Usando design orientado por simulação para alimentar a engenharia digital – Zuken Blog

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Engenharia digital e o ciclo de vida do produto

As demandas dos clientes e a concorrência no mercado estão colocando os engenheiros sob pressões crescentes. Os cronogramas de desenvolvimento de uma organização devem ser reduzidos para acompanhar o ritmo da indústria e do mercado em geral. Muitas ferramentas digitais estabelecidas estão agora disponíveis para acelerar os ciclos de vida do desenvolvimento. A simulação é uma delas. Os engenheiros usam o design controlado por simulação digital para acelerar a inovação e avançar o desenvolvimento de produtos.

Devido à crescente complexidade dos sistemas elétricos e eletrônicos atuais, o uso de projetos orientados por simulação é vital para reduzir o ciclo de vida do desenvolvimento. A verificação, especialmente, é cada vez mais difícil por vários motivos. Primeiro, os engenheiros devem trabalhar com altas contagens de pinos e alta potência. Segundo, os produtos inteligentes e interconectados de hoje transferem e coletam grandes volumes de dados. Terceiro, os fabricantes devem verificar mais coisas, mas eles têm recursos finitos de analistas. É uma lacuna que deve ser fechada. De uma perspectiva de teste, os problemas geralmente não são descobertos até os estágios da prototipagem. Encontrar problemas com atraso introduz um alto nível de risco e atrasos excessivos. Felizmente, a engenharia digital oferece várias abordagens que permitem que as empresas superem esses desafios.

A abordagem de design orientado por simulação

Para diminuir o desenvolvimento, as organizações devem se afastar da verificação física e aproveitar o poder da engenharia digital. Os engenheiros usam ferramentas de simulação e análise digital durante os estágios de design do desenvolvimento do produto para identificar possíveis falhas e tomar as medidas apropriadas. Os engenheiros também usam técnicas de simulação para prever o desempenho dos produtos durante as fases detalhadas do projeto e do conceito. Esse processo – projeto orientado por simulação – permite que os engenheiros testem alternativas de projeto ao longo do ciclo de desenvolvimento.

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Quando os engenheiros descobrem falhas desde o início, graças ao design orientado por simulação, eles são capazes de resolvê-las com menos restrições e custos mais baixos, em comparação com os testes físicos em estágio avançado. O projeto é melhor quando atinge os estágios de prototipagem e teste físicos, porque os engenheiros têm um feedback anterior muito necessário sobre os requisitos funcionais de um projeto. E o design orientado por simulação permite que os engenheiros explorem uma gama mais ampla de alternativas de design antes da prototipagem física de um novo produto. Mais tempo e espaço para testar idéias no domínio digital resultam em melhores designs de produtos e inovação mais rápida.

Simulando sistemas eletrônicos

Os sistemas eletrônicos estão se tornando cada vez mais complexos, à medida que os fabricantes tentam instalar mais componentes nas placas de circuito. Dependendo da aplicação, o design da placa pode incluir o design de sistemas com várias placas usando placas interconectadas ou configurações de rigid-flex, que usam uma combinação de tecnologias de placas flexíveis e rígidas. Além disso, os engenheiros geralmente colocam placas no meio de sistemas elétricos cada vez mais complexos. Além disso, os engenheiros devem obter mais poder de computação desses sistemas eletrônicos.

Quando os engenheiros adotam a engenharia digital por meio de simulação, eles concluem uma série de análises e verificações no mundo virtual. Esses testes incluem análises de integridade de energia – a distribuição de energia é adequada para as diferentes faixas de operação da placa? E verificações de integridade do sinal – as restrições de projeto estão sendo atendidas para otimizar a fidelidade do sinal?

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O design orientado por simulação diminui as relações, economizando tempo e dinheiro e reduzindo atrasos no processo de desenvolvimento. Além disso, os engenheiros fazem alterações com facilidade durante esses estágios iniciais; posteriormente, durante a verificação e teste físicos, suas opções são altamente restritas.

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Simulando sistemas elétricos

Os sistemas elétricos apresentam um número surpreendente de terminais para conectar os produtos inteligentes atuais. Com a explosão de sensores e processadores embarcados, a quantidade de dados que passa entre os produtos dispara rapidamente, fazendo com que os engenheiros tenham limitações de largura de banda. Eles devem rastrear cuidadosamente a utilização da largura de banda da rede durante o design para garantir que os limites não sejam excedidos.

Os engenheiros também devem equilibrar os dados e os requisitos elétricos dos produtos atuais com qualquer peso adicional. A engenharia e a simulação digital oferecem aos engenheiros uma série de análises e verificações com as quais é possível determinar o melhor equilíbrio. Por exemplo, se um engenheiro adicionar um cabo para transmitir dados ou aumentar a energia de um sistema elétrico, o produto poderá exceder as restrições de peso. Os engenheiros também podem verificar os orçamentos de energia no nível do veículo ou do produto para garantir a disponibilidade de energia suficiente. Também estão disponíveis ferramentas de simulação para analisar a EMI e a resistência a raios antes da prototipagem.

Construir os sistemas elétricos complexos de hoje no mundo real e depois reconstruí-los para corrigir erros requer muito tempo e esforço. Porém, no mundo virtual, os engenheiros simulam um sistema elétrico inteiro, com seus sistemas interconectados, para testar sua potência e largura de banda. Em seguida, eles ajustam o modelo e executam a simulação novamente para corrigir erros no domínio digital. A organização desfruta de economia de tempo e dinheiro devido a menos erros de design.

Resumo

  1. Os cronogramas de desenvolvimento estão diminuindo graças às demandas dos clientes e do setor. Ao mesmo tempo, sistemas elétricos e eletrônicos estão se tornando mais complexos. Os engenheiros devem confiar no projeto orientado por simulação para reduzir riscos e custos e economizar tempo.
  2. O design orientado por simulação permite testes de produtos virtuais durante as fases iniciais do design. Ele capacita os engenheiros com ferramentas rápidas e simples para descobrir e resolver problemas mais cedo, quando houver menos restrições e implicações financeiras do que haverá durante os testes físicos posteriores.
  3. Os sistemas eletrônicos são cada vez mais complexos. Eles exigem mais e mais poder de computação e são frequentemente colocados em sistemas elétricos grandes e complexos. O design orientado por simulação permite que os engenheiros testem a potência e a integridade do sinal no início do processo de design antes de encontrarem restrições.
  4. Os sistemas elétricos de hoje estão interconectados, o que resulta em limitações de largura de banda e aumenta o peso do sistema. A simulação ajuda os engenheiros a encontrar o equilíbrio certo entre largura de banda e peso, porque eles podem simular um sistema inteiro e fazer alterações digitais sem problemas para otimizar o design. A economia de tempo é significativa.
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