TERMÉKSZIMULÁCIÓ Modellek, szimuláció TERMÉKMODELL

Átírás

1 TERMÉKSZIMULÁCIÓ Modellek, szimuláció TERMÉKMODELL 1-2. hét február 8. Összeállította: Dr. Kovács Zsolt egyetemi tanár

2 Modell Az eredeti leképezése A szó eredete: latin modus, modulus (mérték, mód, módozat) Modell a modellezettel hasonlósági összefüggésben van A hasonlósági szempontok típusai: Szerkezeti (strukturális) Mőködési (funkcionális) Formai (geometriai) F G S Szinkron modell (pl. tervrajz) Diakronikus modell : idıbeni relációk viselkedésmodell

3 A szimuláció folyamata A tervezési feladat meghatározása Az eredeti Az eredeti tervezése Szimulációs modell Az eredeti viselkedése Szimuláció a viselkedés imitálására Tényleges viselkedés Értékelés Módosítás Döntés Vége Megvalósítás

4 A modellek csoportosítása Mőködési elvek tekintetében: Az eredeti és a modell közötti hasonlóság alapján a modellek fı kategóriái: szerkezeti modellek ikonos modellek analóg modellek matematikai modellek Más csoportosítás: anyagi (fizikai) modell szimbolikus modell

5 Szimuláció matematikai modellekkel Elsıdleges matematikai modellek: fizikai (pl. statikai, hıtani stb.) modellek, diffegyenletrendszerek algebrai regressziós modellek mérések alapján meghatározott együtthatókkal sztochasztikus modellek (pl. megbízhatóság vizsgálata)

6 Matematikai modell szilárdsági számításhoz Tartószerkezet: Felületszerkezet Rúdszerkezet Modell felépítése: Tartó elemek, kapcsolatok szerkezet Peremfeltételek (kényszerek, erık) Megoldás: elemvégi elmozdulás, igénybevétel Pontos (a modell tekintetében!)

7 Szilárdsági modellezés végeselemekkel Végeselem modell Modell felépítése: Szerkezeti elemek geometriája, Kapcsolatok szerkezet Peremfeltételek (kényszerek, erık) Végeselem hálózat kialakítása, Megoldás: elmozdulás-mezı feszültségmezı, Közelítı!

8 Szimuláció a terméktervezésben A következı kérdéseket kell megválaszolni: 1. Úgy mőködik-e a termék, ahogy terveztük? (mőszaki, ergonómiai stb. funkcióik) 2. Gyártható-e a tervezett mennyiségben, minıségben, áron?

9 Szimuláció a terméktervezésben Szimulációs eljárások a kérdések megválaszolására: 1. A meghibásodási módok és hatások elemzése (FMEA, pl. Ford EU 1626) 2. Anyagi modellek vizsgálata (idealizálástól mentes lehet) 3. Matematikai modellek 4. Végeselem-eljárás 5. Prototípusok, kísérleti vizsgálatok (DOE), félüzemi vizsgálatok

10 6. Gráfok, hálótervek (Meghibásodás, logisztika) 7. Minıségre tervezés (QFD) 8. DfX technikák Szimuláció a terméktervezésben

11 8. DfX technikák Szimuláció a terméktervezésben

12 Szimuláció a terméktervezésben 9. Gyártás és szerelés elemzés, tervezés: DFM, DFA (DFMA, DFAA)

13 Szimuláció a terméktervezésben 9. Gyártás és szerelés elemzés, tervezés: DFM, DFA (DFMA, DFAA)

14 9. Ergonómiai szimuláció - embermodell Szimuláció a terméktervezésben

15 Szimuláció a terméktervezésben 11. Értékelemzés (elıkészítı-, információs-, alkotó-, értékelı-, megvalósító szakasz) 12. Piaci-gazdasági szimuláció (elırejelzések, jövedelmezıség, megtérülés) 13. A termék formájának szimulációja (megjelenítés, látványterv) 14. Társadalmi és etikai szimuláció 15. A környezeti hatások szimulálása

16 Szimuláció a terméktervezésben 15. A környezeti hatások szimulálása

17 Szimuláció a terméktervezésben 15. A környezeti hatások szimulálása életciklus elemzés

18 TERVEZÉSI FOLYAMATOK Konkurens termékfejlesztés A tervezési folyamat legfıbb jellemzıje a termékfejlesztéshez kapcsolódó tevékenységek egyidejő és integrált elvégzése: - tervezési tevékenység - gyártástechnológia - marketing, stb

19 TERVEZÉSI FOLYAMATOK

20 SZÁMÍTÓGÉPPEL SEGÍTETT KONKURENS TERVEZÉS

21 TERMÉKMODELL ELV A számítógépi modellezés korszerő alapgondolata Termékhez kapcsolódó adatok - létrehozásának - feldolgozásának - tárolásának - szemléltetésének eszköze

22 TERMÉKMODELL

23

24 TERMÉKMODELL - aspektus (alkalmazási) modellek összessége Aspektusmodellek: a termékmodell életszakasztól és feldolgozást stól l függf ggı részei INTEGRÁLT TERMÉKMODELL - informáci ció-megosztás s szüks kséges az alábbi területek között konstrukciós s tervezés alak-és s formatervezés analízis mőködési szimuláci ció gyárt rtóeszköz z tervezés gyárt rtás és s szerelés minıségbiztos gbiztosítás vevık

25 A termékmodell komponensei és az aspektus-modellek

26 A terméket jellemzı információk mellet specifikus feldolgozási eljárásokat is magába foglal. A termék kidolgozása során változik. A termékrıl olyan átfogó leírást kell adnia, amelynek alapján korábban nem definiált aspektusmodellek is származtathatók.

