De nombreux experts sont quotidiennement confrontés au processus laborieux et complexe de conception de systèmes électriques, qui à un moment donné nécessite beaucoup de temps, d'efforts et d'argent. Cela est dû au fait que l'utilisation de CAD disparates affecte négativement le processus de développement et la qualité des produits. De nombreuses entreprises conçoivent et vendent encore des produits qui ne répondent pas aux normes numériques modernes. Dans cet article, nous expliquerons comment vous pouvez combiner le développement, l'ingénierie, la construction et la production dans un environnement numérique unique.
À l'heure actuelle, la plupart des entreprises utilisent un processus typique de conception de circuits électriques, composé de trois étapes:
- Développement du schéma;
- Conception tridimensionnelle;
- Préparation du harnais pour la production.
Ces processus sont effectués, en règle générale, dans différents programmes et une distribution similaire du projet entraîne des difficultés tangibles. Par exemple, lors de la conception de circuits électriques, des programmes spécialisés de Zuken, IGE-XAO et d'autres sont le plus souvent utilisés. De plus, en passant à l'utilisation d'une représentation tridimensionnelle du système électrique, des programmes comme CATIA V5 peuvent être impliqués. Et tout se termine au stade de la préparation du câble électrique pour le processus de production lui-même. Dans ce cas, un ensemble diversifié de logiciels est utilisé pour résoudre la tâche.
Comme vous pouvez le constater, toutes ces étapes prennent beaucoup de temps, des coûts financiers et ne garantissent pas un produit final de très haute qualité. Le principal problème d'un tel processus typique est le manque d'intégration complète, qui transfère les données entre toutes les étapes de la conception.
Ensuite, nous expliquerons et montrerons le processus de conception de bout en bout par l'exemple du travail étape par étape dans les trois étapes.
Conception électrique
La conception de circuits électriques est l'une des étapes les plus importantes du travail. En dépend: la qualité du produit, le timing et le coût de conception de l'ensemble du système électrique dans son ensemble. L'un des principaux documents de la documentation du projet est un schéma de circuit, qui détermine la composition de base des équipements électriques et les relations entre eux. Sur la base du schéma électrique, les circuits suivants sont créés: schéma électrique, schéma électrique et toute la documentation technologique.
Dans le module Conception de systèmes électriques sur la plate-forme 3DExperience, vous pouvez créer ou modifier des UGO (symboles graphiques) pour divers composants électriques, tels que des équipements ou des appareils, des connecteurs d'instruments, des connecteurs de câbles, divers types de fils, etc. Pour les équipements multidisciplinaires, vous pouvez créer un affichage différent de UGO.
Sur la plate-forme, il est possible de mettre en œuvre différentes méthodes de conception de systèmes électriques pour différents processus commerciaux de l'entreprise. A titre d'exemple, la création de circuits électriques sera décrite, à partir du schéma fonctionnel et se terminant par le schéma électrique.
Dans ce cas, le processus de création de systèmes électriques comprendra les étapes suivantes:
- définition d'un schéma structurel;
- définition du concept;
- définition du schéma électrique.
Il est nécessaire d'observer une certaine structure de l'arbre de construction. La structure hiérarchique de l'arborescence est créée à l'aide de la référence logique. Le premier composant logique contient des équipements ou des dispositifs, le second contient des composants pour un schéma de principe, le troisième contient des composants pour un schéma de circuit et le quatrième contient des composants pour un schéma de câblage.
La première étape de la conception des systèmes électriques consiste à déterminer le schéma structurel, qui comprend l'équipement et les relations entre eux. Toutes ces données sont situées dans un composant logique nommé "Block diagram".
Pour afficher le diagramme structurel, un dessin est utilisé, qui se trouve également à l'intérieur de ce composant logique.
L'étape suivante consiste à créer un concept. Pour ce faire, un composant logique est créé dans l'arbre de construction avec le nom "Schéma de principe".
Tout d'abord, le diagramme montre l'équipement ou les appareils nécessaires, puis un connecteur d'appareil avec des contacts leur est ajouté. Seules les broches utilisées du connecteur de l'instrument peuvent être affichées sur l'équipement. Après cela, nous créons une connexion sans contact entre différents types d'équipements ou d'appareils. La connexion créée ne contient que des informations sur le signal électrique.
L'étape suivante consiste à créer un schéma de câblage. Pour ce faire, un composant logique nommé «Schéma de connexion» est créé dans l'arbre de construction. Tout d'abord, le diagramme affiche l'équipement ou les appareils, puis les connecteurs des instruments. De même que pour le schéma de circuit, seuls les contacts utilisés du connecteur de l'instrument peuvent être affichés sur le schéma de connexion. Ensuite, nous insérons des connecteurs de câbles dans le circuit. Comme pour les connecteurs d'instruments, seuls les contacts utilisés peuvent également être affichés pour les connecteurs de câbles. Ensuite, nous créons une connexion électrique entre les câbles et les connecteurs d'instruments. Et la dernière étape de la création d'un schéma de câblage consiste à ajouter des fils au circuit.
