Curs Conceptie Integrata

1.CONCEPIA INTEGRAT DE REALIZARE A UNUI PRODUS TEHNIC

1.1 Domeniile concepiei integrate

n contextul evoluiei industriale actuale i a concurenei acerbe n toate domeniile, concepia integrat a produselor aduce mari servicii calitii produselor i competitivitii firmelor implicate ntr-un asemenea demers. Concepia asistat, cu componentele sale din domeniul ingineriei: CAD CAM CAE, prin conexiunile sale cu celelalte domenii inginereti, obine informaii deosebit de importante, dificil de obinut pe cale pur abstract. n cadrul concepiei asistate de calculator, descrierea obiectelor geometrice cu forme complexe necesit o anumit reprezentare n scopul recunoaterii i identificrii formelor uzuale cu care este obinuit n realitate omul. Astfel a aprut ideea de concepie integrat.

n concepia integrat a produselor sunt folosite medii de proiectare asistate, utilizate n elaborarea desenelor de execuie i ansamblu (2D) i a modelelor tridimensionale (3D). Aceste instrumente puternice pot fi adaptate oricrei categorii de aplicaii grafice, fiind mult mai precise dect metodele tradiionale. Prin utilizarea unor asemenea instrumente se creeaz nu numai simple modele ci adevrate baze de date n care informaiile stocate pot fi refcute i analizate pentru elaborarea rapoartelor, devizelor, studiilor de eficien a cheltuielilor, fiierelor de date pentru comanda mainilor-unelte etc., ele putnd fi utilizate n produse software specializate n diverse domenii (tehnic, economic etc.)

n ultimii ani au aprut i s-au dezvoltat medii de proiectare asistat avansate n care, alturi de modulele clasice de proiectare sunt implementate o serie de module destinate simulrilor i optimizrilor att a modelelor proiectate cat i a proceselor tehnologice care concur la obinerea acestora.

Firmele au descoperit c recuperarea investiiilor prin aplicarea tehnologiei de simulare interactiv a unui produs pentru crearea de baze de date vizuale pentru CAD CAM CAE i a geometriei design-ului industrial este cel mai eficace instrument de analiz i evaluare. Simularea unui sistem sau a unui produs nainte de a fi fabricat sau construit permite realizarea de economii substaniale la costurile privind ncercrile, erorile de concepie i rebuturile, ca i la cheltuielile care se impun la modificrile constructive cerute de beneficiar. n cazul sistemelor i instalaiilor existente, simularea permite ameliorarea performanelor prin adaptarea unor soluii ce pot fi ncercate fr oprirea acestora.

n prezent prin concepia integrat nu se nelege numai modelarea unui produs i a proceselor tehnologice ce concur la obinerea acestuia, ci modelarea i simularea unor medii similare celor n care acesta va funciona.

Se consider patru mari direcii n concepia integrat, indiferent de natura produsului proiectat: Modelare produs, Modelarea/simularea mediului tehnologic, Modelarea/simularea mediului de lucru, Prezentarea produsului. Practic tendinele actuale sunt de a crea produse virtuale simulate i verificate n medii virtuale realizndu-se astfel economii substaniale care n mod tradiional nu pot fi evitate n faza de concepie i realizare. Un alt mare avantaj l constituie diminuarea timpului necesar realizrii produsului respectiv.

pdfMachine - is a pdf writer that produces quality PDF files with ease! Get yours now!

Thank you very much! I can use Acrobat Distiller or the Acrobat PDFWriter but I consider your product a lot easier to use and much preferable to Adobe's" A.Sarras - USA

Fig.1.1 Schema Conceptie Integrat



n concepia integrat n domeniul ingineriei mecanice prin modelare se nelege concepia din punct de vedere geometric i tehnologic a diferitelor entiti tehnice care

concur la definirea produselor i sistemelor tehnologice. n modelarea unui sistem tehnologic se desprind trei mari direcii care vor fi

prezentate n cele ce urmeaz. Prima direcie concepie / modelare / proiectare reprezint etapa n care sunt

realizate modelele tridimensionale pentru diverse piese sau ansambluri. Sunt utilizate medii de proiectare avansat de tip CAD (Computer Aided Design) care pun la dispoziia utilizatorului instrumente necesare modelrii solidelor (Fig.1.2).

a. Ansamblul motorului hidraulic

b. Piese componente: capac; corp; piston

c. Ansamblul robotului industrial

Fig.1.2 Exemple de modele 3D

n concepia integrat practic se pornete de la simple schie ale pieselor ce urmeaz a fi modelate ca solide. n acest scop n mediile de proiectare avansat s-au dezvoltat o serie de comenzi specifice realizrii schielor grupate sub forma unor module dedicate. Practic n sistemele de tip CAD s-a implementat filozofia concepiei inginereti. Se pleac de la o schia executat liber (Fig.1.3), dup care se modific din punct de vedere dimensional (Fig.1.4) i se genereaz un model 3D pentru piesa respectiv. Urmtorul pas const n generarea desenelor de execuie, sistemele CAD punnd la dispoziia utilizatorului module specializate pentru generarea desenelor 2D pe baza modelelor 3D.

Programele de proiectare asistat (de exemplu: Catia, Proengineer, UniGraphics) sunt gndite i concepute pentru a veni n sprijinul inginerului proiectant n sensul limitrii timpului destinat desenrii efective i n avantajul timpului destinat concepiei. De asemenea instrumentele de vizualizare a modelelor generate ofer posibilitatea nelegerii rapide a pieselor desenate.



Fig.1.3 Schia desenat liber

Fig.1.4 Schia constrnsa dimensional

Fig.1.5 Desen de execuie

O a doua direcie const n concepia, modelarea i proiectarea mediului tehnologic, care la rndul sau are dou direcii bine definite.

n concepia integrat nu este important doar definirea/proiectarea unei piese sau a unui ansamblu, ci i concepia integrat pe calculator a proceselor tehnologice (degroare, finisare etc.) necesare obinerii piesei finale. Acestea sunt executate pe maini-unelte cu comand numeric prin operaii specifice de frezare, strunjire, gurire etc. n momentul actual exist o serie de programe dedicate exclusiv generrii automate a fiierelor de comand numeric specifice diferitelor tipuri de maini-unelte/ centre de prelucrare. Astfel de programe sunt livrate o dat cu maina unealt. De asemeni mediile de proiectare avansat CAD/CAM/CAE au module de generare a fiierelor CN n formate standardizate (Fig.1.7), acestea putnd fi adaptate uor diferitelor tipuri de maini-unelte i centre de prelucrare. Utilizarea unor asemenea medii prezint marele avantaj c pun la dispoziia inginerului tehnolog o varietate foarte mare de date (de exemplu n CATIA V5 pentru operaii de frezare i gurire exist posibilitatea alegerii unor maini cu 5 axe CN). Sunt predefinite biblioteci de scule cu parametrii deja setai, specifice diferitelor tipuri de operaii (Fig.1.6).

Fig.1.6 Exemple de scule predefinite.

