Techniki CAx - Politechnika Gdańska

Techniki CAx
dr inż. Michał Michna
1
Politechnika Gdańska
2013/14
Komputerowe techniki
wspomagania projektowania
2
Politechnika Gdańska
2013/14
Techniki Cax - projektowanie
Projektowanie


złożona działalność inżynierska, w której przenikają się
doświadczenie inżynierskie, analiza konstrukcji,
organizacja, analiza kosztów i podejmowanie decyzji
Cel projektowania


opis nowego obiektu - tworzenie modelu obiektu,
umożliwiającego jego bezpośrednią realizację.
Techniki komputerowego wspomagania wytwarzania



3
integracja technik Cax
reengineering – restrukturyzacja, reorganizacja,
modernizacja
Politechnika Gdańska
2013/14
Proces projektowania
Sformułowanie
zadania
Przegląd
możliwych
rozwiązań
• Wyszukiwanie wśród istniejących rozwiązań
• Pomysł – obliczenia szacunkowe
Idealizacja
problemu
• Projektowanie
• Model matematyczny
Analiza modelu
6
• Potrzeba – zadanie techniczne
• Charakterystyki obiektu
Politechnika Gdańska
2013/14
Proces projektowania
Analiza kosztów
Optymalizacja
• Wyszukiwanie ekstremum kryterium przy
zadanych warunkach
Projektowanie
elementów
• Projekt szczegółowy
• Model wirtualny
Dokumentowanie
7
• Wybór kryterium jakości
• Opracowanie dokumentacji technicznej
i technologicznej
Politechnika Gdańska
2013/14
Metody
projektowania
Rozwój procesów
projektowania i
wytwarzania
1. Metody
konwencjonalne
2. Projektowanie
wspomagana
komputerowo
3. Zintegrowane metody
projektowania i
wytwarzania
źródło [1]
8
Politechnika Gdańska
2013/14
Systemy CAx w procesie projektowania
Koncepcja
Projektowanie
Rozwijanie
CAD
Pomysł
Koncepcja
Dokładne modelowanie
elementów
Wytwarzanie
Projektowanie narzędzi
CAM
Rysunki techniczne
Wygląd produktu
Analiza
Wymagania
Modelowanie złożeń
DMU
Sprawdzanie
Wspomaganie wszystkich faz rozwoju produktu przy pomocy
techniki komputerowej
9
Politechnika Gdańska
2013/14
CAE
Zastosowanie komputerów

Tworzenie baz danych



Przechowywanie, przetwarzanie, wyszukiwanie i
prezentacja danych
Przygotowanie dokumentacji technicznej

