פתרון בעיות היפראלסטיות בתוכנת SIMULIAworks

מאמר זה יעסוק באחד האתגרים הקשים ביותר בעולם האנליזות באלמנטים סופיים שהוא חקירה ובדיקה של מוצרים המורכבים מחומרים היפראלסטיים.

בעוד שקשת המוצרים והחומרים רחבה למדי, וכוללת לדוגמא: ריפוד לרהיטים, סוליות לנעליים, מזרני שינה, כריות לאוזניות וכו', רק מספר מצומצם של תכנות אנליזה מצליח להתמודד ב100% עם בעיות לא לינאריות מורכבות אלה.

נדבר כאן על היכולות המתקדמות של SIMULIAworks, תכנת האנליזות החדשה של SOLIDWORKS בענן, המאפשרת לבצע סימולציות לחומרים היפראלסטיים בקלות ובמהירות.

נתחיל בהגדרה, על קצה המזלג:

היפראלסטיות = היכולת של חומר להתעוות באופן משמעותית גבוה תחת עומס יחסית נמוך.

החומר ההיפראלסטי הנפוץ ביותר הוא כמובן הגומי, אשר באינטואיציה שלנו (וגם פרקטית במציאות) יכול להימתח, להתכווץ, להתפתל ולהידחס בקלות ניכרת מאשר חומרים פלסטיים ומתכות.

המבחן בו יעסוק מאמר זה יהיה בדיקת מידת קשיות ואופן ההתכווצות של מזרן (או מזרון, אבל לא של פולירון 😊), כך שבהינתן שקיעה של כ-40 מ"מ נמדוד את כוח הריאקציה המתקבל חזרה מהמזרן, בדיוק כמו בעולם האמיתי:

כאמור בעיות מהסוג הנ"ל, המשלבות אי-לינאריות על רקע דפורמציה גדולה, מגע מתמשך וחומרים היפראלסטיים, קשות לפתרון ולכן מהוות דוגמא מעולה להשוואת יכולות בין תוכנות הסימולציה השונות.

כיאה למתכננים ב-SOLIDWORKS, נתחיל את הבדיקה מתוך SIMULATION:

מבחינת תנאי גבול לאנליזה, הוגדרו התנאים הבאים:

  1. מודל – באנליזה שלושה גופים: שתי פלטות מתכתיות ובינהן בלוק ספוגי.
  2. סימטריה – על מנת לחסוך בכמות אלמטים וזמן ריצה, המודל הנבדק הינו רבע מהמודל השלם. במישורי החיתוך הוגדרו תנאי סימטריה.
  3. עומס – בפאה המסומנת בוורוד הוגדרה שקיעה של 37.5 מ"מ כנגד הבלוק הספוגי.

במהלך הפתרון ב-SIMULATION הפותרן (SOLVER) התריע מספר פעמים על קשיים בהגעה להתכנסות, עד שלקראת 50% מסך השקיעה הוא פסק:

התכנסות חלקית היא אינה תופעה שכיחה אך עלולה לקרות כאשר נדרש רישות עדין יותר או כשמדובר בבעיה מורכבת מבחינת דפורמציה עבור יכולות התוכנה.

במקרה זה בוצעו מספר איטרציות לטיוב הרישות אך תקרת ההתכנסות לא עלתה על 50%:

צפו בסרטון  – התכנסות חלקית

בדיוק למצבים אלו (ולעוד מספר תרחישים שפורטו ויפורטו בוובינרים ומאמרים נוספים) SOLIDWORKS מרחיבה את קשת פתרונות הסימולציה שלה לתוכנת SIMULIAworks, המאפשרת אינטגרציה מעולה עם SOLIDWORKS ו- SIMULATION.

תנאי הגבול והגדרות האנליזה ב-SIMULATION מועברים ישירות לפלטפורמת 3DEXPERIENCE דרך ה-Connector, אל תוך אפליקציית SIMULIAworks:

בביצוע האנליזה ב- SIMULIAworksהשתמשנו במספר יתרונות משמעותיים:

  1. רישות 3D-SWEEP

ב- SIMULIAworksקיימות אפשרויות רישות מתקדמות וסוגי אלמנטים שמקלים מאוד על פתרון בעיות מסויימות.

באנליזה זו, למבנה הספוג המלבני ואופן המעיכה שלו בין שני הגופים המתכתיים, מתאים במיוחד רישות שכבתי של אלמנטים מלבניים:

  1. הגדרת החומר ההיפראלטי

ב- SIMULIAworksניתן להגדיר חומרים במגוון התנהגויות מכאניות (אלסטיים, היפראלסטיים, אלסטופלסטיים וכו'), כמו גם תכונות איזוטריות ומקדמים מגישות חישוב שונות.

ספציפית באנליזה זו הוגדר חומר מסוג Hyper-foam עם המקדמים הבאים:

  1. פותרן ABAQUS

מנוע החישוב ABAQUS של SIMULIAworks מבית SIMULIA הינו הפותרן המתקדם ביותר טכנולוגית בשוק האלמנטים הסופיים.

הפותרן סיים ב-100% התכנסות בתוך 5 דקות בלבד:

תוצאות ומסקנות

את אופן ההתכווצות של המזרן ניתן לראות בסרטון הבא:

 

מהרישות המוצג על גבי המודל ותוצאת הדפורמציה נראה כי סוג האלמנט שנבחר לבעיה אידיאלי במבחני מעיכה כדוגמת זה.

את מידת קשיות המזרן ניתן לבחון בכל נקודה במודל ע"י הפקת גרף של כוח הריאקציה כפונקציה של זמן התקדמות השקיעה:

הגרף מתאר במדויק את התנהגות החומר ההיפראלסטי, כפי שהיינו מצפים שיתנהג במציאות.

לסיכום, במבחני מעיכה היפראלסטית קיימת עדיפות משמעותית לשימוש ב- SIMULIAworks.

לצפייה בוובינר המלא שהועבר בנושא:

קונספטים עיצוביים במהירות ובקלות בעזרת 3D Sculptor בסביבת פלטפורמת 3DEXPERIENCE

מידול מוצרים בעלי צורות אורגניות מעוצבות תמיד היו אתגר לתוכנות התכנון התלת-ממדיות.

ישנם כלים שונים כמו:

  • כלי משטחים
  • עקומות תלת-ממדיות
  • בתמונות רקע בסקיצות שונות כדי להתייחס לרעיון העיצובי
  • בדיקת רציפות המשטחים
  • ועוד…

אילו רק יכולנו פשוט לעצב את המוצר שלנו ממש כמו פסל המפסל בחימר. זה בדיוק מה שה 3D Sculptor מאפשר לנו: להשתמש בכלי עיצוב תלת-ממדי ,לעצב ולפסל את המוצרים שלנו בקלות ובמהירות.

