Kan man simulera allt?

[Quercus]

Hej alla,

Jag är ny här i detta forum och jag uppskattar verkligen all den kunskap som delas här. Tack alla!

Jag har en fundering jag gärna skulle vilja lyfta med er och höra vad ni säger. Jag och min kollega har olika sätt att se på design och utveckling.

Jag vill gärna ut i labb så snabbt som möjligt för att testa mina idéer i mina konstruktioner. Jag bruka ha snabba iterationer. Så jag beställer hem kretskorten och lödar ihop dem själv osv. För mig har detta varit det sätt som jag får ut mina konstruktioner på tillverkning på snabbast sätt.

Min kollega vill inte alls sitta i labbet utan vill bara sitta och simulera allt. För att sedan skicka i väg kort på tillverkning (populerade kort)

Chefen var nu på min kollega för personen har inte fått något klart på 3 år och sa att jag skulle hjälpa till. Min kollega har varit i lab och trots simuleringar så fungerar det inte.

Jag är inte bäst på att simulera på detaljnivå. Så min fråga är. Kan man simulera precis allt? Eller finns det en linje där man måste pröva teorin i praktiken?

Vad har ni för erfarenheter? Min kollega vill inte ha hjälp av mig men jag vet inte om det är så att vi inte har tillräckligt ”avancerade” program, eller om det är så att vi måste ändra arbetsättet.

Tack på förhand!

[Klas-Kenny]

Nej, *allt* går inte att simulera (rent teoretiskt så går det väl med tillräckligt bra modeller, vilket man sällan har).

Men det är en bra början för vissa delar, men det täcker inte allt. Och det är sällan meningsfullt att försöka simulera en hel produkt, utan bara valda delar. Enligt mig.

Min personliga approach brukar vara att simulera vissa utvalda delar där jag är väldigt osäker på om det överhuvudtaget kommer att funka, eller behöver väldigt mycket justerande och är svårt/tidsödande att räkna på.
Därefter gå över till verkligheten.

[Teknikern]

Det jag lärt mig i livet och sett andra försöka med är att går inte teori och praktik hand i hand funkar det inte rent praktiskt när man väl ska fysiskt tota ihop det man skissat på och det är därför många i grunden rätt tänkta produkter blir "sådär" och måste byggas om i efterhand när nåt ska driftsättas. Jag kan ta ett exempel ur min vardag när jag jobbade som lantbruksreparatör, en foderberedningsanläggning som var nyinköpt fick inte leverantören att funka, dom höll på länge och felsökte, testade och testade igen men, nää. Det hela slutade med att dom gav upp och lät mig ta över, jag slängde ut deras PLC-system och ersatte den med en timer och 3 kontaktorer, mer behövdes inte för att mixa fodret. Man ska inte komplicera det som inte behövs och deras system som dom bara provat i teorin funkade inte i praktiken, den "fodermixfabriken" går än idag och är över 30 år gammal, några elmotorer är bytta pga. åskskada och lite lager och en kedja, det är allt, och den går i daglig drift 2 gånger per dygn

[malman]

Min tro är, att det mesta går att simulera, OM man har koll på ALLA parametrar... Vilket man nog aldrig eller iaf mkt sällan har.... Tror också man kommer väldigt långt med ganska basic mjukvaror... (Bla Open source, mm).

Frågan är dock till vilken nivå man förväntar sig precision i sin simulering.... Individuella avvikelse i komponenter, ledninskapacitanser/infuktanser i tex kretskort. Kopplingseffekter mellan ledare mm är ju svåra att bedömma. I avancerad elektronik kan de påverka, men i generell elektronik skall det mycket till innan sånt fäller en..... Typ RF-konstruktioner, höghastighets logik mm.

Kan vara bra att simulera så man vet att grunderna är sumda, om man är osäker ...eller för att verifiera varierande driftförutsättningar såsom beteende vid spänningsvariationer eller temperatur drift.... Om ens komponentmodeller kan beskriva sånt.

Sen beror det ju också på vilken typ av elektronik som avses... Simulering kan vara relevant på div analoga saker, men kanske mindre så på digitalelektronik.... (Men det finns kanske relevanta fall även där, med analys av delayer, raceconditions mm)
Men nja på basic elektronik behövs sällan simulering enl min erfarenhet.... Det blir mest en övning i fastna i detaljer... Och är knappast tidseffektivt.... Gäller också att bedöma vad som är goid enough.... Vad duger.. perfekta lösningar blir mkt kostsamma om de ens finns.... Men vad kommer man undan med,.med en rimlig insats / kostnad...

