מוצרים מולטידיציפלינרים במקביט

מעטים המוצרים ומוצרי הצריכה שסובבים אותנו, ש פיתוח ים מערב בתוכו תחום אחד בלבד. הכסא שעליו אתם יושבים אולי עשוי מעץ, ולפיכך לייצורו נדרש ידע מתחום הנגרות בלבד. אך המוצרים המורכבים, היקרים (והרווחיים) יותר דורשים תחומי ידע רבים ושונים על מנת להביא לפיתוחם וייצורם. לצורך פיתוח מסך ה-LED  שבו אתה או את קוראים את הטקסט הזה נדרשו מומחים מחומי הפיזיקה, הנדסת החומרים והחשמל, והכימיה; מהנדסים ומעצבים תכננו את המארז שבו הוא נמצא ואת חלקי הפלסטיק השונים. אם נלך לדוגמה פשוטה יותר, נראה כי גם מוצרי צריכה, צעצועים ומוצרים ביתיים משלבים בתוכם ידע מתחומים רבים: אלו הם מוצרים מולטי- דיציפלינריים. כאשר יזם חושב על מערכת או על מוצר, לעתים המוצר יכיל בתוכו מערכות אלקטרוניקה, מכניקה או מערכות שונות. לצורך פיתוח מוצר שכזה, ואינטגרציה (שילוב) של כל המערכות, נדרשת מומחיות וידע- כמו שלנו בחברת מקביט.

לרוב, תפקודו של המוצר, הפעולות שהוא מבצע, האינטראקציה שלו עם הסביבה והפונקציונליות שלו הן נגזרת של המבנה והמערכות המכניות שלו. כאשר מהנדסי המוצר מתחילים בתהליך הפיתוח, לאחר הגדרת היעדים והדרישות בשלב אפיון המוצר (SDR), תכן המערכות השונות מתרחש יחדיו. כלומר, מתוך דרישות המוצר נבחנות ונבחרות אילו מערכות שונות נדרשות ולאחר מכן מתחיל התכן הפרטני של כל אחת מהן. תכנונן של המערכות המכניות שאחראיות על הפונקציונליות של המוצר ושל מערכות האלקטרוניקה שמפעילות אותן ייעשה מתוך הדרישות והאפיונים של המוצר תוך דגש על שילוב נכון בין המערכות.

כאשר משלבים בחבילה אחת מערכות שונות בתכלית כגון מערכות מכניות ומערכות אלקטרוניות או כימיות, מתעוררות לעיתים בעיות בעצם השילוב בינהן שיש לפתור. המערכות השונות צריכות לעבוד בשילוב על מנת להבטיח את תפקודו היעיל והרציף של המוצר. כלל המערכות צריכות להיות יחדיו בתוך אותו מארז ולכן בראש ובראשונה חשוב שיהיה מקום מספיק לשתי המערכות. צריך להקפיד שלא יהיה מצב שבו תנועת המערכות האלקטרוניות תפריע לאלקטרוניקה; יש לבדוק את כלל המערכות לאורך כלל טווח התנועה שלהן. בנוסף הפרעות אלקטרומגנטיות ממערכות אלקטרוניות, מנועים וחוטי חשמל עשויות להפריע לפעולתן התקינה של מערכות המכניקה והאלקטרוניקה. חום הנפלט מהמערכות עשוי להשפיע על פעולת מערכות אחרות או לפגום בחומרים במוצר, ובמקרים מסויימים יש אף להתחשב בתכונות הכימיות של החומרים בהם משתמשים על מנת למנוע קונפליקט בין מערכות. מורכבות טכנית גדולה שכזו ומגוון הבעיות וההתנגשויות שיש לצפות ולהתחשב בהן הופך את האינטגרציה בין המערכות השונות במוצר למשימה קריטית ולא תמיד קלה.

במקרה הנפוץ, השילוב הנדרש הוא בין מערכות המכניקה ובין מערכות האלקטרוניקה. מתוך תכנון הדרישות ואפיוני המוצר מתוכננות מערכות המכניקה, ואליהן מצטרפות מערכות הבקרה האלקטרונית. מערכות הבקרה אחראיות על הפעלת המנועים וההתקנים (Actuators) השונים של המערכות המכניות, עם קבלת אות מתאים ממפעיל (לחיצת כפתור) או בבקרה עצמאית בחוג פתוח או סגור. לעתים מערכות הבקרה משתמשות בחיישנים שונים כדי לבדוק את מצב המערכות המכניות, כגון חיישני סיבוב (Encoders) או תאוצה (Accelerometer). מעל למערכת זו ישנו מעבד או בקר המריץ תוכנה הצרובה לתוכו, ובהתאם אליה מפעיל את המערכות השונות. הבקר מעבד את האותות המתקבלים ושולט על מערכות המכניקה. תכנון מערכות בקרה פשוטות או מורכבות נעשה בהתאם לתכנון מערכות המכניקה, סוג הבקרה, כמות וסוג החיישנים והתוכנה מותאמים במיוחד אל הצורך. דוגמה כללית זו מדגימה את החשיבות שבהתאמת המערכות אחת לשנייה ושילוב נכון בינהן, שהינו קריטי לפעולת המוצר.

לא תמיד המערכות המשולבות הן מכניות ואלקטרוניות, תחומים אחרים עשויים לבוא לידי ביטוי ב תכנון מוצר . לדוגמא, במקרה שבו המערכות אמורות להגיב להימצאות חומר או תגובה מסויימת, ייתכן וצוות התכנון יידרש לשלב מערכות כימיות או פיזיקליות שיפעילו את מערכות המכניקה. במקרים אחרים, ייתכן מצב בו הפלט של המוצר או הפעולה שהוא מבצע לא תהיה מכנית אלא פלט אלקטרוני כגון אות או תמונה על מסך. בכל מקרה, האתגר והקשיים העומדים במהלך תכנון מוצר מולטידיציפלינרי הם מאתגרים ושונים. אנחנו בחברת מקביט נשמח לייעץ לכם בתהליך התכנון בעזרת צוות המהנדסים המנוסה שלנו.