3D Sculptor  מאפשר לנו לבצע מספר פעולות בו-זמנית:

  • עיצוב ופיסול מהיר של קונספטים עיצוביים
  • שילוב העיצוב בתכנן המכני ב SOLIDWORKS
  • בדיקה האם ניתן לייצר את הגוף המעוצב (לדוגמה בדיקת זוויות חליצה תוך כדי העיצוב והתכנון)
  • שיתוף הגורמים הרלוונטיים בעיצובים השונים בעזרת פלטפורמת ה- 3DEXPERIENCE.

וכל זאת, בסביבת הענן, מכל מכשיר, וללא צורך בהתקנה.

השימוש ב- 3D Sculptor מתבסס על Subdivision modeling שהינו שונה מתכנון פרמטרי של משטחים וגופים. שיטה זו, מאפשרת להשתמש בכלי עיצוב, ממש כמו פסל ולבצע שינויים נדרשים בכל שלב.

כל מה שצריך לעשות, זה רק לבחור מספר אזורים/פינות ופשוט למשוך אותם לכיוון הרצוי עד לקבלת הגוף המעוצב הסופי. כל זאת, תוך התבססות על המודל המכני המתוכנן:

3D Sculptor מקצר באופן דרמטי את זמן העיצוב ובחירת הקונספטים הרעיוניים. בעקבות העובדה שאין תלות ביחסים פרמטרים, אלא שימוש בכלי פיסול המאפשרים חופש עיצובי ורעיוני.

3D Sculptor מאפשר בנוסף גם לשמור על סימטריות בזמן העיצוב, לבצע פעולות כמו כיפוף, פיתול ועוד.

3D Sculptor יוצר תמיד צורות אורגניות בעלי רציפות משטחית, וניתן כמובן גם לבחור לבצע "פינות" חדות במקומות הדורשים זאת.

כל מה שאתם זקוקים לו כדי להשתמש ב- 3D Sculptor הינו מכשיר תומך אינטרנט, אין צורך בהתקנה והשימוש הוא בסביבת הענן בלבד.

אם אתם משתמשים ב-SOLIDWORKS ומעוניינים ליצור צורות אורגניות חלקות במהירות, 3D Sculptor הוא הפתרון המתאים לכם. בעזרתו תבצעו עיצובים אורגניים במהירות, כשהמגבלות היחדות הן הדמיון והקראטיביות.

לינק לוובינר בעברית בנושא:

אפליקציית Property Tab Builder לעבודה אפקטיבית יותר בתוכנת SOLIDWORKS

כולם יודעים שחשוב לבנות סטנדרטים בצוותי העבודה כדי לארגן את המידע בצורה מסודרת אבל הרבה פעמים אנחנו נתקלים בעומס בעבודה ולא מצליחים לפנות זמן ולהכניס את כל הנתונים לקובץ או שמשתמשים מכניסים תוכן בצורה ידנית מה שיכול לגרור בשלב מאוחר יותר בלאגן במידע וחוסר יכולת לשלוף את כל הנתונים בצורה פשוטה. אז מה עושים? אם אין לכם מערכת מסודרת לניהול מידע אתם יכולים להיעזר בכל מיני כלים שקיימים אצלכם במחשב מאז שהתקנתם SOLIDWORKS למשל ה- Property Tab Builder שעליו תקראו בפוסט הזה.

אז מה זה הכלי הזה?

אפליקציית Property Tab Builder מאפשרת ליצור רשימת מאפיינים סטנדרטיים המוגדרים מראש וניתנים למשתמש כתבנית מוכנה ובכך לזרז את תהליך הכנסת המידע אל המודלים. כל מה שעל המשתמש לעשות זה להזין את הערכים של אותם משתנים (בדומה לעבודה עם כרטיסיות במערכת PDM) עבור חלקי SOLIDWORKS Parts, Drawing ו- Assemblies.

את התבנית למשתני הקובץ אתם יכולים לבנות באמצעות אפליקציה עצמאית הנקראת Property Tab Builder:

  • בעמודה השמאלית ניתן לראות את רשימת סוגי המאפיינים הניתנים לשימוש.
  • בעמודה האמצעית ניתן לראות את התצוגה שנראה בשלב הסופי בתוכנת SOLIDWORKS כשנסיים לבנות את התבנית.
  • בעמודה הימנית ניתן להגדיר כל מאפיין שבחרתם (וגררתם לעמודה האמצעית)

ניתן לשמור תבנית Property Builder לכל אחד מסוגי הקבצים הבאים:

את התבנית יש לשמור בתוך הספריה שתוכנת SOLIDWORKS יודעת לגשת אליה ולקרוא ממנה נתונים:

 

איך  נראה השימוש בפועל? פשוט מאוד! למשתמש קיימות רובריקות מוגדרות מראש והוא מזין את הערכים עצמם בשדות המיועדים לכך ומשם המידע עובר ומוזן מיידית בתוך ה- Custom Properties של החלק

 

מוזמנים לצפות בוובינר של תום וללמוד על האופציות השונות שקיימות בכלי ה- Property Tab Builder וכמובן לבנות ביחד תבנית לדוגמה ולהבין את אופן השימוש בה:

PDN Analyzer – ניתוח PCB וסימולציית צפיפויות זרם

מעגלים מודפסים רבים אינם כוללים מעבד או GPU, ושני רכיבים אלה ידועים לשמצה בחום שהם מייצרים במהלך הפעלתם. יש הרבה רכיבים אחרים שיכולים לייצר חום משמעותי עקב ירידות מתח. לאחר ייצור מעגל והפעלתו, לא יהיה לכם זמן לבדוק במדויק כל חיבור באמצעות מודד או למדוד את הטמפרטורה של כל רכיב. וכאן המקום בו כלי הדמיה וסימולציות (Power Simulation) הופכים להיות קריטיים ומאפשרים לכם לאבחן בעיות אפשריות באספקת החשמל לפני שהכרטיס מיוצר בכלל.

לאחר שאבחנתם תקלות בסיגנלי המתח ב- PCB שלכם, תוכלו לנקוט בצעדים לתכנון מחדש של ה-PCB כדי למנוע בעיות תרמיות כתוצאה מכך. PDN Analyzer  של – Altium Designer יכול לאבחן נפילות מתח ונקודות חמות ב- PCB לפני שתעברו לייצור שלו. יישום סימולציה זו, בתהליך העבודה שלכם הוא תהליך יעיל בפשטותו ויכול לחסוך לכם זמן בדיקה ולעזור למנוע ייצור כרטיס תקול.

תהליך עבודה

אין להטיל ספק בחשיבות העליונה לביטחון בתכנון המעגל המודפס בצורה תקינה. באמצעות כלי סימולציה ניתן להפוך את המעגל ואת הזרמים בו לריאליסטים מתמיד. כאשר אני משתמש בכלים כאלה אני ממזער את סיכויי השגיאה שלי ומקבל המון אינפורמציה טכנית וויזואלית שנותנת לי תמונה רחבה ומקיפה יותר על המעגל שלי, לדוגמא השוואה בין צפיפויות זרם בנקודות שונות על הכרטיס:

הגדרת הסימולציה

לאחר שסיימתם לתכנן ולערוך את ה – PCB שלכם, תוכלו להתחיל בהגדרת הסימולציה לניתוח צפיפות הספק. שימו לב שאין צורך בהגדרה מיוחדת של הרכיבים הסכמטיים או ב – Footprints שלכם – הסימולציה יודעת לעבוד גם ללא הגדרה פר-רכיב.PDN Analyzer  מאפשר לכם להגדיר רמות מתח / זרם נומינליות וסבילות בכל NET ב – PCB שלכם.

