Thảo luận Mô phỏng trong cơ điện tử- nên hay không ?

Coffee-Bean

Mechatronics
#1
Lang thang trên mạng thấy có nhiều tranh luận về vấn đề này. Hiện nay có khá nhiều luồng ý kiến khác nhau, người thì cho là mô phỏng chỉ mang tính lý thuyết không cần vì khác xa với thực tế nhiều quá , có người lại ủng hộ vì cho rằng nếu mô phỏng sẽ giúp cho việc thiết kế sản phẩm tốt hơn giảm thời gian và chi phí thử nghiệm v.v....

Ngay cả đến một huyền thoại trong thiết kế và chế tạo mạch điện tử của thế giới Robert Allen Pease (Bob Pease) cha đẻ của LM331 và LM337 cũng phát biểu về việc mô phỏng ở các góc độ khác nhau, các bạn có thể tham khảo ở đây Bob Pease didn't hate Spice simulations | EDN.

Tìm kiếm trong các trang web của các hãng, giá của một phần mềm mô phỏng cũng không phải rẻ (mặc dù hiện nay đây là không phải là vấn đề lớn ở Việt Nam ...:)) nghĩa là vai trò của việc mô phỏng cũng khá quan trọng nhưng dùng như thế nào ?. Thường thì khi có nhu cầu mình search trên mạng tìm các giải pháp đã có sẵn rồi làm theo thôi, nhưng cách này có vẻ không ổn lắm vì "cắt, dán" hoài sẽ không phát triển được. Nhưng nếu không "cắt, dán" thì làm như thế nào khi có được ý tưởng

Mình muốn mở chủ đề này để tham khảo ý kiến của các bạn về (1) cách sử dụng một phần mềm mô phỏng- ví dụ Orcad Pspice, Proteus, Multisim, Inventor, Solidworks ...- như thế nào là hợp lý, (2) mô phỏng khác với thực tế ở những điểm nào, (3) thêm vào đó sự khác nhau của khái niệm CAD và CAM như thế nào

Rất mong nhận được chia sẻ của các bạn..8->
 

sun1211

Kỹ sư
#2
Mô phỏng thì chẳng có gì sai cả!
vấn để tiền mua cái phẩn mềm mô phỏng đó. Cái càng xin thì càng chính xác, gần thực tế, càng phức tạp, thêm nhiều thông số đàm bảo thực tế.
 

eva

Kỹ sư
#3
Công nghệ phát triển cho ta các khái niệm , ý tưởng và công cụ mạnh mẽ hơn, hỗ trợ tốt hơn .
Mô phỏng là điều cần thiết để giảm thiểu quá trình tính toán, các quy trình xử lý phức tạp với nhiều điều kiện , tham số .
Điều người sử dụng mô phỏng cần hiểu là nó không phải là thứ diễn ra hoàn toàn trong thực tế , mỗi phần mềm công cụ chỉ tốt ở 1 khía cạnh , nổi trội khi mô phỏng 1 vấn đề nào đó . Có thể khi ra sản phẩm nó chẳng buồn chạy nhưng đừng có buồn ... Vì nó được gọi là Mô Phỏng ( Nếu không nó đã được gọi là Thực Tế hay đại loại như vậy ).
 

Coffee-Bean

Mechatronics
#4
Theo mình mô phỏng là điều kiện cần nhưng chưa đủ để có thể tạo ra một sản phẩm hoàn chỉnh. Khi nhận được yêu cầu từ một khách hàng nào đó, việc đầu tiên người thiết kế phải lên phương án và cũng phải ít nhất nêu ra được 3-5 phương án khác nhau rồi so sánh các phương án đó.

Trong giai đoạn này hay còn gọi thiết kế khái quát (Concept Design) người thiết kế phải so sánh các phương án khác nhau tất nhiên là nếu làm thử nghiệm ra các sản phầm khác nhau sẽ khá lãng phí như vậy lúc này việc mô phỏng đóng vai trò hết sức quan trọng. Nếu theo mô phỏng phương án A tốt hơn phương án B thì trong thực tế xác xuất sản phẩm A tốt hơn sản phẩm B là rất cao và ngược lại. Các bạn có thể xem thêm ở đây Thiết kế "Concept" - sáng tạo và đánh giá các giải pháp thiết kế kỹ thuật | Cộng đồng cơ điện tử Việt Nam | Mechatronics

Sau khi có các phương án này rồi, người thiết kế sẽ trao đổi với khách hàng để chọn ra phương án phù hợp nhất khi đó mới đi vào thiết kế chi tiết (Detail Design) v.v...

