يواجه العديد من الخبراء كل يوم عملية شاقة ومعقدة لتصميم النظم الكهربائية ، والتي تتطلب في وقت معين الكثير من الوقت والجهد والمال. هذا يرجع إلى حقيقة أن استخدام CAD متباينة يؤثر سلبًا على عملية التطوير وجودة المنتجات. لا تزال العديد من الشركات تقوم بتصميم وبيع المنتجات التي لا تلبي المعايير الرقمية الحديثة. في هذه المقالة سنتحدث عن كيفية الجمع بين التطوير والهندسة والبناء والإنتاج في بيئة رقمية واحدة.
في الوقت الحالي ، تستخدم معظم الشركات عملية نموذجية لتصميم الدوائر الكهربائية ، تتكون من ثلاث مراحل:
- تطوير المخطط
- تصميم ثلاثي الأبعاد ؛
- إعداد الحزام للإنتاج.
يتم تنفيذ هذه العمليات ، كقاعدة عامة ، في برامج مختلفة ويسبب توزيع مماثل للمشروع صعوبات ملموسة. على سبيل المثال ، عند تصميم الدوائر الكهربائية ، غالبًا ما يتم استخدام البرامج المتخصصة من Zuken و IGE-XAO وغيرها. علاوة على ذلك ، بالانتقال إلى العمل مع تمثيل ثلاثي الأبعاد للنظام الكهربائي ، يمكن إشراك برامج مثل CATIA V5. وينتهي كل ذلك في مرحلة تحضير الكبل الكهربائي لعملية الإنتاج نفسها. في هذه الحالة ، يتم استخدام مجموعة متنوعة من البرامج لحل المهمة.
كما ترى ، كل هذه الخطوات تستغرق الكثير من الوقت والتكاليف المالية ولا تضمن منتجًا نهائيًا عالي الجودة حقًا. المشكلة الرئيسية لهذه العملية النموذجية هي عدم وجود التكامل الكامل ، الذي ينقل البيانات بين جميع مراحل التصميم.
بعد ذلك ، سنشرح ونوضح عملية التصميم الشامل من خلال مثال العمل خطوة بخطوة في جميع المراحل الثلاث.
التصميم الكهربائي
يعد تصميم الدوائر الكهربائية من أهم مراحل العمل. يعتمد عليه: جودة المنتج وتوقيت وتكلفة تصميم النظام الكهربائي بأكمله. أحد المستندات الرئيسية لوثائق المشروع هو مخطط الدائرة ، الذي يحدد التكوين الأساسي للمعدات الكهربائية والعلاقات بينها. بناءً على مخطط الدائرة ، يتم إنشاء الدوائر التالية: مخطط الأسلاك ومخطط الأسلاك وجميع الوثائق التكنولوجية.
في وحدة تصميم الأنظمة الكهربائية على منصة 3DExperience ، يمكنك إنشاء أو تعديل UGOs (رموز الرسوم) لمختلف المكونات الكهربائية ، مثل المعدات أو الأجهزة ، وموصلات الأجهزة ، وموصلات الكابلات ، وأنواع مختلفة من الأسلاك ، إلخ. بالنسبة للمعدات متعددة التخصصات ، يمكنك إنشاء عرض مختلف لـ UGO.
من الممكن على المنصة تنفيذ طرق مختلفة لتصميم الأنظمة الكهربائية لعمليات الأعمال المختلفة للمؤسسة. كمثال ، سيتم وصف إنشاء الدوائر الكهربائية ، بدءًا من مخطط الكتلة وانتهاءً بمخطط الأسلاك.
في هذه الحالة ، ستتكون عملية إنشاء الأنظمة الكهربائية من الخطوات التالية:
- تعريف المخطط الهيكلي ؛
- تعريف المفهوم ؛
- تعريف مخطط الدائرة.
من الضروري مراقبة بنية معينة لشجرة البناء. يتم إنشاء الهيكل الهرمي للشجرة باستخدام المرجع المنطقي. يحتوي المكون المنطقي الأول على معدات أو أجهزة ، ويحتوي الثاني على مكونات لمخطط كتلة ، والثالث يحتوي على مكونات لمخطط الدائرة ، والجزء الرابع يحتوي على مكونات لمخطط الأسلاك.
الخطوة الأولى في تصميم الأنظمة الكهربائية هي تحديد المخطط الهيكلي ، الذي يتضمن المعدات والعلاقات بينها. كل هذه البيانات موجودة في مكون منطقي يسمى "مخطط تخطيطي".