Un alt mare avantaj const n folosirea modelelor tridimensionale n procesul tehnologic, i realizarea unor simulri pentru verificarea corectitudinii programului pentru comanda numeric (Fig.1.7).



a. Simulare prelucrare prin frezare b. Program CN generat Fig.1.7 Simularea frezrii.

O alt operaie foarte important n concepia mediului tehnologic l reprezint modelarea tridimensional a liniei de fabricaie, celula flexibil etc. Acest lucru implic modelarea dispozitivelor, modelarea mainilor-unelte, centrelor de prelucrare, liniilor de transport, transfer, alimentare cu piese/semifabricate etc. (Fig.1.8).

a Sistem de transport;

b Celula flexibila de prelucrri mecanice

c. Celula flexibila de montaj

Fig.1.8 Exemple de modelare a mediilor tehnologice

Un alt factor foarte important de care trebuie s se in cont n modelarea unui mediu tehnologic este operatorul uman care va lucra cu mainile-unelte i dispozitivele din procesul de producie.

n medii de proiectare, precum CATIA, este pus la dispoziia utilizatorului un modul special de analiz ergonomic. Acest modul are la rndul su patru module specifice (Fig.1.9). Astfel exista un modul de reprezentare a operatorului uman Human Builder; un modul de editare dimensional i msurare pentru operatorul uman Human Measurements Editor; un modul de analiz a poziiei Human Posture Analysis i un modul de analiz a activitilor Human Activity Analysis.



a. Prezentarea modulelor b. Definirea operatorului uman c. Analiz operaii

Fig.1.9 Analiz ergonomic n Catia V5

n Fig.1.9.c sunt prezentate trei tipuri de operaii pe care le poate efectua un operator uman. Pentru fiecare dintre acestea sunt definite meniuri specifice n care pot fi setai parametrii necesari analizei ( timp de lucru, fora necesar etc.). n fereastra 1 este definita operaia de manipulare i depozitare executat de om (carry analysis). Fereastra 2 este destinata operaiei de ridicare (lift-lower analysis), iar fereastra 3 operaiei de mpingere (rulla analysis).

n Fig.1.10 este prezentat un exemplu de analiz a unui operator uman care lucreaz pe o main cu comand numeric. Sunt definite micrile pe care acesta le execut, se analizeaz poziia de lucru, poziia corpului, i modul n care este influenat starea acestuia (oboseal, poziie incomod etc.)

A treia faza n concepia integrata const n modelarea i proiectarea mediului de funcionare.

Practic orice produs ingineresc i nu numai are o int specific. Orice main-unealta, dispozitiv, centru de prelucrare, robot industrial etc. trebuie implementat ntr-o linie de producie. Practic este necesar i modelarea mediului n care produsul va funciona. Acest lucru se face n scopul optimizrii fluxurilor de producie inndu-se n acelai timp cont i de operatorul uman care va lucra. Modelarea se face cu ajutorul modulelor de proiectare i simulare cinematic, precum i prin folosirea de programe specializate n simularea i optimizarea fluxurilor de producie (de exemplu Witness, DELMIA Quest). n Fig.1.11 sunt prezentate cteva modele de medii de funcionare realizate n CATIA.



Fig.1.11 Modelarea mediilor de prelucrare

n Fig.1.12 este prezentat modelarea unui laborator de cercetare. Sunt prezentate posturi de proiectare asistat i operatorii umani, n poziiile de lucru. Modul de definire al acestora este similar cu cel prezentat n concepia mediului tehnologic.

Fig.1.12 Modelarea laboratorului de cercetare.

Simularea reprezint un instrument de analiz avnd drept scop stabilirea efectelor schimbrilor operate asupra unui sistem existent, ct i evaluarea performanelor unor sisteme noi n altfel de circumstane.

Simularea se definete ca fiind procesul de proiectare i realizare al unui model, al unui experiment n scopul nelegerii comportamentului sistemului i evalurii unui numr important de strategii posibile pentru funcionarea acestuia [1].

n domeniul ingineriei mecanice simularea implic mai multe direcii, fiecare avnd baze i principii total diferite. Astfel n domeniul concepiei unei piese sau al unui ansamblu se pot executa trei tipuri de simulri:

Simulare funcional: n care se definesc cuple, fore, tipuri de micri i se obin date referitoare la fore de reacii de diferite tipuri, variaia parametrilor micrii. In medii de proiectare avansat precum CATIA, ProEngineer sunt definite module specifice pentru analize cinematice. n Fig.1.13 este prezentat un model de simulare pentru un motor hidraulic liniar folosit n construcia mainilor-unelte



a. definirea cuplelor

b. prezentare cuple

c. simulare funcional

Fig.1.13 Simularea motorului hidraulic liniar

Simulare mecanica: obinerea informaiilor referitoare la diferite tipuri de solicitri la care este supus o pies sau un ansamblu prin analiza cu metoda elementelor finite Fig.1.14.

a. discretizare

b. deformare

c. stres mediu

Fig.1.14 Analiza cu metoda elementelor finite

n acest scop mediile de proiectare asistat au module destinate exclusiv acestor tipuri de analiz. Dar sunt i programe specializate foarte puternice (de exemplu ANSYS, VirtualLab, Nastran) n care sunt implementate concepte specifice diferitelor domenii (termic, mecanic, mecanica fluidelor etc.)

Simularea asamblrii/dezasamblrii const n verificarea acestor operaii pentru diferite componente. O astfel de simulare se poate realiza de la piese foarte simple (de exemplu un ansamblu urub - piulia ) pn la ansambluri complexe (centre de prelucrare, roboti industriali), chiar cu sisteme flexibile de fabricaie. Un exemplu este prezentat n Fig.1.15 asamblarea/dezasamblarea unui motor hidraulic.

a. Motor hidraulic

b. Asamblare motor hidraulic

Fig.1.15 Simularea asamblrii unui cilindru hidraulic.



O alt faz const n simularea mediilor tehnologice de fabricaie. Se pot simula procese tehnologice, fluxul tehnologic, activitatea operatorului uman. n medii CAE CATIA, simularea este mbinat cu o reprezentare grafic performant obinndu-se practic un mediu tehnologic virtual. De asemenea, marile firme productoare de maini-unelte i roboi industriali, n ultima perioad, au scos pe pia medii tehnologice virtuale n scopul atragerii clienilor, medii n care sunt simulate diverse procese i operaii. Spre exemplu, firma KUKA pune la dispoziia potenialilor beneficiari o serie de aplicaii virtuale pentru roboi industriali. Totul este generat pe baza parametrilor tehnico-funcionali ai diferitelor tipuri de roboi dar i n funcie de parametrii specifici diferitelor tipuri de aplicaii, de exemplu manipulare, sudur, prelucrri mecanice etc. (Fig.1.16)

a. Sudura cu arc electric

b. Manipulare Fig.1.16. Simulri medii tehnologice virtuale cu aplicaii robotizate

Pentru simularea mediilor tehnologice de funcionare principiile sunt asemntoare celor din simularea mediilor tehnologice de fabricaie. Dac considerm ca un produs industrial, roboii de tip bra articulat prezentai n Fig. 16, se poate spune c simulrile destinate proceselor de manipulare i sudare sunt practic medii tehnologice de funcionare pentru acetia. n Fig. 16.a este luat n calcul i operatorul uman. Mediul industrial este practic un mediu tehnologic de fabricaie pentru o pies, dar n acelai timp este i un mediu funcional pentru mainile-unelte, dispozitivele necesare realizrii piesei respective.



