تا این مرحله طراحی توسط طراح صنعتی انجام شد.

بعد از اینکه طرح نهایی شد و مورد پسند واقع شد، برای طراحی مهندسی اقدام می شود. دقت کنید که در این مرحله، کار انجام شده توسط طراحی صنعتی بسته و قطعی شده و کسی اجازه تخطی از چارچوب مشخص شده را نخواهد داشت. برای درک بهتر این مورد به عنوان مثال فرض کنید تصمیم به ساخت آپارتمانی گرفته باشید. برای ساختن این آپارتمان چارچوبهایی نسبت به خیابان و همسایگان در نظر گرفته شده است و طراحی طبق آن چارچوبها صورت پذیرفته. بنابراین برای ادامه مراحل ساخت دیگر امکان تخطی از چارچوب ها وجود نخواهد داشت و در ادامه بخش طراحی مهندسی اقدام به فعالیت خواهد کرد.

یکی از کارهایی که طراحی مهندسی باید انجام دهد Feasibility study هست . یعنی فاز مطالعاتی و امکان سنجی.

طراحی مهندسی برای اینکه بتواند امکان سنجی انجام دهد نیاز دارد که در مقاطع مختلف با برش های ( section) مختلف طرح را بررسی نماید تا ببیند ایجاد چنین طرحی ممکن هست یا خیر و باید چه ابعاد اندازه هایی در نظر گرفته شود تا بتواند به هندسه مورد نظر برسد. دراین فاز معمولا نقشه هایی ایجاد میشود که میتواند استاندارد نقشه های دو بعدی را نداشته باشد و هدف، تجسم طراح برای طراحی مهندسیِ بهتر است.

مقیاس این برش ها میتواند یک به یک باشد که تجسم بهتری به طراح دهد. طراح میتواند برش ها را چنان تغییر دهد تا بتواند تمام خواسته های خود را بر روی مقاطع برش خورده پیاده نماید. سپس باید شروع به ایجاد مدل سه بعدی قطعات کند. امروزه با توجه به نرم افزار های طراحی مهندسی پیشرفته که وجود دارد طراحی خیلی ساده تر شده است.

برای مدل سه بعدی که ایجاد میکنیم باید چند مورد را در نظر بگیریم .

در مدل سه بعدی در مرحله اول نباید به جزئیات بپردازیم . بلکه ابتدا به صورت کلی تمام سطوح و هندسه کار را ایجاد میکنیم. مثل ساختمان سازی که ابتدا اسکلت را به وجود میاوریم، دیوار ها را میسازیم بعد به جزییات میپردازیم.

اگر از ابتدا بخواهیم به جزئیات بپردازیم شبیه این است که انگار یک طبقه را همزمان هم اسکلت میزنیم و هم کاغذ دیواری می کنیم که اصلا چنین چیزی ممکن نیست.

پس باید ابتدا هندسه کلی کار را ایجاد کنیم. این امر باعث میشود اگر در کار نیاز به تغییرات داشته باشیم امکان اعمال سریع آن وجود داشته باشد و باید در نظر بگیریم که موقع طراحی باید بپذیریم که تغییرات مداوم انجام میشود. یعنی طراح نباید در رابطه با تغییرات مقاومت نشان دهد. طراح باید پذیرای مداوم تغییرات باشد تا به مرحله نهایی و تایید برسد و در نهایت محصول ساخته شود.

ما هیچوقت طرح بهینه ای نداریم. به عنوان مثال در صنعت خودرو روز به روز شاهد طرح های جدید هستیم و این روند به گونه ای هست که وقتی خودرو سازهای مطرح دنیا را نگاه میکنیم، میبینیم که امروز طرح 10 سال پیش خود را تایید نمیکنند. این امر نشان میدهد که طراحی همیشه میتواند بهینه شود. اما ما یک حداقل استانداردی داریم که ملزم به رعایت آنها هستیم و محصولمان را بر اساس آن تولید میکنیم.