בואו ניקח דוגמא.

ננתח PCB עבור מודול ה- WiFi Mini PC. לוח זה כולל מודול סדרתי ל- WiFi בפרוטוקול 802.11 b/g/n, והוא כולל מערכת ניהול לצריכת חשמל. לוח זה פועל במתח של – 3.3 וולט, ואנחנו רוצים להבטיח שההספק יגיע כראוי לכל הכרטיס. מצורף צילום מסך של ה – PCB בדו-מימד:

לאחר עריכה WiFi כרטיס

יש לנו משטח מתח יחיד שיספק כוח לרכיבים שונים במקביל. לכן חשוב לדעת האם המתח המשתרע בכל המשטח הנ"ל ומשטח ה – GND הייחודי שלו הוא בעל ירידת מתח נמוכה באופן ניכר או שלא. הבדיקה הינה חשובה מאוד ועוזרת למנוע בעיות בסיגנלים מסויימים, ברעש שמתווסף, ובמיוחד עוזר ב – Ground Loops. נלחץ על כפתור "NETS DC" ונבחר את ה – NETS בהן נרצה להשתמש בסימולציה שלנו.

כאן, תוכלו להבחין שיש לנו רק שתי רשתות DC: רשת המתח 3.3 ורשת ה – GND. אנו רוצים לבחור בשתי אלה וללחוץ על כפתור "Add Selected". כעת אנו יכולים להשתמש ב – NETS האלה בסימולציה חדשה כדי להגדיר את רשת החשמל אותה אנו רוצים לדמות. בכרטיסי PCB מסובכים יותר, שעשויים להיות מרובים ברשתות כח וGND עבור קבוצות שונות של רכיבים, ניתן לראות אפשרויות רבות נוספות.

הוספת מקורות / עומסים

הוספת מקורות ועומסים מאפשרת לכם להריץ את הסימולטור בחלקים ספציפיים של PCB. כאן נשתמש ב- U1 כמקור עם U1 ו- U2 כעומסים שלנו. נגדיר את הזרם במקור ל- 0. כאשר הזרם בכל אחד משלושת העומסים יוגדר ל- 100 mA. לאחר סיום ההגדרות ניתן להפעיל את הסימולציה ע"י לחיצה על כפתור "Analyze". לאחר סיום הסימולציה, ניתן לראות את כל התקלות/שגיאות תחת פאנל ה"הודעות". בנוסף ניתן כמובן להוסיף שכבות שונות לפלט בחלון הראשי של ה – PCB:

בדיקת חלוקת הכוח בכרטיס

כעת, לאחר סיום הסימולציה, אנו יכולים לנתח את התפלגות הכוח בשכבות ההספק וה – GND. ניתן לזהות בקלות זליגות מתח במשטחי האדמה / הכח שבכרטיס העלולות ליצור בעיות רעש כמו גם הספק גבוה בקווי הסיגנלים עלול לגרום לבעיות תרמיות בכרטיס. בעזרת מעבר בין השכבות ניתן לראות את חלוקת הכח פר – שכבה:

ניתן גם לצפות בצפיפות המתח במשטח ספציפי, לדוגמא GND:

אם נביט בסולם המתח, נראה שהפרש המתח המרבי על פני משטח האדמה הוא 11.3 uV בלבד. אם נבדוק את ירידת המתח בין שתי VIA שכנות כלשהן, נגלה כי ירידת המתח ביניהן היא בסדר גודל של ננו-וולט בלבד. זהו מתח נמוך מאוד שלא יגרום ללולאות או בעיות רעש חמורות.

ברגע שכלי הסימולציה  הוא נוח וידידותי, ובנוסף ישנה הבנה כיצד ההדמיה עוזרת לאבחן נקודות בעייתיות, אתם יכולים לחזור לסכמה או לעריכה של המעגל שלכם, לבצע את השינויים הדרושים,  ולהפעיל מחדש את הסימולטור כדי לוודא את תקינות הכרטיס. לשילוב סימולציות בתהליך העבודה קיים היום בכל תהליך פיתוח בריא.

חבילת ה –Analyzer  PDN נותנת תצוגה מלאה של צריכת החשמל והדרישות התרמיות ב- PCB שלכם. בעזרתה ניתן למנוע תקלות ושגיאות בכרטיס שלכם בצורה מתקדמת ונוחה.

אין ספק שתוכנת Altium Designer מחדשת את עצמה כל הזמן. גם כלי ה – PDN Analyzer מתעדכן ונוספות לו יכולות חדשות מדיי שנה.

ולסיום, אמליץ לכם לעקוב אחרי הוובינרים שלנו באתר סיסטמטיקס, לצפות בוובינרים הקודמים שלנו ב – YouTube, ולהתעדכן בקבוצת הלינקדין שלנו באירועים הקרובים.

5 עקרונות להשמת רכיבים ב-PCB

חשוב לציין שגם אם אתם מהנדסים שמתעסקים בשרטוט בלבד, עקרונות אלו יוכלו לעזור לכם משום שבכל מקרה תהיו מעורבים בעריכה ברמה מסוימת, בין אם זה במיקום ראשוני של רכיבים, הגדרת מגבלות בסכימה (שישפיעו על ההשמה הפיזית בעריכה) ובכלל בחינה של הכרטיס שלכם.

אז נעבור לעקרונות:

  1. מקמו את רכיבי הקצה כבר בהתחלה

    רכיבים כמו, מחברים, שקעים, מתגים, USB, Ethernet וכו' נרצה לשים ראשונים בגלל העובדה שלרוב נקבל אילוצים מכניים שבלא מעט מקרים כמעט ולא ניתנים לשינוי, לכן לא נרצה להגיע למצב שביצענו השמה פנימית של רכיבים שישפיע בצורה כלשהי על רכיבים בעלי ממשק חיצוני. מעבר לכך, ברגע שנבצע את ההשמה לכל המחברים האלו, נוכל לנעול אותם ויהיה קל יותר לעבוד עם הרכיבים הפנימיים.

דוגמא להשמה של רכיבי קצה בתוך Motherboard שמוצג באלטיום

  1. אוריינטציההקפידו לבצע השמה של רכיבים דומים באותו כיוון שכן זה יעזור לחיווט יעיל יותר בהמשך. זה גם יעזור להבטיח תהליך הלחמה יעיל ללא בעיות במהלך תהליך ה- Reflow.בנוסף, פעולה זו תקל על היצרן לבצע השמה ולבדוק את כל הרכיבים שלכם במעגל.

