Počítačová podpora CA systémy a technológie Stručný pohľad na informačné systémy (ICT): Databázové systémy, CA systémy, Expertné systémy /fuzzy ES,

Počítačová podpora

CA systémy a technológie

Stručný pohľad na informačné systémy (ICT):

Databázové systémy,

CA systémy,

Expertné systémy /fuzzy ES, .../

Hybridné systémy, ....

Nie je nutné každý problém riešiť prostredníctvom CA/napr. ak stačí intuícia, papier a ceruzka/

Stručný pohľad na voľbu ICT:Ako vybrať vhodný IS ?

Prečo je ťažké túto otázku zodpovedať ? Veď

existuje nepreberné množstvo IS. Čo je lepšie systémy šité

na mieru alebo štandardné riešenia ?



Napriek nasadeniu /implementácii/ „najlepších“ a aj najdrahších IS sa očakávania do nich nie vždy splnili. /PC Revue 7/2002 /

PREČO ?

Je potrebné vyhodnotenie súčasného aplikačného stavu a určenie jeho potenciálu, náročnosti na náklady, konkurencieschopnosti /?!/ a budúceho využitia. Pokryť špeciálne procesy štandardným riešením /je

dostupné ihneď/ môže byť problém.



Komplexné digitálne spracovanie technickej dokumentácie a realizácia inžinierskych výpočtov:

- Vektorizácia výkresovej dokumentácie ↓- OCR spracovanie textovej dokumentácie ↓

Všeobecná charakteristika a rozdelenie CAx:- Pohľad na CAPP systémy ->/Sysklass/,- Pohľad na CAE systémy (FEM,...) -> /MarcDesigner

princípy FEM, AutodeskInventor/,- Pohľad na CAQ, ...

Stručné rozdelenie CA systémov:

- CAD /computer aided design/

- CAE /computer aided engineering/

- CAPP /computer process planning/

- CAM /computer aided manufacturing/

- CAA /computer aided assembling/

- CAQ /computer aided quality/

- CAL /computer aided logistics/

- CAT /computer aided testing/

- CIM /computer integrated manufacturing/

- PLM /product lifecycle management/

- kombinácie systémov

MARC/AutoForge,

SuperForge,

SuperForm,

Deform I, II

Forge 2, 3 ,

Autodesk Inventor,

...

Výrobný proces - etapy:Predvýrobné,

• výskum /základný, aplikovaný/, vývoj,

• TPV:

KPV - konštrukčná príprava výroby,

TgPV - technologická príprava výroby.

Výrobné,

Povýrobné.



Charakter výroby z hľadiska automatizácie:

Automatizovaná,• úplne,

• čiastočne.

Neautomatizovaná /konvenčná/.



Charakter výrobného procesu z hľadiska počítačovej podpory:s počítačovou podporou,

• úplnou /?/ ,• čiastočnou.

bez počítačovej podpory /?/ .

Paradigma kvalitnej realizácie výrobného procesu:/ manažment vstupných i výstupných informácií / získanie, spracovanie, filtrácia...

Charakter informácie:Konvenčná,digitálna /nutná podmienka nasadenia CAx/.



PLM, PDM, CIM



Proceedings of DETC2000The 5th Design For Manufacturing Conference

The 2000 ASME Design Engineering Technical ConferencesSeptember 10-13, 2000 in Baltimore, Maryland

DETC2000/DFM-14009

Information Modeling of Conceptual Process Planning Integrated with Conceptual Design

Shaw C. Feng and Eugene Y. Song

Manufacturing Engineering LaboratoryNational Institute of Standards and Technology

Gaithersburg, MD 20899

Computer-aided tools for integrated conceptual design and process planning are

still far from being satisfactory in real-world applications !?

PLM, PDM, CIM



Dôvod aplikácie, napr: skvalitnenie digitálnej komunikácie v rámci návrhu a plánovania procesu

PLM, PLC, CIM



Waldner, Jean-Baptiste (September, 1992). Principles of Computer-Integrated Manufacturing . London: John Wiley & Sons. pp. 128-p132. ISBN 0-471-93450-X.

