можно было вернуться назад и продолжить работу в ином направлении. Все сказанное про цифровую магистраль относится практически к любым конструкторским задачам, но оно становится особенно актуальным именно при проектировании электропроводки, когда различные представления проекта столь тесно связаны между собой.

Представьте, что нам нужно найти ответы на следующие вопросы:

• Какой версии логической схемы соответствует данная трассировка электропроводки по механическим узлам? Это версия 1.3, 1.4 или 1.5?
• А эта модель жгута соответствует какой версии трассировки? Это версия 5.1, 5.3 или 6.2?
• Какой версии развертки жгута соответствует эта монтажная схема? Это версия 1.0, 2.3 или 2.4?

Важно понимать две вещи: наличие взаимосвязей между различными представлениями цифровых магистралей жгута проводки и важность сопоставления различных версий таких представлений. Без наличия подобной информации прослеживаемость проектных решений оказывается малоэффективной.

Последнее замечание относительно важности

Почему все это столь важно?

В ходе разработки предприятию иногда приходится возвращаться к предыдущим версиям результатов уже выполненных этапов работ. Почему? Может быть, опытный образец сломался на испытаниях. Может быть, заказчик внес изменения в заказ. Может быть, возникло непонимание с поставщиком. Может быть, проводится аудит процессов. Может быть, выполняется контроль соответствия нормативным требованиям.

В любом случае крайне важно иметь возможность вернуться назад и точно установить, какие именно взаимозависимые представления проектных решений применялись на том или ином этапе. Если такая информация отсутствует, установить основную причину возникновения проблемы будет невозможно, а за нарушение нормативных требований можно получить немалый штраф.

Короче говоря — это критически важно.

Заключение

• Цифровая магистраль представляет собой последовательность различных версий цифрового представления проектного решения. Цифровая магистраль жгута электропроводки оказывается весьма сложной.
• Логические схемы, трассировки по механическим узлам, чертежи и спецификации жгутов — все они имеют свои собственные цифровые магистрали.
• Не менее важно и наличие взаимосвязей между цифровыми магистралями отдельных элементов жгута. Более того, такие взаимосвязи существуют на различных этапах создания проектного решения.
• Управление цифровой магистралью жгутов электропроводки позволяет вернуться к ранним вариантам конструкции. Это необходимо в случае отказа опытного образца на испытаниях, внесении изменений в заказ, возникновении споров с заказчиком, проведении аудитов процессов, а также для соблюдения нормативных требований.