השמה תקינה מצד ימין כאשר פדים מקבילים לאורך כיוון הגל ומצד שמאל השמה לא טובה

כאשר נרצה לאגד יחד מספר רכיבים על מנת לבצע זאת נוכל להגדיר Component Class ברמת הסכימה סביב רכיבים מאותו הסוג. באופן זה יהיה קל יותר לבצע השמה שלהם בעריכה. ההגדרה נעשית על ידי הוספת פרמטר שנקרא  "ClassName" לרכיב ברמת הסכימה. כאשר הערך של אותו הפרמטר יהיה זהה לכל הרכיבים בסכימה, הם יתקבלו באופן אוטומטי בעריכה וכך יהיה ניתן לבחור אותם יחד. ניתן גם להגדיר ROOM מאותה הקבוצה וכך יהיה ניתן לעבוד איתן יותר בקלות ברמת העריכה.

  1. יותר מקום ל- Integrated Circuits – ICs

    נסו להשאיר כמה שיותר מקום ל- ICs. הסיבה לכך נובעת מהעובדה ש- IC מכיל לרוב מספר רב מאוד של פינים ולכן אם לא תשאירו מספיק מקום יהיה קשה מאוד לבצע חיווט לאחר מכן. ניתן לבחון את ה- datasheet, להתייעץ עם היצרן או מהנדס אפליקציה על מנת לבחון כמה מקום מומלץ להשאיר. זו גם הסיבה שתרצו לבצע השמה של רכיב כזה כבר בשלבים הראשונים.

דוגמא לצפיפות של BGA שמכיל מעל 1500 פינים בתוך אלטיום

 

ניתן להגדיר Clearance לרכיב כזה ברמת הסכימה על ידי הוספה של חוק המגדיר מרחק מינימלי שיוגדר בין רכיב זה לרכיבים אחרים – Component Clearance. מעבר לכך ניתן גם להגדיר זאת בעריכה יחד עם ROOM.

  1. השאירו גישה נוחה לרכיבי בדיקה, חיווי וקונקטורים

רכיבים כמו לדים לחיווי, Test Points, Jumpers, Switches או רכיבים שניתנים לשינוי כמו פוטנציומטר לדוגמא, אלו רכיבים שנצטרך גישה אליהם גם אחרי שהכרטיס מוכן ולכן כדאי לתכנן מקום שיאפשר גישה נוחה לרכיבים אלו.

 

  1. תכננו את העריכה כמו השרטוט

נסו לבצע השמה של רכיבים בעריכה על פי מיקומם בסכימה. זה יעשה את תהליך ההשמה קל הרבה יותר ויעזור לבחון את הלוגיקה של המעגל גם כאשר אתם או כל אחד אחר ירצה לבחון את העריכה. מעבר לכך, זה גם יצמצם את אורך החיווט הנדרש בעריכה משום שרכיבים ימוקמו קרוב יותר אחד לשני (בהתבסס על הסכימה) ובכך יישאר יותר מקום במעגל לחיווט נוסף, משטחי אדמה, אובייקטים נוספים או כל שינוי שאולי נרצה לבצע בעתיד.

פעולה זו נעשית קלה יותר באמצעות כלי ה-Cross Probe אשר מאפשר בלחיצה להציג אובייקט בסכימה ולבצע השמה שלו בעריכה ב- 2D או ב- 3D. ניתן באופן פרקטי לעבוד עם שני מסכים כאשר אחד יציג את הסכימה והשני יציג את העריכה. במקרה שעובדים עם מסך אחד ניתן פשוט לפצל אותו לשניים.

הצגה של רכיב בעריכה ע"י בחירתו בסכימה באמצעות Cross Probe במסך מפוצל

אם יש לכם שאלות או עקרונות נוספים, נשמח שתרשמו אותם בתגובות.

יצירת Cache לאורתופוטו ארצי באמצעות ArcGIS Pro

בתהליך יצירת ה-Cache נוצרת כמות גדולה מאד של אריחים/קבצי תמונה מסוג JPG או PNG ברזולוציה 256*256 פיקסלים, על פי סכמת רמות קנ"מ שאנו מגדירים. בכל רמת קנ"מ מתבצעת בניית אריחים עבור אותו קנה מידה. בצורה כזו אנו מחלקים את האורתופוטו שלנו למספר רב של קבצים קטנים מאד. כאשר המשתמשים מתמקדים באזור מסויים – נטענת כמות קטנה מאד של קבצים קטנים ואנו מקבלים חוויית משתמש וביצועים מעולים.

ArcGIS Pro היא תוכנת ה-Desktop המתקדמת של Esri, ובאפשרותה לעזור לנו בבניית ה-Tile Cache ללא צורך בשרת. לשימוש ב-ArcGIS Pro שני יתרונות מרכזיים:

  1. תוכנת 64 Bit המאפשרת ניצול מלא של משאבי המחשב
    ככל שהמחשב שלנו יהיה חזק יותר, בעל יותר ליבות עיבוד וזיכרון RAM – התהליך יתבצע במהירות גבוהה יותר ויסתיים מהר יותר. בארגונים, בהם התשתית מאפשרת לבנות מכונות וירטואליות חזקות מאד, אפילו לא נדרש לרכוש חומרה מיוחדת, אלא להגדיר מכונה וירטואלית חזקה לצורך ביצוע העבודה ואחר כך למחוק אותה.
  2. שימוש בפורמט ECW
    מקובל מאד להשתמש בפורמט רסטרי זה לתצלומי אוויר. הוא פורמט יעיל ומהיר, אך החיסרון הוא שלא ניתן לפרסם שירות המבוסס על פורמט זה ללא רישוי מתאים ויקר.

לאחרונה, בניתי עבור משרד ממשלתי Tile Cache ארצי, המבוסס על אורתופוטו משנת 2020 ברזולוציה של 20 ס"מ/פיקסל. במאמר זה אסקור את שיטת העבודה בה השתמשתי לבניית ה-Cache. בתהליך השתמשתי בתוכנת ArcGIS Pro 2.6 עם רישיון Standard.

השלבים אותם אסקור הינם:

  • פרמטרים ודרישות מחשב לבניית Tile Cache ארצי
  • יצירת Mosaic Dataset
  • יצירת Overviews
  • הגדרת סכמת הקנ"מ ותיחום לבניית ה-Cache
  • בניית ה Cache

פרמטרים ודרישות מחשב

את ה-Cache הארצי בניתי לפי סכמת ברירת המחדל של ArcGIS Online ועד קנה מידה של 1:282 (Level 21). מדובר בתהליך שנמשך מספר ימים והוא מצריך מחשב חזק, שיריץ את התהליך מהר יחסית, וכן כונן אחסון מספיק גדול להכיל את כל האריחים שייבנו.

הוקצה עבורי מחשב עם מעבד בעל 8 ליבות וזיכרון RAM 32 GB. כמו כן, הוקצה כונן רשת מהיר בנפח של 2 TB. התהליך עתיר תהליכי קריאה וכתיבה מממקום אחסון הרסטרים למקום כתיבת ה-Cache, לכן פקטור משמעותי מאד בתהליך הוא מהירות הרשת ומהירות הכתיבה לכונן (רצוי מאד SSD במחשב פיסי), על מנת למנוע צווארי בקבוק, שיקשו על סיום התהליך.

