關(guān)鍵任務(wù)性能
將硬件發(fā)射到太空時(shí),，每千克需花費(fèi)超過 30,000 美元，并且在硬件離開地球后,，幾乎沒有機(jī)會(huì)修復(fù)問題,。為了達(dá)到性能標(biāo)準(zhǔn)，萊斯特大學(xué)空間研究中心（也稱為“空間研究中心”,，或者簡稱為“中心”）的科學(xué)家和工程師依靠 NX? 軟件和? Teamcenter? 軟件依據(jù)準(zhǔn)確標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì),、仿真和制造。
中心從事空間研究已歷時(shí) 50 年,，與美國國家航空航天局 (NASA) 和歐洲航天局等合作伙伴密切合作,。中心開發(fā)傳感器、望遠(yuǎn)鏡,、頻譜儀及其他科學(xué)儀器,，以及相關(guān)的機(jī)械結(jié)構(gòu)、電子設(shè)備和發(fā)電系統(tǒng),。其項(xiàng)目組合包括研究地球和太陽系內(nèi)外的其他行星的任務(wù),，以及研究宇宙中其他恒星和星系的任務(wù)。中心擁有大量設(shè)施,，包括測試實(shí)驗(yàn)室和即時(shí)制造,，它還從事跨學(xué)科研究，涉及生命科學(xué),、仿造技術(shù),、藝術(shù)史和醫(yī)藥。員工和學(xué)生正在使用來自 Siemens PLM Software 的 NX 和 Teamcenter 為項(xiàng)目的生命周期提供支持,，例如計(jì)劃在 2018 年執(zhí)行的歐洲首個(gè)火星漫游者任務(wù),。
“向太空運(yùn)送設(shè)備涉及龐大的開發(fā)計(jì)劃,，” 管理空間研究中心的 John Pye 博士說道?！坝布粌H需要具備可經(jīng)受考驗(yàn)的性能,，而且必須具有嚴(yán)格的可跟蹤性和質(zhì)量控制。所有這些都需要在嚴(yán)格的成本和時(shí)間表限制內(nèi)實(shí)現(xiàn),?！?/p>
15 年以前，機(jī)械設(shè)計(jì)和分析團(tuán)隊(duì)開始使用 NX I-deas,，它是當(dāng)前 NX 的早期版本,。據(jù)空間研究中心的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD) 管理員兼機(jī)械工程師 Piyal Samara-Ratna 所述，該團(tuán)隊(duì)主要使用三維建模工具開發(fā)簡單配置,，然后使用這些配置進(jìn)行熱力學(xué)和結(jié)構(gòu)測試,?！按蠖鄶?shù)詳細(xì)設(shè)計(jì)在二維環(huán)境下完成,，并使用第三方軟件或手動(dòng)工具進(jìn)行制造，”他補(bǔ)充道,?！斑@種方法導(dǎo)致重復(fù)處理相同信息，這增加了出錯(cuò)風(fēng)險(xiǎn),，并且性能欠佳,。”
轉(zhuǎn)變從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)的過程
完成從 I-deas 到 NX 的過渡并引入 Teamcenter 后,，中心立即轉(zhuǎn)變其工作流,。“NX 建模工具使我們不再需要專注于復(fù)雜二維圖紙的繪制,。我們廣泛使用參數(shù)化建模技術(shù)和 WAVE 鏈接來創(chuàng)建幾何體,。當(dāng)我們更改尺寸時(shí)，整個(gè)裝配體將做出響應(yīng),，這使我們可以快速適應(yīng)不斷發(fā)展的需求,。”
中心運(yùn)行三個(gè) 4 軸銑削機(jī)床和一個(gè)使用 NX CAM 的計(jì)算機(jī)數(shù)控 (CNC) 車床,。這些設(shè)備接受直接來自工程師并通過 Teamcenter 管理的模型,。還有一個(gè)三維打印機(jī)，用于樣機(jī)和演示目的,?！拔覀兏跏褂脴訖C(jī)工具作為參考模型，但我們現(xiàn)在更多地將其用于設(shè)計(jì)活動(dòng),，特別是在我們需要了解工具存取并且屏幕查看不夠理想的集成活動(dòng)中,?！?/p>
通過 Teamcenter 管理整個(gè)設(shè)計(jì)到生產(chǎn)周期，Teamcenter 用于收集通過制造流程生成的刀具軌跡等信息,。員工成員可以指定請求日期和數(shù)量,。制造團(tuán)隊(duì)添加其他數(shù)據(jù)，包括可跟蹤性信息,。簽核團(tuán)隊(duì)添加制造后檢測報(bào)告,，以詳細(xì)說明驗(yàn)證過程?！盃顟B(tài)”功能用于保護(hù)數(shù)據(jù)和總結(jié)所應(yīng)用的流程,，例如，在內(nèi)部執(zhí)行工作還是外包,?？梢愿鶕?jù)需要對整個(gè)工作流進(jìn)行審核,。