Pour garantir la qualité de la conception des circuits, il existe des outils de vérification spéciaux. L'un des outils vérifie l'intégrité du circuit, qui vérifie la connexion des appareils ou des équipements entre eux à l'aide de fils.
Il est important de noter que sur la plate-forme 3DExperience, vous pouvez créer tous les circuits électriques, des schémas structurels aux schémas de câblage, analyser les circuits et créer des rapports.
Transfert de données du circuit à l'espace tridimensionnel
Après avoir développé le circuit électrique, nous passons à l'étape de conception en trois dimensions du système électrique. Il comprend les étapes suivantes:
- placement d'équipements ou d'appareils dans un espace tridimensionnel (transfert de données du circuit en 3D);
- placement des connecteurs de câbles (transfert de données du circuit en 3D);
- placement des attaches pour le harnais (travail uniquement en 3D);
- création d'une géométrie tridimensionnelle du faisceau (fonctionne uniquement en 3D);
- faisceau de câbles (transfert de données du circuit en 3D).
La fonction Logique vers Physique est utilisée pour collecter et transmettre des données du circuit à l'espace tridimensionnel. Cette fonction analyse le circuit électrique, collecte automatiquement les informations nécessaires et les fournit au concepteur sous une forme pratique. Dans la boîte de dialogue, les données sont regroupées par type de composant électrique (équipement ou appareils, connecteurs, fils, etc.).
La première étape est le placement de l'équipement ou des appareils dans un espace tridimensionnel. Pour ce faire, exécutez la fonction physique tp logique, lancez l'analyse du circuit et sélectionnez uniquement l'équipement ou les appareils que nous voulons transférer dans un espace tridimensionnel. Pour que seul l'équipement soit transféré, il est nécessaire de sélectionner tous les autres éléments du système électrique dans la boîte de dialogue Gestion de la synchronisation logique-physique, de définir la valeur Rejeté dans la colonne État et de cliquer sur le bouton Synchroniser.
Une fois l'équipement ajouté à l'espace tridimensionnel, il doit être placé aux bons endroits.
L'étape suivante consiste à ajouter des connecteurs de câbles à l'espace tridimensionnel. La fonction Logique vers Physique est également utilisée pour cela. Elle analyse également l'ensemble du circuit dans la boîte de dialogue dans la colonne Modification en face de l'équipement indiqué «Inchangé», et en face des connecteurs de câbles et des fils indiqués «Nouveau».
Dans la boîte de dialogue, sélectionnez tous les fils et indiquez également l'état de "Rejeter".
Après la synchronisation, tous les connecteurs de câbles seront automatiquement placés sur l'équipement ou les appareils nécessaires. Ce comportement est obtenu en indiquant les mêmes noms sur l'UGO et la représentation tridimensionnelle du composant électrique et en transmettant les informations nécessaires depuis le circuit.
La création d'une géométrie tridimensionnelle du câble est possible de deux manières:
- La première consiste à placer les éléments de support, puis à créer une géométrie tridimensionnelle du faisceau.
- La deuxième méthode consiste à créer préalablement une géométrie tridimensionnelle du faisceau, à déterminer l'emplacement optimal des éléments de support, puis à faire passer le faisceau électrique à travers les éléments de support espacés.
- La troisième méthode est une combinaison des deux premières méthodes.
Pour créer un faisceau électrique, nous sélectionnons d'abord le connecteur de câble ou le couvercle du connecteur, puis tous les éléments de support nécessaires, et avec le dernier élément, nous devons sélectionner le connecteur de câble ou son couvercle. Lors de la création d'un faisceau électrique, vous pouvez créer une branche qui commence sur le faisceau, traverse les éléments de support nécessaires et se termine sur le connecteur de câble ou sur son boîtier.
Lors de la création du faisceau électrique de la deuxième manière, vous devez sélectionner le connecteur de câble ou son boîtier, puis nous indiquons approximativement les points par lesquels le faisceau électrique doit passer, et le dernier sélectionner le connecteur de câble. Ensuite, nous plaçons tous les éléments de support pour ce harnais, et une fonction spéciale vous permet de passer automatiquement la géométrie du harnais à travers ces éléments de support.
Lors de la connexion d'un équipement avec un connecteur de câble, lors de la création d'un faisceau à l'aide de connecteurs de câble et d'éléments de support, des relations électriques et géométriques sont créées entre tous les objets. Le mouvement de n'importe quel élément du système électrique dans l'espace conduit à une reconstruction géométrique de l'ensemble du système.
