محیط DMU کتیا یکی از بخش‌های مهم این نرم افزار است که به مهندسان و طراحان این امکان را می‌دهد تا بتوانند مدل‌های دیجیتال سه بعدی محصولات پیچیده را شبیه سازی و تحلیل کنند.
این محیط با ایجاد نمونه‌های مجازی، امکان بررسی تطابق قطعات، تحلیل تداخل‌ها و انجام آزمایش‌های مجازی روی مجموعه‌های بزرگ مهندسی را فراهم می‌کند.
در این مقاله به بررسی محیط DMU کتیا، زیرمجموعه محیط DMU کتیا، ویژگی‌ها، کاربری، کاربردها، راه اندازی و مزایای آن خواهیم پرداخت.
1# محیط DMU کتیا چیست؟
DMU مخفف عبارت Digital Mock-Up و به معنای نمونه سازی دیجیتال است که به کاربر کمک کرده تا بتواند محصولات پیچیده را طراحی کرده و آنها را پیکربندی کند و بدون این که نیاز داشته باشد، آن طراح از نظر فیزیکی ساخته شود، بتواند آن را اعتبارسنجی کند.
اصطلاح ماکت دیجیتال (DMU) به یک مدل تست تولید شده توسط کامپیوتر اشاره دارد که تا حد امکان واقع گرایانه است و عمدتاً برای جایگزینی بخشی از آزمایش محصول واقعی و بسیار پرهزینه با شبیه سازی‌های کامپیوتری استفاده می‌شود.
محیط DMU کتیا، یک فضای مجازی در این نرم افزار است که به کاربران اجازه می‌دهد تا یک نمایش دیجیتالی سه بعدی از یک محصول را ایجاد، تجزیه و تحلیل و روی آن همکاری کرده و رفتار و عملکرد آن را قبل از نمونه سازی فیزیکی، به شکلی مؤثر شبیه سازی کنند.
این محیط ابزارهایی برای:
- طراحی
- شبیه سازی
- تحلیل
- و بررسی
فراهم می‌کند و مهندسان را قادر می‌سازد تا مشکلات بالقوه را شناسایی کرده و طرح‌ها را در مراحل اولیه توسعه بهینه کنند.
این محیط در نرم افزار CATIA به منظور ایجاد، مدیریت و تحلیل نمونه‌های دیجیتالی محصولات بزرگ و پیچیده طراحی شده است.
این نمونه‌های دیجیتال معمولاً شامل مجموعه‌ای از قطعات مختلف هستند که در کنار هم به شکل محصول نهایی مونتاژ می‌شوند.
DMU این امکان را می‌دهد که کل فرآیند طراحی، مونتاژ و بررسی یک محصول قبل از ساخت نمونه فیزیکی انجام شود.
این امر باعث کاهش هزینه‌ها و زمان لازم برای طراحی می‌شود.
1-1# ابزارهای کلیدی در محیط DMU کتیا
ابزارهای کلیدی موجود در محیط DMU کتیا عبارت اند از:
- Clash & Interference Detection: شناسایی برخورد و تداخل بین قطعات
- Kinematics Simulation: شبیه سازی حرکت مکانیکی مونتاژ
- Sectioning & Visualization: برش‌های مقطعی برای بررسی جزئیات داخلی
- Digital Mock-Up Comparison: مقایسه نسخه‌های مختلف طراحی
- Tolerance Analysis: تحلیل تلرانس‌ها و تأثیر آنها بر مونتاژ
2# زیرمجموعه محیط DMU کتیا
این محیط ها هر کدام کاربرد خاصی در بررسی، تحلیل، شبیه سازی یا مستندسازی نمونه دیجیتال محصول دارند که در ادامه به بررسی آنها خواهیم پرداخت.
1-2# DMU Navigator
این محیط دروازه ای برای ورود به دنیای DMU است.
در DMU Navigator می‌توان:
- به راحتی ساختار مونتاژ محصولات را مرور کرد.
- اجزای مختلف را فعال یا غیرفعال کرد و به آنها دسترسی سریع داشت.