Prin optimizare n domeniul ingineriei mecanice se nelege mbuntirea performanelor tehnice pe baza interpretrii rezultatelor obinute prin simulare. Practic simularea se execut tocmai n scopul optimizrii proceselor industriale i nu numai.

Ca i n cazul simulrii optimizarea n domeniul ingineriei mecanice se face pe mai multe planuri. Practic pentru piesele/ansamblurile proiectate n faza de concepie, i modelare i simulate din punct de vedere funcional, mecanic etc. se pot executa urmtoarele tipuri de optimizri:

funcional n scopul mbuntirii performanelor funcionale ale ansamblului/piesei;

cinematic prin modificarea parametrilor cinematici; asamblare/dezasamblare pentru mbuntirea procesului de asamblare:

posibilitatea asamblrii; accesul facil la diverse componente (de exemplu: uruburi, piulie etc.);

mecanic n scopul mbuntirii performanelor mecanice i termice prin modificarea formei geometrice, prin modificarea materialului piesei prin metoda elementelor finite. In Fig.1.17, 18 i 19 este prezentat un model de analiz din punct de vedere dinamic al corpului unui motor hidraulic liniar. Pentru mbuntirea domeniului vibraiilor proprii se propun dou soluii:

o modificarea materialului piesei. Iniial cilindrul este din aluminiu, i se schimb n oel. Principalul dezavantaj const n creterea greutii piesei respective.

o modificarea grosimii de perete a cilindrului i pstrarea materialului. ntre rezultatele obinute prin cele dou metode propuse se va face o comparaie

i se stabilete optimum.

Fig.1.17 Moduri de vibraii ale corpului din aluminiu; grosimea peretelui 5mm



Fig.1.18 Moduri de vibraii ale corpului din oel; grosime perete 5 mm

Fig.1.19. Moduri de vibraii ale corpului din aluminiu; grosime perete 10 mm

Se observ c pentru diferite moduri de vibraii n funcie de material i grosime variaiile sunt mai bune pentru un corp cu grosime mic din oel. Din considerente de greutate i influen a lichidului hidraulic folosit n acionarea motorului liniar se opteaz pentru soluia prezentat n Fig.1.17 corpul din aluminiu cu grosimea de peretelui de 10 mm.

Din punct de vedere al mediului tehnologic de fabricaie optimizarea se face att pentru procesul tehnologic ct i pentru fluxurile de producie.

n optimizarea unui mediu complex se ia n calcul: optimizarea prin simulare a proceselor la nivelul punctelor de lucru din sistem. Se

prezint ca exemplu, n cazul prelucrrii mecanice, simularea procesului de achiere prin metoda elementelor finite, simularea adaptiva a frezrii pentru optimizarea procesului la viteze mari [1];

optimizarea fluxurilor materiale cu valori discrete n arhitecturi de tip CIM (computer integrated manufacturing) [1];

optimizarea funcionrii centralizate a sistemelor flexibile de fabricaie prin integrarea simulrii de proces i a simulrii fluxurilor [1];

optimizarea activitilor operatorului uman (muncitor);



Din punct de vedere al mediului tehnologic n care va funciona piesa/ansamblul, dac acesta implic i un operator uman trebuie s se in cont de cteva aspecte pentru eliminarea riscurilor de accidente i obinerea unor performane optime ale acestuia. Astfel se poate vorbi de optimizare ergonomic i funcional i nu n ultimul rnd estetic a produsului respectiv prin modificarea formei, culorii, materialului etc.

Prezentarea n concepia integrat un rol foarte important l are prezentarea unui produs

virtual, nainte ca acesta s fie fabricat. n prezentarea unui produs trebuie s se in cont de cteva aspecte. Spre exemplu n domeniul ingineriei mecanice prezentarea virtuala se poate face

din punct de vedere funcional prin simulri tehnice, printr-o prezentare tehnologic (Fig.1.20), sau o prezentare estetica (Fig.1.20). De asemenea se poate realiza i o prezentare n care simulrile tehnice i prezentrile estetice se combin. n medii de proiectare precum CATIA este definit un modul special de prezentare rendering.

Fig.1.20 Prezentri tehnologice

n concluzie prin concepie integrat se nelege proiectarea mediului tehnologic virtual. Noile medii inginereti de concepie asistat pun la dispoziia echipelor de proiectare instrumentele necesare modelrii spaiului virtual tridimesional. Practic n faza de concepie integrat n domeniul mecanic doar imaginaia inginerului proiectant limiteaz obinerea unor performane deosebite.

Nivelul concepiei integrate cu calculatorul la care se realizeaz modelarea unui produs este direct influenat de factori de natur economic. Modelarea, simularea i optimizarea se realizeaz numai dac vor produce un profit.



1.2. Ciclul de via al produsului

Orice produs, simplu sau complex, se dovedete a fi materializarea unei informaii. Informaia este prezent la originea produsului i cu mult timp n avans fa de realitatea sa fizic. Formulnd cerinele, specificnd viitorul produs prin funciile sale principale, informaia l va defini pas cu pas din ce n ce mai precis. Produsul se fabric pe baza informaiilor validate. Odat vndut, informaia nsoete produsul asigurnd o bun utilizare a acestuia i mentenana funcional pn la sfritul activitii sale. Informaia este aadar o component esenial pentru nsi existena unui produs. Echilibrul ntre produs i informaie este realizat prin reguli de funcionare similare cu cele existente n mediul nconjurtor pentru asigurarea echilibrului biosferic. O informaie prea bogat poate conduce la perturbaii n dezvoltarea produsului, care este caracterizat de multe elemente inutile, uneori fr legtur cu subiectul tratat, n timp ce o informaie srac poate conduce la un blocaj n dezvoltarea produsului sau chiar la o derivaie spre un rezultat final departe de cel propus iniial.

n acelai timp, o informaie neclar, imprecis, conduce la mpiedicarea mediului de dezvoltare al produsului, evoluia sa fiind perturbat de perioade de pauz necesare pentru eliminarea informaiilor false, de o eficien uneori ndoielnic. n concluzie, conducerea unui proiect nseamn astzi, n primul rnd, operarea cu informaii permanent disponibile i interdependente.

Cronologic, orice proiect se mparte n mai multe etape, pe parcursul crora, se obine o succesiune de stri. Aceste evoluii determin un ciclu de via. Ciclul de via al proiectului integreaz complet ciclul de via al produsului.

ncepnd de la perceperea necesitii i pn la eliminarea sa, produsul trece printr-o succesiune de faze care se deruleaz n trei etape (Fig. 1.21.): crearea, fabricarea/distribuirea, eliminarea produsului.

n timpul etapei de creaie produsul nu exist dect n imaginaie. Dup studiul de pia produsul se dezvolt n stadiul de proiect, trecnd prin diferite faze: studiu de fezabilitate, concepie, proiectare, prototipare, industrializare. Principalele obiective ale acestei etape sunt:

mbuntirea concepiei, n scopul de a asigura o producie eficient; punerea la punct a previziunilor asupra costurilor i performanelor

produsului; mbuntirea ncercrilor i a caracteristicilor n faza de prototip; reducerea termenului de lansare n fabricaie.



