關(guān)鍵任務性能
將硬件發(fā)射到太空時，每千克需花費超過 30,000 美元，并且在硬件離開地球后，幾乎沒有機會修復問題。為了達到性能標準，萊斯特大學空間研究中心（也稱為“空間研究中心”，或者簡稱為“中心”）的科學家和工程師依靠 NX? 軟件和? Teamcenter? 軟件依據(jù)準確標準進行設(shè)計、仿真和制造。
中心從事空間研究已歷時 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、望遠鏡、頻譜儀及其他科學儀器，以及相關(guān)的機械結(jié)構(gòu)、電子設(shè)備和發(fā)電系統(tǒng)。其項目組合包括研究地球和太陽系內(nèi)外的其他行星的任務，以及研究宇宙中其他恒星和星系的任務。中心擁有大量設(shè)施，包括測試實驗室和即時制造，它還從事跨學科研究，涉及生命科學、仿造技術(shù)、藝術(shù)史和醫(yī)藥。員工和學生正在使用來自 Siemens PLM Software 的 NX 和 Teamcenter 為項目的生命周期提供支持，例如計劃在 2018 年執(zhí)行的歐洲首個火星漫游者任務。
“向太空運送設(shè)備涉及龐大的開發(fā)計劃，” 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)受考驗的性能，而且必須具有嚴格的可跟蹤性和質(zhì)量控制。所有這些都需要在嚴格的成本和時間表限制內(nèi)實現(xiàn)?！?/p>
15 年以前，機械設(shè)計和分析團隊開始使用 NX I-deas，它是當前 NX 的早期版本。據(jù)空間研究中心的計算機輔助設(shè)計(CAD) 管理員兼機械工程師 Piyal Samara-Ratna 所述，該團隊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行熱力學和結(jié)構(gòu)測試。“大多數(shù)詳細設(shè)計在二維環(huán)境下完成，并使用第三方軟件或手動工具進行制造，”他補充道?！斑@種方法導致重復處理相同信息，這增加了出錯風險，并且性能欠佳。”
轉(zhuǎn)變從設(shè)計到生產(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?！癗X 建模工具使我們不再需要專注于復雜二維圖紙的繪制。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。當我們更改尺寸時，整個裝配體將做出響應，這使我們可以快速適應不斷發(fā)展的需求?！?/p>
中心運行三個 4 軸銑削機床和一個使用 NX CAM 的計算機數(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。還有一個三維打印機，用于樣機和演示目的?！拔覀兏跏褂脴訖C工具作為參考模型，但我們現(xiàn)在更多地將其用于設(shè)計活動，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中?！?/p>
通過 Teamcenter 管理整個設(shè)計到生產(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。制造團隊添加其他數(shù)據(jù)，包括可跟蹤性信息。簽核團隊添加制造后檢測報告，以詳細說明驗證過程。“狀態(tài)”功能用于保護數(shù)據(jù)和總結(jié)所應用的流程，例如，在內(nèi)部執(zhí)行工作還是外包?？梢愿鶕?jù)需要對整個工作流進行審核。
從概念到發(fā)射場
“NX 非常強大，”空間研究中心水星成像 X 射線望遠鏡 (MIXS) 儀器的優(yōu)質(zhì)機械工程師 Ivor McDonnell 表示。MIXS 計劃于 2015 年在歐洲航天局的 Bepi Colombo 水星探測任務中發(fā)射。McDonnell 說道，“NX 為我們提供了在設(shè)計和制造的不同階段之間無縫移動的工具，并且將整個周期整合起來。我們積極參與了 MIXS 項目的所有方面，并且使用 NX 和 NX Nastran? 為所有主要測試活動提供支持，包括用于模擬發(fā)射載荷的振動測試。我們發(fā)現(xiàn) NX 工具可以特別有效地為真實設(shè)計環(huán)境提供優(yōu)異的相關(guān)性?！?/p>
從使用 NX 和 Teamcenter 中受益的另一個項目是詹姆斯·韋伯太空望遠鏡 (JWST)，計劃于 2018 年取代哈勃望遠鏡。該太空望遠鏡上的主透鏡面積是哈勃望遠鏡主透鏡的六倍，并配備相當于網(wǎng)球場大小的遮陽板，
用于保護透鏡。在此雄心勃勃的項目中，萊斯特大學領(lǐng)導了國際聯(lián)合機械工程團隊，該團隊開發(fā)位于透鏡后方的四臺科學儀器之一 — 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)計用于將儀器運輸?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)，我們通過將樣機模型運送到美國國家航空航天局，成功地對其進行了測試?！?/p>
改進的協(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€統(tǒng)一的環(huán)境，使各領(lǐng)域?qū)＜铱梢悦芮泻献鳌⒒雍陀懻撛O(shè)計問題。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)計的儀器。我們獲得了靈活性和保護。錯誤不會在系統(tǒng)中傳播，因此，不存在有人做出的更改會產(chǎn)生負面影響的風險。我們的電子工程師能夠?qū)⑼暾娜S電路板導入到我們的模型中，而電子和機械設(shè)計的集成提高了我們的效率并縮短了重新設(shè)計時間。因此，從概念到更終產(chǎn)品的時間大大縮短。
Samara-Ratna 繼續(xù)介紹協(xié)同的好處： “我們與多個規(guī)模各異的機構(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)計那樣操作模型?！?/p>
從研發(fā)到實現(xiàn)
Samara-Ratna 愉快地認可了中心供應商 TEAM Engineering 的貢獻。他指出，“TEAM Engineering 的專家們不僅提供培訓和軟件，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)保護局合作以掃描 14 世紀古墓中的歷史文物。我們還進行行業(yè)合作以幫助在高性能工程應用中使用增材制造?！?/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)在也是我們運轉(zhuǎn)的不可或缺的重要環(huán)節(jié)。我們正在為更多學生提供 NX 工具，將好處從工程環(huán)境擴展到項目管理?！?/p>