Rồi sau đó là các bước tiến hành thử nghiệm sản phẩm, thương mại v.v...

Trên đây là ý kiến cá nhân mong các bạn đóng góp thêm
 
#5
Về cơ khí thì em không biết, em chỉ biết chút về Điện tử.
Em thấy Mô phỏng mạch điện tử rất hay, giúp thực hiện nhanh những mạch đơn giản !
Có điều là mấy cái chương trình hay dùng thì đều là bản Free hoặc Crack, nên chưa chắc đã thực hiện được hết khả năng (cái này chỉ là đoán mò vậy thôi, chưa được dùng bản "mua" nào :) ).

Mà dù có hết khả năng, thì cũng chỉ có thể mô phỏng một cách định tính là như thế.. như thế, chứ cũng không thể chính xác 100% như khi dùng các linh kiện thật (vì còn rất nhiều yếu tố tác động đến hoạt động của mạch, không chỉ riêng U và I).
Ngay cả với mạch thật, có thể bản thử nghiệm đơn chiếc chạy khá ổn (các linh kiện thay đi đổi lại vài lần). Nhưng khi lắp hàng loạt vẫn có sự không đồng nhất giữa các bản sao !
(điều đó nói lên thực tế khác rất nhiều so với Mô phỏng-nhất là mạch Analog)

Tuy nhiều nhược điểm như vậy, nhưng nếu hiểu về các hạn chế đó thì thực hiện Mô phỏng trước khi làm mạch thật là một lựa chọn thông minh !
 

Coffee-Bean

Mechatronics
#6
Mình vẫn còn một điều "lăn tăn"... là nếu mô phỏng khác với mạch thực tế thì sự sai khác đó ở đâu ... nếu nói do lỗi mô phỏng thì có khi cũng oan cho mô phỏng quá ...vì khi làm mạch thật chất lượng mạch in, linh kiện, tay nghề sẽ ảnh hưởng rất nhiều...

Trong mạch analog không biết có bạn nào tính thử mạch phân cực BJT theo lý thuyết rồi so sánh với mô phỏng và thực tế chưa... mình làm thử vài lần rồi ngay cả việc tính theo công thức và sau đó mô phỏng (chưa nói đến thực tế ) đã khác nhau rất nhiều...

Mình đã thử tìm một số sách nước ngoài nói về sự khác nhau trong tính toán mạch theo lý thuyết và mô phỏng cụ thể là mạch phân cực BJT ...mà cũng không thấy ở đâu đề cập đến vấn đề này... Thường họ sử dụng một ví dụ cho tính toán theo công thức nhưng lại sử dụng một ví dụ khác cho mô phỏng nên không so sánh trực tiếp được...:)... Nếu bạn nào biết chỉ cho mình với nhé...

Trong cơ khí cũng vậy, khi mô phỏng một hệ thống cơ khí nào đó thường phải gán một loại vật liệu với các mác tiêu chuẩn như DIN. GOST, ASTM, v.v... tuy nhiên làm sao có thể mua đúng vật liệu như vậy trong trường hợp nhỏ lẻ là một vấn đề nan giải... rồi các điều kiện về dung sai nữa...

Hy vọng các bạn đóng góp thêm
 

dovanhieu

Nong dan can thi
Thành viên BQT
#7
Lang thang trên mạng thấy có nhiều tranh luận về vấn đề này. Hiện nay có khá nhiều luồng ý kiến khác nhau, người thì cho là mô phỏng chỉ mang tính lý thuyết không cần vì khác xa với thực tế nhiều quá , có người lại ủng hộ vì cho rằng nếu mô phỏng sẽ giúp cho việc thiết kế sản phẩm tốt hơn giảm thời gian và chi phí thử nghiệm v.v....

Ngay cả đến một huyền thoại trong thiết kế và chế tạo mạch điện tử của thế giới Robert Allen Pease (Bob Pease) cha đẻ của LM331 và LM337 cũng phát biểu về việc mô phỏng ở các góc độ khác nhau, các bạn có thể tham khảo ở đây Bob Pease didn't hate Spice simulations | EDN.