Av beskrivningen att dömma hänför jag problematiken mer till 'personlighetsutmaningar'.... Kompetensbrist, oförmåga att bestämma sig, brist på pragmatism. Och saknad erfarenhet. Man fastnar i detaljer istället för att våga testa.... Kanske prestige kan vara inblandat... Då man var ovillig att ta imot hjälp...
En term från ungdomen var 'högskole-idioter', dvs folk som gick högre utbildnimgar,. men som inte kunde applicera inpluggad kunskap, trots bra betyg. Har stött på ett antal dylika personer sen dess....

Hårt att dömma någon från en kortare beskrivning, men skulle gissa att det är ett lost case att försöka få en dylik personlighet på banan, om denna inte är mottaglig för extern hjälp, eller kan tänka sig gå utanför sin box.... Brukar mest leda till frustration och mycket bortkastad tid....

[psynoise]

Låter som ni jobbar på vart sitt håll. Där tror jag grundproblemet ligger. Min erfarenhet är att kretskort blir bättre om flera personer har varit involverade. Kan sedan inte en person argumentera för sin sak tycker jag att kretslösning ska hamna i papperskorgen. Det finns många konstiga lösningar ute i fält som jag tror för det mesta kommer från ensamvargar.

Sedan gällande prototyper genomet simulering eller beräkningar beror det på vad man gör. Gör man något nytt som inte finns beskrivit i litteraturen blir det såklart trail and error med många iterationer. Men jobbar man som jag med konventionella kraftomvandlare brukar det räcka med en prototyp för att säkerställa att beräkningar och simuleringar ligger rätt. För större kraftomvandlare kan det dock bli ett par kortvändor för att lösa problem som kommer längs med vägen.

På jobbet använder jag SPICE en hel del. Både Ltspice och Pspice beroende på vad ska göra. SPICE använder jag för att spara tid. Både för att slippa handberäkningar men även för att hålla nere antalet bänktester. Ett exempel på tidsparare är att göra regleringen förhand med bode diagram men även kontrollera med SPICE. Väl i labbet kontrollerar man bara. Ska man dock börja ändra komponentvärden utan att gjort någon beräkning eller simulering springer tiden snabbt i vägen. Trail and error ska man undvika om man vill spara tid helt enkelt.

Men SPICE är inte helt enkelt. Många nybörjare använder det fel. För en robust konstruktion vill man såklart göra WCA (worst case analysis eller toleransdesign). Då gäller det att variera parametrar i de modeller som man laddar ner från komponenttillverkarna. Annars är risken att man sitter med en koppling som endast fungerar med typiska värden. Fördelen med SPICE är att det är enkelt att variera parametrar och således göra WCA. I labbet är det tvärtom, det är svårt att ändra parametrar och anteckna resultat.

Med ovan sagt vill jag lägga till att både simulering och prototyp har sin plats. Enklast är om en prototyp alltid ligger i labbet så att man kan mäta snabbt om man blir osäker på något, litet som stort. Frågetecken brukar bara skapa långa diskussioner, bättre är att alltid ta reda på fakta.

[grym]

mycket går att simulera
men som sagts ovan, man måste göra det rätt

en del saker är enklare
en del svårare

[rikkitikkitavi]

Med rätt modell kan man simulera allt.

Men allt går inte att simulera.

Typiskt som psynoise skriver är Spice ett verktyg för att testa vissa saker. Modellerna är inte heltäckande, och inkluderar inte alltid alla miljöfaktorer.

[Icecap]

Jag har aldrig simulerat något - men skulle jag börja ville det vara för att se om del-lösningar kunde fungera som tänkt.

Jag är ganska säker på att man kan simulera basala saker men det vill alltid vara obekanta faktorer i systemet och med ett tillräckligt stort system vill nyttan vara noll pga. alla okända faktorer.

Har man inte åstadkommit något på fler år anser JAG att det knappast kan bero på simuleringar men på brist på kunnande till att hitta lösningar.

[Marta]

Du som startade tråden och Din kompis är som SpaceX och NASA i starkt förminskad skala. Se på vilken av dessa som får mest gjort och till minsta kostnad, så har Du svaret på vilken utvecklingsstrategi som är effektivast...

[rikkitikkitavi]

Det har inte med simulering att göra att personen inte blivit klar på 3 år. Det har med personen att göra såklart. Och en chef såklart som låtit detta fortgå i 3 år. Kan inte chefen sätta en deadline? Jag hade haft seriösa uppföljningssamtal med min medarbetare ialla fall.

Simuleringar är ett otroligt tids och kostnadsbesparande verktyg som möjligör optimering och funktionstester i ett tidigt skede.

Men då ingen realistisk modell är heltäckande behöver konstruktionen testas ut i verkligheten .

Det som är haken är att man måste förstå när det är lönt att bygga en modell och när de inte är det och vilka begränsningar som finns. Därför behövs det ett samarbete mellan de olika medarbetarna.

Det gäller alla fält och ingenjörsvetenskaper. Säkerhetsfunktioner i bilar, optimering av förbränningsmotorer, kemiska processer, proteinsyntes , you name it.