Fig.1.21 Ciclul de via al unui produs [13].

Produsul ncepe s existe odat cu punerea lui n fabricaie i distribuie. Aceast etap este marcat prin curba de via a produsului, care exprim variaia cifrei de afaceri de-a lungul fazelor derulate succesiv: lansare, cretere, saturaie, declin. n timpul acestei etape produsul este comercializat i urmrit n utilizare, asigurarea mentenanei trebuind s preocupe fabricantul din momentul nceperii comercializrii i utilizrii. Problemele eseniale care se pun sunt urmtoarele:

care componente s fie fabricate de propria ntreprindere i care s fie obinute prin cooperare;

cum s se reacioneze ct mai prompt posibil la cererile clienilor; cum s se menin calitatea produsului; cum s se mreasc productivitatea i s se reduc costurile. Ultima etap a ciclului de via, eliminarea produsului, este rezervat pentru

reciclarea, distrugerea sau stocarea deeurilor. n ceea ce privete producia, ea este destinat doar pentru asigurarea pieselor de schimb. Soluiile care pot fi adoptate pentru satisfacerea cererilor sunt urmtoarele:

continuarea produciei pe baz de previziuni; continuarea produciei pe baz de comenzi; continuarea produciei pe baz de contracte; cesionarea produciei i a distribuirii pieselor. n ciclul de via al produsului se pot distinge dou parcursuri: un parcurs n ntreprindere, care desemneaz ciclul de via virtual al

produsului, imaginat de ctre inginerul de concepie; un parcurs la utilizator, care desemneaz ciclul de via real al produsului. n ceea ce privete parcursul produsului n ntreprindere, acesta poate fi

descompus n (Fig. 1.22.):



ciclul de comercializare, care ncepe cu studiul de pia i preluarea comenzii, continu cu studiul de fezabilitate i sfrete cu livrarea, facturarea i asigurarea mentenanei produsului;

Mentenan

Facturare

Livrare

Studiu de pia

Studiu de fezabilitate

Aprovizionare

Control

Fabricaie

Concepie Proiectare

Industrializare

CICLUL DE COMERCIALIZARE

CICLUL DE PRODUCIE

REAL VIRTUAL PRODUS

Fig. 1.22. Ciclul de via al unui produs n ntreprindere.

Intersecia celor dou cicluri este materializat de ctre produs, care trece din starea virtual spre starea real.

Diferite structuri antrenate pe parcursul produsului n ntreprindere n vederea realizrii sale ncep cu preluarea comenzilor de la clieni. Primul care intervine n viziunea tradiional a organizrii ntreprinderilor este Serviciul comercial, care are urmtoarele atribuii:

efectuarea studiului de pia; elaborarea caietului de sarcini al produsului; estimarea vnzrilor; elaborarea programului de producie; stabilirea devizului; stabilirea termenelor de fabricaie; organizarea publicitii i a promovrii produsului;



organizarea serviciului de mentenan. n urma primirii caietului de sarcini, Serviciul de concepie constructiv trece la

urmtoarele activiti: efectuarea studiului i a concepiei produsului; elaborarea desenelor de concepie (ante-proiect) i a desenelor de

definiie (proiect) ale produsului. Documentele tehnice primite de ctre Serviciul tehnologic i permit s nceap

activitile de industrializare ale produsului, efectund urmtoarele lucrri: analiza fabricaiei; elaborarea ante-proiectului i a proiectului studiului de fabricaie; elaborarea desenelor semifabricatelor; elaborarea fielor tehnologice i a planurilor de operaii.

Al doilea traseu urmat de documentele elaborate de ctre Serviciul tehnologic trece pe la Serviciul de planificare ordonanare - lansare, n vederea continurii industrializrii produsului, i anume:

calcularea necesarului de componente ale produsului; elaborarea planului de aprovizionare; elaborarea planului de ncrcare a posturilor de lucru; ordonanarea fabricaiei; organizarea mijloacelor de producie; stabilirea necesarului de resurse umane; lansarea i urmrirea produciei.

Produsul conceput i industrializat urmeaz a fi realizat n Atelierul de producie, unde are loc:

fabricaia pieselor, controlul pieselor fabricate, montajul i ncercarea produsului.

Urmrirea produciei este asigurat de ctre Serviciul de gestiune a produciei, care primete datele de la Atelier i le furnizeaz Serviciului comercial.

Produsul fabricat este verificat n continuare de ctre Serviciul control - calitate, al crui rol este de a asigura conformitatea produsului. Ajuns n starea sa final, produsul poate fi ambalat i stocat n Magazie, pn la livrarea sa ctre client, efectuat de Serviciul de expediie.

Pe parcursul creaiei unui produs, cea mai mare parte a ntreprinderilor manufacturiere aplic nc un demers liniar. Acest demers a fost impus de modul de organizare al ntreprinderii i de fluxul de informaii ntre diferitele servicii. O organizare a ntreprinderii pe servicii ataate activitilor ciclului de via al produsului, dotarea lor cu mijloace informatice i legarea n reea conduce spre conceptul de CIM, dar ea rmne o structur liniar i secvenial, care prelungete durata de producie, de la perceperea necesitii i prelucrarea comenzii pn la livrarea produsului.

Aceast viziune tradiional, motenire a taylorismului, este calificat, n general, ca secvenial, innd cont de declanarea cronologic a activitilor. Aceast viziune tradiional are totui meritul de a defini o ordine necesar n parcurgerea ciclului de via al unui produs, a proceselor sale, precum i stabilirea clar a responsabilitilor. Diviziunea muncii ntre diferite servicii, ct i n interiorul acestora, determin o specializare ngust a personalului i preocuparea dup criteriul sarcinilor de ndeplinit.



Astfel, fiecare grup se nchide n propria sa idee asupra produsului, n cultura i limbajul su de comunicare. ntr-adevr, oamenii de la marketing nu au aceeai viziune asupra produsului ca i specialitii n tehnologie, cei din atelier sau cei de la mentenan.

La aceast problem de fragmentare a activitilor se adaug o problem conjunctual: contextul economic instabil i nesigur. ntreprinderile opereaz pe micropiee extrem de schimbtoare, care pot s se deschid i s se nchid n interval de timp foarte scurt.

Pentru o ntreprindere dornic s pstreze sau s ctige segmente de pia, o soluie posibil o constituie spargerea demersului liniar i secvenial, de la concepie pn la producie, ncercndu-se paralelizarea unor activiti ale ciclului de via, ceea ce ar aduce un ctig de timp i ar reduce termenele de lansare i de punere n distribuie a produsului (Fig.1.23).