Tìm kiếm trong các trang web của các hãng, giá của một phần mềm mô phỏng cũng không phải rẻ (mặc dù hiện nay đây là không phải là vấn đề lớn ở Việt Nam ...:)) nghĩa là vai trò của việc mô phỏng cũng khá quan trọng nhưng dùng như thế nào ?. Thường thì khi có nhu cầu mình search trên mạng tìm các giải pháp đã có sẵn rồi làm theo thôi, nhưng cách này có vẻ không ổn lắm vì "cắt, dán" hoài sẽ không phát triển được. Nhưng nếu không "cắt, dán" thì làm như thế nào khi có được ý tưởng

Mình muốn mở chủ đề này để tham khảo ý kiến của các bạn về (1) cách sử dụng một phần mềm mô phỏng- ví dụ Orcad Pspice, Proteus, Multisim, Inventor, Solidworks ...- như thế nào là hợp lý, (2) mô phỏng khác với thực tế ở những điểm nào, (3) thêm vào đó sự khác nhau của khái niệm CAD và CAM như thế nào

Rất mong nhận được chia sẻ của các bạn..8->
Theo quan điểm của em thì mô phỏng sẽ rất có ích trong quá trình thiết kế, sản xuất và phát triển sản phẩm về mọi mặt (thời gian, chi phí sản xuất). Trong khi sử dụng các phần mềm mô phỏng thì ta nên đưa các yếu tố thực tế vào, và coi những yếu tố đó là đầu vào của bài toán. Từ những chức năng của phần mềm mô phỏng sẽ giúp chúng ta thiết kế ra những sản phẩm đáp ứng đc điều kiện thực tế và có chức năng, nhiệm vụ như mong muốn.
Em lấy ví dụ luôn là:
Trong cơ khí cũng vậy, khi mô phỏng một hệ thống cơ khí nào đó thường phải gán một loại vật liệu với các mác tiêu chuẩn như DIN. GOST, ASTM, v.v... tuy nhiên làm sao có thể mua đúng vật liệu như vậy trong trường hợp nhỏ lẻ là một vấn đề nan giải... rồi các điều kiện về dung sai nữa...
Vậy tại sao ta ko đưa các thông số của một loại vật liệu phù hợp với yêu cầu thiết kế ở ngoài thực tế vào phần mềm mô phỏng, rồi tạo một vật liệu trong đó để mô phỏng. Nếu làm như vậy thì khi bước vào công đoạn gia công và sản xuất ta có thể yên tâm rằng mọi thứ đều sẵn có.
->>> Tiếp theo em có ý kiến với câu thứ 2 ((2) mô phỏng khác với thực tế ở những điểm nào) của anh Coffee-Bean như thế này:
Mô phỏng sẽ giống hoặc gần giống thiết kế khi ta đưa được càng nhiều điều kiện thực tế vào phần mềm mô phỏng thì càng tốt, ví dụ mô phỏng được các mối hàn, các điều kiện gió, áp suất, từ trường sẽ khiến kết quả mô phỏng sẽ gần giống kết quả thử nghiệm thực tế hơn. Khi đó tác dụng của phần mềm mô phỏng sẽ được phát huy tối đa.
---->>> câu thứ 3 ((3) thêm vào đó sự khác nhau của khái niệm CAD và CAM như thế nào) em xin có ý kiến: về khái niệm CAD và CAM thì trong nhiều tài liệu và Internet cũng đã rõ nhưng nói về khía cạnh mô phỏng thì nó đều là các khái niệm về mô phỏng, khác ở chỗ một cái là mô phỏng thiết kế (CAD), một cái là mô phỏng gia công(CAM). Nhưng thực sự em vẫn chưa hiểu anh Coffee-Bean đưa ra câu này có ý gì. :)
Trên đây là những ý kiến cá nhân về mô phỏng của em, mong mọi người đóng góp thêm. :)
 

dovanhieu

Nong dan can thi
Thành viên BQT
#8

Coffee-Bean

Mechatronics
#9
Cám ơn dovanhieu đã chia sẻ nhiều thông tin rất có ích.

Ý mình trong phần cơ khí ngoài phần mô phỏng chuyển động, phần mô phỏng dạng phần tử hữu hạn nghĩa là việc phân tích ứng suất trong một chi tiết cơ khí cũng đóng một vai trò quan trọng.

Chi tiết máy hoạt động được hay không là một phần, còn vấn đề về tuổi thọ nữa. Cái này mà tính toán bằng tay thì rất cực, cách đây 30 năm thời mình còn học, việc phân tích ứng suất trong một chi tiết máy thường dựa trên các dạng chi tiết cơ bản nhưng hiện nay nhờ có các phần mềm mô phỏng việc tính toán trở nên dễ dàng hơn.. Người thiết kế chỉ việc nhập mô hình 3D rồi gán vật liệu là xong phần còn lại là máy tính sẽ tự giải quyết.


