Sản xuất thiết bị điện tử thông minh cho đô thị hiện đại

Sản xuất thiết bị điện tử thông minh đã, đang và sẽ còn là một thị trường lớn cho các đô thị tương lai. Các giải pháp 3DEXPERIENCE trên đám mây cho phép nhóm TEN TECH truy cập vào danh mục đầy đủ các công cụ mô phỏng SIMULIA, cộng tác hiệu quả và đạt được kết quả như ý.

Những ngày của điện thoại trả tiền đã gần kết thúc. Ngay cả khi bạn có thể tìm thấy một cái, nó có thể ở trong tình trạng kém, đặc biệt là nếu đặt ở ngoài trời. Điện thoại di động hiện là vua của truyền thông kỹ thuật số và các thành phố lớn trên thế giới đang bắt đầu thích ứng với thực tế đó bằng công nghệ thế hệ tiếp theo. Tình trạng của những chiếc điện thoại trả tiền bị dập nát là một lời nhắc nhở rằng bất kỳ thiết bị liên lạc công cộng mới nào cũng cần có khả năng chịu đựng được nhiều trường hợp sử dụng khó — và thậm chí là lạm dụng.

Nhịp sống hối hả và nhộn nhịp của thành phố New York chắc chắn tạo ra một môi trường khó khăn cho công nghệ điện thoại di động sáng tạo. Nhưng điều đó không làm chùn bước lòng nhiệt thành của thành phố trong việc thay thế mọi điện thoại trả tiền bằng một thứ hoàn toàn khác: hệ thống LinkNYC gồm các ki-ốt công nghệ ngoài trời cung cấp Wi-Fi công cộng miễn phí trên mạng riêng, an toàn, truy cập băng thông rộng, sạc thiết bị, điện thoại- các cuộc gọi điện thoại miễn phí tới mọi nơi ở Mỹ, một máy tính bảng cho bản đồ và dịch vụ thành phố, giám sát môi trường và hơn thế nữa. Cộng với quảng cáo trên màn hình lớn, làm giảm chi phí của thành phố (và người nộp thuế) cho các đơn vị.

Đã lên đến con số 1700, với 5 triệu người dùng chỉ trong hai năm, các ultra-modern Link obelisks cực kỳ hiện đại đang mọc lên khắp Manhattan và các quận lân cận (mục tiêu cuối cùng: 7.500 trạm). Các dự án tương tự hiện cũng đang được tiến hành ở các thành phố lớn khác của Hoa Kỳ và Châu Âu.

Nền tảng quân sự tạo ra tư duy về phẩm chất

Thách thức của việc chứng minh chức năng và độ bền của LinkNYC là một sự phù hợp tùy chỉnh cho TEN TECH LLC. Kinh nghiệm của họ trong việc cung cấp các giải pháp kỹ thuật thiết kế chất lượng hàng đầu cho các ứng dụng quân sự đã giúp họ giành được hợp đồng hỗ trợ với Comark, một bộ phận của CityBridge Consortium trong việc thiết kế và sản xuất các ki-ốt LinkNYC. Người sáng lập TEN TECH LLC và Phó Giám đốc Kỹ thuật Will Villers nói: ““ Thất bại không phải là một lựa chọn”có thể là một lời sáo rỗng, nhưng nó chắc chắn đúng với chúng tôi. Việc thu hồi sản phẩm trên chiến trường gay cấn hơn nhiều so với việc thu hồi sản xuất điện thoại di động. Chúng tôi xây dựng độ tin cậy cao vào mọi thứ chúng tôi thiết kế hoặc trợ giúp thiết kế.”

Villers thành lập công ty sau khi rời một công ty khác, nơi “mô hình kinh doanh của họ tập trung vào số lượng hơn chất lượng, đây không phải là điều tôi muốn làm”. Sự chú trọng mạnh mẽ vào chất lượng đã giúp TEN TECH LLC trên một con đường phát triển đi lên cho đến nay là năm thứ tám.

Thiết kế cho chiến trường đô thị

Vậy bạn thiết kế ki-ốt LinkNYC như thế nào để có thể chịu được sự khắc nghiệt của chiến trường đô thị của cả thiên nhiên và con người? Villers nói: “Mỗi thành phố đều có những yêu cầu riêng biệt. Ở California có thể là động đất, ở Florida có thể là bão, nhưng ở các thành phố như Boston hoặc New York, nhiệt độ dao động từ 110 độ vào mùa hè xuống dưới mức đóng băng vào mùa đông. Ngoài ra còn có các sự kiện vật lý phổ biến (mà thành phố đưa ra các yêu cầu về tải trọng) như bị ô tô lùi vào, bị xe buýt đâm hoặc - và chúng tôi thực sự đã kiểm tra điều này - bị đánh bằng gậy bóng chày (do ai đó cố gắng đột nhập giả định có tiền mặt bên trong, không hẳn vậy). ”

Trước khi phải đối mặt với sự khắc nghiệt của cuộc sống thành phố, mỗi LinkNYC cần ở đúng vị trí được lắp đặt. Villers nói: “Đối với chúng tôi, đây thực chất là một dự án xây dựng dân dụng. “Đầu tiên, chúng tôi phải tìm ra đâu sẽ là khung lý tưởng bên trong chiếc hộp và độ sâu của dầm thép của nó để neo trong xi măng. Nó giống như thiết kế một tòa nhà nhỏ."