Et la dernière étape est le transfert des informations sur les fils du circuit vers la 3D. La fonction Logique vers Physique est également utilisée pour effectuer cette opération. Après avoir analysé le circuit, une boîte de dialogue montrera que l'équipement ou les appareils, les connecteurs de câble sont déjà placés sur le circuit et qu'il n'y a pas encore de fil. Dans le processus de synchronisation des fils d'un circuit, les informations suivantes sont transmises en 3D - à partir de quel contact du connecteur de câble le fil est sorti et à quel contact du connecteur de câble il est venu, ainsi que les caractéristiques de chaque fil.
Après la synchronisation en 3D, des lignes droites apparaissent indiquant où et où vont les fils.
En commençant la fonction trace, nous indiquons la géométrie tridimensionnelle du faisceau; les fils seront posés en tenant compte de la géométrie tridimensionnelle du faisceau, le diamètre du faisceau électrique sera mis à jour en fonction du nombre de fils dans chaque segment du faisceau.
Nous concluons que lors du développement d'une représentation tridimensionnelle du harnais, vous aurez un large arsenal d'outils et de fonctions disponibles. Un processus commode de division des secteurs de travail du projet pour la mise en œuvre d'un travail intégré qui ne sera pas violé par les modifications apportées par un autre spécialiste.
Préparation du faisceau électrique pour la production
Lorsque nous avons géré la conception du circuit électrique et la création d'une géométrie tridimensionnelle, nous passons à l'étape suivante des travaux. Préparation pour la production.
À ce stade de la conception, sur la base de la géométrie tridimensionnelle du faisceau électrique, sa représentation plate est créée, qui comprend les étapes suivantes:
- Créer un assemblage technologique
- Définition des paramètres de balayage
- Extraction et duplication de la géométrie tridimensionnelle du faisceau électrique
- Dépliage du faisceau électrique dans un avion
- Modification de balayage
- Problème de documentation de conception
Avant de créer un scan du faisceau électrique, il est nécessaire de créer un ensemble technologique et de déterminer les paramètres du scan. En tant que paramètres, un plan est défini, la possibilité de transférer les éléments de support et leur orientation sur le plan de balayage.
Ensuite, vous devez extraire et dupliquer la géométrie tridimensionnelle du faisceau électrique de l'assemblage principal à l'assemblage technologique. Lors de cette opération, tous les éléments associés au faisceau (connecteurs de câbles, connecteurs de câbles préfabriqués, couvercles de connecteurs, éléments de protection du faisceau) sont déterminés et transférés à l'ensemble de processus.
En cours d'extraction et de duplication, une analyse est automatiquement lancée, ce qui informe l'ingénieur des problèmes lors de la duplication de tous les éléments du faisceau électrique. Si le cercle est entièrement coloré en vert, aucun problème n'a été détecté lors de la duplication de la géométrie.
À l'aide d'outils, nous modifions le balayage du harnais électrique afin qu'il s'adapte complètement dans une certaine zone. Les options suivantes sont disponibles lors de la modification d'un balayage:
- Rotation du segment par rapport à un point de branchement;
- Flexion d'un segment d'un faisceau à un certain point et avec un certain rayon de flexion;
- Disposition parallèle et perpendiculaire d'un segment du faisceau par rapport à un autre.
Nous passons maintenant à la publication de la documentation de conception. Sur la base du scan du faisceau électrique, un dessin est créé. La création est entièrement automatique. La disposition des annotations dans le dessin, la création d'une table de connexions se fait automatiquement.
Si l'équipement a été déplacé dans l'espace, respectivement, la longueur du segment du faisceau peut augmenter ou diminuer, et toutes ces modifications seront également apportées au scan et au dessin.
Et ainsi, on peut noter que la plateforme prépare tous les fichiers et documents de travail nécessaires à la création du produit. La plate-forme fournit un processus automatique complet de préparation de dessins et de diagrammes, vérifie les erreurs et effectue une analyse de contrôle de l'opérabilité du circuit. Élimine les moindres inexactitudes et erreurs dues au processus de transition en douceur d'une étape à l'autre.
Sur la plateforme 3DEXPERIENCE de Dassault Systèmes, un processus de conception de systèmes électriques de bout en bout est mis en œuvre, de la création de circuits à la préparation de la production grâce à la continuité numérique de l'information. L'ensemble du cours est disponible pour une visualisation en temps réel. Les participants peuvent apporter des modifications et des changements sans interférer avec le travail d'un autre spécialiste. Et la principale caractéristique distinctive de la plate-forme, nous notons l'intégration.
Ce processus vous permet de travailler en mode transparent du début du projet à son achèvement, et les données entre les étapes sont automatiquement synchronisées.
Publié par Semyon Lyakh, spécialiste technique, Dassault Systèmes. semen.lyakh@3ds.com