Krishna Nadimetla UGS - NASA STEP Central · 2007. 5. 16. · NX / MCAD / Enterprise Applications ECAD Export Publish to Asynchronous Teamcenter Webservice Client 4 1 5 Electrical

1 © UGS Corp. 2007. All rights reserved. 

Collaborative Wire Harness Design in PLM Environment Krishna Nadimetla UGS

2 © UGS Corp. 2007. All rights reserved. 

Agenda 

�  Mechatronics overview 

� Wire Harness Design Challenges 

�  Collaborative Framework 

�  Use cases

3 © UGS Corp. 2007. All rights reserved. 

Mechatronics Definition 

�A mechatronics system is the synergistic integration of mechanical, electrical, electronics and embedded software technologies into electro­mechanical products. 

Mechatronics 

Mechanical  Electronics 

Embedded Software Electrical

4 © UGS Corp. 2007. All rights reserved. 

Some Facts… 

�  Rapidly Increasing Functionality 

�  Increased package and PCB density 

�  80­90% of new functions are electronics based 1 

�  Rapidly changing technology 

�  Increased on­board diagnostics 

�  Software­based functionality �  Growing Networks 

�  Hundreds of kilometers of wires in an aircraft 

�  Complex interconnections �  Tighter Physical Constraints 

�  Smaller enclosures 

�  Increased number of components 

�  Electromagnetic interference 

�  Non­planar, flexible circuitry 

Sources: 1 Steiner & Schmidt 2 Hoffman & Turner 3 Romeo & Marelli

5 © UGS Corp. 2007. All rights reserved. 

Mechatronics Design Environment 

Manufacturing Data 

PCB Engineer 

Architecture and Specs 

Marketing 

System Architect 

RTOS Supplier 

ASIC Engineer 

Software Engineer 

Wire Harness Engineer 

Layout Designer 

PCB Analysis Engineer 

Mechanical Engineer 

Manufacturing Data 

Contract Assembler 

Parts Distributor 

Component Supplier 

Specs 

Architecture 

Design Data 

Architecture Design Data 

Design Data 

Design Data 

Design Data 

Design Data 

Design Data 

Design Data 

Design Data Design Data 

Manufacturing and Demand Data 

Manufacturing and Demand Data

6 © UGS Corp. 2007. All rights reserved. 

Challenges 

�Synchronization of mechanical and electrical design representations 

�Lack of system design 

�Understanding and fullfilling requirements 

�Disciplines use different data management 

�Disciplines use different design processes 

�Lack of or no smooth flow of data across all phases 

Significant Challenge  Significant Value

7 © UGS Corp. 2007. All rights reserved. 

Objective 

�  Mechatronics overview 

� Wire Harness Design Challenges 

�  Framework 

�  Use cases

8 © UGS Corp. 2007. All rights reserved. 

Wire Harness design focus… 

Manufacturing Data 

PCB Engineer 

Architecture and Specs 

Marketing 

System Architect 

RTOS Supplier 

ASIC Engineer 

Software Engineer 

Wire Harness Engineer 

Layout Designer 

PCB Analysis Engineer 

Mechanical Engineer 

Manufacturing Data 

Contract Assembler 

Parts Distributor 

Component Supplier 

Specs 

Architecture 

Design Data 

Architecture Design Data 

Design Data 

Design Data 

Design Data 

Design Data 

Design Data 

Design Data 

Design Data Design Data 

Manufacturing and Demand Data 

Manufacturing and Demand Data

9 © UGS Corp. 2007. All rights reserved. 

Challenges associated with Wire Harness Design Process… 

�  Developers designed and located each sub­assembly in the system with little consideration of the physical and electrical constraints of cabling 

�  Determine precise routing and length of cable through trial and error 

�  Synchronization of mechanical and electrical design data 

�  Lack of Interoperability between tools 

�  Disciplines use different data management 

�  Disciplines use different design processes 

�  Lack of or no smooth flow of data across all phases 

�  Lack of Change control 

�  Lack of support for Option and Variant management of Max complexity wire harness

10 © UGS Corp. 2007. All rights reserved. 

Evolution of Wire Harness Design 

�  Some of the challenges are addressed by integrating ECAD system with Mechanical 3­D modeling system 

Mechatronics PLM XML / NX4+ 

File based: NX4, 

PLM XML RouteList / NX4 

�  Lack of integrated workflow resulting 

�  Duplication of design data 

� Modification of data is error prone and time consuming. 

