, .

CAD / CAM / CAE - софтуерни решения и технологии.

.

АБОНИРАЙТЕ СЕ

Бюлетин

Абонамент за е-бюлетин




Анкета

Как да изглежда форума в частта, касаеща софтуера?
1. Да се раздели по категории - CAD, CAM, CAE
2. Да не се променя
3. Друго - отправете предложения

Тема: ECAD среща MCAD.

Bookmark and Share

 Тема: ECAD среща MCAD

Mark Fletcher    

 

Механичните аспекти на конструирането на един продукт, сега оказват пряко и дълбоко влияние върху електронната конструкция чрез определяне на формата, размера и разположението на неговите компоненти. Сложните форми и гъвкавите материали са физически доказателства за тесните връзки между машинната и цялостната конструкция.
 
Традиционно на PCB конструирането се гледа като на една задача, на която конструкторът може да попадне случайно. По същество, PCB конструирането е направено отделно от другите конструкторски дисциплини, които го заобикалят.
 Днес конструирането на дънни платки е често неразривно свързано с машинните и вградените детайли на конструкцията, така че всички конструкторски дисциплини да работят заедно по съвместим начин, за да се получи работещ продукт, който може да се произведе. Безспорен факт е, че конструкторската информация, трябва да бъде споделена в конструкторската среда на продукта.

     

Двигателите на промяната
 
Бизнес глобализацията е довела до очевидна промяна по отношение на производството на електроника. Преминаването към единен, високо-конкурентен световен пазар създаде среда, в която стоките се изливат на световния пазар от регионите с най-изгодно производство.

Тази промяна предизвика фундаментално мислене, за това, какво прави един продукт уникален, желан и в крайна сметка успешен. Днес, да бъдеш първи на пазара или да имаш най-ниска цена, ти дават само временно конкурентно предимство, тъй като другите ще те следват в стремежа по-бързо да стопят тези различия.
 
В крайна сметка, тайната на реалната и устойчива диференциация на продуктите се крие в комбинираното въздействие на начина, по който даден продукт изглежда, въздейства и функционира. Днешните конкурентни продукти – тези, които демонстрират граница на диференциация сред конкурентите – са повече от всякога, определени от фактори като естетика, ергономия и функционално поведение, което се постига основно на базата на механични и софтуерни интерфейси към продукта.

Машинните аспекти на конструирането на един продукт, сега оказват пряко и дълбоко влияние върху електронната конструкция чрез определяне на формата, размера и разположението на неговите компоненти, а в много случаи също чрез определяне на вида на използваните компоненти и поведението на софтуера. Сложните форми и гъвкавите материали са физически доказателства за тесните връзки между механичния дизайн и цялостната конструкция. Тази тенденция прави взаимодействието между конструкторските домейни по-важно от всякога, тъй като конкурентното предимство на продукта сега може да се постигне на базата на ефективно сътрудничеството между електрическото и машинно конструиране.
 
Ти вече не си сам!

Традиционната система за продуктово конструиране, която съществува като група от инструменти за проектиране, възнамерява да създаде сериозен и последователен подход по отношение на конструирането, където данните просто се прехвърлят отвъд преградата към следващата група във веригата. Това важи както в рамките на процеса на електронно конструиране, така и между електрониката и другите конструкторски дисциплини.
 
Доближаването на двата свята - на машинното (MCAD) и електрическо (ECAD) конструиране - беше възпрепятствано от твърде различното естество на двете дисциплини. Машинното конструиране традиционно съществува в много различни сфери на електронното конструиране и това е отразено в многото различни конструкторски формати за обмен на данни, които съществуват във всяка една област.
 
Създаването на следващо поколение електронни продукти, обаче, е предпоставка електро- и машинните конструктори вече да не работят изолирано едни от други. Предизвикателството за доставчиците на инструменти е създаване на обща почва, където те могат да се срещнат.


 
Информационни пътища

Необходимостта от пренос на данни между ECAD и MCAD е постигнато много просто – чрез използването на общи файлови формати, които предават информация между основните приложения във всеки домейн.
 
Традиционно това означава, че размерите и разположението на данните от едно приложение, се обработват и прехвърлят към други чрез набор от 2D и 3D файлови формати като ключови събития. Например, основните детайли на PCB данните може да преминат от MCAD към ECAD, а след това на по-късен етап, простият 3D файлов  модел от конструкцията се предава от ECAD до MCAD за проверка на механичното съответствие между дънната платка и приложението. С всяка от тези стъпки, се правят подходящи изменения на конструкцията и се осъществява друг обмен на данни обикновено, за да се потвърдят тези изменения. Това води до продължителен интерактивен процес, при който не се прави почти нищо за насърчаване на конструктивното сътрудничество между MCAD и ECAD.
От друга страна транслаторите на конструкции, могат да облекчат проблемите със съвместимостта и да направят процеса по-гъвкав. Те често предоставят опции за вход/изход в първоначалния формат на ECAD-MCAD приложенията, а в някои случаи се свързват директно в тези програми, използвайки обектно свързване (OLEs) или програмни интерфейси (APIs).
До този момент тези два подхода са почти идеални. Грешките от пренос на данни са често явление и двете работят чрез добавяне на слоеве на сложност в цялостния процес на конструиране.

