Für Bluefin Robotics bedeutet die Arbeit mit Altium Designer eine grundlegende Veränderung bei der Integration von E-CAD und M-CAD Design.
„Mit Altium Designer verfügen wir jetzt über eine Umgebung, in der die für die Mechanik und die Elektronik zuständigen Entwicklungsteams die elektromechanischen Designs frühzeitig in der Design-Phase gemeinsam modellieren, visualisieren und diskutieren können. Altium Designer ist damit nicht nur für den Design-Prozess von entscheidender Bedeutung, sondern auch für den Erfolg des Designs.“
- Richard Wilson,
Electrical Engineer Manager, Bluefin Robotics
Die Ausgangslage
Der Grund des Ozeans ist einer der letzten unerforschten Bereiche. Angesichts von Tiefen bis zu 11 km überrascht es kaum, dass große Bereiche noch nicht einmal kartographiert und erforscht sind. Das Interesse an den geheimnisvollen Tiefen wird jedoch immer größer. Regierungen, Forschungsinstitutionen und Unternehmen benötigen daher detaillierte Karten sowie wissenschaftliche Daten über diese Regionen. Die Nachfrage nach zuverlässigen und vielseitigen Vermessungstools von der Kartierung von Hydratvorkommen, über die Walbeobachtung bis hin zum Aufspüren von gefährlichen Seeminen in Seehäfen nimmt daher stetig zu.
Bluefin Robotics bedient genau diesen Markt. Seit der Abspaltung vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) 1997 hat sich Bluefin einen guten Ruf für sein AUV (Autonomous Underwater Vehicle) erarbeitet. AUVs sind vollautomatische Fahrzeuge, die auf dem Grund des Ozeans Daten sammeln sowie Bilder aufnehmen. Mit leistungsstarken Unterwassersonargeräten, Druckmessern und Sensoren sammeln die AUVs wichtige Informationen in Regionen, die für die Erforschung durch den Menschen völlig ungeeignet sind.
Die Herausforderung
Da immer kleinere und komplexere Elektronik in immer kürzerer Zeit erstellt werden soll, ist die elektronische und mechanische Integration heute wichtiger denn je. Dieser Trend gilt besonders für Bluefin. Das enge Design der AUVs stellte besondere Herausforderungen bei der Koordination von elektronischen und mechanischen Designs dar. Der sequenzielle Prozess, bei dem elektronisches und mechanisches Design der Reihe nach durchgeführt wurden, erwies sich zudem als recht umständlich und machte den Designfluss ineffizient. Die Abteilungen arbeiteten nicht wirklich zusammen und fanden ständig Diskrepanzen zwischen den Designs. Die Ingenieure mussten sich auf Pappmodelle verlassen. Diese wurden mit enormem Zeitaufwand gebaut und gaben nur selten alle mechanischen Spezifikationen des Projekts wieder. Die Ingenieure auf beiden Seiten konnten aber nie ganz ihre Arbeit und ihre Anforderungen visualisieren.
Ein AUV ist ein räumlich sehr enges Gebilde. Das Fahrzeug muss unter extremen Bedingungen funktionieren und einen Druck von bis zu 6000 PSI (rund 410 bar) bei 4000 m Tiefe aushalten. Die AUV-Ingenieure müssen also nicht nur Fahrzeuge entwickeln, die diesem Druck standhalten, sie müssen auch dafür sorgen, dass sich Gewicht und Auftrieb bei den Fahrzeugen die Waage halten, so dass weniger Antriebsenergie erforderlich ist und das Fahrzeug effizienter arbeitet. In der Praxis heißt dies, dass das Volumen und das Gewicht entsprechend austariert sein müssen. Wird das Gewicht nicht eingeschränkt, so wird das Fahrzeug zu groß und unhandlich. Dieser Volumen-Gewicht-Kompromiss gilt natürlich auch für die Elektronik.
Die Lösung
Bluefin hat sich für ein Upgrade auf Altium Designer entschieden. Mit Hilfe des IGES-Formats und der leistungsstarken STEP Datei-Import/Export-Funktion konnte Bluefin die mechanischen 3D-Daten in die Altium Designer-Plattform integrieren. Dies eröffnet nun ganz neue Möglichkeiten, da exakte 3D-Designdaten uneingeschränkt zwischen den beiden Bereichen ausgetauscht werden können. Das Ergebnis ist ein MCAD- und ECDA-Co-Design. Dies ist besonders effizient, da die Mechanik-Entwickler jetzt sehr eng mit ihren Kollegen aus der Elektronik zusammenarbeiten können. Zudem lässt sich jetzt der herkömmliche, sequentielle Design-Prozess vermeiden. Durch das Co-Design können die Projekte nun parallel durchgeführt werden, so dass extrem genaue Designs sehr schnell erstellt werden können.
Die Ergebnisse
Durch diese Vermeidung von Ineffizienzen im Designfluss konnte Bluefin die Produktivität dramatisch steigern. Prozesse, die sonst mehrere Tage sorgfältiger Arbeit erforderten, können jetzt in einem halben Tag erledigt werden. Diskrepanzen zwischen den Designs gibt es jetzt ebenfalls nicht mehr. Wenn die Projekte jetzt von der Fertigung zurückkommen, funktionieren sie jedesmal auf Anhieb. Und ohne den Ärger durch Design-Widersprüche konnte Bluefin seine Designs verbessern. So wurde z.B. für die Bluefin-12 und Bluefin-9 AUVs eine doppelseitige, achtlagige Antriebssteuerung entwickelt, um den Strahlantrieb und den bürstenlosen Gleichstrommotor mit einer Leistung von einem KW zu steuern. Mit Altium Designer können die Ingenieure nun problemlos gemeinsam an den Designs arbeiten und genau das richtige Verhältnis von Leistungsfähigkeit, Tarierung und Zuverlässigkeit finden. Das Ergebnis: Das Bluefin-12 AUV kann bis zu 120 km unter Wasser zurücklegen und enthält ein Sonargerät, das auf jeder Seite bis zu 30 m erfassen kann.
Produktinformation
Bluefin Robotics stellt eine Serie von AUVs, Unterwassergleitern und Batterien her, die zur Erforschung der Tiefsee und der geotechnischen Kartierung eingesetzt werden. Die meisten AUVs sind röhrenförmig und werden auf der Basis des Durchmessers kategorisiert. Die Fahrzeuge arbeiten völlig autonom und bewegen sich selbstständig fort und sammeln Daten, ohne dass hierfür das Eingreifen eines Operators notwendig wäre. Sobald es in das Wasser gesetzt wird, taucht das AUV auf den Grund des Ozeans und sammelt mittels leistungsstarker Sonargeräte und Sensoren Daten und erstellt Bilder. Ursprünglich wurden AUVs nur von Wissenschaftler eingesetzt oder als spannendes Projekt für künftige Ingenieure betrachtet, mittlerweile setzt sich das AUV auch vermehrt im kommerziellen und öffentlichen Bereich durch. Da die AUVs als extrem zuverlässig angesehen werden, werden sie jetzt für eine umfassende Erforschung des Meeresbodens eingesetzt, sei es für Offshore-Ölfirmen oder für praktische Experimente der Marine.
Kundeninformation
Bluefin startete 1989 im MIT Autonomous Underwater Vehicle Laboratory und wird als einer der ersten AUV-Pioniere betrachtet. 1997 spaltete sich Bluefin ab und hat sich seitdem einen Ruf für extrem zuverlässige AUVs für wissenschaftliche, militärische und kommerzielle Anwendungen erarbeitet.
Weitere Informationen finden Sie unter: www.bluefinrobotics.com