CE /Concurrent engineering/



http://www.globaldenso.com/INVESTORS/f-info/annual/2004/denso.html /full article/

http://en.wikipedia.org/wiki/Concurrent_engineering

Integrácia CA systémov

Rovnocenné zastúpenie počítačovej podpory vo všetkých etapách v rámci TPV



Formáty prenosu dát: http://fstroj.utc.sk/journal/sk/52/52.htm

Integrácia CA systémov - CIM



Digitálny podnik (digital factory) – pokrýva celú škálu virtuálnej

prípravy výroby ?!(Technika a trh 7-8/2010)

Simulační programy samy neřídi výrobu,ale napohámají rozhodnutím pro změny ve výrobním procesu(Technika a trh 7-8/2010)

CA systémy a databázy /ICT systémy/CA systémy a technológie

Cost Estimates to Guide Pre-selection of Processes A. M. K. Esawi and M. F. Ashby*

Mechanical Engineering Department, The American University in Cairo, 113 Kasr El Aini St., P.O. Box 2511, Cairo 11511, Egypt

*Engineering Design Centre, Cambridge University Engineering Department, Trumpington Street, Cambridge CB2 1PZ, UK

January, 2003 ABSTRACT A process is a method of shaping, joining or surface-treating a material. Process selection has threesteps. The first is to identify, from the “menu” of all available processes, the subset which can give a chosen material to the desired shape with the desired detail, precision and finish. The second is to choose, from among these, the ones that will do so at the lowest cost. The final step is to investigate the most promising processes in depth, exploring considerations such as availability, in-house experience, safety and environmental issues. The first two steps can be thought of as process pre-selection. Components have to be assembled and finished to create products. Here too, the ability to rank by cost, however crudely, helps guide pre-selection.Cost models are reviewed from the perspective of material and process selection. An approximate model is useful provided it has generality – that is, it must allow comparison of very different processes.Many approaches fail in this. One that works, based on resource consumption, is developed here and its use for selection is illustrated. It has been implemented as part of a tool that allows rapid pre-selection from a database of 112 processes. 1. Process pre-selection. A process, in the sense used in this paper, is a method for shaping, joining or surface-treating a material. There are many processes, each with its own characterising attributes: the materials with which it is compatible, the shapes it can make, the features it can create, and so forth. Process selection is the act of identifying, from among these, the process best suited to meet the requirements of a design. . . 3. Cost modelling for selecting shaping processes. 3.1 The aims of the model In manufacture, materials are shaped, joined and finished to create products. There are many different ways of creating shape, some using solid-state methods, some liquid state and a few the vapour state. From a practical standpoint it is helpful to classify them under the following seven headings: • Vapour deposition methods such as CVD and PVD. • Casting, the traditional way of shaping metals from the liquid state. • Moulding, used to shape polymers and glasses. • Powder methods, used to shape both metals and ceramics. • Deformation processing, such as forging and rolling, exploiting the plasticity of metals. • Machining, shaping by cutting, can be used to shape almost any material. • Composite forming, special methods developed to shape continuous fibre composites. COST paper Jan 2003 AMKE and MFA, 26/02/03

?!

Vo firme redukcia procesov vzhľadom k strojovému parku /v

rámci kooperácie možno nie/

Cena je odrazom kvality, normy spotreby

času a materiálu

?!

„Kvalitné údaje sú najcennejšie aktívum“„Vyhľadávanie vedomostí v záplave

informácií“Infoware 6-7/ 2010

Databázy a manažment informácií:

zhromaždenie a skladovanie,

filtrácia a triedenie, aplikácia jazyka SQL.

(SQL methods – select, group, ... /ISO/IEC 9075-1:2011 - standard/)

IBM-DB2,

Oracle,

Informix,

Sybase,

InterBase,

MySQL,

dBASE, Paradox, ….

MS Excel, Access /kompatibilné !!!/, ...

CA systémy a databázyCA systémy a technológie

CA systémy a databázy

Informačný systém môžeme považovať za nástroj zberu, udržiavania, spracovania a poskytovania informácií. /Infoware 3/2011 /

Je to pravda ?

