Mathcad - GMSL srl

7
Mathcad
Mathcad, il software per calcoli di progettazione di PTC, è molto
utilizzato nelle organizzazioni di sviluppo prodotto di ogni dimensione
e settore in quanto combina funzioni affidabili con una straordinaria
interfaccia di facile utilizzo. Inoltre, integra tutta la potenza della
notazione matematica naturale.
Gli ingegneri progettisti utilizzano Mathcad come una whiteboard
elettronica, scrivendo formule e testo ovunque sullo schermo.
Mathcad verifica la presenza di errori di calcolo, esegue conversioni
di unità e, quando richiesto, fornisce calcoli potenti che vanno dalla
gestione in tempo reale di alto livello di valori numerici e simbolici
alla gestione di vettori e matrici e alla risoluzione di equazioni
differenziali.
Mathcad offre molte altre funzionalità
che si rivelano estremamente utili per i
progettisti e gli ingegneri. Può
consentire la visualizzazione in una
serie di formati matematici, esegue
operazioni matematiche conformi agli
standard IEEE. Fornisce inoltre una gamma completa di librerie
specialistiche per applicazioni di progettazione meccanica, elettrica e
civile e offre le estensioni per l’analisi dei dati, l’elaborazione dei
segnali e altre discipline.
Mathcad è compatibile con una serie di applicazioni CAD e CAE, oltre
che con altre applicazioni software per calcoli di progettazione.
Quando utilizzato con strumenti CAD 3D, Mathcad può impiegare
l’integrazione bidirezionale per associare i valori Mathcad ai parametri
nel modello CAD e aggiornare automaticamente i calcoli in caso di
variazione dei parametri.
Fattore ancora più importante, Mathcad è di facile utilizzo e non
nasconde i calcoli al progettista, diversamente da altri tipi di software
di calcolo basati su fogli di calcolo o processori “black box”.
www.gmsl.it
GMSL - Soluzioni per l’Analisi Grafico Numerica
Mathcad: lo standard del settore
Mathcad, standard
globale per i calcoli
di ingegneria, oggi
rappresenta la scelta
preferenziale di oltre
250.000 ingegneri in
tutto il mondo.
Attraverso l’uso
dell’interfaccia
intuitiva simile a una
lavagna bianca, gli
ingegneri possono
associare testo,
matematica attiva e
grafica in un singolo
foglio di lavoro.
Mathcad offre una
serie esclusiva
di funzionalità di
calcolo, incluse
più di 400 funzioni
incorporate e gestione
automatizzata delle
unità.
Mathcad presenta un ambiente di progettazione di tipo “lavagna bianca”
estremamente intuitivo che consente agli ingegneri di risolvere rapidamente,
documentare e condividere complessi calcoli di ingegneria, tra cui requisiti del
prodotto, dati strategici, metodi, equazioni e presupposti.
A differenza di uno strumento di programmazione o di un foglio di calcolo, l’interfaccia
di Mathcad accetta e visualizza la notazione matematica naturale utilizzando
sequenze di tasti o clic su palette di menu, evitando l’uso della programmazione.
Poiché i fogli di lavoro contengono calcoli attivi, una singola sequenza di tasti
che modifica un input o un’equazione restituisce immediatamente un risultato
aggiornato. La modifica istantanea di una variabile ricalcola la risposta o ridisegna
qualsiasi grafico 2D o 3D, eliminando qualsiasi lavoro di ricalcolo manuale.
I calcoli e i risultati vengono documentati in fogli di lavoro riutilizzabili che possono
essere salvati o convertiti in diversi formati, tra cui MS Word, PDF, HTML e XML.
Questi formati flessibili consentono agli ingegneri di condividere la progettazione
completamente documentata, inclusi il concetto e l’implementazione, non soltanto
il codice. Il formato XML e il supporto di interfacce standard semplificano la
condivisione di fogli di lavoro, metodi o valori con altri utenti e sistemi, comprese
applicazioni di gestione documentale, programmi CAD (Computer Aided Design) e
soluzioni PDM (Product Data Management).