27 TERMÉKMODELL Kinyerhetı információ: - termékre vonatkozó specifikáció - a termék strukturális leírása - funkciók, mőködési hatásfolyamatok - a termék geometriai leírása - a terméken megfigyelhetı alaksajátosságok - szerkezeti elemek kapcsolatai - igénybevételek és egyéb származtatott mérnöki jellemzık - fejlesztési költségek, kalkulált kivitelezési költségek - szemléltetés - kivitelezés-orientált információk

28 A termékmodellezés részterületei: aspektusmodell csoportjai

29 A termékmodellezés részterületei (aspektusmodell csoportjai) Követelmény modell Pontrészecs ke halmaz Morfológiai modell CA rajzkészítés Végeselemes elemzı Szerszám tervezés Szimbolikus struktúra Funkció struktúra Drótváz modell Felület modell Struktúra modell Gépészeti tőrés Mőszaki animációs Virtuális valóság Kinematikai szimulációs Viselkedés szimulációs Robotpálya tervezés Öntés tervezés Csontváz geometria Elızetes alakmodell Palást modell Térfogat modell Multimédiás megjelenítés Numerikus optimalizáló Hidegalakítá s Hegesztési modell Fizikai koncepció Alaksajátoss ág Parametrizált modell Nonmanifold Határozatlan modell Helyettesítı modell Gyors prototípus Vizsgálat tervezés Karbantartás tervezés Javítás terv. modell Termékkölts modell Design for X modellek

30 TERMÉKMODELL

31 TERMÉKMODELL

32 TIPIKUS TERMÉKMODELLEK az egyre átfogóbbá váló termékmodell részei Integráltság az egyes modellek közötti informatikai kapcsolatokat le lehet írni: szabványos adatbázis, adatátvitel egyértelmősége Geometriai modell az alakot matematikailag írja le: geometriai elemeket, ezek kapcsolatát és az anyag elhelyezkedését. Geometriai elemek: függvényekkel leírható egyenes és görbe vonalak, sík és görbült felületek. Alaksajátosság modell: valamely alak mőszaki jelentésével és geometriai modelljével kapcsolatos információt tartalmazza. Alkatrész modell: alaksajátosság vagy geometriai modell elemekbıl épül fel, alkalmazás-orientált. Szerelési egység modell: alkatrészek összekapcsolásával jön létre.

33

34 TIPIKUS TERMÉKMODELLEK az egyre átfogóbbá váló termékmodell részei Mechanizmus modell: mozgásképesség és mőködıképesség ellenırzéséhez további információt tartalmaz az alkatrészek kölcsönös elmozdulásának típusáról, lehetıségeirıl. Animációs modell: a modelltérben elhelyezett objektum helyzetének és alakjának programozott idıbeni változtatása fázisok (frame-ek) sorozatán keresztül. Valósághő megjelenítés modellje: a geometriai modellel leírt alak felszínének valósághő leírása; optikai anyagjellemzık, szín, textúra, világítás. Fényforrások definiálása, animálása. A modelleket alkotó elemeket a mőszaki tervezırendszerbe épített eljárások hozzák létre; ezekkel módosítják az adatbázisokat, használják szimulációhoz, megjelenítéshez, dokumentáláshoz. Tervezıi csoportmunka: a modellt a tervezık a csoport többi tagja számára megvitatás céljára közreadják. Módosítási javaslatok: annotációk.

35

36

37 Követelmény rendszer modell Szimbolikus funkció modell Folyamatalapú funkcionális modell Információár amlás alapú modell Számítógépel támogatott vázlatok Csontváz alapú modellek Felület alapú forma modellek Koncepciósajá tosság alapú modellek Szimbolikus struktúra modellek Tulajdonságok gráf-alapú modellje Munkatér modellek Funkcióérték modellek Kapcsolatok gráf-alapú modelljei Petri-háló alapú modellek Minıségi fizikai modellek Mennyiségi fizikai modellek Funkciótan alapú modell Formatan alapú modellek Virtuális valóság megjelenítés Kényszeralapú koncepció modellek

38

39

40

41 A geometriai modellezés fejlıdése

42 A geometriai modellezés fejlıdése

43 A geometriai modellezés fejlıdése

44 A geometriai modellezés fejlıdése Alaksajátosságok geometriai szemlélető értelmezése

45 A termék virtuális prototípusai és azok alkalmazásai

46 A termék virtuális prototípusát alkotó aspektus modellek

47 A termék virtuális prototípusai és azok alkalmazásai

48 A termék virtuális prototípusai és azok alkalmazásai

49 A termék virtuális prototípusai és azok alkalmazásai

50 A termék virtuális prototípusai és azok alkalmazásai

51 A termék virtuális prototípusai és azok alkalmazásai

52 A termék fizikai prototípusai és azok alkalmazásai