لعرض المخطط الهيكلي ، يتم استخدام رسم ، والذي يقع أيضًا داخل هذا المكون المنطقي.
الخطوة التالية هي إنشاء مفهوم. للقيام بذلك ، يتم إنشاء مكون منطقي في شجرة البناء باسم "رسم تخطيطي".
أولاً ، يوضح الرسم البياني المعدات أو الأجهزة اللازمة ، ثم يضاف إليها موصل جهاز به جهات اتصال. يمكن عرض المسامير المستخدمة فقط لموصل الجهاز على الجهاز. بعد ذلك ، نقوم بإنشاء اتصال بدون تلامس بين أنواع مختلفة من المعدات أو الأجهزة. يحمل الاتصال الذي تم إنشاؤه فقط معلومات حول الإشارة الكهربائية.
الخطوة التالية هي إنشاء رسم تخطيطي للأسلاك. للقيام بذلك ، يتم إنشاء مكون منطقي باسم "مخطط الاتصال" في شجرة البناء. أولاً ، يعرض الرسم البياني المعدات أو الأجهزة ، ثم موصلات الأجهزة. بالإضافة إلى مخطط الدائرة ، لا يمكن عرض سوى جهات الاتصال المستخدمة لموصل الجهاز في مخطط الاتصال. ثم نقوم بإدخال موصلات الكبل في الدائرة. كما هو الحال مع موصلات الأجهزة ، يمكن أيضًا عرض جهات الاتصال المستخدمة فقط لموصلات الكبل. ثم نقوم بإنشاء اتصال كهربائي بين موصلات الكابلات والأجهزة. والخطوة الأخيرة في إنشاء مخطط الأسلاك هي إضافة الأسلاك إلى الدائرة.
لضمان جودة تصميم الدوائر ، هناك أدوات تحقق خاصة. تقوم إحدى الأدوات بفحص الدائرة للتأكد من سلامتها ، والتي تتحقق من اتصال الأجهزة أو المعدات ببعضها البعض باستخدام الأسلاك.
من المهم ملاحظة أنه على منصة 3DExperience ، يمكنك إنشاء أي دوائر كهربائية ، من المخططات الهيكلية إلى مخططات الأسلاك ، وتحليل الدوائر ، وإنشاء التقارير.
نقل البيانات من الدائرة إلى الفضاء ثلاثي الأبعاد
بعد تطوير الدائرة الكهربائية ، ننتقل إلى مرحلة التصميم ثلاثي الأبعاد للنظام الكهربائي. يتضمن الخطوات التالية:
- وضع المعدات أو الأجهزة في مساحة ثلاثية الأبعاد (نقل البيانات من الدائرة في 3D) ؛
- وضع موصلات الكابلات (نقل البيانات من الدائرة في 3D) ؛
- وضع السحابات للحزام (العمل فقط في 3D) ؛
- إنشاء هندسة ثلاثية الأبعاد للحزمة (تعمل فقط في 3D) ؛
- تسخير الأسلاك (نقل البيانات من الدائرة في 3D).
يتم استخدام الوظيفة المنطقية إلى المادية لجمع البيانات ونقلها من الدائرة إلى الفضاء ثلاثي الأبعاد. تقوم هذه الوظيفة بتحليل الدائرة الكهربائية ، وتقوم تلقائيًا بجمع المعلومات اللازمة وتزويدها بالمصمم بشكل ملائم. في مربع الحوار ، يتم تجميع البيانات حسب نوع المكون الكهربائي (المعدات أو الأجهزة ، والموصلات ، والأسلاك ، وما إلى ذلك).
المرحلة الأولى هي وضع المعدات أو الأجهزة في مساحة ثلاثية الأبعاد. للقيام بذلك ، قم بتشغيل الوظيفة المنطقية tp المادية ، وابدأ تحليل الدائرة وحدد فقط المعدات أو الأجهزة التي نريد نقلها إلى مساحة ثلاثية الأبعاد. من أجل نقل المعدات فقط ، من الضروري تحديد جميع العناصر الأخرى للنظام الكهربائي في مربع الحوار إدارة التزامن المنطقي إلى المادي ، وتعيين القيمة مرفوضة في عمود الحالة والنقر فوق الزر تزامن.