לצורך בניית ה-Cache השתמשתי ב-1190 קבצי רסטר מסוג Sid Mr, ברזולוציה של 20 סנטימטר פיקסל כל אחד.

הגדרת רשת קואורדינטות

עוד בטרם תחילת העבודה עלינו לוודא שכל הקבצים מוגדרים ברשת ישראל החדשה (Israel_TM_Grid). במקרה שלי, הגדרת הרשת לא היתה נכונה, או יותר נכון לא מתאימה לשימוש ב-ArcGIS. יכולתי לבדוק את זה באמצעות גישה למאפייני רסטר בודד (Layer Properties) ובדיקת הגדרת רשת הקואורדינטות שלו. מאחר ולא ניתן לבדוק באופן ידני כל אחד מהרסטרים, אני מציע למנוע טעויות מראש ולהריץ כלי להגדרת רשת הקואורדינטות באופן גורף. השתמשתי בכלי Define Projection לכל הרסטרים באמצעות לחיצה על המקש הימני של העכבר על הכלי ובחירת האופציה Batch.  לאחר מכן טענתי את כל הרסטרים אל הכלי והגדרתי את מערכת הקואורדינטות הנכונה – Israel_TM_Grid (קוד 2039).

יצירת Mosaic Dataset ו- Overviews

לאחר הגדרת מערכת הקואורדינטות של הרסטרים, ניגשתי לבנות Mosaic Dataset. במקום לטעון 1190 רסטרים לפרוייקט שלנו אנו בונים שכבת ניהול, אשר יוצרת באופן אוטומטי קטלוג מכל הרסטרים שנעבוד איתם.

>> עוד על Mosaic Dataset תוכלו לקרוא – לחצו כאן!

בצורה הזו נטען שכבה בודדת לפרוייקט, שמנהל עבורנו את הפנייה לכל הרסטרים. את ה-Mosaic Dataset צריך לבנות בתוך Geodatabase (אני השתמשתי ב-File GDB, אבל בהחלט אפשר להשתמש ב-GDB ארגוני). חשוב להגדיר ל-Mosaic את מערכת הקואורדינטות של קבצי הרסטר, כלומר רשת ישראל החדשה במקרה שלנו. בתוך ה-File GDB נבנה מוזאיקה חדשה.

יצירת Mosaic Dataset

ניתן שם למוזאיקה ונגדיר את רשת הקואורדינטות. כל שאר הפרמטרים יישארו ללא שינוי.

בהמשך, נוסיף את הרסטרים אל המוזאיקה מתיקיית המקור של הרסטרים באמצעות לחיצה במקש הימני על ה-Mosaic Dataset ובחירה ב Add Rasters:

הוספת רסטרים מתיקייה

התהליך לא טוען את הרסטרים לתוך המוזאיקה. הוא יוצר פוליגונים בשכבת ניהול, אשר מפנים למיקום הרסטרים המקוריים. כל פוליגון תיחום מייצג רסטר אחד. שימו לב שבחרתי לטעון רסטרים (Raster Dataset) מתוך תיקיה (Folder), כלומר כל הרסטרים בתיקייה זו ייטענו למוזאיקה.

כאשר נסתכל על המוזאיקה שנוצרה נראה רשת צפופה של פוליגונים (Footprints), המייצגים את תיחומי 1190 הרסטרים שנטענו. לא נראה את קבצי האורתופוטו. אנו לא מעוניינים להציג את כל הרסטרים בנפרד. המערכת 'תתאמץ' מאד לצייר בנפרד 1190 רסטרים. רק אם נתמקד לתיחום של מספר רסטרים קטן, נוכל לצפות ברסטרים עצמם.

Footprints של מוזאיקה

התמקדות לקנ"מ המציג את הרסטרים

על מנת לאפשר לנו לצפות בכל הרסטרים ביחד, כאילו היו רסטר אחד גדול, אנו נדרשים לבנות Overviews. קבצי ה- Overview הם קבצי TIF ברזולוציות וגדלים משתנים. עיקרון העבודה איתם דומה מאד לפירמידות של רסטר בודד. מדובר בתמונות ברזולוציה נמוכה יותר, שנוצרות בכדי לשפר מאד את מהירות התצוגה ולהפחית את השימוש האינטנסיבי במעבד המחשב לצורך ציור מספר רב של רסטרים, מאחר ואנו צופים בפחות רסטרים בכל קנ"מ.

בנייה של Overviews מתבצעת בשני שלבים. בשלב הראשון צריך להגדיר את התיקייה בה יבנו ה Overviews. נלחץ במקש הימני על ה Mosaic ß Optimize ß Define Overviews. בכלי נגדיר את תיקיית היעד בה ייבנו ה-Overviews. יש לוודא שהתיחום המוגדר מכיל את כל שטח המוזאיקה.

הגדרת תיקייה ל-Overviews

השלב השני יהיה בניית ה Overviews. לוחצים במקש הימני על ה Mosaic ß Optimize ß Build Overviews. כאשר הכלי נפתח צריך לוודא שהוא מסתכל על ה Mosaic שלנו ולהריץ אותו. מכיוון שמדובר בשטח גדול ובכמות רבה של קבצים רסטריים ייתכן ובניית הOverviews תיקח זמן מה. על מנת להאיץ את התהליך כדאי לעבור ללשונית Environments ולהציב בפרמטר – Parallel Processing Factor את הערך 100%. פרמטר זה מאפשר שימוש בכל ליבות העיבוד בתהליך. ככל שבמחשב יש יותר ליבות עיבוד – תהליך זה יהיה קצר משמעותית.

בניית Overviews

אתם מוזמנים לקרוא עוד על בנייה של Overviews ועל האפשרויות השונות בבנייה שלהם באמצעות התיעוד של ESRI (התיעוד הוא של ArcMap, אבל העקרונות זהים) – לחצו כאן!

 

כעת לאחר שבנינו Overviews ניתן לראות את כל המוזאיקה בשלמותה בכל רמות הקנ"מ.

הגדרת תיחום לבניית ה-Cache

לאחר שהמוזאיקה מוכנה, אנחנו צריכים להגדיר את התיחום בו יבנה ה-Cache. על מנת לא לייצר נתונים מיותרים ולבנות cache באזורים לא רצויים – חשוב לבנות פוליגון תיחום מצומצם ככל האפשר. זה יכול לחסוך נפח רב ולקצר את זמן היצירה. לצורך כך עשיתי שימוש בפוליגון של ישראל ברשת ישראל החדשה. על הפוליגון בניתי Buffer של 1 ק"מ כדי לעבד את האריחים שסמוכים לגבולות המדינה בשלמותם. אחרי שיצרתי את הפוליגון התוחם, ניגשתי להגדרות המפה (Map Properties) והגדרתי את התיחום שלה לפי פוליגון התיחום שיצרתי.

הגדרת פוליגון תוחם

את הפוליגון התוחם צריך להפוך לשקוף לגמרי כדי שלא יופיע ב-Cache. מומלץ למקם אותו מתחת למוזאיקה בתוכן העניינים של הפרויקט ולכבות את שכבת ה-Footprints.