Una migliore soluzione di calcolo di ingegneria
La famiglia di prodotti Mathcad di PTC fornisce una soluzione molto più efficiente
per la risoluzione e la documentazione dei calcoli di ingegneria rispetto ai metodi
tradizionali. Attraverso l’integrazione di testo, matematica attiva e grafica in un
singolo ambiente, Mathcad offre una soluzione esclusiva che:
Automatizza il processo
•
•
•
Risolve e documenta simultaneamente i calcoli
- I calcoli attivi sono presenti nel documento
- Tutte le equazioni, il testo, i grafi ci e i dati vengono catturati nello stesso
foglio di lavoro
- La matematica numerica e simbolica integrata mostra sia il ragionamento
alla base della progettazione che i risultati
Offre gestione intelligente e automatica delle unità
Produce calcoli di ingegneria ripetibili e verificabili - standard e proprietari che possono essere sottoposti a iterazione, condivisi e riutilizzati
Comunica la conoscenza della progettazione
•
•
•
•
2
I calcoli, espressi in notazione matematica standard, possono essere letti e
compresi da altri senza difficoltà
Il formato XML consente la pubblicazione automatica nei documenti a valle
Garantisce la tracciabilità
La chiara documentazione di tutti i metodi, le equazioni e i presupposti
consente la tracciabilità tra:
- Calcoli e geometria della progettazione
- Geometria della progettazione e requisiti dei clienti
www.gmsl.it
GMSL - Soluzioni per l’Analisi Grafico Numerica
Librerie ed Extension Pack di Mathcad
Librerie di progettazione tecnica di Extension Pack di Mathcad
Mathcad
Per estendere le capacità di Mathcad a discipline specifi
PTC offre esaurienti librerie matematiche ricche di
contenuti he contengono diversi manuali di riferimento
forniti sotto forma di libri interattivi. Le librerie specifi
che delle discipline di progettazione tecnica sono
riportate di seguito.
Mathcad Civil Engineering Library
Combina l’opera enciclopedica “Roark’s Formulas
for Stress and Strain” con modelli di progettazione
strutturale facilmente adattabili ed esempi di problemi
relativi alla progettazione termica.
Mathcad Electrical Engineering Library
Fornisce centinaia di procedure di calcolo standard,
formule e tabelle di riferimento per ingegneri elettrici.
Mathcad Mechanical Engineering Library
Combina l’opera enciclopedica “Roark’s Formulas for
Stress and Strain” con i calcoli facilmente adattabili di
un manuale di riferimento McGraw-Hill classico, insieme
a un’introduzione interattiva al metodo degli elementi
finiti.
che, PTC offre quattro Extension Pack:
Mathcad Data Analysis Extension Pack
Consente agli ingegneri di importare, manipolare e
analizzare serie e relazioni di dati in Mathcad.
Mathcad Signal Processing Extension Pack
Offre oltre 70 funzioni incorporate di elaborazione
dei segnali, aggiungendo estese funzionalità di
visualizzazione, analisi ed elaborazione dei segnali
analogici e digitali.
Mathcad Image Processing Extension Pack
Esegue algoritmi di smoothing, crisping, rilevamento
dei bordi, dilatazione ed erosione su immagini a colori e
in scala di grigi, utili tra l’altro in medicina, astronomia,
meteorologia, geofisica, geologia, scienze forensi e
radar.
Mathcad Wavelets Extension Pack
Favorisce un nuovo approccio all’analisi di immagini
e segnali, all’analisi di serie temporali, alla stima
statistica dei segnali, all’analisi della compressione dati
e ai metodi numerici speciali. Gli ingegneri possono
creare un numero quasi illimitato di funzioni in grado
di duplicare qualsiasi ambiente naturale o astratto. È
particolarmente utile quando è necessario comprimere
estese quantità di dati, come nel caso dell’identificazione
delle impronte digitali o nella codifica di una risonanza
magnetica.
www.gmsl.it
3
GMSL - Soluzioni per l’Analisi Grafico Numerica
Dove comincia l’eccellenza ingegneristica
L’eccellenza ingegneristica riveste un’importanza primaria per un’ampia
gamma di organizzazioni in un gran numero di settori: aerospaziale, automobilistico, farmaceutico e molti altri ancora. Nella progettazione di prodotto, “eccellenza ingegneristica” significa creare la progettazione migliore nel
minor tempo possibile. Accelera notevolmente la commercializzazione dei
prodotti, migliora la qualità e stimola la costante innovazione che consente
di battere la concorrenza.