Sau khi được neo đúng cách, “tòa nhà nhỏ” cũng phải hoạt động giống như một rào cản giao thông bên lề đường, có thể đẩy lùi một lượng tác động xe cộ nhất định mà không bị nghiền nát. Villers nói: “Vật liệu bên ngoài là nhôm để có độ bền.” Viller cũng cho biết: “Để tồn tại những loại tải này, bạn muốn cung cấp sự cân bằng phù hợp giữa tính linh hoạt và sức mạnh: linh hoạt ở nơi có thể để tiêu hao năng lượng và mạnh mẽ ở nơi bạn không thể cho phép biến dạng. Mô phỏng là một công cụ tuyệt vời để tìm ra điểm hấp dẫn đó trong thiết kế. Chúng tôi đã sử dụng Abaqus ở đây cho cơ học kết cấu để đánh giá ứng suất, độ võng, độ vênh, v.v...”

Hình dạng bên ngoài, giống như tháp của mỗi ki-ốt được tạo ra bởi nhà thiết kế công nghiệp nổi tiếng Masamichi Udagawa. Nó vừa nhỏ gọn với các đường nét đơn giản, sạch sẽ và dễ dàng tiếp cận cho người dùng ở tầng trệt, nhưng chiều cao đáng kể (9,5 feet) để có thể nhìn thấy trên vỉa hè đông đúc. Villers nói: “Tạo ra một ngoại thất đẹp về mặt thẩm mỹ là một chuyện. “Nhưng việc đảm bảo nếu cũng có thể chịu được môi trường, bao gồm cả tải trọng tuyết trong mùa đông, là một thách thức khác.”

Chứng minh kiến thức chuyên môn với 3DEXPERIENCE

Giá trị của thẩm mỹ còn vượt ra ngoài vẻ bề ngoài khi TEN TECH LLC phải trình bày kết quả định kỳ cho các nhà quản lý dự án LinkNYC và các bên liên quan. Villers nói: “Yếu tố “thú vị” khi hiển thị dự án qua màn hình 3DEXPERIENCE® chắc chắn là điều thu hút sự chú ý của họ. Chỉ cần có thể chứng minh một cách trực quan các khả năng tiên tiến của chúng tôi, thay vì trình bày các phương trình và sơ đồ kỹ thuật quá phức tạp, đã khiến họ nhận ra phương pháp của chúng tôi tiên tiến như thế nào.”

Nền tảng cũng tạo điều kiện thuận lợi để tạo tất cả các tài liệu mà khách hàng của TEN TECH LLC cần để chứng minh năng lực và hỗ trợ chứng nhận, điều này rất quan trọng để được phê duyệt cuối cùng từ Kỹ sư chuyên nghiệp (PE) của Bang New York.

Mưa, Tuyết, Mặt trời - và Điện tử

Bên trong LinkNYC có vô số thách thức thiết kế phải vượt qua: nhiều loại thiết bị điện tử cần được bảo vệ khỏi các yếu tố, khớp với nhau một cách tối ưu và hoạt động bình thường mà không bị quá nóng. “Đảm bảo sự tồn tại của mọi thứ bên trong - tất cả những dây, chân cắm và thiết bị điện tử mà không ai nhìn thấy, cộng với màn hình LCD 55 inch tạo ra rất nhiều nhiệt cũng như tải trọng môi trường từ nắng và mưa — điều này tạo ra đủ loại yêu cầu thú vị,”Villers nói.

Bảo vệ độ ẩm và sự xâm nhập của nước cũng rất quan trọng. “Chúng tôi đã làm rất nhiều việc trên các miếng đệm cao su, vì tất cả các thiết bị điện tử này đều chạy ngoài trời và chúng tôi phải đảm bảo mọi thứ đều kín nước”. Khả năng bảo vệ chống xâm nhập của mỗi thiết bị được thực hiện thông qua các bước của nó trong các vòi hoa sen thử nghiệm trong nhà bắt chước mưa lớn.