- مسیر جستجو در میان قطعات را مدیریت کرد.
این محیط مانند نقشه سازمان دهی شده پروژه عمل می‌کند که در آن ارتباط بین قطعات و زیرمجموعه‌ها قابل مشاهده و کنترل است.
2-2# DMU Space Analysis
این محیط برای تحلیل فضایی طراحی شده است. یعنی با آن می‌توان مواردی مانند فاصله بین قطعات، میزان همپوشانی، شناسایی برخورد یا تداخل (Clash Detection) و همچنین بررسی دسترسی (Access) را انجام داد.
وجود این محیط بسیار حیاتی است؛ چون به کاربر کمک می‌کند تا قبل از ساخت فیزیکی متوجه شود که قطعات با هم تداخل دارند یا خیر و آیا امکان مونتاژ یا تعمیرپذیری وجود دارد یا نه.
3-2# DMU Kinematics
در این محیط می‌توان سیستم‌های مکانیکی متشکل از چندین قطعه را شبیه سازی کرد.
کاربر می‌تواند مفاصل (Joints) را تعریف کند، محدوده حرکت را مشخص کرده و سپس حرکت واقعی مکانیزم را شبیه سازی کند.
مثلاً می‌تواند بررسی کند که باز و بسته شدن درِ خودرو چه تأثیری روی دیگر اجزا دارد یا آیا یک بازوی رباتیک به درستی حرکت می‌کند یا خیر.
4-2# DMU Fitting Simulator
این محیط برای شبیه سازی فرآیند مونتاژ و دمونتاژ قطعات استفاده می‌شود.
کاربر می‌تواند ترتیب مونتاژ اجزا را تعریف کرده، ابزارهای موردنیاز را وارد نماید و حتی فضای کاری یک تکنسین را شبیه سازی کند.
هدف این محیط این است که بررسی شود آیا مراحل مونتاژ در فضای واقعی عملی است یا خیر و چه مشکلی ممکن است در حین کار پیش بیاید.
5-2# DMU Sectioning
این محیط برای ایجاد مقاطعی (Section Views) از مدل سه بعدی به کار می‌رود.
این قابلیت به مهندس اجازه می‌دهد تا داخل قطعات و مونتاژ را بررسی کند، بدون این که نیازی به باز کردن واقعی یا حذف لایه ای از مدل باشد.
ابزار برش مقطعی در تحلیل‌های دقیق، کنترل کیفیت طراحی داخلی و بازبینی مهندسی بسیار کاربرد دارد.
6-2# DMU Optimizer
وقتی با مدل‌های بسیار بزرگ و پیچیده کار می‌کنید، ممکن است، سرعت نمایش و تحلیل کند شود.
در این محیط، شما می‌توانید مدل‌ها را سبک سازی (Simplify) کنید و تعداد سطوح و جزئیات آن را کاهش دهید تا عملکرد سیستم بهتر شود، بدون این که اطلاعات حیاتی طراحی از بین برود.
این کار باعث می‌شود تا تحلیل و ارائه مدل‌ها، سریع‌تر و روان‌تر باشد.
7-2# DMU Review
این محیط بیشتر برای نمایش، بررسی و ارزیابی مدل، توسط افرادی غیر از طراح استفاده می‌شود، مانند مدیر پروژه یا تیم کیفیت.
در این بخش می‌توان مدل را چرخاند، بزرگنمایی کرد، یادداشت نوشت و به صورت ساده اطلاعات مدل را مشاهده کرد.
هدف اصلی آن کمک به تصمیم گیری است، نه طراحی.
8-2# Human Builder
در این محیط می‌توان مدل‌های انسان مجازی (مانکن دیجیتال) با ابعاد بدن واقعی را تعریف کرد.
این قابلیت به طراحان اجازه می‌دهد تا تعامل انسان با محصول را شبیه سازی کنند، مثل بررسی این که آیا اپراتور به دکمه‌ای در پنل دسترسی دارد یا نه، یا این که وضعیت بدن در حین کار راحت است یا خیر.
