Механичните аспекти при проектирането на даден продукт в наши дни оказват директно и силно влияние върху електронното проектиране чрез определяне на формата, размерите и разположението на компонентите. Комплексните електронни схеми и гъвкавите материали са физически доказателства за тесните връзки между механичното проектиране и монтажа на електронни схеми за които служи. Днес проектирането често е неразривно свързано с механичното проектиране и “мекото” вграждане на електронни компоненти при проектиране, така че всичките проектантски дисциплини трябва да работят заедно и да си сътрудничат, за да произведат работещ продукт. Фактите са следните - описателната информация трябва да бъде споделена в общата дизайнерска среда на продукта. От гледна точка на бизнеса глобализацията е причина за очевидна промяна в електронната индустрия. Преминаването към единен, високо-конкурентен световен пазар би създало среда, в която стоковите продукти ще се излеят върху световния пазар от най-ценово ефективните производствени региони.

Тази промяна би оспорила традиционното мнение за това какво прави един продукт уникален, желан и в крайна сметка успешен. Днес, да бъдеш първи на пазара или да предлагаш добра цена е само временно конкурентно предимство, тъй като другите ще се стараят бързо да стопят тези разлики. В крайна сметка, реалната и устойчива продуктова диференциация се крие в комбинирания ефект от начина, по който даден продукт изглежда, държи се и функционира. Днешните конкурентни продукти - тези, които се разграничават от конкурентите си - са повече от всякога, и са определени от фактори като естетика, ергономичност и функцио- нално поведение, които са създадени предимно от механични и програмни интерфейси към продукта.
Вече не сте сами!

Конвенционалната система за продуктов дизайн, която съществува като група от различни инструменти за проектиране е склонна да разработи филтриращ и последователен подход за проектиране, в случаите когато данните са просто прехвърлени към следващата група от веригата. Това е така, както в рамките на самия процес на електронно проектиране, както и между електрониката и другите проектантски дисциплини. Доближаването на двата свята - на механичното (MCAD) и електронното (ECAD) проектиране е било възпрепятствано от сериозните различия в характера на двете дисциплини. Механичното проектиране традиционно съществува в много различни области на електронния дизайн, и това се е отразило значително на форматите за обмен на данни, които съществуват във всяка една сфера. Създаването на ново поколение продукти на електрониката, обаче показва, че проектантите в областта на електрониката и механичния дизайн, вече не работят изолирано едни от други. Предизвикателството пред доставчиците на инструменти е да се създаде една обща основа, на която могат да стъпят всички заедно.

Необходимостта от трансфер на данни при ECAD и MCAD проектирането е било насочено към използването на общи файлови формати, които прехвърлят основната информация за размерите между дизайнерските приложения във всеки домейн. Традиционно това означава, че данни за размерите и разположението от едно приложение, се обработват и предават на другите чрез поредица от 2D и 3D файлови формати, като “крайъгълен камък” от събития. Например, основаната PCB форма може да премине от MCAD към ECAD, а след това на по-късен етап, простият 3D файлов модел на сглобения електронен компонент се прехвърля от ECAD към MCAD за проверка на механичната съвместимост между ел. дъно и приложението. С всяка една от тези стъпки, се правят съответните модификации в дизайна, обикновено се стартира и друг обмен на данни, за да се потвърдят тези изменения. Това води до продължителен и повтарящ се процес, който почти с нищо не насърчава MCAD-ECAD сътрудничеството. От друга страна транслаторите могат да улеснят решаването на проблемите с файловата съвместимост и да направят процеса по-гъвкав. Те често осигуряват функциите import/export в основния формат на ECAD-MCAD приложенията, а в някои случаи, директно свързване в тези програми, използвайки обектно свързване (OLEs) или програмни интерфейси (APIs).До момента тези два подхода са почти идеални. Грешките при трансфера на данни са чести, но при работата и на двата се добавят слоеве на сложност към процеса на цялостното проектиране.

Основни концепции

Основната концепция за създаването на реално сътрудничество между ECAD и MCAD домейни при проектирането е, че проектирането на продукта, трябва бъде поставено като единна задача, а не като сбор на отделни процеси, които в крайна сметка се обединяват. Протоколите за трансфер на 3D данни са на по-високо ниво с относително новия STEP формат. Те са протоколи за 3D дизайна и производствените процеси и са богати на информация и изключително пълни. STEP сега се поддържа от повечето MCAD системи, така че едно ECAD решение, което да поддържа двустранния STEP трансфер, значи- телно ще намали проблемите с преноса на 3D данни. Освен обмена на данни за проектирането, работният ECAD-MCAD поток трябва да се разглежда и от гледна точка на производителността. Така например, въвеждане на отделна трета страна за превод и обработка на приложенията, добавя повече последователни етапи на процеса, което води до увеличаване на сложността на работата и вероятността от грешки.

