2014년 6월 3일 화요일

바람직한 3D 설계 시스템 이란?

3D 설계는 쉽다. 그런데 설계자들이 아직까지도 3차원 설계방식을 실제 업무에 적용할 때 많은 어려움을 느끼는 이유는 무엇인가? 아마도 설계 변경이 아닌가 싶다. 특히 PROE는 "고수"가 아니면 설계 변경 업무가 쉽지는 않다. CREO 2.0 부터는 "FLEXIBLE 모델링" 기능이
추가 되었지만 제안적 기능이다.

하지만  3차원 설계방식을 사용하게 되면 가시성이 뛰어난 설계 데이터를 생성 시킬 수 있다. 또한 생성된 3차원 설계데이터를 프리젠테이션 자료로도 사용할 수도 있고, 더 긍극적인 목 적으로 사용되어 가공, 해석 분야에서 필수적이고도 유용한 데이터로 사용될 수 있다.
열매가 매우 달콤하여 3D 설계를 포기 할수는 없다,

"제품과 관련된 일련의 작업들을 처리하는데 요구 되는 모든 데이터를 공유하여 업무 효율을 높이고, 데이터의 효용성을 향상시켜 제품을 개발하 는데 일어날 수 있는 여러 가지 오류를 미연에 방지하기위한 도구로서 3차원 설계방식은 그 의 미가 있는 것이다." 


3D 설계 시스템 구축 요소

1. Lay-out 설계 (Template 구조 정의)
2. Top-dwon 설계
3. 팀 설계 (데이터 관리, 데이터 재사용)


일반적인 설계 프로세스

보통 어떠한 제품을 설계하기 위해서는 설계작업 전에, 미리 그 제품에 대해서 사내 기획부 서 혹은 부설연구소 기획실에서 소비자 욕구 및 용도에 맞는 제품에 대한 컨셉 및 대략적인 기능정의, 즉 개발사양서가 만들어지고 그에 따른 개발일정도 대략적으로 잡히게 된다.

문제는 하나 있다. 개발 사양서및 개발 일정을 정확히 잡으려면 Design Review 과정이 필요하다. 3D CAD가 없는 사용자도 쉽게 3D 모델을 볼수 있어야 하며, 3D 모델에 "주석"들을 넣어 데이터를 공유 할수 있어야 한다.

3D 형상에 의한 정보 전달로 개발 관련 전 부문 간의 커뮤니케이션 오류를 최소화할 수 있게 될 뿐 아니라, 전 부문의 개발 관련자가 디자인 및 개발 설계 초기 단계에서부터 형상을 이해하고 공유할 수 있는 환경이 마련되어, 이를 토대 로 후 공정상에서 발생 가능한 문제점들을 개발 단계에서 사전에 반영하는 ‘사전 협업’의 체제 를 구축할 수 있는 환경이 마련되어 진다.

관련 부서간 협력은 Concurrent Engineering 의 근본이 되는 사상이며 이를 위해서는 상호간 의 정확한 형상정보의 공유가 필수적이라 할 수 있다. (Viewer 프로그램 필수)


하향식 설계 : TOP-DOWN 설계 방법

제품 개발에 있어 3D CAD를 처음 적용하면서 가장 어려움을 느끼는 부분이 바로 3D CAD를 활용한 TOP-DOWN 설계 부분일 것이다.

TOP-DOWN 설계가 무시된 3D 설계는 전체 부품 치수의 결정 및 부품 상호간 Sub Module 상 호간의 연관성 설정이 시행착오에 의해서 최종 결정되므로 개발 설계 자체가 어려우며, 특히 Parametric 설계의 경우 특징형상(Feature)간, 부품간 조립 정보등에서 구조화 되지 못한 모-자 관계의 설정으로 인하여 설계 수정에 따른 모델 변경 작업에서 많은 오류가 발생되었다



TOP-DOWN 설계의 필수 아이템
 1) SKELETON
 2) 데이터 공유
 3) 부품 교체







1. Skeleton : 컴셉 디자인
   제품을 구성 하는 부품의 개략적 위치를 설정하고 Sub Module 단위로 Datum Curve를 사용하여 형상을 간략화 하여 전체 Layout (skeleton.prt) 구성을 설계한다. 이 단계에서 전체 제품의 개략적인 Size를 결정할 수 있게 되며, 각 하위 Module 에 대한 개략적 크기와 형상 및 위치를 결정하게 된다.  Module 단위의 개략적인 설계 공간 할당을 주 목적으로 한다.

2. 데이터 공유     
  Top Level의 Layout 모델은 각 Module 설계가 들에게 형상 정보가 공유되도록 Top Level Layout의 정보를 상속하며 Module 별 설계자는 상속 받은 데이터를 모체로 하여 다 시 Sub Module별로 각각의 Layout 설계모델을 생성한다.

3, 부품 교체
  어셈블 모드에서 라이브러리 부품은 교체를 쉽게 할수 있어야 한다. CREO에서는 교환 그룹이라는 기능을 제공 하여 쉽게 설계 옵션에 따라 교체가 가능 하다.

위와 같은 방식을 준수한 3D 설계 모델은 가장 하위단계의 부품의 설계라 하더라도 각 단 계별 Layout 구조를 참조하게 되어 최적화된 부품설계가 가능하여지며, 전체 설계 모델이 최적 구조화 된다. 또한, 3차원 CAD 모델의 경우 최상위 어셈블리 모델에서 각 Module 및 부품의 어셈블리 정보를 포함하고 있으므로, 각 Module 별 설계자가 부품설계 및 부품 수정을 하게 되면 그 정보가 최상위 어셈블리 모델에 즉시 반영되어 진다.

각 Module별 설계자들은 최상위 어셈블리를 조회하여 봄으로써 Module 별 어셈블리의 집합 인 전체 어셈블리에 대한 정보를 항상 참조할 수 있게 되며, 이를 통하여 Module간 상호 연계 관계에 대한 최적 설계가 가능하여 진다. (협업 설계)


팀 설계 (데이터 관리, 데이터 재사용)

제품 설계 과정에서는 막대한 양의 데이터가 생성된다. 더욱 신속히 제품을 출시하려면 엔지니어링 팀이 공동 작업 환경에서 설계 정보를 공유하는 것이 유리하다. 공동 작업 환경의 과제는 데이터가 필요한 사람들에게 데이터를 배포하면서 데이터 제어를 유지 관리하는 것이다. 설계 데이터를 제어하는 기능이 없으면 각 설계자들은 동일한 데이터에 서로 다른 변형을 사용하게 되어 설계가 중복되거나 일치하지 않게 된다.

인트라 링트나 Windchill의 기능 중 하나는 정보 제어 및 개발 프로세스 관련 문제를 해결하기 위해 특별히 설계된 데이터 및 구성 관리 시스템으로서의 기능이다. 인트라링크나 Windchill을 통해 매우 다양한 CAD 시스템의 데이터를 관리할 수 있다.

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