9-2# Human Activity Analysis
در ادامه محیط Human Builder، این ابزار برای تحلیل فعالیت‌های انسانی طراحی شده است؛ یعنی:
- بررسی دید
- میدان حرکت بدن
- راحتی در دسترسی
- میزان فشار به اندام‌ها در یک فعالیت مشخص
- و مواردی از این قبیل
که از طریق مدل‌های انسان مجازی قابل تحلیل است.
این ابزارها بیشتر در طراحی ارگونومیک محیط کار، خودرو، هواپیما و همچنین تجهیزات صنعتی استفاده می‌شود.
10-2# DMU Dimensioning & Tolerancing Review
در این محیط می‌توان ابعاد و تلرانس‌های اعمال شده بر مدل‌های سه بعدی را بررسی کرد.
به جای نقشه‌های دو بعدی، کاربر مستقیماً روی مدل سه بعدی می‌تواند اندازه گذاری (Dimensioning) و تلرانس گذاری (Tolerancing) انجام دهد و از صحت آنها مطمئن شود.
این روش بخشی از فرآیند MBD (Model-Based Definition) است.
11-2# DMU 3D High-End Visualization
برای پروژه‌هایی که نمایش گرافیکی و تجسم دقیق در آنها اهمیت بالایی دارد، این محیط امکان رندر پیشرفته، نمایش با کیفیت بالا و فیلترهای بصری ویژه ای را فراهم می‌کند.
این قابلیت در ارائه حرفه ای یا بررسی‌های طراحی با تیم‌های مدیریتی و مشتریان بسیار مفید است.
3# ویژگی‌های اصلی محیط DUM کتیا
از جمله ویژگی‌های محیط موکاپ کتیا می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- تجمیع طراحی و مهندسی: محیط Product Synthesis قابلیت:
- ترکیب طراحی مکانیکی
- تحلیل حرکتی
- تداخل
- دید انسانی
- تلرانس
- و مونتاژ
را در یک فاز یکپارچه مهندسی فراهم می‌کند.
- شبیه سازی دیجیتال قبل از ساخت: به کاربران اجازه می‌دهد تا بدون نیاز به نمونه فیزیکی، محصول نهایی را از جنبه‌های زیر تحلیل کنند:
- فنی
- ارگونومیک
- فضایی
- حرکتی
- تحلیل تداخل (Clash & Clearance Analysis): کاربران می‌توانند، قبل از تولید، برخورد و تداخل قطعات را شناسایی کرده و آن را اصلاح کنند.
- بررسی دسترسی و دید اپراتور انسانی: با استفاده از مدل‌های انسان مجازی (Manikin) می‌توان قابلیت دسترسی و دید اپراتور در طراحی را شبیه سازی کرد.
- تحلیل حرکتی (Kinematics): امکان تعریف مکانیزم‌ها، قیود حرکتی و شبیه سازی دینامیک حرکات برای بررسی عملکرد دستگاه‌ها یا محصولات وجود دارد.
- پشتیبانی از طراحی مبتنی بر مدل (Model-Based Definition): به جای استفاده از نقشه‌های دو بعدی، تلرانس‌ها و ابعاد مستقیماً در مدل سه بعدی قرار می‌گیرند.
- امکان مرور مدل توسط افراد غیر فنی: از طریق محیط DMU Review، مدیران یا تیم‌های غیر مهندسی نیز می‌توانند مدل‌ها را مشاهده و ارزیابی کنند.
- مستندسازی شبیه سازی و نتایج: نتایج تمامی تحلیل‌ها مانند:
- برخورد
- حرکت
- مقطع گیری
- دید انسان
در قالب مستند قابل ذخیره، ارائه و تبادل هستند.
4# کاربری محیط DMU کتیا چیست؟
از جمله کاربری‌های محیط DMU کتیا می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- نمایش دیجیتال: DMU یک مدل سه بعدی واقع گرایانه از محصول ایجاد می‌کند و به کاربران این امکان را می‌دهد که آن را مانند یک نمونه اولیه فیزیکی تجسم کرده و با آن تعامل داشته باشند.
