Процесс разработки любого нового устройства или изделия радиоэлектронной аппаратуры, оснащенного электронными компонентами и печатными платами, осуществляется командой высококвалифицированных инженеров.
Процесс конструкторского проектирования начинается с формирования базовой структуры изделия, известной как схема деления. Эта структура служит основой для дальнейшего добавления конкретных компонентов и сопутствующей документации. Базовый набор сборочных единиц фиксируется ведущим конструктором в системе управления данными о изделии ЛОЦМАН:PLM, что обеспечивает четкую организацию и учет всех элементов проекта.
Ведущий конструктор формулирует задачи для схемотехников, которые в свою очередь разрабатывают электрические принципиальные схемы для отдельных модулей в ECAD-системах. При этом они используют обширную базу данных электрорадиоизделий и компонентов (ЭРИ) для моделирования работы схем. В качестве примера ECAD-системы можно привести российский продукт Delta Design от компании Эремекс, который обеспечивает высокую эффективность и точность в проектировании.
Конструктор устройства в системе КОМПАС-3D устанавливает размеры печатных плат и определяет размещение ключевых компонентов, обеспечивающих «внешние» соединения.
Теперь необходимо передать данные в ECAD-систему. Для этого в КОМПАС-3D предусмотрен специальный модуль «Конвертер КОМПАС — IDF», который является частью приложения «Конвертер ECAD — КОМПАС». Этот модуль позволяет создать обменный файл в формате IDF, содержащий информацию о контуре печатной платы, ее толщине и расположении ключевых компонентов. Формат IDF поддерживается большинством современных ECAD-систем.
Конструктор печатного узла импортирует IDF-файлы в ECAD-систему, где использует полученную геометрию для размещения компонентов и трассировки проводников. После завершения этих этапов он подготавливает экспортные IDF-файлы, а также файлы спецификации материалов (BOM) и производственные документы.
В ходе размещения компонентов и проектирования топологии проводников часто требуется провести несколько итераций, в рамках которых плата с установленными элементами передается между 3D-сборкой в КОМПАС-3D и ECAD-системой. Эти операции осуществляются с помощью модуля Конвертера ECAD — КОМПАС, который использует формат IDF для обеспечения эффективного обмена данными.
После того как габариты печатной платы, размещение компонентов и трассировка проводников окончательно согласованы, конструктор возвращается в КОМПАС-3D для завершения работы над моделью платы. На этом этапе он не только восстанавливает 3D-модель, но и вносит необходимые доработки.
Первым шагом является добавление информации из атрибутов электрорадиоизделий (ЭРИ), хранящихся в базе данных ECAD-системы, в свойства компонентов сборки платы. Для этого используется модуль Конвертера ECAD — КОМПАС, который извлекает данные из текстовых экспортных файлов и заполняет соответствующие свойства.
Кроме того, в состав платы могут входить не только электронные, но и механические компоненты, такие как стойки, лепестки, кронштейны и радиаторы. Конструктор добавляет эти элементы в 3D-модель платы, используя локальные диски, базу данных ЛОЦМАН:PLM и Справочник Стандартные изделия.
Конструктор кабельно-жгутовой обвязки осуществляет трассировку проводов и электрических кабелей внутри изделия, используя приложение КОМПАС «Оборудование: Кабели и жгуты». Выбор кабельных изделий производится из Справочника Материалы и сортаменты. Информацию о соединениях и параметрах проводов можно получить из ECAD-системы или ввести вручную, что обеспечивает гибкость и точность в проектировании.
После этого конструктор создает сборочный чертеж жгута или кабеля, а при необходимости также разрабатывает спецификацию и таблицу проводов с указанием их длины.Конструктор кабельно-жгутовой обвязки осуществляет трассировку проводов и электрических кабелей внутри изделия, используя приложение КОМПАС «Оборудование: Кабели и жгуты». Выбор кабельных изделий производится из Справочника Материалы и сортаменты. Информацию о соединениях и параметрах проводов можно получить из ECAD-системы или ввести вручную, что обеспечивает гибкость и точность в проектировании.
Конструктор изделия завершает процесс, получая 3D-модель и полный электронный состав изделия в системе ЛОЦМАН:PLM.
В структуре ЛОЦМАН размещаются объекты, сопровождаемые набором файлов и разнообразной атрибутикой. Эти данные могут быть использованы для выполнения различных задач, таких как создание выборок по заданным критериям и подготовка отчетов.
После завершения этапа конструкторской разработки изделия необходимо выполнить ряд расчетов, включая прочностные и тепловые. Для выполнения прочностных расчетов можно воспользоваться модулем APM FEM, который интегрируется в КОМПАС-3D как стандартное приложение.
Специалист открывает модель платы в этом приложении и выполняет предварительные настройки: определяет поведение компонентов под воздействием различных нагрузок, устанавливает точки крепления модели и задает сами нагрузки. Это могут быть вибрационные нагрузки с заданной частотой и ускорением, линейные нагрузки или крутящие моменты.
После этого создается сетка конечных элементов, выполняется расчет, и формируются визуализации результатов, такие как карта эквивалентных напряжений и карта суммарных линейных перемещений.
После завершения всех расчетов результаты могут быть сохранены в централизованной базе данных ЛОЦМАН:PLM. Это позволяет специалистам из разных подразделений работать в едином информационном пространстве, обеспечивая мгновенный доступ к результатам работы коллег. В случае выявления неудовлетворительных показателей команда может оперативно принять необходимые меры для их исправления.
После завершения проектирования и расчетов, а также наличия полного набора объектов в системе ЛОЦМАН:PLM, конструктор приступает к созданию полного комплекта ассоциативных сборочных чертежей и чертежей деталей. В этом процессе автоматически формируется текстовая конструкторская документация, которая включает Перечень элементов, Спецификацию и Ведомость покупных изделий.
Документы могут быть созданы как файлы КОМПАС, так и в виде специализированных отчетов в ЛОЦМАН:PLM. Благодаря синхронизации с электронной структурой, изменения в документах происходят автоматически при обновлении структуры. Однако стоит отметить, что такая автоматизация возможна только до завершения проектирования. После того как изделие переходит в стадию Архив, любые изменения могут вноситься исключительно через механизм выпуска Извещений об изменении.
Таким образом, реализуется полный цикл автоматизированного проектирования, что позволяет в самые короткие сроки вывести на рынок новый прибор.
Система управления инженерными данными и жизненным циклом изделия