Накратко, всяко решение, което въвежда няколко файлови формата и последователни преводи на данни трябва, по презумпция, забавя и усложнява процеса на разработка на продукта. Друг важен момент, който трябва да се разгледа е как се създават 3D информационни модели и как се прилагат за визуализация в MCAD пространството? Предлагането на точни за изпълнение решения за това как електро-механичните части си пасват - напрактика, както и проверката на смущенията - зависят от наличието на точни 3D обектни модели. В практиката това означава, че събраната информация, преминаваща от ECAD към MCAD трябва да включва точни компонентни модели, или тези електрически модели, трябва да бъдат на разположение в рамките на MCAD приложението, където могат да се включат, както това се изисква.

По отношение на интегритета на данните и ефективността на работния поток, MCAD-ECAD свързаността в основата си най-добре обслужва с директен достъп на сходните STEP модели между двата домейна. Въпреки, че това изглежда достатъчно просто, то се основава на ECAD системата, която включва STEP import/export и демонстрира възможностите, цялостната информация от 3D моделирането и филтриращите опции да контролират 3D съдържанието на експортирани файлове.

Следващото ниво

По отношение на потока на данни и файловата сложност, MCAD моделите прехвърлени към ECAD модула са сравнително прости (т.нар. приложения), докато тези, прехвърляни от ECAD към MCAD обикновено са сложни. Сглобените електронни схеми са богати на обекти и създават сложни 3D файлове с данни, които трябва да бъдат заредени, а след това възпроизведени в MCAD пространството с цел проверка. Всякакви корекции на електронното оформление или формата се връщат обратно в ECAD пространството, където се правят проверки и процесът на обмен на данни се повтаря.

Това, на което трябва да се наблегне тук е, че при проверка на сглобената електронна схема, тя трябва да съответства на механични ограничения при монтаж. Това е до голяма степен един от сериозните ECAD проблеми, но голяма част от този процес се извършва в MCAD пространството, като се използват сложни данни за 3D електронната схема. Разглеждайки основните нужди при този работен процес, става ясно, че в идеалния случай, значителна част от механичните проблеми, трябва да бъдат решени чрез ECAD.

За да се направи проверка на възможностите на ECAD са необходими 3D възможности в реално време с PCB редактор, плюс способността за внедряване на MCAD продукти в това пространство. Използвайки STEP формата за въвеждане на, така да се каже, допълнителен модел в ECAD домейна, практически реалната проверка би била в 3D PCB средата за проектиране. Ако системата съчетава потребителски дефинирани ясни правила и опции 3D обектна прозрачност, голяма част от механичните задачи за съответствие могат да бъдат решени в реално време и то в рамките на ECAD домейн.

Посредством свързана настройка на ECAD приложението би могло лесно да зарежда данни от външен 3D STEP файл, генериран от MCAD приложение. Тогава PCB редакторът може да предупреждава потребителя, когато този външен файл се промени, в отговор на обновяване от MCAD домейна, тогава се опресняват данните за обекта в PCB пространството и в ECAD дизайнерските файлове. Това ще предизвика появата в реално време на 3D дизайнерска среда, което ще позволи проблемът с намаляване на механичните грешки да бъде решен в движение, а не чрез продължителни серии от MCAD-ECAD повторения. Такъв подход би довел до значително намаляване на сложността и броя на MCAD-ECAD дизайнерските повторения, които се изискват от традиционните системи.

Единство на целите

В крайна сметка, все по-голямото значение на физичните свойства в съвременното проектиране означава, че взаимозависимостта между ECAD и MCAD конструкторските среди трябва да бъде осигурена от системи, които се занимават директно със същността на проблема. Повечето съществуващи системи, които се опитват да осигурят MCAD-ECAD решение, го правят частично или добавят достъп, както в процес на временен спад на марката или в най-лошия случай, при създаване на непродуктивни и податливи на грешка работни потоци. В резултат на това прекратената конкурентна борба между домейните е най-добрият възможен резултат.

Това, което е необходимо е единна гледна точка на цялостния процес на разработване на продукта, където целия дизайн се третира като единен субект, с един информационен модел. В този случай решението за нарастване на нуждите за осъществяване на MCAD-ECAD свързаност идва от по-високо ниво. Със създаването на основите на стабилен 3D формат за обмен и директен трансфер на данни, процесът се опростява и дори може да бъде прехвърлен на ECAD домейн, където трябва да бъде решен. По този начин дизайнерите от двата домейна могат да си взаимодействат по-тясно на ниво среда за разработка на един продукт, което насърчава MCAD-ECAD конкуренцията. Тъй като индустрията на електронното конструиране продължава да се развива и конструкторските дисциплини се сливат, от решаващо значение е всички области на конструкцията да се свържат помежду си до ниво, на което съвместно проектирания, конкурентен дизайн е реалност. Когато предварително разделени светове се съберат и работят заедно, ползите неизменно са големи и се стига далеч - светът на електронния дизайн не прави изключение.