- شبیه سازی و تحلیل: این محیط شبیه سازی‌های مختلفی از جمله سینماتیک (شبیه سازی حرکت) و تحلیل فضا (تشخیص برخورد و فواصل) را امکان پذیر کرده و به ارزیابی عملکرد محصول و شناسایی مشکلات احتمالی کمک می‌کند.
- همکاری: DMU با فراهم کردن یک فضای مجازی مشترک برای بررسی طرح‌ها، به اشتراک گذاشتن بازخوردها و حل مسائل، همکاری بین تیم‌ها و ذینفعان مختلف را تسهیل می‌کند.
- تشخیص زودهنگام مشکل: با شبیه سازی رفتار محصول و تجزیه و تحلیل ویژگی‌های آن در اوایل چرخه توسعه، DMU به شناسایی و رفع نقص‌های احتمالی طراحی قبل از نمونه سازی فیزیکی و تولید کمک می‌کند.
- بهره‌وری هزینه و زمان: DMU نیاز به نمونه‌های اولیه فیزیکی را کاهش می‌دهد و در عین حال که فرآیند کلی توسعه محصول را تسریع کرده، در زمان و منابع نیز صرفه جویی می‌کند.
5# کاربرد محیط DMU کتیا
از جمله کاربردهای محیط DMU کتیا می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- از مجموعه بزرگی از فرمت‌های دو بعدی و سه بعدی پشتیبانی می‌کند.
- عملکرد تجسم بالا را فعال می‌کند.
- امکان مشاهده دو بعدی بهینه و ناوبری سه بعدی برای بازرسی DMU را فراهم می‌کند.
- مجموعه ای از قابلیت‌های اندازه گیری پیشرفته را فراهم می‌کند.
- با پشتیبانی از حاشیه نویسی‌های دو بعدی و سه بعدی، مقایسه ترسیمات و ایجاد هایپرلینک، بررسی مشارکتی DMU را تسهیل می‌کند.
- به لطف قابلیت کنفرانس، امکان همکاری در بررسی یک پروژه از مکان‌های مختلف را فراهم می‌کند.
- امکان پخش مجدد شبیه سازی‌ها و تولید فیلم برای انیمیشن پیشرفته را فراهم می‌کند.
- قابلیت‌های پیشرفته تجسم، شبیه سازی، تجزیه و تحلیل و همچنین سنتز محصول، از جمله بررسی کامل طراحی از طریق ادغام بومی با سایر محصولات DMU را ارائه می‌دهد.
- انتشار از طریق ایجاد گزارش در قالب HTML را پشتیبانی می‌کند.
- از خودکارسازی دستورات برای افزایش بهره وری کاربر پشتیبانی می‌کند.
1-5# کاربردهای صنعتی محیط DMU کتیا
کاربردهای صنعتی محیط DMU کتیا شامل موارد زیر است:
- صنایع هوا – فضا: بررسی مونتاژ پیچیده قطعات بال و موتورهای جت
- صنایع خودروسازی: تحلیل مونتاژ خودرو و شبیه سازی حرکت قطعات متحرک
- صنایع ماشین آلات سنگین: بررسی سازگاری و عملکرد قطعات ماشین آلات صنعتی
- الکترونیک و تجهیزات پزشکی: طراحی و بررسی قطعات حساس با تلرانس‌های دقیق
6# آموزش گام به گام ایجاد و شبیه سازی مفصل پیچشی (Screw Joint) در محیط DMU Kinematics کتیا
در ادامه این بخش به صورت گام به کام به بررسی ایجاد و شبیه سازی مفصل پیچشی در کتیا می‌پردازیم.
1-6# ورود به محیط DMU Kinematics
ابتدا نرم‌افزار CATIA را باز کنید و از مسیر زیر وارد محیط DMU Kinematics شوید:
- ابتدا به منوی Start بروید.
در نوار ابزار بالای نرم افزار CATIA، روی گزینه Start کلیک کنید.
این گزینه همان منوی شروع برای انتخاب محیط‌های مختلف طراحی و تحلیل است.
- سپس گزینه Analysis & Simulation را انتخاب کنید.
