TERMÉKSZIMULÁCIÓ Modellek, szimuláció TERMÉKMODELL 1-2. hét 2011. február 8.
Összeállította:
Dr. Kovács Zsolt egyetemi tanár
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)
S F
G
Szinkron modell (pl. tervrajz) Diakronikus modell : idıbeni relációk ⇒ viselkedésmodell
A szimuláció folyamata
A tervezési feladat meghatározása Az eredeti
Az eredeti tervezése
Az eredeti viselkedése
Szimulációs modell
Szimuláció a viselkedés imitálására
Tényleges viselkedés
Értékelés Módosítás
Vége Döntés
Megvalósítás
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
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)
Matematikai modell szilárdsági számításhoz Modell felépítése: Tartó elemek, kapcsolatok→ →szerkezet Tartószerkezet: Felületszerkezet Rúdszerkezet
Peremfeltételek (kényszerek, erık) Megoldás: elemvégi elmozdulás, igénybevétel
Pontos (a modell tekintetében!)
Szilárdsági modellezés végeselemekkel
Végeselem modell Modell felépítése: Szerkezeti elemek geometriája, Kapcsolatok→ szerkezet Peremfeltételek (kényszerek, erık) Végeselem hálózat kialakítása, Megoldás: elmozdulás-mezı feszültségmezı,
Közelítı!
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?
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
Szimuláció a terméktervezésben 6. Gráfok, hálótervek (Meghibásodás, logisztika) 7. Minıségre tervezés (QFD) 8. DfX technikák
Szimuláció a terméktervezésben 8. DfX technikák
Szimuláció a terméktervezésben 9. Gyártás és szerelés elemzés, tervezés: DFM, DFA (DFMA, DFAA)
Szimuláció a terméktervezésben 9. Gyártás és szerelés elemzés, tervezés: DFM, DFA (DFMA, DFAA)
Szimuláció a terméktervezésben 9. Ergonómiai szimuláció embermodell
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
Szimuláció a terméktervezésben 15. A környezeti hatások szimulálása
Szimuláció a terméktervezésben 15. A környezeti hatások szimulálása – életciklus elemzés
TERVEZÉSI FOLYAMATOK Konkurens termékfejlesztés A tervezési folyamat legfıbb jellemzıje a termékfejlesztéshez kapcsolódó tevékenységek egyidejő és integrált elvégzése: - tervezési tevékenység - gyártástechnológia - marketing, stb
TERVEZÉSI FOLYAMATOK
SZÁMÍTÓGÉPPEL SEGÍTETT KONKURENS TERVEZÉS
TERMÉKMODELL ELV A számítógépi modellezés korszerő alapgondolata
Termékhez kapcsolódó adatok - létrehozásának - feldolgozásának - tárolásának - szemléltetésének eszköze
TERMÉKMODELL
TERMÉKMODELL - aspektus (alkalmazási) modellek összessége Aspektusmodellek: a termékmodell életszakasztól és feldolgozástól függı részei → INTEGRÁLT TERMÉKMODELL - információ-megosztás szükséges az alábbi területek között konstrukciós tervezés alak-és formatervezés analízis mőködési szimuláció gyártóeszköz tervezés gyártás és szerelés minıségbiztosítás vevık
A termékmodell komponensei és az aspektus-modellek
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.
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
A termékmodellezés részterületei: aspektusmodell csoportjai
A termékmodellezés részterületei (aspektusmodell csoportjai)
Követelmény modell
Pontrészecs ke halmaz
Morfológiai modell
CA rajzkészítés
Végeselemes elemzı
Szerszám tervezés
Szimbolikus struktúra
Drótváz modell
Struktúra modell
Mőszaki animációs
Kinematikai szimulációs
Robotpálya tervezés
Funkció struktúra
Felület modell
Gépészeti tőrés
Virtuális valóság
Viselkedés szimulációs
Öntés tervezés
Csontváz geometria
Palást modell
Multimédiás megjelenítés
Numerikus optimalizáló
Hidegalakítá s
Elızetes alakmodell
Térfogat modell
Hegesztési modell
Fizikai koncepció
Alaksajátoss ág
Gyors prototípus
Parametrizált modell
Vizsgálat tervezés
Nonmanifold Határozatlan modell Helyettesítı modell
Karbantartás tervezés Javítás terv. modell Termékkölts modell Design for X modellek
TERMÉKMODELL
TERMÉKMODELL
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.
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.
Követelmény rendszer modell
Számítógépel támogatott vázlatok
Szimbolikus struktúra modellek
Kapcsolatok gráf-alapú modelljei
Szimbolikus funkció modell
Csontváz alapú modellek
Tulajdonságok gráf-alapú modellje
Petri-háló alapú modellek
Folyamatalapú funkcionális modell
Felület alapú forma modellek
Munkatér modellek
Minıségi fizikai modellek
Koncepciósajá tosság alapú modellek
Funkcióérték modellek
Mennyiségi fizikai modellek
Információár amlás alapú modell Funkciótan alapú modell
Formatan alapú modellek Virtuális valóság megjelenítés
Kényszeralapú koncepció modellek
A geometriai modellezés fejlıdése
A geometriai modellezés fejlıdése
A geometriai modellezés fejlıdése
A geometriai modellezés fejlıdése
Alaksajátosságok geometriai szemlélető értelmezése
A termék virtuális prototípusai és azok alkalmazásai
A termék virtuális prototípusát alkotó aspektus modellek
A termék virtuális prototípusai és azok alkalmazásai
A termék virtuális prototípusai és azok alkalmazásai
A termék virtuális prototípusai és azok alkalmazásai
A termék virtuális prototípusai és azok alkalmazásai
A termék virtuális prototípusai és azok alkalmazásai
A termék fizikai prototípusai és azok alkalmazásai