NEVOI DEZVOLTARE PRODUCIE

Studiu de pia


Concepie

Proiectare Industriali-zare

Aprovizio-nare

Fabricaie

Control

NEVOI DEZVOLTARE PRODUCIE

Studiu de pia


Concepie

Proiectare Industrializare

Aprovizionare Fabricaie, Autocontrol

Ctig de timp

Fig. 1.23. Ctigul de timp determinat de demersul simultan.

n consecin, liniaritii funcionrii secveniale i se opun n prezent diferite modele de inginerie simultan, care permit a obine, dac nu simultaneitatea unor activiti, cel puin suprapunerea lor parial. S lum exemplul activitilor realizate n mod secvenial, repartizate n trei etape. Se poate imagina realizarea unei suprapuneri a activitilor, fcnd s dispar, n primul rnd, frontierele celor trei etape. Astfel, cnd o activitate ajunge s dispun de suficiente informaii, ea va putea ncepe nainte de ncheierea activitii precedente.

n ciclul de via al unui produs, etapele de analiz a necesitii i de dezvoltare sunt cele a cror responsabilitate este foarte important, cu consecine asupra costurilor, calitii i termenilor de realizare. Costurile angajate i cheltuielile reale cumulate pe ntregul ciclu de via al produsului sunt prezentate n Fig. 1.24. Sub aspectul cheltuielilor, n raport cu demersul secvenial, curba demersului simultan se apropie sensibil de curba costurilor angajate, ceea ce permite urmrirea n timp real a consecinelor financiare, a deciziilor luate pe parcursul proiectului.



DEZVOLTARE PRODUCIE UTILIZARE

Timp

Costuri, n %

100

50

0 Studiu de

pia

Studiu de fezabilitate Concepie Industrializare

n garanie

Costuri angajate

Cheltuieli reale

cumulate secvenial

simultan

Fig.1.24. Costuri angajate i cheltuieli reale cumulate.

Punerea n aplicare a unei organizri de lucru n paralel nu rezolv totui absolut toate aspectele. Una dintre dificulti este legat de probleme umane. Pentru a facilita aceast restructurare, o soluie const n regruparea fizic a participanilor la proiect n aceeai ncpere, ceea ce nu este deloc simplu, cci intervin n mod frecvent probleme de comunicare ntre diferitele profesii. Spre exemplu, o arip de automobil va fi vzut astfel:

n funcie n modul n care reflect lumina, de ctre designer; prin deformaia maxim suferit de tabl n timpul ambutisrii, de ctre

inginerul mecanic; prin traiectoria efectuat de scul pentru obinerea formei matriei la

toleranele precise, de ctre prelucrtor. n toate aceste cazuri este vorba ns despre aceeai form, care poate fi definit

geometric prin carourile lui Bezier [13]. Gsirea unui limbaj comun, care s permit tuturor urmrirea evoluiei proiectului n timp real constituie idealul imposibil. Soluia fizic o constituie punerea diferitor servicii s lucreze n acelai timp asupra aceluiai proiect. Aceasta are ca efect posibilitatea de concepere i fabricare a produsului, cel puin parial, simultan.

Deosebirea fa de organizarea secvenial este constituirea de echipe de proiect multidisciplinare, care regrupeaz diferiii specialiti care intervin de-a lungul ciclului de via al proiectului. Aceste echipe reprezint centrul nervos al ingineriei simultane. Ideea const n a ajunge la o soluie cvasioptimal n minimum de timp, culegnd opiniile diverse i variate ale acestor specialiti nc din faza de concepie, determinnd participarea ntregii ntreprinderi i nelegnd rolul diferitelor servicii.



Aceste echipe permit catalizarea inovaiei, asigurnd un nivel de calitate adecvat exigenelor pieei. n sfrit, faptul de a lucra n echip dinamizeaz sensul responsabilitilor fiecruia, rezultnd o motivaie sporit. Acest sentiment de responsabilitate este ntrit de descentralizarea i restructurarea funciilor fiecruia, calea ierarhic tradiional fiind desfiinat.

Buna funcionare a unei organizri de tip inginerie simultan rezid n alegerea i implementarea echipelor de proiect. Regrupnd competene pluridisciplinare i chiar pluri-ntreprinderi, ele sunt conduse de ctre directori de proiect care au o responsabilitate transversal n cadrul ntreprinderii. Se trece deci de la o ntreprindere structurat pe funcii i sarcini, la o ntreprindere care se organizeaz n jurul unui produs, dezvoltat sub forma unui proiect nscut dintr-o necesitate exprimat de client. Acest proiect este ncredinat unui ef de proiect, care coordoneaz trei echipe de circa dousprezece persoane, fiecare regrupnd mai multe grupe de meserii:

prima echip, cea de studiu, const din specialitii n marketing, proiectare, tehnologie, producie, logistic, aprovizionare, calitate are ca misiune fixarea obiectivelor, validarea caietului de sarcini, definirea n linii mari a produsului i de a face o prim estimare a costurilor;

a doua echip, cea de concepie, reprezentat de inginerii de proiectare, tehnologie, mentenan, calitate, traduce specificaiile caietului de sarcini n soluii tehnologice, innd cont de procesele de fabricaie i mijloacele de producie ale ntreprinderii;

a treia echip, echipa de realizare a produsului industrializeaz desenele, procesele de logistic. Aceast echip, regrupnd specialitii de proiectare, tehnologie i logistic, gestiune de producie i calitate, realizeaz desenele de detalii, concepe procesele de prelucrare, desenele utilajelor i dispozitivelor speciale, i asist la realizarea produsului.

Crearea unei structuri de date comun, interactiv, bazat pe punerea n reea a mijloacelor specializate, garanteaz coerena fluxului de informaii, indispensabil unui demers de inginerie simultan. Aceast baz de date conine ansamblul informaiilor relative la produs i trebuie s fie o baz de date dinamic, evolund n acelai timp cu actul de concepie. Pentru a ajunge la o concepie integrat, etapa urmtoare const n realizarea integrrii cunotinelor i constituirea modelelor de produs, care expliciteaz funciile ndeplinite, fazele ciclului de via ale produsului virtual, fabricaia, mentenana i reciclarea sa.



1.3 Ingineria concurenial

1.3.1 Consideraii generale

Un produs parcurge mai multe faze pn ajunge la dispoziia consumatorului. Luate mpreun, aceste faze definesc ciclul de via al produsului.

O parte nsemnat a costului produselor se stabilete nc din faza de luare a deciziilor asupra duratei ciclului de via al produsului (Fig.1.27.), iar o parte nsemnat a timpului de dezvoltare a produsului depinde de reconcepia acestuia, n dependen de opiunea pentru mbuntirea calitii sale sau reducerea costului de fabricaie a acestui produs [42]. Costul, timpul, calitatea reprezint factorii-cheie care trebuie luai n consideraie n dezvoltarea noilor produse. De cele mai deseori reconcepia este inevitabil, deoarece inginerul proiectant posed cunotine, experien i capaciti limitate pentru surprinderea tuturor aspectelor produsului n procesul de proiectare.

100%

Deciziile luate n t impu l conceptiei

produsu lu i

Deciziile luate n t im pu l p roducerii

D eciziile lua te n t impu l vnzarilor

si distributiei

70%

15% 15%

Fig. 1.27. Deciziile luate asupra produsului.

