通過簡化工程流程，將光學系統更快、更經濟地推向市場。
光電行業正在蓬勃發展已經不是什麼秘密了。相關核心部件的生產企業遍佈全球，跨越 50 多個國家並擁有 100 多萬員工。根據 SPIE 的資料，2016 年全球銷售額超過 2250 億美元。
為了滿足爆發增長的市場需求，生產光學產品的公司承受著巨大的壓力，他們必須以前所未有的速度和成本推出創新的新產品。目前工程上會使用並行開發的方式來加快將產品推向市場的速度。但是協調不同工程師同時開發卻是一項艱巨的任務。
在本篇中，我們探討了工程團隊在實現最佳可製造性時所面臨的一些障礙，並展示了如何使用正確的軟體產品讓開發過程更加順暢和快速。
低效的工作流程對設計生產化造成了巨大障礙
限制因素並非團隊能力，而是團隊所使用的工具。
要將光學系統的想法轉化為實際的產品，需要工程師團隊之間的密切協作，包括光學工程師、CAD 使用者、製造工程師和其他專業人員。然而，每個工程師使用的工具都各自獨立，並沒有實現很好的整合，導致彼此之間很難共用完整的產品參數及細節。
因此，人們在反覆運算設計週期中花費了大量的精力以獲得正確的結果。由於光學和機械設計是同時進行的， 任何一方的設計調整都會導致另一方的進一步修改， 這一事實使情況更加複雜。此外，很多日常任務往往需要工程師投入較多精力，這可能會造成項目延期， 從而延遲將產品推向市場的速度。
以下是在低效的工作流程中，不同的工程師可能陷入困境的幾種情況：
光學工程師
光學工程師的任務是創造對製造缺陷不敏感的設計，但常用的工具不允許他們根據最高的製造良率來優化設 計。因此，他們必須進行反復的優化/公差迴圈，以設計出滿足性能規格的產品，並保證該產品能夠以高良率批量生產。一些常規工作流程必須手動執行是非常耗時、耗精力的。此外，光學設計師經常必須放棄他們正在做的事情，花時間向 CAD 使用者和製造工程師闡釋有關設計參數。這將極大地影響他們的生產力。
光學工程師的任務是創造對製造缺陷不敏感的設計，但常用的工具不允許他們根據最高的製造良率來優化設 計。因此，他們必須進行反復的優化/公差迴圈，以設計出滿足性能規格的產品，並保證該產品能夠以高良率批量生產。一些常規工作流程必須手動執行是非常耗時、耗精力的。此外，光學設計師經常必須放棄他們正在做的事情，花時間向 CAD 使用者和製造工程師闡釋有關設計參數。這將極大地影響他們的生產力。
CAD 用戶、機械工程師和光機工程師
對於 CAD 用戶來說，一個不幸的事實就是他們需要在本地的 CAD 環境中手動重新創建光學設計，這一過程可能需要幾個小時，甚至幾天。在光機裝配過程中，他們往往沒有得到必要的資訊來知曉他們的封裝設計將如何影響光學性能。這使得他們必須與光學工程師進行無數次的反復對話，並對他們的設計進行多次反覆運算。此外，當前的工作方法使得 CAD 使用者很難與製造工程師共用他們的設計。因此，他們必須手動創建 ISO 圖紙，並在一對一的討論中與製造工程師共用光學參數。
製造工程師
給到製造工程師的設計檔案格式通常有很多限制，無法滿足他們的需求，從而限制了他們對製造有效模擬和校準缺陷的能力。由於無法獲得所有的光學資料，他們必須反復提問以確認測量結果並弄明白其他參數，這一過程既耗時又會對所有相關人員造成干擾。他們經常需要生產多個樣機才能找到最佳的生產方案。
總而言之，由於缺乏集成化的工具以及低效的系統，計畫延遲和需要多次生產樣機都非常常見。此外，由於元件不能達到設計要求，將導致生產終端的良率較低。雖然最終可能會生產出最好的設計，但這個過程可能是艱難和昂貴的。
Zemax 如何精簡工作流程來説明你實現更好的可製造性