Výber databázy pre informačný systém je podmienený:

• množstvom spracovávaných dát /klient, server/,

• udržba, kompatibilita,

• účel /úložisko dát – dátový sklad, modifikovateľnosť/, cena.


Expertné systémy majú

odlišný charakter

CA systémy a databázy

Databáza – súbor dát odrážajúci charakter objektu ,resp. subjektu /sklad materiálu, zoznam študentov, …./.

Môže byť:

prázdna, jednotabuľková, n-tabuľkovárelačnáMultidimenzionálna

/DATABASE vs. TABLE/

Väzby medzi entitami:1 : 1 /operátor – stroj, vodič - automobil/1 : N /administrátor – počítače v sieti, moslim - manželky/M : N /šesť manažerov – šiesti technológovia (šiesti robotníci)/

Relačné databázyRelácia – tabulka skladajúca sa zo stĺpcov a riadkov.Stĺpce sú prezentáciou jednotlivých, možných vlastností /atribútov/ entity /prvku/. Riadok představuje aktuálny stav entity

Design relačných tabuliek je kľúčový faktor vyvarovania sa potenciálních problémov !!!


CA systémy a databázy CA systémy a technológie

CA systémy a databázy - indexácia

Technická príprava výroby

CA systémy a databázy – dátove skladyCA systémy a technológie

CA systémy a databázy- multidimenzionálne databázy


Integrovaná databáza


Vzájomná previazanosť úsekov TPV

Integrácia CA systémov

/je možné využiť princípy ES/

„CIM, PDM“


Technik zostáva v kľúčovej pozícii

?!

Integrácia CA systémov – Ponukové konanie

Aplikovanie metódy FMEA

Kumulácia informácií


Možnosť aplikovania metód jazyka SQL

Analýza informácií

Dynamická klasifikácia na základe analýzy materiálu, rozmerov, tvaru, hmotnosti, veľkosti série, a pod..

Aplikácia skupinovej technológie - GT /group technology methods /

v rámci CAPP systémov


Výber vhodného CA systému Informačné systémy už nepredstavujú strategickú výhodu

Širokospektrálne nasadenie IS v priemyselných podnikoch predstavuje ich

transformáciu na štandardnú komoditu

IS sú nevyhnutnou súčasťou realizácie výrobného procesu, ich význam však

korešponduje s významom iných komponentov /stroje, manipulačné zariadenia,.../,

Špeciálny IS môže byť zvažovaný v prípade simulácie konkretného druhu

procesu.Manažmet dokumentácie, riadenie kvality, kreslenie produktu nevyžadujú vo

všeobecnosti špecifické CA sytémy (princípy sú pri všetkých typoch technológií podobné).

Kľúčová otázka : “ Prečo“ implementovať nový IS“ by mala mať jednoznačnú odpoveď a nie všeobecnú

Predpoklad: “ Žiadný IS nesplní všetky požadované

kritéria “ ?!?