SpaceX har naturligtvis utfört ENORMT mycket simuleringar. Man kan inte bygga en farkost som kommer tillbaka i atmosfären i Mach 25 på känn eller laborera. Det är svårt att bygga vindtunnlar för hypersoniska hastigheter. Det är otoligt mycket fluiddynamik av det riktigt avancerade slaget för att simulera detta så att farkosten inte havererar.
Marginalerna är otroligt små.

Faktum är att styrfenorna på Starship är ett tekniskt underverk. Helt fukking unbelievable. Och utanför boxentänk. Precis sådant som NASA inte gör.
Sedan får vi se hur bra de håller i verkligheten, allt går inte att simulera...

(Super Heavys rasterfenor är inte riktigt lika coolt, då de är inte lika utsatta då Super Heavy inte når riktigt hypersonisk hastighet då den faller tillbaka och tekniken är ganska välutvecklad inom det militära för rasterfenor )

SpaceX/NASA är precis som i TS fall en organisatorisk fråga, där NASA inte kan få upp sina farkoster pga de är fast förankrade i en enorm byråkrati på marken. Och nu när de skippat rymdfärjan är de tillbaka på samma koncept som Apollo, fast med en återanvändbar kapsel. 60 år tillbaka alltså.

Och att SpaceX kräver att medarbetarna arbetar 48+h veckor eller så sparkar Vatniken Musk dem. Fit on or fuck off.

Samt förmodligen lyckas locka till sig de som tröttnat på NASA och därmed är beredda att satsa lite för att få resultat.

[Marta]

Vad jag menade var att det finns de som kommer fram till överkomplicerade konstruktioner genom att tänka ut femtioelva olika möjliga problem som sedan måste hanteras. Detta utan att veta om dessa problem är verkliga, eller är överdrivna farhågor.

Som Du själv säger, saknas fakta är det omöjligt att göra en modell för simulering. Då kan det vara mycket mer effektivt, både i tid och kostnad, att i stället testa och samla in verklig fakta. Annars blir resultatet något som är överarbetat där det inte behövs, men samtidigt undermåligt där förståelsen var otillräcklig för att se svårigheterna.

[MiaM]

Teknikern: Håller i stort sett med.
Men har också sett exempel på kretsar som inte fungerat bra för att den som konstruerat inte haft tillräckliga teoretiska kunskaper. Eller kanske en kombination av teoretiska och praktiska kunskaper? Två exempel från konsumentelektronik: Svenska Handic utvecklade en egen motor för paraboler med tillhörande styrning. Förutom att själva motorn dels inte tålde stark storm och att det var omöjligt att ansluta kabel i plinten när man var uppe på tak i oväder, så hade de också gjort misstaget att skapa en jordslinga mellan signalkabel för pulsgivare för motorn och signaljord för mikrovågshuvudet. Så t.ex. med 15 meter kabel mellan mottagare/motorstyrning och parabol så fick man en jordslinga med omkrets på 30 meter. Den styrningen tog upp rätt många oönskade falska pulser och tappade därmed läget rätt snabbt... Ett annat exempel är bilstereoslutsteg som felaktigt hade signaljord och batterijord ihopkopplade, vilket inte fungerar i en bil (signaljord och chassi/batterijord är normalt ihopkopplade i stereon och ingen annan stans).

psynoise: Håller i stort sett med men generellt så bör man lämna lite utrymme för att det är väl inte ovanligt att folk inte är så jättebra på att argumentera för sin sak även om de i stora drag har rätt. D.v.s. man får väl vara beredd på att liksom dra ur information ur en del personer, typ ställa ledande frågor osv. Kanske inte så vanligt hos en elektronikkonstruktör men ändå.

rikkitikkitavi: Håller med om att tre år utan fungerande kretskort låter mer som allmänt problem med personen än specifika metoder. Vem vet, personen kanske bara dragit ut så långt som möjligt på att få sparken pga inkompetens?

[TomasL]

Simulering OCH praktiska test går hand i hand.
Man börjar med att simulera för att få en hyffsad uppfattning om hur det borde bete sig i verkliga livet, sedan bygger man ett antal prototyper och mäter på dem, för att se hur de beter sig i verkliga livet, med diverse externa störningar osv.

[BJ]

Vad jag menade var att det finns de som kommer fram till överkomplicerade konstruktioner genom att tänka ut femtioelva olika möjliga problem som sedan måste hanteras. Detta utan att veta om dessa problem är verkliga, eller är överdrivna farhågor.

Sen har vi den andra varianten också, att det verkar så enkelt när personen
simulerar allting, och sen när man sitter där i verkligheten med grejerna
framför sig, ja, då kan det vara som TomasL skrev, störningar och så,
och då kan det ta lång tid, eller aldrig någonsin bli färdigt.

[grym]

simulering + praktiska tester+ erfarenhet är en bra kombination