Totui, reconcepia poate fi redus i accelerat. Exist instrumente i cadre de proiectare care au demonstrat o reducere a reconcepiei: de exemplu, desfurarea calitativ a funciilor concepiei pentru fabricaie i asamblare, analiza erorilor i a efectelor i alte activiti organizaionale i n echip. Aceste instrumente leag cerinele de proiectare de procesul de dezvoltare a produsului. Chiar dac aceste instrumente ajut inginerul proiectant s prevad i s reduc numrul reproiectrilor ulterioare, el (inginerul) simte, totui, necesitatea de a comunica cu ceilali membri ai echipei pentru a



verifica i valida procesul de concepie/proiectare i pentru a onora cerinele inginereti i economice. Acest proces interactiv poate fi mai bine valorificat printr-o mai eficient utilizare a instrumentelor tehnicii de calcul i printr-o mai eficient integrare informaional, astfel nct produsul, procesul i experii n ingineria produsului sunt, n mod virtual, ntotdeauna reciproc disponibili.

Paradigma procesului de fabricaie contemporan se refer la faptul c o cretere a capacitilor de producie i dezvoltarea produselor reprezint un proces bazat pe ntreprindere. Aceste activiti inginereti bazate pe ntreprindere sunt activiti inginereti tipice care nu sunt limitate sau restricionate de localizarea indivizilor sau a organizaiilor. Modelele informaionale permit o circulaie a informaiei indiferent de localizarea responsabililor n domeniu.

1.3.2 Activitile inginereti tradiionale

Activitile inginereti tradiionale ncep n momentul n care inginerul proiectant primete, de la analiti sau de la inginerul responsabil de vnzri, cerinele fa de un anumit produs (Fig.1.28.).

Inginer de vnzri

Inginer proiectant

Vnzri i marketing

Inginer de producie

Inginer tehnolog

Cerinele consumtorului

Specificaiile detaliate ale produsului

Materie prim, piese, cerine tehnice

Cost optimal

Cost supraestimat

Produs scump

Elemente ne tehnologice

Proces tehnologic scump

Fig. 1.28. Abordarea tradiional a activitilor inginereti [42].

Inginerul proiectant traduce aceste cerine, prin specificaiile inginereti, n forma modelului de produs i le transmite ulterior inginerului tehnolog. Inginerul tehnolog evalueaz eventualul proces de fabricaie al produsului i furnizeaz inginerului proiectant un feed-back cu referiri, n special, asupra fezabilitii procesului de fabricaie. Apoi cerinele procesului sunt naintate inginerului responsabil de producie care estimeaz, n baza calculelor i / sau a simulrilor, costul total. Din cauza caracterului secvenial al abordrii tradiionale a ciclului de via al produsului, o parte semnificativ a timpului de reproiectare este pierdut, deoarece diferite departamente comunic numai n situaiile cnd munca lor se intersecteaz. Drept urmare, activitile de inginerie tradiionale reprezint un proces consumator de timp care produce produse non-optimale.

Acest tip de activiti, specifice erei produciei de mas, se datoreaz unui lung ciclu de via a produsului i caracterului stabil al pieei produselor, precum i faptului c inginerii i tehnologii nu erau separai geografic, deoarece productorii de mas au ncercat s impun verticalitate n controlul produselor, a produciei i a costurilor



aferente acestora. Astzi activitile secveniale sunt ineficiente, mai ales odat cu dezvoltarea activitilor bazate pe ingineria concurenial.

Activiti inginereti bazate pe ingineria concurenial Activitile ingineriei concureniale sau simultane reprezint procese de

dezvoltare a produsului mult mai eficiente dect activitile tradiionale, realizate de ctre multe organizaii. Premiza principal a acestei metode, relativ noi, de inginerie concurenial este integrarea proceselor de proiectare, dezvoltare i fabricaie a produsului. Ingineria concurenial se bazeaz pe metode ntemeiate, instrumente eficiente i pe o echip de ingineri dedicai muncii lor. Ingineria concurenial solicit o integrare a variatelor activiti inginereti n fazele de concepie, dezvoltare i fabricaie a produsului, realizate de o manier paralel, nu secvenial. Esena acestor procese se rezum la a ncorpora toate cunotinele relevante pentru faza de concepie prin organizarea produselor i proceselor i a produciei inginereti ntr-o echip. Modalitatea de proiectare constituie principala diferen dintre abordarea concurenial a ingineriei i cea tradiional.

Avantajul implicrii concureniale n concepia produsului o constituie acel fapt, c experii din domeniile ingineriei, fabricaiei, marketingului, vnzrilor, ambalrii, inspeciei, serviciilor, asamblrii i departamentelor de protecie a mediului vor contribui la mbuntirea conceptului produsului n baza cunotinelor lor comune i a muncii simultane. Acest fapt caracterizeaz munca n echip, specific ingineriei concureniale [40].

Prin concepia produsului, echipa ingineriei concureniale contribuie implicit la proiectarea procesului de fabricaie a produsului. Echipa decide ce fel de echipament trebuie utilizat, amplasarea mainilor etc. n modelul tradiional n aceast faz este implicat numai personalul departamentului de proiectare i decizia aparine, n cea mai mare parte, conceptorului.

n abordarea tradiional, odat finalizat proiectul de concepie, toate departamentele implicate n realizarea produsului acioneaz n baza acestui proiect. Deseori echipa de proiectani nu are cunotine i experiena necesar pentru conceperea unui produs funcional, de calitate nalt i nivel de fabricaie corespunztor. Un nivel insuficient al concepiei implic n mod automat un grad sczut al procesului de fabricaie. De exemplu: departamentul de fabricaie are o pies dificil sau chiar imposibil de realizat din cauza unor erori de proiectare. Deseori departamentul de fabricaie contribuie cu modificri n proiectul original, precum up-date-area toleranei piesei, modificarea numrului de piese din proiect etc. Totodat, aceste modificri nu pot fi comunicate celorlali actori implicai n realizarea produsului respectiv sau sunt comunicate prea trziu. Ca rezultat, modelul tradiional este foarte vulnerabil n faa unor erori de producie.

Abordarea concurenial opereaz, nc n faza de concepie, cu costuri estimate i costuri teoretice. Realizarea produsului ncepe numai atunci, cnd n urma comparrii acestor dou tipuri de costuri, costul estimat este mai mic sau egal cu costul teoretic. Acest principiu de proiectare este esenial pentru a asigura competitivitate produsului pe pia.

Recurgerea la ingineria concurenial ofer posibilitatea de a evita erorile de producie i dezavantajele metodelor tradiionale. Respectiv, cerinele fa de produs,



constrngerile de fabricaie i constrngerile capacitilor de producie pot fi identificate simultan nainte de a obine produsul.

Activitile inginereti concureniale sunt evideniate n Fig. 1.29. Interfeele dintre fiecare activitate inginereasc definesc posibilitatea de fabricare a produsului, capacitatea de producie i performan a produciei. Spre deosebire de abordarea tradiional a activitilor inginereti (activiti secveniale), toate activitile bazate pe ingineria integrat sunt centrate n jurul unui depozit de informaie unic.