從概念到發(fā)射場
“NX 非常強(qiáng)大，”空間研究中心水星成像 X 射線望遠(yuǎn)鏡 (MIXS) 儀器的優(yōu)質(zhì)機(jī)械工程師 Ivor McDonnell 表示。MIXS 計(jì)劃于 2015 年在歐洲航天局的 Bepi Colombo 水星探測任務(wù)中發(fā)射,。McDonnell 說道,，“NX 為我們提供了在設(shè)計(jì)和制造的不同階段之間無縫移動(dòng)的工具,，并且將整個(gè)周期整合起來,。我們積極參與了 MIXS 項(xiàng)目的所有方面，并且使用 NX 和 NX Nastran? 為所有主要測試活動(dòng)提供支持,，包括用于模擬發(fā)射載荷的振動(dòng)測試,。我們發(fā)現(xiàn) NX 工具可以特別有效地為真實(shí)設(shè)計(jì)環(huán)境提供優(yōu)異的相關(guān)性?！?/p>
從使用 NX 和 Teamcenter 中受益的另一個(gè)項(xiàng)目是詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡 (JWST),，計(jì)劃于 2018 年取代哈勃望遠(yuǎn)鏡。該太空望遠(yuǎn)鏡上的主透鏡面積是哈勃望遠(yuǎn)鏡主透鏡的六倍,，并配備相當(dāng)于網(wǎng)球場大小的遮陽板,，
用于保護(hù)透鏡。在此雄心勃勃的項(xiàng)目中,，萊斯特大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)了國際聯(lián)合機(jī)械工程團(tuán)隊(duì),，該團(tuán)隊(duì)開發(fā)位于透鏡后方的四臺科學(xué)儀器之一 — 中紅外儀器 (MIRI)?！拔覀儼l(fā)現(xiàn) NX 在查看儀器的所有機(jī)械方面和分配的包絡(luò)（包括工具存?。┓矫娣浅Ｓ杏茫谠O(shè)計(jì)用于將儀器運(yùn)輸?shù)矫绹鴩液娇蘸教炀值牡孛嬷С衷O(shè)備方面也很有用,，”空間研究中心的 MIRI 首席機(jī)械工程師 Jon Sykes 評論道,。“這是一款創(chuàng)新的解決方案,，其成本大大低于典型系統(tǒng),，我們通過將樣機(jī)模型運(yùn)送到美國國家航空航天局,，成功地對其進(jìn)行了測試?！?/p>
改進(jìn)的協(xié)同縮短了周期
“使用 NX 和 Teamcenter 使我們可以取得更出色的成就,，”Samara-Ratna 說道?！八鼈児餐蛟炝艘粋€(gè)統(tǒng)一的環(huán)境,，使各領(lǐng)域?qū)＜铱梢悦芮泻献鳌⒒?dòng)和討論設(shè)計(jì)問題,。Teamcenter 是單一信息源和控制源,。例如，在 Teamcenter 中全面管理我們?yōu)榛鹦翘綔y車設(shè)計(jì)的儀器,。我們獲得了靈活性和保護(hù),。錯(cuò)誤不會(huì)在系統(tǒng)中傳播，因此,，不存在有人做出的更改會(huì)產(chǎn)生負(fù)面影響的風(fēng)險(xiǎn),。我們的電子工程師能夠?qū)⑼暾娜S電路板導(dǎo)入到我們的模型中，而電子和機(jī)械設(shè)計(jì)的集成提高了我們的效率并縮短了重新設(shè)計(jì)時(shí)間,。因此,，從概念到更終產(chǎn)品的時(shí)間大大縮短,。
Samara-Ratna 繼續(xù)介紹協(xié)同的好處： “我們與多個(gè)規(guī)模各異的機(jī)構(gòu)協(xié)同,，他們都使用自己的軟件。NX 能夠處理不同的數(shù)據(jù)格式,，而同步建模技術(shù)使我們幾乎可以像操作自己的設(shè)計(jì)那樣操作模型,。”
從研發(fā)到實(shí)現(xiàn)
Samara-Ratna 愉快地認(rèn)可了中心供應(yīng)商 TEAM Engineering 的貢獻(xiàn),。他指出,，“TEAM Engineering 的專家們不僅提供培訓(xùn)和軟件，而且作為我們的搭檔,，真正地幫助我們充分利用工具,，尤其是在技術(shù)傳授方面。
因此,，我們與英國遺產(chǎn)保護(hù)局合作以掃描 14 世紀(jì)古墓中的歷史文物,。我們還進(jìn)行行業(yè)合作以幫助在高性能工程應(yīng)用中使用增材制造?！?/p>
Samara-Ratna 總結(jié)道： “NX 產(chǎn)品開發(fā)解決方案對于我們所做的工作絕對重要,，現(xiàn)在也是我們運(yùn)轉(zhuǎn)的不可或缺的重要環(huán)節(jié)。我們正在為更多學(xué)生提供 NX 工具,，將好處從工程環(huán)境擴(kuò)展到項(xiàng)目管理,?！?/p>