I calcoli di progettazione si stanno rivelando utili, e spesso necessari, in tutte le
fasi del ciclo di progettazione, dalla pianificazione concettuale alla produzione. Di
seguito sono forniti alcuni esempi:
Pianificazione concettuale
Questa è la fase in cui una misurazione o una convalida precoce consente un risparmio di tempo rispondendo a domande di primo livello relative alla forma e all’aspetto di base. Per creare un’unità di refrigerazione, ad esempio, il progettista CAD può
utilizzare il software per calcoli di progettazione per capire se i tubi si adatteranno
alla carcassa del frigorifero. Analogamente, un progettista di telefoni cellulari può
controllare l’aspetto di base della scheda a circuito stampato, dell’altoparlante o del
microfono.
Definizione dei requisiti
I fogli di lavoro del software per calcoli di progettazione Mathcad combinano i diagrammi e la notazione
matematica naturale, permettendo agli ingegneri di
documentare completamente un calcolo.
Questa fase richiede una riunione del team di progetto a cui partecipano l’ingegnere
progettista, gli addetti allo sviluppo del business o del marketing, il project manager
e altri dipendenti dell’azienda - e spesso potrebbe prevedere il coinvolgimento anche del cliente tramite video-conferenza. L’ingegnere può utilizzare il software per
calcoli di progettazione per svolgere calcoli matematici su un blocco note virtuale
per esaminare le alternative che potrebbero emergere nel corso della riunione.
Pertanto, l’esecuzione di calcoli matematici immediati consente all’ingegnere di trarre vantaggio dalla spontaneità con la quale, nel corso della riunione, i partecipanti
sollevano e risolvono questioni importanti. E, dato che questi calcoli importanti
vengono salvati per poter essere rivisti in un secondo momento, il progettista può
procedere avendo la certezza che tutte le persone coinvolte comprendano appieno
sia le questioni sollevate che le soluzioni concordate.
Modellazione di progetti
L’ingegnere progettista avvia questa fase ricercando le parti o gli assiemi precedenti
che possono essere riutilizzati. Anche in questo caso, nella creazione di un ammortizzatore, il progettista può recuperare il modello di generazione corrente dalla
libreria CAD, oltre che gli eventuali assali e gli altri assiemi che utilizzano quell’ammortizzatore. Se i file contengono calcoli di progettazione, è molto probabile che
il progettista risparmierà tempo prezioso raggiungendo una precisa comprensione
delle condizioni - e dei compromessi - inerenti il lavoro del progettista originale.
Analisi
Il software per calcoli di progettazione può rivelarsi estremamente utile per il supporto di preprocesso e postprocesso dello strumento di analisi agli elementi fi niti
(FEA) standard del settore e di altri strumenti. Come preprocessore, il software per
calcoli di progettazione semplifi ca la misurazione e la verifi ca di base dei presupposti di primo livello, facendo chiarezza sul problema presentato all’applicazione
di analisi. Ciò consente all’ingegnere di risparmiare il tempo altrimenti necessario
per lo svolgimento di un progetto di analisi non appropriato; una simulazione FEA
4
www.gmsl.it
GMSL - Soluzioni per l’Analisi Grafico Numerica
completa può richiedere diverse ore e, di conseguenza, è consigliabile renderla il
più significativa possibile.
Come strumento per il postprocesso, il software per calcoli di progettazione consente al progettista di svolgere il sanity check dei risultati dell’analisi tramite l’esecuzione di test semplificati che forniranno numeri compresi nello stesso intervallo
degli output FEA.
Ad esempio, per svolgere il sanity check del test di sollecitazione dell’ammortizzatore, il progettista può utilizzare il software per calcoli di progettazione per posizionare un riquadro virtuale attorno all’ammortizzatore e quindi inserirvi un carico. In realtà, sebbene il software per i calcoli di progettazione non sia in grado di eseguire lo
stesso test delle deformazioni dello strumento FEA, fornisce comunque dei risultati
tramite il riquadro applicato che dovrebbero rientrare nell’intervallo dei test FEA.