הגדרת רשת קואורדינטות, סכמת קנ"מ ופורמט תמונה

בשלב האחרון לפני הרצת ה-Cache, אנחנו צריכים להגדיר את מערכת הקואורדינטות הרצוייה של ה-Cache שייבנה. מקור הנתונים הוא רשת ישראל החדשה, אך מאד ייתכן שאת ה-Cache נרצה לבנות ברשת אחרת. במקרה הנוכחי, הרצון היה לייצר Cache שיתאים לעבודה ביחד עם מפות הרקע של ArcGIS Online. לכן שיניתי את הגדרת רשת הקואורדינטות של המפה לרשת קואורדינטות WGS 1984 Web Mercator (auxiliary sphere). אפשר להגיע להגדרת הרשת גם באמצעות חיפוש הקוד 3857.

דגש נוסף וחשוב – עלינו לוודא שהגדרות הטרנספורמציה של המפה מוגדרות כמו שצריך. במקרה שלנו, ההמרה בין רשת ישראל החדשה (המוזאיקה) ל-WGS 1984 Web Mercator (המפה) נקראת WGS 1984 to Israel CoordFrame.

כאמור, בניית ה-cache תתבצע לפי סכמת הקנ"מים שאנו נגדיר, וכדאי גם לבחור את פורמט התמונה של האריחים. האפשרויות העומדות לרשותנו הן PNG ו-JPG. במקרה שלנו – Cache של רסטר אורתופוטו, ההעדפה תהיה פורמט JPG. זהו פורמט יעיל וקומפקטי יותר לדחיסת רסטר כזה. הבעייה היחידה בפורמט זה היא שאין תמיכה בשקיפות. אם אנו רוצים שה-cache שלנו 'ישב' מעל מפה עולמית, לא נרצה שאזור ללא נתונים (אזור הים לדוגמה) יהיה לבן ויסתיר את הרקע שמתחתיו. פורמט PNG הוא פורמט שתומך בשקיפות. לכן במקרה הזה נעדיף לבנות בפורמט Mixed. פורמט זה משלב בין PNG במקומות בהם יש אזורים ללא נתונים, לבין JPG באזורים בהם יש נתונים. פרמטר נוסף שאנו צריכים לבחור הוא רמת דחיסת ה-JPG. ככל שנדחס יותר – גודל האריח יהיה קטן יותר, איך איכות הרסטר תהיה נמוכה יותר. השיקול שלנו צריך להיות מבוסס על הצורך וצורת השימוש ב-cache. ברירת המחדל היא דחיסה של 75 (מתוך 100), אבל מבדיקות שלנו וגם של Esri ניתן להשתמש בדחיסה חזקה יותר של 55, מבלי לפגוע בחוויית המשתמש.

כדאי מאד לעשות מספר ניסיונות על שטח קטן, עם רמות דחיסה שונות. בצורה כזו ניתן לבחון את איכות ה-cache וגם את נפחו. נקבל מושג לגבי האיכות הסופית וגם לאיזה נפח נתונים לצפות.

על מנת ליצור את סכמת הקנ"מ ולהגדיר את פורמט ה-cache נשתמש בכלי Generate Tile Cache Tiling Scheme. לכלי נטען את סכמת הקנ"מ של ArcGIS Online מתוך התיקייה:
C:\Program Files\ArcGIS\Pro\Resources\TilingSchemes . לאחר מכן נגדיר את פורמט ה-Cache כ-Mixed 55 ונשמור את קובץ ה-xml לצורך שימוש בבניית ה-Cache.

בחירת סכמת ArcGIS Online

בחירת פורמט ויחס דחיסה

בניית ה-Cache

לאחר שביצענו את כל ההכנה, ניתן לגשת לבניית ה-Cache. אנו נשתמש בכלי Manage Tile Cache שנמצא ב-Toolbox בשם Data Management Tools תחת הקטגוריה Tile Cache. נגדיר בכלי את הפרמטרים הבאים:

  • Cache Location – התיקיה בה נבנה את ה-Cache. תיקיית היעד שלנו היא הכונן אותו הקצנו לאחסון. יש לודא שאם הכונן הוא כונן רשת – מהירות הרשת לא מהווה צוואר בקבוק.
  • Cache Name – שם ה-Cache.
  • Input Data Source – נבחר את המפה כולה כמקור הנתונים. היא מכילה גם את המוזאיקה וגם את התיחום.
  • Manage Mode – Recreate All Tiles. יצירה מחדש של כל האריחים, היות והם עדיין לא נוצרו.
  • Input Tiling Scheme – סכמת הקנ"מים בה נבנה את הקאש. עלינו לוודא שאנחנו בונים את הקאש עד קנה המידה הרצוי ולא מעבר. אם שינינו את הסכמה בשלב הקודם נבחר אותה.
  • Area of Interest – התיחום. במקרה הזה נבחר בפוליגון התוחם אותו הגדרנו בשלבים הקודמים.

הגדרות Manage Tile Cache

 פרמטר נוסף וחשוב נמצא בלשונית ה-Environments ושמו Parallel Processing Factor. כמו בחישוב ה-Overviews גם כאן נרצה להשתמש בכל ליבות העיבוד של המחשב, על מנת לקצר את זמן העבודה. כאשר נגדיר 100% יבוצע שימוש בכל ליבות המחשב. כאשר בונים Cache גדול על מחשב שמיועד לכך, מומלץ להזין ערך זה.

מומלץ לוודא שוב שכל הפרמטרים הוגדרו כמו שצריך ואז ניתן להתחיל בתהליך הבניה של ה-Cache.

הרצת תהליך בניית ה-Cache ומעקב אחריו

תהליך העבודה ממושך, בעיקר על מחשבים שאינם חזקים. בהחלט תתכן ריצה של יותר מיום וגם יותר משבוע. כדאי מאד לוודא, לפני התחלת התהליך, שהמחשב/שרת לא מבצע אתחול כל לילה, שאין הגדרות Time Out למערכת, ושאין אנשים נוספים שמבצעים עליו עבודה נוספת ועלולים להפסיק את התהליך. המחשב הזה אמור להיות מוקצה למשימה זו בלבד, עד לסיומה.

במהלך הריצה ניתן לגשת ולבדוק באיזה שלב אנו נמצאים. ניתן לבדוק את גודל התיקיות והאם הן נוצרו. ניתן גם לטעון את ה-Cache ל-ArcGIS Pro גם אם התהליך עדיין לא הסתיים, ולראות מה נוצר עד עכשיו. כלל אצבע אומר שכל רמת קנ"מ גדולה בנפחה מהרמה הקודמת פי 4. כלומר אם נפח רמה 4 יהיה 100 Mb, נפח רמה 5 צפוי להיות 400 Mb. זה יכול לתת אומדן על נפח הנתונים והשלב בו נמצאים.