بعد از اینکه امکان سنجی انجام شد و به صورت کلی مدل را ایجاد کردیم و هندسه کلی کار را دیدیم، حالا باید به جزئیات بپردازیم . در این مرحله است که حتما باید ملاحظات ساخت و مونتاژ را در نظر بگیریم. البته این نیست که در مرحله امکان سنجی این موارد در نظر گرفته نشده باشد اما در این مرحله باید بیشتر دقت کنیم. اصول DFAM یا همان Design For Assembly and Manufacturability را باید لحظه به لحظه در طراحی هایمان لحاظ کنیم .

یعنی اینجور نیست که ما بیایم طرحی ایجاد کنیم که قابل ساخت نباشد یا در مونتاژ مشکل داشته باشد .

البته مونتاژ و ساخت دو مقوله خیلی مهم هستند. علاوه بر این باید به اصول دیگر نیز که DFX گفته میشود دقت شود. اصولی مانند ارگونومی، محیط زیست، ایمنی، خدمات بعد فروش و خیلی موارد دیگر که باید در طرحمان دیده شود. به عنوان مثال اگر برای تعویض روغن ماشین نیاز به پیاده کردن موتور ماشین باشد، چنین طرحی اصلا قابل قبول نیست. بنابراین طرح باید جوری در نظر گرفته شود که خدمات پس از فروش هم به راحتی انجام شود و خیلی موارد دیگر…

در ایجاد مدل سه بعدی باید مواردی را در نظر داشته باشیم تا سرعت و دقت کار بیشتر شود. یکی از این موارد در نظر گرفتن مختصات می باشد.

مثلا در خودرو یک نقطه را به عنوان نقطه صفر و صفر و صفر در نظر میگیریم. در خودرو طراحی خودرو از car line برای موقعیت دهی هر قطعه استفاده می شود. Car line ها خطوطی هستند که در جهت محور( x , y , z ) به گونه ای ایجاد میشوند که خودرو را با خطوط WL و BL و TL زوم بندی میکنند. TL در جهت محور X و WL در جهت محور Z و BL در جهت محور Y هست و مختصات (0،0،0) را روی اکسل جلو، وسط در نظر میگیرند و همه قطعات نسبت به آن در نرم افزار مدل میشوند. پس وقتی داریم چراغ عقب خودرو را مدل میکنیم اینکار در نقطه (0،0،0) انجام نمیشود بلکه نسبت به مختصاتی که car line به ما می دهد طراحی صورت میگیرد. استفاده از مختصات ثابت مزایای زیادی دارد. به بیان دیگر هر کدام از قطعات باید فایل مجزا داشته باشند چون زمانیکه فراخوانی میکنیم هر قطعه ای باید بتواند در جای خود قرار گیرد و مونتاژ به صورت خودکار انجام شود. این پروسه باید در طراحی تمام قطعات در نظر گرفته شود. ایجاد کردن تمام قطعات در یک فایل کار منطقی نیست. ما اینجا خودرو را مثال زدیم ولی در هر مجموعه دیگری هم باید به همین منوال اقدام شود (مثل ماوس و آبمیوه گیری و …)

بحث بعدی بحث Top down design است. طراحی بالا به پایین. در این مدل طراحی ملاحظاتی وجود دارد از جمله اینکه ما دیگر مونتاژ قطعه نداریم، یعنی مونتاژ خود به خود حذف میشود. اما چرا؟