بعد إضافة المعدات إلى الفضاء ثلاثي الأبعاد ، يجب وضعها في الأماكن الصحيحة.
والخطوة التالية هي إضافة موصلات الكابلات إلى الفضاء ثلاثي الأبعاد. يتم استخدام الوظيفة المنطقية إلى المادية أيضًا. تقوم أيضًا بتحليل الدائرة بأكملها في مربع الحوار في عمود التعديل المقابل للمعدات المشار إليها بـ "بدون تغيير" ، ومقابل موصلات الكابلات والأسلاك المشار إليها بـ "جديد".
في مربع الحوار ، حدد جميع الأسلاك ، وحدد أيضًا حالة "رفض".
بعد المزامنة ، سيتم وضع جميع موصلات الكبل تلقائيًا على المعدات أو الأجهزة الضرورية. يتم تحقيق هذا السلوك من خلال الإشارة إلى نفس الأسماء على UGO والتمثيل ثلاثي الأبعاد للمكون الكهربائي ونقل المعلومات اللازمة من الدائرة.
من الممكن إنشاء هندسة ثلاثية الأبعاد للسحب بطريقتين:
- الطريقة الأولى هي وضع العناصر الداعمة ، ثم إنشاء هندسة ثلاثية الأبعاد للحزمة.
- الطريقة الثانية هي الإنشاء الأولي للهندسة ثلاثية الأبعاد للحزمة ، وتحديد الموقع الأمثل للعناصر الداعمة ، ثم تمرير الحزمة الكهربائية من خلال العناصر الداعمة المتباينة.
- الطريقة الثالثة هي مزيج من الطريقتين الأولين.
لإنشاء حزام كهربائي ، في الطريقة الأولى نختار موصل الكابل أو غطاء الموصل ، ثم جميع العناصر الداعمة اللازمة ، ومع العنصر الأخير يجب علينا تحديد موصل الكابل أو غلافه. عند إنشاء حزام كهربائي ، يمكنك إنشاء فرع يبدأ في الحزام ، ويمر عبر عناصر الدعم الضرورية ، وينتهي على موصل الكابل أو على غلافه.
عند إنشاء الحزام الكهربائي بالطريقة الثانية ، تحتاج إلى تحديد موصل الكابل أو غلافه ، ثم نشير تقريبًا إلى النقاط التي يجب أن يمر بها الحزام الكهربائي ، وآخرها يحدد موصل الكابل. بعد ذلك ، نضع جميع العناصر الداعمة لهذا الحزام ، ووظيفة خاصة تسمح لك بتمرير هندسة الحزام تلقائيًا من خلال هذه العناصر الداعمة.
عند توصيل الجهاز بموصل كبل ، عند إنشاء حزام باستخدام موصلات الكبل وعناصر الدعم ، يتم إنشاء علاقات كهربائية وهندسية بين جميع الكائنات. تؤدي حركة أي عنصر من عناصر النظام الكهربائي في الفضاء إلى إعادة بناء هندسية للنظام بأكمله.
والخطوة الأخيرة هي نقل معلومات الأسلاك من الدائرة إلى 3D. يتم استخدام الوظيفة المنطقية إلى المادية أيضًا لإجراء هذه العملية. بعد تحليل الدائرة ، سيظهر مربع حوار أن المعدات أو الأجهزة وموصلات الكبلات موجودة بالفعل على الدائرة ولا يوجد سلك بعد. في عملية مزامنة الأسلاك من الدائرة ، يتم إرسال المعلومات التالية بأبعاد ثلاثية - يتم من خلالها الاتصال بموصل الكبل الذي خرج منه السلك وأي اتصال بموصل الكابل الذي أتى به ، بالإضافة إلى خصائص كل سلك.
بعد التزامن في الأبعاد الثلاثية ، تظهر خطوط مستقيمة توضح أين وأين تذهب الأسلاك.
بدء وظيفة التتبع ، نشير إلى الهندسة ثلاثية الأبعاد للحزمة ؛ سيتم وضع الأسلاك مع مراعاة الهندسة ثلاثية الأبعاد للحزمة ، وسيتم تحديث قطر الحزمة الكهربائية اعتمادًا على عدد الأسلاك في كل جزء من الحزمة.
نستنتج أنه عند تطوير تمثيل ثلاثي الأبعاد للحزام ، سيكون لديك ترسانة كبيرة من الأدوات والوظائف المتاحة. عملية ملائمة لتقسيم قطاعات العمل في المشروع لتنفيذ العمل المتكامل الذي لن تنتهكه التغييرات التي أجراها متخصص آخر.