סיום העבודה

זמן הבניה של ה-Cache הארצי שבניתי עמד על 4 ימים ו15 שעות.  גודל ה-Cache הסופי יצא 591 GB בפורמט Mixed 55.
להערכתי, שימוש בפורמט Mixed 75 היה מגדיל את הקאש בכ-150 GB נוספים.

סיכום

השימוש ב-ArcGIS Pro מאפשר ניצול משאבי מחשוב בצורה טובה מאד, לצורך בניית Cache של אורתופוטו ארצי ברמות קנ"מ גבוהות. כדאי להשקיע במשאבי מחשוב מתאימים (ליבות עיבוד, RAM, רשת מהירה, זיכרון מהיר) על מנת לקצר את תהליך היצירה.

בהצלחה.

לא צריך דוקטורט במתמטיקה כדי להבין את מתווה התפילות לחגים כאשר יש את MATLAB

מתווה התפילות לחגי תשרי הקרובים מצליח ליצור לא מעט בלבול בקרב הציבור הדתי בישראל, כפי שניתן לראות למשל בכתבה הבאה מתוך "ישראל היום":

וכן בכתבה הבאה מתוך "Ynet":

אבל אל דאגה – MATLAB וסיסטמטיקס לשירותכם!

כידוע, MATLAB מאפשרת לחשב בעזרת מספר קטן של שורות קוד חישובים שדורשים הרבה שורות קוד בשפות אחרות. תוכלו להיווכח בכך אם תיכנסו לקובץ prayer_groups שפותח על ידי עמית קפלן, תלחצו קליק ימני על המילה "חשב" ואז תבחרו ב-Callbacks ושם תלחצו על האופציה היחידה שתיפתח בפניכם. כל החישוב מבוצע בתת הפונקציה calculate_prayer_groups שמתחילה בשורה 32:

כפי שניתן לראות בראש הדף, עמית גם דאגה לארוז את הכל לתוך אפליקציה בעלת ממשק משתמש ידידותי, prayer_capsules, יהיו שיקראו לה " GUI של שבת"…את האפליקציה עמית הכינה בקלות בעזרת ה-App Designer, שהחל מגרסת R2019b הפך להיות הממשק המומלץ על ידי MathWorks ליצירת ממשקי משתמש בסביבת MATLAB (במקום GUIDE). מידע נוסף ניתן למצוא בפוסט הבא.

על מנת שלא תצטרכו רישיון MATLAB לצורך הפעלת האפליקציה, עמית השתמשה ב-MATLAB Compiler וקימפלה אותה לקובץ exe שתוכלו להפעיל בצורה חופשית (קישור למטה). שימו לב לכך שלצורך הפעלת האפליקציה נדרשת התקנה (חינמית) של MATLAB Compiler Runtime  על המחשב – הדבר מבוצע אוטומטית אך כרוך בהורדה של קובץ גדול, כך שאם ברשותכם רישיון MATLAB – מומלץ להוריד את הגרסה המוזכרת בפיסקה הקודמת.

יצוין שהקוד נכתב עבור המתווה העדכני לתאריך 16/9/20 ובוצעו לא מעט בדיקות איכות לקוד, אבל אם לדעתכם נפלה טעות – נשמח לתגובה למטה.

כדי לצפות בסרטון של 3 דקות על שימוש ב-MATLAB וב-App Designer על ידי הטכניון והקבינט האזרחי לצורך יצירת ממשק משתמש ידידותי המאפשר להעריך כיצד נקיטת צעדים שונים תשפיע על המשך התפשטות מגיפת הקורונה בישראל – לחצו כאן. למידע נוסף בנושא והורדת הסימולטור – לחצו פה.

שתהיה לכולנו שנה טובה עם כמה שיותר שימוש ב-MATLAB לא לצורך התמודדות עם נגיף הקורונה!

 

כיצד התעשייה האווירית ניצחה בתחרות בינלאומית לשינוע מזוודות ומטענים אחרים בשדה התעופה הטוב בעולם?

בגיליון האחרון של כתב העת "קול המערכות", אותו מוציא לאור האיגוד הישראלי להנדסת מערכות, זכו סביבת Simulink וחברת סיסטמטיקס לאיזכור מאוד מחמיא על ידי ד"ר יניב מרדכי. ד"ר מרדכי הינו חבר בכיר ב-IEEE, עם ניסיון עשיר במגוון תעשיות בישראל וכן בהוראה של תחום הנדסת המערכת, שעובד היום על הפוסט-דוקטורט שלו ב-MIT וכן משמש כארכיטקט מערכות בכיר במוטורולה סולושנס ישראל.

בכתבת הפתיחה של המגזין, שעוסקת בהנדסת מערכת מבוססת מודל, סיפר ד"ר מרדכי על פרויקט בו לקח חלק לפני מספר שנים במהלך עבודתו כמהנדס מערכת בתעשייה האווירית. הפרויקט בוצע במסגרת תחרות בנושא שינוע מזוודות ומטענים אחרים בשדה התעופה הבינלאומי של סינגפור, והוא עשה שימוש ב-Stateflow ו-Simulink וכן ביכולת הקישור בין כלים אלה לבין כלי ניהול הדרישות ההנדסיות Doors. הקבוצה שהתעשייה האווירית היתה חברה בה ניצחה עם הפרויקט הזה בתחרות וזכתה בסכום כספי משמעותי והרבה יוקרה בתחום של אוטומציה לשדות תעופה.

להלן קטעים נבחרים מתוך הכתבה:

לצפיה בכתבה המלאה – לחצו פה.

בתור מפיצת סביבת התכנון מבוסס מודל Simulink בישראל, ובתור החברה שתמכה בתעשייה האווירית בפרויקט הנ"ל (ובעוד רבים אחרים), חברת סיסטמטיקס גאה מאוד בצוות שזכה בתחרות ומודה לד"ר מרדכי על האיזכור החיובי בכתב העת הנחשב!

חוזרים ללימודים עם SOLIDWORKS

למורים בחינוך הטכנולוגי והמקצועי יש תפקיד קריטי בפיתוח מהנדסי העתיד ובקידום החדשנות והיצירתיות של הדור הבא. הקורונה יצרה מציאות חדשה המחייבת את עובדי ההוראה לתרגם את הלימוד הפרונטלי ללימוד מרחוק, תוך הפגנת יכולות טכניות, מיומנויות אישיות ומקצועיות גבוהות.

אנו בחברת סיסטמטיקס ביחד עם חברת SOLIDWORKS החלטנו לחזק את המורים בכל מוסדות הלימוד בארץ, לסייע להם להתמקצע ביכולות הטכנולוגיות המתקדמות ביותר ולהעמיד עבורם משאבי לימוד והדרכה ללימוד SOLIDWORKS מרחוק. לאור זאת, פיתחנו בשיתוף פעולה עם משרד החינוך את ההשתלמות למורים לקראת פתיחת שנת הלימודים תשפ"א.