Nhưng nhiệt bên trong là mối quan tâm phổ biến nhất. Với nguồn điện chính do cáp ngầm của Thành phố cung cấp, “cần đặc biệt chú ý đến chiến lược làm mát bên trong; Villers cho biết một số thành phần sẽ tắt nếu chúng trở nên quá nóng, những thành phần khác thậm chí có thể bốc cháy. “Chúng tôi đã sử dụng các chiến lược thiết kế dựa trên những thứ chúng tôi thấy trong ngành công nghiệp quốc phòng mà các nhà thiết kế sản phẩm tiêu dùng không nhất thiết phải biết.”

Mặc dù giải pháp liên quan đến một số lượng lớn quạt, nhưng nó cũng dựa vào vị trí thích hợp của tất cả các thiết bị điện tử để chúng không gây nhiễu lẫn nhau, cộng với các lỗ thông hơi được định vị chiến lược để thoát khí nóng ra ngoài mà không ảnh hưởng đến bất kỳ người dùng hoặc người qua đường nào. Các quyết định về bố trí nội thất là một phần của vòng lặp thiết kế tổng thể, vì các yêu cầu làm mát cũng ảnh hưởng đến hình dạng của bên ngoài.

Đưa danh mục đầu tư vào hoạt động trên đám mây

Các khả năng cần thiết để quản lý tất cả sự phức tạp của thiết kế này có được nhờ bản quyền phần mềm của TEN TECH LLC cho nền tảng 3DEXPERIENCE trên đám mây. “Tôi chỉ có những điều tốt đẹp để nói về cloud cho loại dự án này,” Villers nói. “Chúng tôi có thể truy cập danh mục đầy đủ các công cụ mô phỏng của SIMULIA từ bất cứ đâu, bất cứ khi nào chúng tôi muốn. Nhóm của chúng tôi có thể làm việc cùng nhau mọi giờ trong đêm, ngay cả từ một căn phòng khách sạn với hệ thống wi-fi tệ hại khi chúng tôi đang đi du lịch và vẫn có thể truy xuất các tập hợp, đánh giá mà không gặp bất kỳ vấn đề gì. ”

Villers cho biết các thay đổi thiết kế rất dễ dàng khi làm việc trên nền tảng trên đám mây. “Chúng tôi đã có quyền truy cập vào bộ công cụ SIMULIA đầy đủ cho cấu trúc, tĩnh tuyến tính và phi tuyến, CFD, độ bền và độ bền, thậm chí một số tối ưu hóa hình dạng cho dấu ngoặc (mà chúng tôi có thể làm bằng tay nhưng thật vui khi thấy máy tính sẽ ra sao lên với). Chúng tôi cũng đã thực hiện một số tối ưu hóa. Vì mọi thứ đã được tích hợp nên các công cụ đều hoạt động rất tốt với nhau.

“Vì vậy, khi bạn thay đổi điều gì đó ở CATIA, điều đó sẽ được phản ánh trong SIMULIA và mọi người trong nhóm của bạn sẽ được cập nhật ngay lập tức và có thể điều phối công việc của họ. Vì thiết kế chính là một tổ hợp trong SOLIDWORKS nên rất dễ dàng, chỉ cần chuyển sang 3DEXPERIENCE để phân tích. Chúng tôi đã tìm thấy rất nhiều lợi ích khi làm việc cùng nhau theo cách này trên đám mây ”.

Cài đặt ảo cung cấp giao diện thực tế

Các kỹ sư nhận thấy rằng việc hiển thị trực tiếp các thiết kế gần như cuối cùng đã giúp giao tiếp với tất cả các đối tượng khác nhau tham gia vào dự án. Villers nói: “Chất lượng đồ họa của 3DEXPERIENCE tốt hơn đáng kể so với rất nhiều ứng dụng CAD. “Chúng tôi đã có thể chứng minh các ki-ốt trông như thế nào tại chỗ, với background là thành phố. Khi bạn có thể thể hiện điều gì đó theo cách đó với những người không nhất thiết phải là kỹ thuật, họ rất ấn tượng. Kỹ thuật có vẻ nhàm chán đối với một số người, nhưng nếu bạn có thể làm cho nó trở nên thú vị cùng một lúc, mọi người sẽ chú ý hơn! ”

Sự tự tin vào các thiết kế cuối cùng là rất cao và việc tạo mẫu là rất ít. Villers cho biết: “Khách hàng của chúng tôi hiện có thể chuyển thẳng từ CAD sang chế tạo trực tiếp. Các ki-ốt đang được sản xuất tại Massachusetts và được chuyển đến thành phố New York. Mọi kiosk LinkNYC được cài đặt đều hoạt động tốt với bất cứ điều gì mà môi trường sống động của Thành phố mang lại. Villers nói với vẻ tự hào đáng chú ý, “Chúng tôi không có lời phàn nàn nào từ khách hàng của mình. Theo như chúng tôi lo ngại, nó được thiết kế ngay lần đầu tiên sử dụng nền tảng 3DEXPERIENCE trên đám mây.”

Nguồn: Dassault Systèmes

Dịch: ViHoth Corporation