14. Računalno projektiranje tehnoloških procesa - CAPP kao dio Inteligentne

proizvodnje

Računalno projektiranje tehnoloških procesaComputer-aided process planning (CAPP)

• Proces planiranja (PTP) – radno intenzivna aktivnost, bazirana na iskustvu, vještinama i intuiciji,

• Često previsoki proizvodni troškovi, kašnjenja, greške i nestandardni procesi,• Povećanje kvalitete, smanjenje vodećeg vremena i troškova ili povećanje

produktivnosti >>> CAPP

Tradicionalni pristup PTP:• proučavanje tehničke dokumentacije, proizvodnih specifikacija,• traženje sličnih pozicija ili značajki,• korištenje standardnih podataka, priručnika (standardi toleranci, oznaka materijala), površinske hrapavosti, specifikacije opreme, režimi obrade, itd.)

Razdioba vremena projektanta PTP

• 15% tehničko odlučivanje,• 40% proračun i nalaženje podataka• 45% priprema teksta i dokumentacije.

Nedostaci klasičnog pristupa PTP

• Proizvodna logika je individualna – pohranjena u mišljenju planera >>> baza znanja

• Radno intenzivan proces, često mora biti skraćen ili zamijenjen intuicijom,

• Rezultati često necjeloviti ili nekonzistentni,• Predprozvodno vodeće vrijeme se prekoračuje,• Proizvodni podaci često zastarjeli.

Korak 1. CAPP- Informatizacija –baze podataka

• PC: Pohrana, dohvat podataka, brzina, preciznost, priprema za print, sortiranje, ne zna kako RAZMIŠLJATI !!!

• Iskoristiti snagu stroja, ostaviti slobodu planeru za tehnički rad,

• Omogućiti planeru da radi što najbolje može (povećanje produktivnosti 600%), više vremena evaluaciji alternativa-varijanti

• Upravljanje bazama podataka složen računalni posao

CAPP korak 2. – Varijantni pristup

Tradicionalni pristup:• Proučiti crtež,• Identificirati slične pozicije u prošlosti (obično uz memorije), ispitati

planove procesa za te slične pozicije i adaptirati ili modificirati ih shodno promatranoj poziciji.

Varijantni pristup:• Slično tradicionalnom manuelnom pristupu, izuzimanje postojećeg plana

za sličnu poziciju iz računalne baze podataka procesa.• Derivirano uz skupnih tehnologija, pozicije su klasificirane i kodirane u

familije pozicija;familija pozicija:pozicije sa atributima dovoljno sličnim zajedničkoj proizvodnoj metodi za sve njih;za svakog člana, standardni procesni plan, koji uključuje sve moguće operacije za familiju, pohranjen je u sustavu;

• Standardni plan se uzima i editira za novu poziciju,• Kvaliteta procesa još zavisi o background znanju procesnog planera

Prednosti varijantnog procesa

• Upotreba postojećih proizvodnih podataka i ekspertize• Oslobađa planera rutinskih aktivnosti,• Primjena na sve tipove proizvodnje,• Mogućnost nadogradnje promijenjenih proizvodnih tehnologija za nove i

stare pozicije,• Uključenje standarda tvrtki,• Procesni plan kompletira poziciju (sve tipove procesa kao montažu, bojanje,

sklsadištenje, marketing, itd)• Najveća ušteda u pripremnoj fazi projektiranja.

Korak 2.1 Kreiranje porodice pozicija

• Alat “proizvodni dijagram toka”;planovi procesa u matričnoj formi, na jednoj strani lista sredstava, na drugoj lista pozicija: kada pozicija koristi stroj, staviti X.

• Izrada klasifikacijskog sustava – profesionalni zadatak• Svaka klasifikacija ima svoju svrhu (za projektante, planere procesa i sl.)• Posao klasifikacije postaje postaje najkritičniji u implementaciji varijantnog

sustava >> razvijen računalni klasifikacijski sustav, radi na principu dijaloga;kreirano kao stablo odlučivanja, slijedeće pitanje zavisi o odgovoru na prethodno:

Da li je komponenta rotacijska? Koji je najveći promjer? Koja je najveća duljina? Da li se mijenja rotacijska forma? Da li je os rotacije threaded?

• Na odgovor, računalo pridružuje kodni broj poziciji i povezuje ga sa imenom pozicije i brojem crteža;računalo vraća pozicije koje pripadaju tom klasifikacijskom broju.