Informaie pentru/despre: concepie, fabricaie,

resurse, statut professional, planificarea procesului de

fabricaie, costul de materiale

Online SFCS

CAD analiza modelului

CAPP

Fig.1. 29. Abordarea concurenial a activitilor inginereti [42].

Facilitile de fabricaie erau vzute n trecut ca bazate pe caracteristicile produsului. Astfel, o pies nou de echipament, cu caracteristici semnificativ noi, nu putea fi produs prin facilitile existente la un moment dat. Costul noului echipament era justificat prin volumul nalt al produciei finale. n prezent, cnd caracteristicile produsului sunt specificate de ctre client, produsele sunt fabricate cu faciliti de producie flexibile. Din acest motiv inginerii trebuie s gseasc o modalitate de a produce produse bazate pe piesele existente ale utilajului. De exemplu, dac inginerul de produs are nevoie de o consol care nu poate fi fixat de ctre dispozitivul de fixare existent, atunci inginerii tehnologi i de producie din mediul ingineresc concurenial vor utiliza costul i volumul pentru a decide dac consola va fi produs n interiorul acestei ntreprinderi, cu dispozitive de fixare noi sau dac se va apela (n producerea consolei) la alte surse de fabricaie, exterioare ntreprinderii. Dac produsul va fi fabricat n interior, atunci activitile ingineriei concureniale ncep din nou cu etapele care vizeaz concepia, produsul i producia, evaluate ca eficiente din punct de vedere al costului.

Ingineria bazat pe ntreprindere se orienteaz spre activiti bazate pe mai multe ntreprinderi (multi-level based activities), astfel nct ingineria concurenial necesit a fi

Ingineria produciei

Detalierea procesului de

fabricaie

Concepia produsului



aplicat la scar mai larg dect numai la nivelul produciei interioare (n cadrul unei singure ntreprinderi). Resursele umane (actorii inteligeni) contribuie la integrarea i analiza interaciunilor produs / proces, proces / producie, produs / producie.

1.3.3 Activiti inginereti integrate bazate pe ntreprindere

Conceptele care definesc integrarea, pot fi clasificate n 3 categorii, dup cum urmeaz [42]:

1. Integrare informaional, care se refer la CAD, CAPP, CAM, CIM.. Scopul integrrii informaionale este de a elabora modele informaionale funcionale, care ar permite o distribuie a informaiei la nivelul ntregii ntreprinderi, facilitnd astfel interaciunile dintre activitile bazate pe ntreprindere. De exemplu, inginerii de produs utilizeaz informaia pentru a interaciona cu inginerii tehnologi. Calitatea acestor interaciuni va determina eficiena ntreprinderii.

2. Integrarea la nivelul structurii organizaionale, care reprezint o implementare a conceptelor muncii n echip precum echipa ingineriei simultane, echipa ingineriei concurente sau echipa dezvoltrii integrate a produsului i proceselor. Procesul de integrare la nivelul structurii organizaionale se confrunt, de obicei, cu bariere culturale, specifice, att la nivelul intern, ct i extern al ntreprinderii. Astfel, ntreprinderea este nevoit s rspund unor situaii imprevizibile, angajnd un nou inginer proiectant. E posibil ca acest nou angajat s nu realizeze condiiile i cerinele inginereti n cazul apariiei unor situaii critice. Drept urmare, integrarea informaional este necesar pentru a completa activitile inginereti integrate bazate pe ntreprindere.

3. Integrarea la nivelul procedeelor, reprezentnd utilizarea tehnologiilor ingineriei concureniale, precum Quality Function Deployment, metoda Hitachi Assembly Evaluation, metoda Taguchi, concepia robust, abordrile axiomatice .a. (unele dintre ele au fost descrise n Capitolul 1 al prezentei lucrri).

1.3.4 Modele informaionale funcionale

Instrumentele de proiectare colaborativ integreaz activitile inginereti ntr-un sistem software i o baz de date unic. Exist cazuri cnd integrarea eueaz. Ca rezultat, inginerul proiectant, n ncercarea de a evalua alternativele de concepie a produsului, deseori nu are un instrument complet pentru obinerea estimrilor de cost ale produsului, nainte de a obine o concepie total i detaliat a produsului.

Sistemele flexibile de fabricaie sunt concepute pentru activiti nalt interactive. Planificarea procesului de producie i controlul pot juca un rol important n reducerea costului. ncorporarea activitilor de producie n evaluarea procesului de proiectare poate preveni subestimarea sau supraestimarea capacitilor de producie de ctre inginerii proiectani.

Utilizarea modelelor informaionale este critic pentru succesul integrrii activitilor inginereti. Modelul informaional propus const din:

a) Modelul de produs descrie detaliat cerinele fa de concepie; b) Modelul de proces descrie procedeele necesare pentru a produce produsul

descris de modelul de produs; c) Modelul resurselor de fabricaie descrie toate resursele care sunt direcionate

pentru producere;



d) Modelul de control al procesului de fabricaie reprezint conexiunea fizic dintre resurse, planificarea on-line a procesului de fabricaie i regulile de luare a deciziilor de control (sisteme de calcul al costului i informaiile referitoare la achiziii).

Fig. 1.30. indic faptul c fiecare model reprezint o interconexiune dintre tipuri diferite ale activitilor inginereti. Din aceast reprezentare se poate conclude c modelul de produs, modelul de proces, modelul resurselor de fabricaie i modelul controlului procesului de fabricaie sunt absolut necesare i suficiente pentru o integrare eficient a activitilor inginereti bazate pe ntreprindere. Absena unuia dintre aceste modele creeaz probleme la nivelul ntregului proces de proiectare.

1. Modelul de produs este un model informaional care administreaz activitile inginereti bazate pe ntreprindere, deoarece el reprezint entitatea care comunic i interacioneaz cu aceste activiti. El este identificat cu factorul-cheie pentru integrarea sistemului de fabricaie avansat, unde maina inteligent primete descrierea produsului i realizeaz, n mod automat, operaiunile necesare pentru a obine geometria dorit a produsului.

Fig. 1.31. Fluxul informaional din ntreprindere bazat pe inginerie integrat [42].

Modelul de produs este o reprezentare a datelor despre produs, interpretabil pe calculator. Datele despre produs nu se refer doar la datele geometrice, dar i la informaia despre elaborarea sa i specificaiile inginereti care faciliteaz integrarea activitilor bazate pe ntreprindere n realizarea unui sistem de fabricaie avansat.

Atributele modelului de produs, necesare pentru integrarea activitilor inginereti bazate pe ntreprindere pot fi, n general, clasificate n atribute funcionale i de reprezentare.

Atributele de reprezentare: informaie complet i sigur (non-ambigu) despre geometria i topologia

piesei; specificaii inginereti: dimensiuni, toleran dimensional, toleran

geometric;



propuneri de proiect (necesare pentru a formula decizii asupra unui proiect final);

alte informaii non-geometrice, referitoare la proprietile fizice ale produsului: rezistena materialelor, greutate, rezistena la coroziune etc.;

consecvena datelor i validarea integritii pentru a facilita distribuia informaiei i schimbarea de concepie (versiune, acces, proiectant, modificare);

proprieti funcionale (care e menirea, destinaia piesei).