可製造性是團隊努力的結果。為了高效地進行突破性的光學設計，工程師們需要以一種保護設計完整性、避免不必要的返工和花費的方式進行合作。Zemax提供的工具和功能可以統一您的工程專家，使他們能夠更快、更聰明地工作，無論是作為個人還是作為團隊。
一套集成化產品促成工程師之間更好的協作
為了消除通往良好協作道路上的絆腳石，Zemax 提供了一套集成化的產品，精簡了從光學設計到生產製造的整個過程：
• OpticStudio適用于光學工程師
• OpticsBuilder適用於 CAD 用戶，機械工程師以及光機工程師
• OpticsViewer適用于製造工程師
• OpticStudio適用于光學工程師
• OpticsBuilder適用於 CAD 用戶，機械工程師以及光機工程師
• OpticsViewer適用于製造工程師
這些產品可以讓工程師團隊擁有統一的對話環境，產品工程團隊能夠共用更完整的設計資料，並在他們自己的本地環境中分析設計性能。這減少了所需的設計次數和樣機數量，節省了時間和金錢。它還消除了冗餘的工作並將錯誤最小化。
統一對話環境的一個好處是光學工程師可以看到他們的設計對實際產品的影響，並相應地進行調整。他們可以在安全的環境下共用包含所有必要光學資料的完整設計檔。
OpticsBuilder 通過自動將光學設計轉換為 CAD 部件， 為 CAD 使用者提供光學工程師想要的精確的透鏡的幾何形狀，從而節省時間，提高設計保真度。如果光學設計需要更改，CAD 使用者可以簡單地在 OpticsBuilder 中更新他們的檔，而不會丟失他們為構建機械封裝所做的工作。對於 CAD 用戶，另一個優點是他們可以自己進行雜散光、光斑尺寸和光線遮擋分析，從而減少與光學設計人員的往復溝通。
對於製造工程師而言，他們可以載入任何包含所有設計資料的序列檔，從而簡化他們驗證設計是否符合生產規範的方式。此外，下游工程師只能修改設計檔中涉及他們專業領域的部分，以確保原始設計不會因疏忽而改變。
高良率優化和公差分析使得量產時能夠獲得最佳結果
傳統上，光學設計的優化主要是在不考慮製造和裝配誤差的情況下提高系統的性能。對已構建性能(包括誤差) 的評估都是在後續的公差分析步驟中完成的。這可能導致設計結果對誤差非常敏感，從而造成裝配時間增加和/ 或產品良率降低，更不用說額外的設計工作。
OpticStudio 中的高良率優化運算元和公差工具使光學系統在設計階段就能夠對製造過程中會產生的誤差脫敏， 不再將其作為設計後的步驟。這將使得設計成品在滿足嚴格的性能要求的同時，實現更高的生產良率，同時也減少了多次生產樣機的需求，並加快了專案進度。
API 減少了對設計反覆運算的需求，加快了產品上市的速度
OpticStudio 提供的 ZOS-API 通過將重複任務自動化來提高可製造性，這使得無縫地進行所有用例的串列計算成為可能。當這項工作需要手動完成時，可能會花費幾天時間，但是使用 API ，對重複運算進行程式設計，將極大地加快專案進度。API 還使得將設計集成到協力廠商產品中變得很容易。
更具體地說，使用 ZOS-API，您可以創建獨立的應用程式，構建自己的分析工具，並在外部使用 C#, C++,
MATLAB 以及 Python 等任何能夠與 .NET 框架通信的語言來控制 OpticStudio。另外，通過自訂 DLL 可以創建任意表面、物體、光源和散射函數。
MATLAB 以及 Python 等任何能夠與 .NET 框架通信的語言來控制 OpticStudio。另外，通過自訂 DLL 可以創建任意表面、物體、光源和散射函數。
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