CAPP Korak 3: Varijantni pristup

• Klasifikacijski sustav varijantnog pristupa je krut;kada se kreira, veoma teško ga je mijenjati iako se grane mogu dodati,

• Klasifikacijski sustav je kompromis između značajki i parametara koji određuju klasifikacijski broj i broja znamenki u broju

• Računalna klasifikacija, bazirana na “decision tree” omogućuje fleksibilnost ali kada se radi rearanžman familija, cjelovita reorganizacija master procesnih planova se radi

Korak 3.1 Stablo zaključivanja

• omjer L/D• točnost• lokacijska toleranca • promjer• process• IF/THEN, AND

Korak 4.1 Tablica zaključivanja

L/D <2 T T T F F F F

l/D >2 F F T T T T T

Točnost i toleranca < 0,25

T T F F T F

Točnost i toleranca > 0,25

F F T T F T

Lokacijska toleranca < 0,3

F F T F T F

Lokacijska toleranca > 0,3

Promjer < FI 15

Promjer > FI 15

CAPP korak 4 Generativni pristup

• Tehnološki algoritmi,• Logika odlučivanja• Formule i bazni geometrijski podaci• Potupno automatsko generiranje planova• Kompleksan i težak za razvoj• IT stručnjaci razvijaju okvir, a ne sadržaj SW

CAPP korak 5: Semi-generativni pristup

• Kombinacija varijantnog i generativnog• Logika odlučivanja, formule tehnološki algoritmi, geometrija ugrađeni u

sustav• Prvo radi kao varijantni• U završnici razrade procesa, koracio generativnog modificirani

EVOLUCIJSKIPUT PLANIRANJA

Manualna klasifikacija Računalno vođeni procesni planovi Varijantni CAPP Generativni CAPP Dinamički, generativni CAPP

CAPP, CAPE

• design , simulacija i programiranje robota• analiza pakiranja, montaže i održavanja• mjerenja, analiza proizvodnih toleranci• generiranje proizvodnog procesa i NC putanja• design i simulacija proizvodnih sustava

Projektiranje tehnoloških procesa 2007/2008

PRIMJENA CAPP Softvera...HMS, USA• Boeing, Mc Donell Douglas, British Aerospace Military Aircraft• John Deere

TECHNOMATIX (UGS), ISRAEL ****• Carl Zeiss, ABB, Černobil• Honda, Isuzu, Mazda, Subaru, Mitshubishi, Nissan, Toyota• Ford, BMW, FIAT, PSA, GM, Renault, Iveco, Rover• US Aerospace Corp.

• EASYWORKS, USA• ProPlanner, USA ***• DELMIA, IBM• PLM Siemens, Siemens

Projektiranje tehnoloških procesa 2007/2008

UŠTEDE CAPP-a

•10 % uštede u direktnom radu•4 % ušteda u materijalu•10% ušteda u otpadu•12 % ušteda u obradi•58 % smanjenja planiranja

DA ZAKLJUČIMO...

• CAPP još uvijek većinom u velikim i bogatim sustavima• CAPP u interakciji CAM, CAD, CAQ, MM• organizacija prilagođena CIM-u• jednostavniji oblici izradaka• baza operacija skučena• veze na SW IDEAS, SAP, UGS, CATIA, SOLIDWORKS• 10 god. Projekt BMS

budućnost :

inteligencija proizvodu ? (Ueda, Japan)

Značajke BMS-a :

• Svi elementi proizvodnog sustava (materijal, alat, strojevi, transportni uređaji, testna oprema, roboti usporedivi sa AUTONOMNIM ORGANIZMIMA

• Objekt proizvodnje, radni materijal koji posjeduje DNA tip informacija razvijat će se od materijal-dio-proizvod

• Ostali elementi proizvodna oprema sudjelovat će “dizanjem” radnog materijala upotrebom BN informacija; oprema odgovara na informacije materijala: KAMO ŽELI IĆI, GDJE ŽELI BITI STANJEN, GDJE ĆE SE MJERITI, GDJE ĆE BITI DOTAKNUT itd

• Proizvod zadržava DNA tip informacija, inteligencija kao BN tip će se razvijati

• Proizvod može se baviti reciklažom, stvaranjem designa, općiti sa okolinom itd

TIPOVI INFORMACIJA• DNA hereditarno• BN varijabilno