Kritéria výberu CA systému - kompatibilita


Analýza dátového prenosu medzi jednotlivými platformami

/interný formát vs. formát pre export /

Kritéria výberu CA systému- združené technológie


Zvýšené požiadavky na investície

Nutnosť širokospektrálneho

zaškoleniaSpustiť videohttp://www.youtube.com/watch?v=volLdsf4T1E&feature=relmfu

Archivácia digitálnych dát

Digitálna cesta spracovania papierovej dokumentácie


Skenovanie papierovej dokumentácie

Rastrová editácia

- editácia základných entít v rastrovom tvare

Hybridné výkresy

-kreslenie v CAD systéme vektorovým

spôsobom na podsvietenom naskenovanom

výkrese

Vektorizácia

- prevod rastrového tvaru do vektorového

tvaru

CAD výkresy

- kreslenie v CAD systéme vektorovým

spôsobom

CAQ systémyriadenie procesu s aspektom na kvalitu

Regulačný /Shewartov/ diagramISO 8258:1991

CAQ systémyriadenie procesu s aspektom na kvalitu

Doplnkové moduly CAQ v rámci MS Excel

Aplikovanie metódy SixSigma: http://www.msys.sk/six-sigma.htm

CAE systémy - štruktúraTechnická príprava výroby

Princíp CAE systémov –– teoretický úvod – FEM /FEA/

Rozdelenie kontinua na množstvo konečných prvkov FEM

Element v rámci FEM / MKP

Definovanie základného

elementu/ prvku

Ilustratívna schéma definície nástroja a polotovaru

Pohyblivá časť tvárniaceho nástroja

Pevná časť tvárniaceho nástroja

Vstupný polovýrobok

Interpolačné funkcie premiestnenia

elementu/U – vektor so všetkými

stupňami voľnosti/

Princíp CAE systémov –– teoretický úvod – FEM /FEA/

Marc/Autoforge/Mentat -pracovné prostredie

Koordinačný systém

Príkazový riadok

Manipulácia s pracovnou plochou

Manipulácia s pracovnou plochou

Využitie CAE systému– Marc/AutoForge Výsledok simulácie tvárnenia súčiastky

The aim of TPP

Charakteristika CAE systémov – s aspektom na proces tvárnenia /Marc AutoForge, MSC SuperForm/


Softvérový nástroj pre simuláciu

výroby

Získanie výhod pri navrhovaní a výrobe komponentov:

-redukcia času-redukcia ceny pri návrhu nástroja-redukcia materiálových požiadaviek-zvýšenie výrobnej kvality-redukcia výrobnej ceny



Práca s vlastnou CAD geometriou

Možnosť komunikácie pomocou viacerých formátov:IGES, ACIS, VDFS, DXF atď.



Umožnené ľahké modelovanie

zložitých tvárniacich procesovako celku

Dostupnosť relevantných materiálových vlastností v

závislosti od teploty



Vyhodnotenie procesu Potrebné informácie

Tečenie materiáluRozloženie napätíDeformačná rýchlosťRozptyl teplôtRozloženie deformáciíŠírenie trhlínOvplyvnenie štruktúrySila, tlakVyplnenie tvaruNapätie v nástroji,chyby nástroja



Informácie dostupné v každom

čase počas procesu



Zohľadnenie elasticity súčiastky aj nástroja



Integrovaná 2D a 3D analýza,Zmena z 2D na 3D

v ľubovoľnom čase počas simulácie procesu



Plne automatizované sieťovanieumožňujúce simuláciu bližšiu

realite



Hlbší pohľad na výrobný proces



Kovanie, valcovanie, delenie materiálu,

obrábanie

Automatický remeshing



Nové prvky systému:

Databáza nástrojov a mazacích

olejov,

Plávajúce zápustky,

Sprievodca tvorbou modelu a

nastavením analýzy,

Presieťovanie zložitej geometrie,

Vyššia rýchlosť analýzy,



Posun v 3D modelovaní procesu

Aplikovanie metódy konečných

objemov:

Eliminácia presieťovania

/remeshing-u/ aplikovaním „finite

volume mesh“

Redukcia výpočtového času

(dni/hodiny na hodiny/minúty)

Kvalita výstupu je aj naďalej

podmienená kvalitou

vstupov !!!Virtuálnepredkovky

Virtuálnefinálne tvary

/pred obstrihom výronku/

Princíp CAE systémov –– teoretický úvod – Metoda konečných objemov (Finite Volume Method - FVM)

- sieť konečných objemov /finite volume mesh/,- implementácia v rámci obj. tvárnenia, zlievania z dôvodu, že FEM neposkytuje v tejto oblasti najvyšší štandard /spotreba času, presnosť/,

Informatívne poznatky vo vzťahu k FVM:

Zdroj: Slagter, Florie, Venis: Advanced in 3-D forging process modeling, MSC.Software Corporation, Netherlands

V = f (x,y,z) «=» S = f (x,y,z)

Zjednušen

á aproximá

cia



Aké CA systémy môžu byť aplikované v rámci výrobného

procesu ?

CA x



CA x

Documents

Počítačová podpora CA systémy a technológie Stručný pohľad na informačné systémy (ICT): Databázové systémy, CA systémy, Expertné systémy /fuzzy ES,