ההשתלמות כללה שנים-עשר מפגשים וירטואלים להתמקצעות בתוכנת SOLIDWORKS (שישה מפגשים למתחילים ולאחר מכן שישה מפגשים נוספים למתקדמים) והיכרות עם הפתרונות החדשניים ביותר בתחומי האנליזות וההדפסה בתלת-ממד. בנוסף הענקנו למורים כלים פרקטיים ללימוד SOLIDWORKS מרחוק ובינהם סילבוסים, מערכי שיעורים, מבחני הסמכה ועוד.

בהשתלמות נכחו כ-150 מורים מבתי ספר בכל רחבי הארץ, הנה מה שחלקם מספרים:

הקיץ בעקבות הקורונה נאלצנו לעשות השתלמויות בזום,
מאוד התלבטתי כמה זה יכול להועיל, נרשמתי להשתלמות מתחילים, מה שהיה הפתעה נעימה ממש, סמדר וישניה ממשרד החינוך גישרה בין מאות המורים ועזרה לכולנו להגיע מוכנים לכל מפגש, נינה ברמין המדריכה של סיסטמטיקס לימדה והעבירה את התוכן בצורה מקצועית ללא פשרות, עם יחס אישי  ותשומת לב לכולנו כך שלא ניתן היה להרגיש את כמות המשתתפים הרבה בכל מפגש, מה שהוביל אותי להירשם גם להשתלמות מתקדמים וללמוד המון דברים חדשים ולהינות מכל רגע.
אכן הופתעתי לטובה, מהמקצועיות מהיחס ולהבין שגם בהשתלמות מרחוק ניתן ללמוד עם הרכב מנצח".

מיטל אייזק, מורה מבית ספר שפירא בנתניה

 

רציתי להודות לחברת סיסטמטיקס על ההשתלמות מורים. אני אישית למדתי המון דברים ונהנתי מכל רגע. סמדר וכל אנשי סיסטמטיקס – סיפקתם לנו ארגז כלים עשיר, מגוון ומאד עדכני להוראת המקצוע "תכן הנדסי", ברמה הגבוהה ביותר, והשלמתם לנו חוסרים שהיו לנו במשך הרבה שנים"

עומר מגארבה, מורה בתיכון אלחכמה נצרת

 

רציתי להודות לנינה המדריכה של סיסטמטיקס על רמת ההשתלמות שהעברת לנו המורים, פתחת עבורינו מרחבים חדשים של למידה עצמית של התוכנה, חשפת בפנינו איזורים שלא הכרנו בתוכנה והצגת בפנינו שיטות הוראה מרחוק מענינות. תודה רבה!"

יצחק קמחי, מורה בתיכון מקיף א אשדוד

 

>>> לחצו כאן לפרטים נוספים אודות פתרונות SOLIDWORKS  ו- Dassault Systèmes לחינוך, אקדמיה ומחקר.

אנו בחברת סיסטמטיקס מאחלים שנת לימודים מוצלחת לכל המורים והתלמידים ומתחייבים ביחד עם חברת SOLIDWORKS ו- Dassault Systèmes להעמיד משאבי לימוד והדרכה למרצים, למורים ולסטודנטים בכל מוסדות הלימוד בארץ.

הדפסות תלת-ממד לפיתוח מוצרים ייחודיים בעולם הרחפנים והרובוטים

סיפור לקוח – הקליקו לצפייה בסרטון:

 צוות מקצועי יצר שיתוף פעולה מלא לתהליך הפיתוח של מגוון מוצרים והתבסס על מדפסות תלת-ממד מתקדמות. שני פרויקטים מיוחדים שעבדו עליהם בשילוב הדפסות תלת-ממד, הינם מיזמים אד הוק לייעול ולשיפור חוזק רחפנים ושינוע כבודה – דוגמת שינוע ציוד רפואי ותרופות מצילות חיים באמצעות רחפן, ויצירת מתקן ייעודי לספירת תרנגולות מטילות בלולים תעשייתיים לצורך חישוב תמותה.

החומר הנבחר לביצוע מרבית ההדפסות בפרוייקטים הינו קרבון משולב ניילון (Onyx) – חומר קל וחזק ולכן נמצא כמתאים ביותר. האתגרים איתם הצוות המקצועי התמודד – מחיר, קיצור זמנים, ממדים פיזיים, מורכבות הרחפנים והרובוטים וזוויות מאתגרות.

לכל אחד מחברי הצוות ידע מקצועי ורלוונטי שיצר שילוב מנצח לפרויקטים – רפאל דהאן, מייסד "רף-עף" שרותי צילום אוויר, בעל ידע רב בצילום, מיפוי תרמי ואנליזה; יצחק מרמלשטיין, מייסד "מעל ישראל" (Above-Israel AI), עוסק בפוטוגרמטריה וניתוח אופטי באמצעות תצלומי רחפן; טל דשא, מייסד "בנדיט"Bandit 3D printing , עוסק במידול והדפסות בתלת-ממד.

>> ספרו לי עוד על פתרונות מקצועיים להדפסה בתלת-ממד מבית Markforged

 

שינוע ציוד רפואי ותרופות מצילות חיים באמצעות רחפן

 

האתגר והפתרון בפרויקט הראשון לשינוע תרופות באמצעות רחפן

האתגר: תכנון וייצור קופסה נושאת תרופות על רחפן, בזמן קצר ועם התכונות:

  • חוזק גבוה ומשקל מינימלי, למניעת קיצור זמן הטיסה של הרחפן
  • נפח מתאים לנשיאת תרופות בכמות מספקת
  • תצורה אוירודינמית

הפתרון:

  • ייצור קופסה אווירודינמית לנשיאת תרופות
  • ייצור חלק פונקציונאלי מוכן לניסוי ולשימוש בזמן הקצר ביותר
  • מודפס בניילון מחוזק בקרבון, בעל היחס הטוב ביותר של חוזק למשקל
  • תהליך איטרטיבי מהיר ויעל

מיזמים אד הוק לייעול ולשיפור חוזק הרחפנים ושינוע כבודה

ייצור מתקן ייעודי לספירת תרנגולות בלולים לצורך חישוב תמותה

 

>> ספרו לי עוד על הדפסה בתלת-ממד לקיצור וייעול תהליך פיתוח מוצרים

 

מסקנות ותובנות לשילוב הדפסה בתלת-ממד בפיתוח מוצרים

חברי הצוות המקצועי בחרו לשלב הדפסה בתלת-ממד כחלק אינטגרלי מתהליך הפיתוח כדי לקבל פיתוח מהיר וקל, ללא תלות בשרשרת אספקה או בגורמים חיצוניים המשפיעים על זמן קבלת החלקים ומחירם ובכך חסכו זמן וכסף רב.

מדובר בזמני פיתוח חסרי תקדים, קבלת משוב בזמן אמת וביצוע שינויים נדרשים לפי הצורך, שהתאפשרו משום שהשתמשו במדפסת Markforged ובחומר ההדפסה הנכון, לייצור חלקים קלי משקל וחזקים יותר מהחלקים המקוריים. בזכות הזמינות והזמן הקצר למימוש השינויים בהדפסה, הצוות קידם כל ניסוי באופן מיטבי, ללא צורך בדחיית ניסויים או המתנה לבשלות של אב הטיפוס.