�  Lack of change control 

�  Point to point integration between multiple design tools 

�  Precise Routing 

�  Exact length of Cable & Bundle data 

�  Interference checks 

�  Design Rule Validation

11 © UGS Corp. 2007. All rights reserved. 

Vision of Harness Design 

Teamcenter

12 © UGS Corp. 2007. All rights reserved. 

Teamcenter PLM 

�Core Capabilities �Security �Change Management �Configuration Management �Data Distribution �Workflow �Collaboration 

�Wire Harness Design �AP212/KBL data model �PLM XML support �ITK, AIWS API support �Integration framework

13 © UGS Corp. 2007. All rights reserved. 

Objective 

�  Mechatronics overview 

� Wire Harness challenges 

�  Collaborative Framework 

�  Use cases

14 © UGS Corp. 2007. All rights reserved. 

Mechatronics Data Model 

UGS Mechatronics Framework 

Teamcenter Platform 

Mecha Req. 

1 Mecha Sys. Eng. 

2 Source Code 

Lifecycle 

3 ESM­ Binary Lifecycle 

4 

PCB Lifecycle 

5 Wire 

Harness Lifecycle 

6 

Mecha. Simulation 

7 

Elc. Mfg. 

8 

Service & Diag. 

9 

Core Capabilities Security Change Management Configuration Management Data Distribution Workflow Collaboration 

Supported Standards STEP AP 214 STEP AP 210 STEP AP 212 STEP AP 233 PLM XML JT

15 © UGS Corp. 2007. All rights reserved. 

Wire Harness Data Model 

�Data model based on Industry standard STEP model – AP212 

�Provide objects to support entire design process – �Functions, Connections, Signals, Ports, Routing, Topology etc for Logical Design 

� Items, Devices for Physical Design 

�Allocations to associate components across different phases of development 

�Optionally, support KBL specific data elements ­ general_wire, general_terminal, cavity_plug, cavity_seal

16 © UGS Corp. 2007. All rights reserved. 

Wire Harness Data Model contd… 

�Goal is to integrate the design environment so data can be shared seamlessly between different application environments

17 © UGS Corp. 2007. All rights reserved. 

Integration Architecture 

AIWS: PLM XML / Tc2005 

NX Manager: PLM XML / Tc2005 – NX4+ 

Logical, Routing & Mechanical Design Data 

Logical & System Design Data

18 © UGS Corp. 2007. All rights reserved. 

Objective 

�  Mechatronics overview 

� Wire Harness challenges 

�  Framework 

�  Use cases

ECAD TCe Bridges Import Updates wire and 

Component Properties from Enterprise Integration 

8 

3 

Electrical BOM view in Teamcenter  as Populated by NX4+ 

Includes Harness Physical Topology Data 

NX4/MCAD creates 3D harness models 

Teamcenter Asynchronous Web Service Client ­ Exports or Imports TCe BOMView Data 

ECAD Applications 

Teamcenter Product Lifecycle Backbone Enterprise Design and Manufacturing Data 

Resource Data 

Resource Data 

Context Data 

Product Data Product Data 

2 

Electrical Design Project Authored in 

ECAD Tools 

AI Web Service 

Teamcenter 

Teamcenter 

NX / MCAD / Enterprise Applications 

ECAD Export Publish to Asynchronous Teamcenter Webservice Client 

4 

1 

5 

Electrical Design and Harness Component 

Level BOMView (connectivity) 

populated by ECAD 

6 Update Harness Model 

UGS NX4+ Routes 3D Wiring and Exports Mechanical BOM Structure to TCe Updating 

Electrical View eg Wire Attributes (lengths etc) 

7 

Create AI Object 

Create Synch Request 

Capital Bridges Teamcenter Application Interface Web Service Client 

Import Transfer Mode 

Export Transfer Mode 

Use Case – Wiring Design and Release 

Publish Harness Model to Teamcenter

20 © UGS Corp. 2007. All rights reserved. 

Summary 

�  Better Integration between 2­D schematic and 3­D Mechanical systems 

�  Integration provides the ability to design in context 

�  Unique master data in Teamcenter shared across all stages of design 

�  Ability to manage workflow and change control

21 © UGS Corp. 2007. All rights reserved. 

Thank you 

www.ugs.com