چون موقعی که طراح طراحی انجام میدهد قطعات را خود به خود مونتاژ میکند و یکی از مزیت های این مورد این است که شما وقتی قطعه ای را طراحی میکنید که این قطعه مطمئنا در یک مجموعه قرار میگیرد، باعث میشود که شما قطعات مجاور را هم ببینید. یعنی به راحتی بتوانید تماس ها، تداخل ها، و لقی ها (Contact و Crash و Clearance ) را کنترل کنید و محصول شما یک محصول خوب باشد. این ویژگی باعث میشود از دوباره کاری پرهیز شود و علاوه برآن طراحی پارامتریک باعث می شود که اجزا طراحی شده به هم وابسته باشند که سرعت و دقت اعمال تغییرات را زیاد میکند . این امر باعث میشود که اگر بر روی قطعه ای که طراحی کرده اید به عنوان BASE تغییری اعمال کنید، قطعات مجاور نیز به صورت خودکار تغییر کنند و این کار باعث افزایش سرعت و بالا رفتن دقت کار می شود. معمولا وقتی سرعت بالا میرود، دقت پایین می آید اما در اینجا برعکس است چون ما از خاصیت نرم افزار استفاده کرده ایم .

مورد بعدی این است که بعد از اینکه برای تمام قطعات مدل سه بعدی ایجاد کردیم، در نرم افزار تمام موارد را (تماس و تداخل و لقی) بررسی میکنیم. تغییرات نهایی را اعمال میکنیم و در انتها برای صحه گذاری بر روی محصول به تهیه نمونه اولیه اقدام مینماییم. تعداد نمونه اولیه بستگی به محصول دارد و میتواند یک عدد تا 50 عدد و حتی بیشتر هم باشد.

الزام نمونه سازی زمانی بر ما آشکار میشود که به مرحله ساخت قالب میرسیم . اگر نمونه اولیه ساخته نشود ممکن است هزینه زیادی متحمل شویم تا قالب هایی ساخته شود و پروسه زیادی برای خط تولید داشته باشیم اما اگر محصول نهایی بدست آمده دارای اشکال باشد ، تغییر دادن قالب ها برای ما هزینه زیادی ایجاد خواهد کرد. اما وقتی نمونه اولیه میسازیم تمام موارد را در نمونه اولیه بررسی و تست میکنیم و دیگر نگران هزینه تولید انبوه نیستیم.

روش نمونه سازی اولیه (prototype) روش خاصی است و معمولا هم کاملا متفاوت از روش ساخت قطعه اصلی می باشد. پروتوتایپ سازی خودش تکنیک های خاص خودش را دارد. بعد از اینکه نمونه اولیه ساخته شد، تست شد، ما میتوانیم آن محصول را نهایی کنیم و به عنوان مرجع، آن محصول را داشته باشیم و تمام نمونه ها را بر اساس آن بسازیم. خوب است به این نکته مهم اشاره شود که باید دقت کنیم که با مدل سه بعدی نمیتوانیم محصول تولید کنیم. قبلا در بخش نقشه های دو بعدی در این رابطه صحبت شده است که باید برای هر کدام از قطعات نقشه دو بعدی داشته باشیم. این پروسه که ما بخواهیم بدون نقشه دو بعدی و تنها با مدل سه بعدی به محصول برسیم کاملا اشتباه هست. خیلی از اطلاعات در مدل سه بعدی موجود نیست  اما از نقشه های دو بعدی می توانیم استفاده میکنیم .

قسمت آخر این هست که ما بعد از اینکه محصول را نهایی کردیم و قالب ها را ساختیم، پروسه های ساخت را انجام دادیم، برای اینکه بتوانیم محصول را تولید کنیم باید به فکر خط تولید باشیم که آن هم پروسه خاص خود را دارد و در این مقوله نمیگنجد اما باید حتما در ادامه کار به آنها بپردازیم تا بتوانیم یک خط تولید داشته باشیم تا بتوانیم بدون اینکه اتلاف وقت داشته باشیم محصول را تولید کنیم و راندمان را بالا ببریم .

و نتیجه اینکه هرچه قدر در طراحی وقت و هزینه بیشتری صرف شود محصولی با کیفیت تر و اقتصادی تر خواهیم داشت.

و ادامه کار توسط طراح مهندسی