در منوی کشویی بازشده، به بخش تحلیل و شبیه سازی یا همان Analysis & Simulation بروید.
این بخش شامل محیط‌هایی برای انجام تحلیل‌های حرکتی، تداخلی و فیزیکی روی مدل‌ها است. - در نهایت روی گزینه DMU Kinematics کلیک کنید.
این گزینه شما را وارد محیط شبیه سازی حرکتی یا کینماتیک می‌کند، جایی که می‌توانید مفاصل (Joints)، قیود حرکتی و زنجیره‌های مکانیکی بین اجزای مختلف مونتاژ را تعریف کرده و حرکت آنها را شبیه سازی نمایید.
در این محیط، شما می‌توانید حرکت‌های مکانیکی بین قطعات مونتاژ را تعریف و شبیه سازی کنید.
2-6# انتخاب قطعات برای ایجاد مفصل
در مدل مونتاژ خود، قطعاتی را که می‌خواهید به وسیله مفصل پیچشی به هم متصل شوند را انتخاب کنید.
معمولاً این مفصل بین یک قطعه متحرک (مثلاً پیچ یا مهره) و قطعه ثابت (مثلاً بدنه) ایجاد می‌شود.
3-6# ایجاد مفصل پیچشی (Screw Joint)
برای ایجاد مفصل پیچشی مراحل زیر را انجام دهید:
- از منوی Insert، گزینه Screw Joint را انتخاب کنید.
- این نوع مفصل ترکیبی از دو حرکت است:
-
- حرکت چرخشی (Rotation) حول یک محور مشخص
- حرکت خطی (Translation) در راستای همان محور (مثل حرکت یک پیچ که همزمان می‌چرخد و جلو می‌رود.)
4-6# تنظیم پارامترهای مفصل
در پنجره تنظیمات مفصل، موارد زیر را مشخص می‌کنید:
- محور مفصل: تعریف می‌کنید که حرکت حول کدام محور اتفاق بیفتد. این محور معمولاً بر اساس هندسه قطعات انتخاب می‌شود.
- گام پیچ :(Pitch) مقدار پیشروی خطی به ازای هر دور چرخش را مشخص می‌کند. این عدد تعیین می‌کند که چقدر قطعه در هر چرخش پیچ جا به جا می‌شود.
- محدودیت حرکت: می‌توانید، محدودیت‌هایی برای زاویه چرخش و مقدار جا به جایی خطی تعیین کنید. مثلا تعداد دور یا حداکثر طول حرکت.
- جهت چرخش: مشخص می‌کنید که حرکت ساعت گرد (CW) یا پادساعت گرد (CCW) باشد.
5-6# اجرای شبیه سازی
پس از تنظیم مفصل، با اجرای شبیه سازی حرکت، قطعه مربوطه، شروع به چرخش حول محور مشخص شده کرده و همزمان به جلو یا عقب (مطابق گام پیچ) حرکت می‌کند.
این حرکت دقیقاً مشابه عملکرد یک پیچ واقعی در مکانیزم است.
6-6# کنترل و ویرایش حرکت
برای کنترل و ویرایش حرکت:
- شما می‌توانید سرعت حرکت چرخشی و انتقالی را تغییر دهید.
- امکان توقف حرکت در هر زمان و بازگشت به موقعیت اولیه وجود دارد.
- همچنین می‌توانید پارامترها را تغییر دهید و شبیه سازی را دوباره اجرا کنید تا به رفتار دلخواه برسید.
7# مزایای کلیدی محیط DMU کتیا
از جمله مزایای محیط DMU کتیا می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
1-7# دسترسی به فایل
از مجموعه بزرگی از انواع اسناد دو بعدی و سه بعدی پشتیبانی می‌شود.
علاوه بر این، دسترسی به داده‌ها به لطف حالت بارگذاری انتخابی بسیار سریع است؛ ساختار محصول ابتدا بدون نمایش سه بعدی آن بارگذاری می‌شود و سپس بخشی از نمایش سه بعدی DMU بارگذاری می‌شود.
ابزار دیگر امکان دسترسی آسان و انعطاف پذیر به داده‌ها را برای پیمایش کارآمد فراهم می‌کنند.