Tuy nhiên ở điều kiện Việt Nam lại khác, mình định sử dụng vật liệu nào đó để thiết kế nhưng trong thực tế không tìm đâu ra được vật liệu theo yêu cầu, chỉ còn cách là tin vào người bán rồi trông chờ vào hên xui thôi vì làm đơn chiếc mà, không thể nhập vật tư từ các nhà sản xuất được.

Vấn đề về dung sai kích thước cũng vậy, nếu chọn dung sai chi tiết chặt quá cũng khó mà tìm ra máy công cụ để thực hiện vì bao giờ độ chính xác của máy phải cao hơn độ chính xác của chi tiết...

Thêm một ý nữa là nếu chúng ta có thể mô phỏng hoàn toàn được một hệ thống Cơ điện tử bao gồm các yếu tố Cơ khí, điện tử được mô phỏng đồng thời. Trước đó anh chulinhtre cũng đã đề cập tới phần mềm mô phỏng Cơ điện tử này: ADAMS. Đã ai làm việc với phần mềm ADAMS MDS chưa nhỉ? | Cộng đồng cơ điện tử Việt Nam | Mechatronics
Về câu thứ hai mình thấy phần mềm ADAMS cũng rất hay, vì mình cũng đã mua thử phần mềm này rồi chỉ có điều là chưa dám cài thôi .. máy không còn chỗ nữa rồi.

Tuy nhiên mình thấy Solidworks hoặc Inventor vẫn có thể mô phỏng các hệ thống cơ điện tử được bằng cách liên kết với một phần mềm mô phỏng về điều khiển nào đó ví dụ MATLAB ...

Về chi tiết có thể xem tại đây...Register SimMechanics Link with SolidWorks - MATLAB & Simulink

Hoặc ở các video sau


Chúc vui
 

dovanhieu

Nong dan can thi
Thành viên BQT
#10
Cám ơn dovanhieu đã chia sẻ nhiều thông tin rất có ích.

Ý mình trong phần cơ khí ngoài phần mô phỏng chuyển động, phần mô phỏng dạng phần tử hữu hạn nghĩa là việc phân tích ứng suất trong một chi tiết cơ khí cũng đóng một vai trò quan trọng.

Chi tiết máy hoạt động được hay không là một phần, còn vấn đề về tuổi thọ nữa. Cái này mà tính toán bằng tay thì rất cực, cách đây 30 năm thời mình còn học, việc phân tích ứng suất trong một chi tiết máy thường dựa trên các dạng chi tiết cơ bản nhưng hiện nay nhờ có các phần mềm mô phỏng việc tính toán trở nên dễ dàng hơn.. Người thiết kế chỉ việc nhập mô hình 3D rồi gán vật liệu là xong phần còn lại là máy tính sẽ tự giải quyết.


Tuy nhiên ở điều kiện Việt Nam lại khác, mình định sử dụng vật liệu nào đó để thiết kế nhưng trong thực tế không tìm đâu ra được vật liệu theo yêu cầu, chỉ còn cách là tin vào người bán rồi trông chờ vào hên xui thôi vì làm đơn chiếc mà, không thể nhập vật tư từ các nhà sản xuất được.

Vấn đề về dung sai kích thước cũng vậy, nếu chọn dung sai chi tiết chặt quá cũng khó mà tìm ra máy công cụ để thực hiện vì bao giờ độ chính xác của máy phải cao hơn độ chính xác của chi tiết...



Về câu thứ hai mình thấy phần mềm ADAMS cũng rất hay, vì mình cũng đã mua thử phần mềm này rồi chỉ có điều là chưa dám cài thôi .. máy không còn chỗ nữa rồi.

Tuy nhiên mình thấy Solidworks hoặc Inventor vẫn có thể mô phỏng các hệ thống cơ điện tử được bằng cách liên kết với một phần mềm mô phỏng về điều khiển nào đó ví dụ MATLAB ...

Về chi tiết có thể xem tại đây...Register SimMechanics Link with SolidWorks - MATLAB & Simulink

Hoặc ở các video sau


Chúc vui
Và kết luận là mô phỏng đóng vai trò quan trọng trong thiết kế và gia công, nhưng cơ sở vật chất công nghệ ở Việt Nam chưa đáp ứng được :(.vì vậy chúng ta cũng chỉ sử dụng mô phỏng được ở một mức độ nào đó. Vấn đề then chốt bây giờ vẫn là hoàn cảnh :D, nhưng mà chúng ta vượt khó bằng cách nào mới là quan trọng?
 

Quảng cáo Google