Преодоляването на основните принципи

Основната идея при сътрудничеството между ECAD и MCAD домейни в създаването на реална конструкция е, че конструирането на продукта, трябва да се оформи като една задача, а не да се събират отделни процеси, които да се обвържат.
 
Протоколите за трансфер на 3D данни се изкачиха с едно ниво по-високо с относително новия STEP формат, който е богат на данни и изключително силен протокол за 3D дизайн и производствени процеси. STEP вече се поддържа от повечето MCAD системи, така че например ECAD решението, което поддържа двупосочен STEP трансфер, ще намали значително  проблемите при пренос на 3D данни чрез тази функция.
Освен за обмен на конструкторски данни, ECAD-MCAD потокът трябва да се разглежда от гледна точка на производителността. Така например, въвеждане на отделни преноси на данни от трети страни или производствени приложения добавя повече последователни етапи в процеса, което го усложнява и увеличава вероятността от грешки. С една дума, всяко решение, което въвежда няколко последователни файлови формата за пренос на данни, трябва, по дефиниция, да забавя и да усложнява процеса на разработване на продукта.
Друг важен момент е да се помисли как са създадени 3D моделите и как се прилагат за визуализация на MCAD. Практически конструкторската информация, която се пренася от ECAD в MCAD трябва да съдържа точни модели  или тези електрически тези модели трябва да бъдат на разположение в рамките на MCAD приложението, където могат да се добавят в зависимост от изискванията.
 
От гледна точка на целостта на данните и ефективността работния поток, MCAD-ECAD свързаността в основното си ниво най-добре се обслужва с обикновен подход за споделяне на общи STEP модели директно между двата домейна. Въпреки, че това изглежда достатъчно просто, се разчита на ECAD система, която включва STEP вход/изход и възможности за визуализация, пълно 3D моделиране на данни, както и филтриращи опции за контрол на 3D съдържание на изходящите файлове.

 

Следващото ниво

По отношение на потока от данни и сложността на файловете, MCAD моделите прехвърлени в ECAD домейна са сравнително прости (да речем, едно приложение), докато тези преминаващи от ECAD към MCAD обикновено са сложни (сложни PCB платки и компоненти). Сглобяването на електронните компоненти представлява процес на богати на обекти и създават сложни 3D файлове с данни, които трябва да бъдат заредени и след това предоставени в MCAD пространството, за да се направи проверка. Всички корекции се връщат обратно в ECAD пространството, в което се извършват ревизии и процесите на обмен на данни се повтарят.
 
Важното тук е, че проверката на сглобяване, дали отговарят на механичните ограничения е най-вече проблем на ECAD, но голяма част от процеса се извършва в MCAD пространството, използвайки сложни 3D данни. Когато вземате предвид основните нужди при този работен процес, става ясно, че в идеалния случай значителна част от проблемите на механично съответствие трябва да бъдат решени в ECAD домейна.
За да направите проверка на свободното пространство в ECAD, са необходими 3D функции в реално време в рамките на PCB редактора, както и възможността за импортиране на MCAD възли в това пространство. При използване на STEP формат за да приведете едно приложение в ECAD домейна, проверката на практическото влияние ще се отрази след това на 3D PCB средата. Ако системата е съобразена с правилата, дефинирани от потребителя и 3D опциите за прозрачност, голяма част от въпросите на механичното съответствие, могат да бъдат разрешени в реално време в рамките на ECAD домейна.
Чрез свързани настройки, ECAD приложението просто би зареждало данни от външен 3D STEP файл, който е бил генериран от MCAD. PCB редакторът може след това да предупреди потребителя, когато външния файл се променя в отговор на обновяване от MCAD домейна, а след това да обнови обекта в работното пространство на PCB и ECAD файловете. Това ще се случи в реално време в 3D конструкторска среда, давайки възможност грешките от механично разчистване да бъдат коригирани в движение, а не чрез продължителни конструкторски MCAD-ECAD повторения.
Подобен подход значително ще намали сложността и броя на MCAD-ECAD повторенията, които се изискват от традиционните системи.

Уеднаквяване на целите

В крайна сметка, нарастващото значение на физичните свойства на конструирането днес, означава, че взаимозависимостта между ECAD и MCAD средите трябва да бъде решена с помощта на системи, които се занимават пряко с основните проблеми. Повечето от съществуващите системи, които се опитват да осигурят MCAD-ECAD решение, работят "на парче" или пък на принципа на добавянето, а този процес не отговаря на изискванията или в най-лошия случай - има обратен ефект и е предпоставка за грешки. В резултат на това периодичното съгласуване между домейните дава най-добрия възможен резултат.

Необходим е един по-всеобхватен поглед върху цялостния процес на разработване на продукти, където конструкцията се разглежда като едно цяло, с единен конструкторски модел на данните.

С реализацията на основите на стабилен обмен на данни в 3D формат и директен трансфер на данни, този процес е опростен и дори може да бъде прехвърлен към ECAD домейна, където той трябва да бъде решен. По този начин конструкторите от двата домейна могат да си взаимодействат в свързана среда, което насърчава едновременното разработване в MCAD-ECAD.

Тъй като производството на електроника продължават да се развиват, и конструкторските дисциплини се сближават, сега от решаващо значение е всички области на конструирането да се свържат до ниво, на което могат да си сътрудничат. Когато два свята, предварително разделени, се съберат и започнат да работят заедно, ползите са огромни и широкообхватни и света на електрониката не е изключение.