Konstrukcyjno technologicznej

Produkcyjnej
Możliwość pracy zdalnej/rozproszonej

10
Wykorzystanie sieci Internet oraz Intranet
Politechnika Gdańska
2013/14
Ewolucja komputerowych systemów CAx
1955
Podstawowe Narzędzia (2D)
• Programy FEM – aeronautyka, lotnictwo (program
Apollo)
• Języki programowania APT/NC
1965
Komercjalizacja i upowszechnienie (3D)
• Standardy i normalizacja wymiany danych
• Systemy 2D, 2.5D, 3D
• Sprzężenie systemów graficznych i
obliczeniowych
1975
Integracja
1985
• Złożone systemy 2D/3D zintegrowane
funkcjonalnie
• Sprzężenie CAD/CAP/CAM
• Zarządzanie w konstruowaniu
• Banki danych, Systemy ekspertowe
11
Politechnika Gdańska
1995
2013/14
Koncepcja projektowania współbieżnego
Struktura
funkcjonowania
Koncepcja
produktu
Wymagania
Koncepcja
Komponenty i
oprzyrządowanie
Inżynieria
produkcji
Symulacja
produktu
Analiza
konstrukcyjna
Opracowanie
Prototypowanie
Badania analiza
ocena
Wdrażanie
Udoskonalanie
12
Dokumentacja
Politechnika Gdańska
2013/14
Koncepcja projektowania współbieżnego
Struktura
funkcjonowania
Koncepcja
produktu
Symulacja
produktu
Komponenty i
oprzyrządowanie
Inżynieria
produkcji
Analiza
konstrukcyjna
Prototypowanie
Badania analiza
ocena
Dokumentacja
koncepcja / zapytanie / decyzja
13
Politechnika Gdańska
2013/14
Koncepcja projektowania współbieżnego
Concurrent engineering CE
projektowanie współbieżne
Wytwarzanie konwencjonalne
Projekt wstępny
Koncepcja
produktu
Opracowanie
konstrukcyjne
Doskonalenie i
optymalizacja
Opracowanie
technologiczne
Wytwarzanie i
kontrola
Wytwarzanie w systemie CIM
Konstruowanie
CAD
14
Przygotowanie produkcji
CAP/CAM
Wytwarzanie
CAM/CAQ
Zmniejszenie
pracochłonności o 70%
Politechnika Gdańska
2013/14
Koncepcja projektowania współbieżnego
Konstruowanie
•
•
•
•
FEM
Symulacje
Obliczenia
Systemy ekspertowe
CAD
Przygotowanie
produkcji
• CAP
• CAM
CAQ
Zarządzanie
produkcją
• PPC
• Środki
produkcji
• Koszty/terminy
15
Politechnika Gdańska
2013/14
Zastosowanie narzędzi CAx
Szybkie prototypowanie
Obliczenia i symulacje
Sterowanie jakością
8
13
24
Obróbka NC
36
Dokumentacja
16
52
Politechnika Gdańska
2013/14
Technologie wytwarzania
Rozwój metod i systemów produkcji
Wirtualne
przedsiębiorstwo
CAx, narzędzia
inż.
TQM, MRP II,
narzędzia inż.
TQM, narzędzia
inżynierskie
CAD/CAM,
DNC, robotyka
Gniazda prod.,
CNC, robotyka
Linie
produkcyjne,
automatyzacja
17
Wysoko wydajne wytwarzanie
Współbieżne wytwarzanie
Produkcja na czas
Oszczędne wytwarzanie
Komputerowo wspomagane wytwarzanie
Elastyczne wytwarzanie
Produkcja masowa
XXI wiek
Politechnika Gdańska
2013/14
Techniki CAx - ZALETY

stworzenie produkcji bez barier, minimalizacja
nakładów poniesionych na fazę technologiczną
przygotowania produkcji, zmniejszenie kosztów
wytwarzania i ceny produktów, przy jednoczesnym
zachowaniu wysokiej jakości
18
Politechnika Gdańska
2013/14
Techniki CAx - ZALETY

aby promować swoje produkty niektóre
przedsiębiorstwa występują o certyfikaty zgodności z
normami grupy ISO 9000, których uzyskanie jest
praktycznie niemożliwe bez zastosowania produkcji
z oprogramowaniem CAD/CAP/CAM
19
Politechnika Gdańska
2013/14
Techniki CAx - ZALETY

sieci komputerowe świetnie spełniają funkcję kontroli
stanu procesu produkcyjnego, procesów
pomocniczych i finansowania, gdyż czynności te
wymagają sprawnej wymiany danych miedzy
różnymi systemami informacyjnymi, tzw. wyspami
informacyjnymi
20
Politechnika Gdańska
2013/14
Techniki CAx - WADY

Kompatybilność formatów przechowywania danych

Zaangażowanie i poparcie całej załogi
przedsiębiorstwa

Wymaga wprowadzenia w strukturze funkcjonalnej i
strukturze zatrudnienia
21
Politechnika Gdańska
2013/14
Techniki CAx - WADY

wprowadzenie CIM jest kosztownym
przedsięwzięciem, które podnosi próg rentowności w
firmach; aby było to opłacalne firmy często muszą
zwiększyć poziom produkcji i sprzedaży

długi okres oczekiwania na efekty – od kilku do
kilkunastu miesięcy od wprowadzenia CIM
22
Politechnika Gdańska
2013/14