Garanzia e controllo della qualità
Prima di trasmettere il modello alla produzione, il progettista può utilizzare il software per calcoli di progettazione per controllare che il prodotto soddisfi le specifiche di produzione. Tali specifiche possono andare dai requisiti di tolleranza ai
parametri di sicurezza e/o Six Sigma.
Ricordiamo che il software non eseguirà test approfonditi, ma riuscirà a rispondere
a semplici istruzioni condizionali in pochissimi secondi: “Il modello soddisfa questo
requisito di sicurezza?” oppure “Soddisfa il requisito Six Sigma?”. È probabile che
il modello superi questi semplici test, ma se viene generato un fl ag, il progettista
- e l’intera organizzazione - riceverà dei vantaggi maggiori di quelli che avrebbe
ottenuto se avesse trasmesso il modello direttamente alla produzione, dove la risoluzione di un piccolo problema diventa molto costosa e può compromettere i piani
di consegna.
Comprensione del Modello
L’integrazione bidirezionale consente alle quote e ai
parametri del modello Pro/ENGINEER® di guidare
l’analisi Mathcad. I risultati di questi calcoli tornano a
Pro/ENGINEER per l’aggiornamento della geometria del
modello.
In ogni fase del processo di sviluppo prodotto, Mathcad consente a tutte le parti
coinvolte - il progettista, il team di sviluppo prodotto, gli ingegneri che si occupano dei test e il personale della produzione - di ottenere una comprensione anticipata del comportamento finale del modello - come si adatterà e funzionerà una
volta prodotto e consegnato.
Ciò garantisce notevoli vantaggi in numerosi modi:
•
Promuove il riutilizzo dei progetti e riduce gli scarti generando prodotti
fedeli alla finalità del loro progettista e mirati perfettamente ai mercati
desiderati;
•
Può velocizzare i tempi di sviluppo prodotto eliminando progetti onerosi,
test ridondanti o altri processi;
•
Può rivelare, oltre che risolvere, i problemi fin dalle fasi iniziali del ciclo di
progettazione dei prodotti affinché non comportino interruzioni e non si
rivelino costosi più avanti nel ciclo;
•
Inoltre, può consentire di definire un ciclo di feedback continuo per la
finalità di progettazione e il trasferimento delle conoscenze che apporteranno vantaggi ai progettisti e ai progetti futuri.
www.gmsl.it
5
GMSL - Soluzioni per l’Analisi Grafico Numerica
Mathcad: Progettazione Tecnica per ogni setUnità e Sistemi di Misura
Possibilità di applicare unità di
misura ai calcoli in diversi sistemi.
Pubblicazione e Protezione
Capacità di "nascondere" e proteggere con relativa password
testi e formule, evitando errate
manipolazioni dei documenti
Motivi per cui aziende adottano
Mathcad come standard
Mathcad è la prima e unica soluzione di calcolo di ingegneria che risolve e documenta simultaneamente i calcoli
di ingegneria e, al contempo, riduce drasticamente il
rischio di errori costosi.
Standard di Documentazione
Mathcad è una prodotto adatto per la
stesura di progetti tecnici, seguendo
le direttive ed i formati aziendali.
Mathcad consente agli ingegneri di progettare, risolvere
e documentare il loro lavoro, in un formato comprensibile, da poter condividere e riutilizzare, migliorando in questo modo verifica e convalida, pubblicazione e collaborazione durante l’intero processo di sviluppo.
Il risultato è uno sviluppo prodotto più rapido, una qualità del prodotto più elevata, semplificazione della conformità alle normative e perfetta integrazione di Mathcad in
applicazioni di progettazione esistenti.
Nel panorama nazionale delle società di distribuzione software,
GMSL si colloca nel settore della ricerca pura, come fornitore
di soluzioni per l’analisi numerica e grafica. L’impegno della
società in questo settore è rivolto a fornire al moderno ricercatore una serie di prodotti,
ad alto contenuto tecnologico, tali da facilitare il raggiungimento dei propri obbiettivi.
Il supporto tecnico e la disponibilità di training sui prodotti offerti, fanno di GMSL una struttura
moderna ed all’avanguardia nella continua ricerca di strumenti idonei all’evoluzione tecnologica.
GMSL S.r.l.
Via Giovanni XXIII, 21 - 20014 Nerviano MI - 0331-587511 - [email protected] - www.gmsl.it
6
www.gmsl.it