به عنوان مثال، می‌توان گروه‌هایی از اجزای مستقل را ایجاد کرد.
قطعات را نیز می‌توان بر اساس معیار فاصله انتخاب کرد.
2-7# ابزارهای پیمایش بهینه برای بازرسی DMU
سه حالت برای پیمایش در اجزای ماکت سه بعدی ارائه شده است:
- حالت پرواز
- حالت پیاده روی
- حالت بررسی
پیمایش در ساختارهای محصول مونتاژ نیز موجود است و می‌توان آن را با دنبال کردن لینک‌های مرتبط به اسناد مرتبط انجام داد.
ENOVIA DMU Navigator 2 از تعریف و ذخیره سازی صحنه تعاملی پشتیبانی می‌کند.
3-7# ابزارهای اختصاصی برای بررسی مشارکتی DMU
اعضای تیم درگیر در بررسی ماکت می‌توانند به لطف نشانگرهای دو بعدی و سه بعدی، دیدگاه‌های خود را با حاشیه نویسی تبادل کنند.
حاشیه نویسی‌ها به صورت صوتی نیز پشتیبانی می‌شوند و انواع شکل‌ها را می‌توان در آن وارد کرد.
آنها همچنین می‌توانند چندین لینک به اسناد مرتبط (URL) ایجاد کرده تا بررسی مشترک DMU را تسهیل کنند.
به لطف یک ابزار مقایسه ترسیم اختصاصی، تغییرات بین دو ویرایش یک سند دوبعدی نیز قابل بررسی است.
4-7# انیمیشن با عملکرد گرافیکی برتر
فرمت فیلم استاندارد (AVI، MPEG) را می‌توان برای بهبود ارتباط بین اعضای تیم، تولید کرد.
علاوه بر این، هر نوع شبیه سازی CATIA را می‌توان دوباره پخش کرد.
تکنیک‌های تجسم مانند مدیریت سطح جزئیات به عملکرد گرافیکی برتر کمک می‌کند.
5-7# ابزارهای گزارش دهی و انتشار
کاربر این امکان را دارد که گزارش‌هایی را در قالب HTML با نظرات، ضبط صفحه و پیوندهای VRML ایجاد کند.
علاوه بر این، او می‌تواند این ویژگی‌ها را منتشر کند.
6-7# قابلیت کنفرانس
ابزارهای کنفرانس امکان همکاری در بررسی پروژه را از مکان‌های مختلف فراهم می‌کنند.
دو نوع کنفرانس به کاربر پیشنهاد می‌شود.
کنفرانس اشتراکی اعضای تیم را قادر می‌سازد تا نمای برنامه اصلی را به اشتراک بگذارند و در آن تعامل داشته باشند.
در مورد کنفرانس تکثیر شده، هر عضو، برنامه مخصوص به خود را دارد و برنامه اصلی داده‌های مشاهده شده توسط سایر شرکت کنندگان را کنترل می‌کند.
بنابراین، محرمانه بودن کنفرانس هم تضمین خواهد شد.
7-7# مدیریت حافظه پنهان
مدیریت حافظه پنهان، به صورت تعاملی یا در حالت دسته‌ای، دسترسی سریع به داده‌ها را تضمین می‌کند، در حالی که مکانیسم تطبیق خودکار، به روز بودن داده‌های بررسی شده را تضمین می‌کند.
8-7# اتوماسیون
اتوماسیون دستورات برای افزایش بهره وری کاربر پشتیبانی می‌شود.
دستورات اصلی DMN مربوط به موارد زیر هستند:
- نشانه گذاری
- گروه بندی
- پرس و جوی مجاورت
- پخش مجدد
- صحنه‌ها
- انتقال
- و مواردی از این قبیل
درباره نویسنده : فریبا صالح
نظرتون درباره این مقاله چیه؟
ما رو راهنمایی کنید تا اون رو کامل تر کنیم و نواقصش رو رفع کنیم.
توی بخش دیدگاه ها منتظر پیشنهادهای فوق العاده شما هستیم.