تجهيز الحزام الكهربائي للإنتاج
عندما تعاملنا مع تصميم الدائرة الكهربائية وإنشاء هندسة ثلاثية الأبعاد ، ننتقل إلى المرحلة التالية من العمل. التحضير للإنتاج.
في مرحلة التصميم هذه ، على أساس الهندسة ثلاثية الأبعاد للحزام الكهربائي ، يتم إنشاء تمثيلها المسطح ، والذي يتكون من الخطوات التالية:
- إنشاء تجميع تكنولوجيا
- تعريف معاملات المسح
- استخراج وتكرار هندسة ثلاثية الأبعاد للحزام الكهربائي
- تتكشف الحزام الكهربائي على متن الطائرة
- تعديل الاجتياح
- إصدار وثائق التصميم
قبل إنشاء مسح للحزام الكهربائي ، من الضروري إنشاء تجميع تكنولوجي وتحديد معلمات الفحص. كمعلمات ، يتم تعيين مستوى ، والقدرة على نقل العناصر الداعمة واتجاهها على مستوى المسح.
بعد ذلك ، تحتاج إلى استخراج وتكرار الهندسة ثلاثية الأبعاد للحزام الكهربائي من التجميع الرئيسي إلى التجميع التكنولوجي. عند إجراء هذه العملية ، يتم تحديد جميع العناصر المرتبطة بالحزمة (موصلات الكبلات وموصلات الكابلات الجاهزة وأغطية الموصلات والعناصر الواقية للحزمة) ونقلها إلى مجموعة العملية.
في عملية الاستخراج والنسخ ، يتم بدء التحليل تلقائيًا ، لإبلاغ المهندس بالمشكلات عند تكرار جميع عناصر الحزام الكهربائي. إذا كانت الدائرة ملونة بالكامل باللون الأخضر ، فلن يتم العثور على مشاكل عند تكرار الهندسة.
باستخدام الأدوات ، نقوم بتعديل فحص الحزام الكهربائي بحيث يتناسب تمامًا مع منطقة معينة. الخيارات التالية متاحة عند تعديل عملية المسح:
- دوران القطعة بالنسبة لنقطة الفرع ؛
- ثني جزء من حزمة عند نقطة معينة وبنصف قطر معين من الانحناء ؛
- ترتيب متوازٍ ومتعامد لجزء من الحزمة بالنسبة لجزء آخر.
ننتقل الآن إلى إصدار وثائق التصميم. بناءً على مسح الحزام الكهربائي ، يتم إنشاء رسم. الإنشاء تلقائي بالكامل. ترتيب التعليقات التوضيحية في الرسم ، يتم إنشاء جدول الاتصالات تلقائيًا.
إذا تم نقل المعدات في الفضاء ، على التوالي ، فقد يزيد أو ينقص طول قطعة الحزمة ، وسيتم أيضًا إجراء جميع هذه التغييرات على المسح والرسم.
وبالتالي ، يمكننا أن نلاحظ أن النظام الأساسي يعد جميع الملفات اللازمة ووثائق العمل لإنشاء المنتج. توفر المنصة عملية تلقائية كاملة لإعداد الرسومات والرسوم البيانية ، والتحقق من الأخطاء وإجراء تحليل تحكم لإمكانية تشغيل الدائرة. يزيل أدنى قدر من عدم الدقة والأخطاء بسبب العملية السلسة للانتقال من مرحلة إلى أخرى.
على منصة 3DEXPERIENCE من Dassault Systèmes ، يتم تنفيذ عملية شاملة لتصميم الأنظمة الكهربائية ، من إنشاء الدوائر إلى إعداد الإنتاج بسبب الاستمرارية الرقمية للمعلومات. مسار العمل بأكمله متاح للعرض في الوقت الحقيقي. يمكن للمشاركين إجراء تعديلات وتغييرات دون التدخل في عمل متخصص آخر. والميزة المميزة الرئيسية للنظام الأساسي ، نلاحظ التكامل.
تتيح لك هذه العملية العمل في وضع سلس من بداية المشروع حتى اكتماله ، وتتم مزامنة البيانات بين المراحل تلقائيًا.
نشرها سيميون لياخ ، أخصائي تقني ، داسو سيستيمس. semen.lyakh@3ds.com