Atributele funcionale: s fie interpretabil de calculator; s poat fi interpretat grafic; capabil s mpart informaia cu sistemele inginereti de analiz, sistemele de

fabricaie, sistemele de distribuie; convertibil ntr-un standard unic, pentru a putea face schimb de date, astfel

nct informaia s poat fi distribuit ntr-un mediu multi ntreprinderi.

2. Modelul de proces const din date care specific toate operaiile, resursele, abilitile necesare pentru a transforma materia brut ntr-un produs final sau ntr-un subansamblu al acestui produs. Modelul de proces poate fi ierarhic structurat pentru a reduce complexitatea informaiei cerute de secia de verificare.

Un model de proces de nivel ridicat poate specifica care pri ale utilajului sunt necesare sau unde trebuie s fie localizat bucata de material, pentru a fi transformat ntr-o pies final.

Un model de proces de nivel sczut specific operaiunile, mecanismele de prindere / fixare, setrile, instrumentele i programele cu comand numeric necesare pentru anumite caracteristici ale piesei.

Atributele acestui model se rezum la: Reprezentarea proceselor alternative: inginerii responsabili de producie utilizeaz modelul de proces ca instrument de activiti de producie , dar i ca instruciuni de control i execuie a produciei unui sistem de fabricaie ntr-un mediu integrat cu calculatorul. Deoarece sistemul de fabricaie este flexibil, sunt preferate datele care furnizeaz informaia despre procese alternative. Interschimbabilitate: modelul de proces trebuie s fie inter-operabil la nivelul ntreprinderilor, astfel nct o ntreprindere s poat determina opiunea cea mai eficient din punct de vedere al costului pentru fabricarea produsului.

3. Modelul resurselor de fabricaie este definit drept un model informaional care caracterizeaz resursele ntreprinderii direcionate spre obinerea produsului final. De exemplu, un sistem flexibil de fabricaie poate consta din maini-unelte, roboi, oameni i instrumente complementare (dispozitive de tiere, de fixare etc.). Modelul resurselor de fabricaie al acestui sistem de fabricaie trebuie s reprezinte specificaiile tehnologice i economice pentru utilaj. Specificaiile tehnologice pot include mrimea mesei, repetabilitatea, capacitatea. Specificaiile economice ale dispozitivelor tehnologice, de exemplu, pot include ciclul de via, costul i numrul unitilor disponibile de acelai tip.



Modelul resurselor de fabricaie reprezint infrastructura de baz pentru integrare. El este absolut necesar tuturor activitilor inginereti. Astfel, inginerul proiectant apeleaz la specificaiile tehnologice pentru a determina, nc din faza de concepie, nivelul de prelucrabilitate a produsului; inginerul tehnolog utilizeaz informaia referitoare la capacitile asociate ale resurselor pentru a planifica procesul; inginerul de producie utilizeaz informaia referitoare la localizarea fizic, capacitatea, disponibilitatea resurselor pentru a planifica, controla i executa producia.

Datele despre resursele de fabricaie sunt, de obicei, create pentru fiecare aplicaie software utilizat de ntreprindere. Aceasta permite redundana datelor i inconsistena problemelor, precum i un nivel ridicat al costului de mentenan, datorit update-trii repetate a datelor. Pentru ntreaga ntreprindere trebuie creat un model unic al resurselor de fabricaie i trebuie aplicat o interfa standard. Aceasta va duce la elaborarea unui model al resurselor de fabricaie corect i accesibil la nivelul multi ntreprinderi.

4. Modelul de control al procesului de fabricaie este definit ca un model informaional care se refer la informaia legat de luarea deciziilor pentru a caracteriza producia unei ntreprinderi. Aceast informaie include reguli de planificare on-line a procesului de fabricaie, sisteme de calcul al costului i informaiile referitoare la achiziii. Modelul de control al procesului de fabricaie reprezint un subiect de informaii referitoare la managementul procesului de producie.

Beneficiile acestui model constau n urmtoarele: Modelul confer flexibilitate la nivelul politicilor i practicilor de luare a

deciziilor; Pstreaz modelele de decizie anterioare pentru studii ulterioare i dezvoltare; Permite distribuia, prin intermediul unei surse unice, a informaiei la nivelul

ntregii ntreprinderi; Previne problemele ce pot afecta integritatea datelor i consecvena acestora i

scade costurile de mentenan. Modelele de produs, de proces, ale resurselor de fabricaie i modelul de control

al procesului de fabricaie sunt necesare pentru a atinge un grad nalt de integrare la nivelul ntreprinderii. Modelele informaionale pot fi aplicate nu doar de ctre ntreprinderile constructoare de maini-unelte, dar i de ctre oricare alt tip de ntreprindere productoare.

Prin integrarea acestor modele informaionale n activitile inginereti, principiile ingineriei concureniale pot fi realizate nc n fazele de nceput de dezvoltare a produsului, fr constrngeri de genul disponibilitii fizice a inginerilor experi i a dispersiei geografice.

Dou beneficii majore rezult din acest proces de integrare: a) inginerii i vor putea desfura n mod independent activitile sale, contribuind

la dezvoltarea ingineriei concureniale; b) inginerii se pot mai bine concentra asupra optimizrii productivitii, care se

compune din optimizarea procesului (preocupare a inginerului tehnolog), optimizarea procesului de planificare a procesului de producie (preocupare a inginerului de producie) i optimizarea proiectului (preocupare a inginerului proiectant).

Pe lng acestea, utilizarea modelelor informaionale face posibil reducerea timpului de dezvoltare a produsului, a timpului de fabricaie i costul de producie.



2. SIMULAREA SISTEMELOR INTEGRATE DE FABRICAIE

2.1.Introducere

Industria actual trebuie s fac fa creterii rapide a productivitii, reducerii costurilor de pregtire i desfurare a produciei. Pentru ca un sistem flexibil de fabricaie s devin eficient i competitiv trebuie s parcurg un proces de optimizare, iniial de optimizare prin simulare. Acesta presupune o mbuntire a parametrilor sistemului n raport cu criteriile generale de performan ale sistemelor flexibile de fabricaie.

Astfel ciclul de via al mainii-unelte este privit sistemic (fig.9.1), diferitele faze ale existenei sale aflndu-se n interdependen evident. Se apeleaz la instrumentele informatice moderne, care faciliteaz substanial realizarea unui produs, prefigurnd toate etapele vieii acestuia, de la concepie pn la ncetarea exploatrii sale. Astzi exist programe deosebit de performante utilizate pentru asistarea proiectrii, simulrii fabricaiei, prospectrii pieei etc. (fig. 2.1), fcnd posibil evaluarea eficienei lansrii n fabricaie a unui produs nc din faza lansrii ideii concepiei acestuia.

Fig. 2.1. Ciclul de via al unei maini-unelte

Utilizarea celor mai moderne programe de simulare, de diagnosticare a comportamentului mainilor-unelte i, nu n ultimul rnd, de proiectare a ansamblurilor acestora (Catia, Pro-Engineer, Cosmos, Solid Works etc.) a determinat obinerea unor maini-unelte foarte performante, multifuncionale, reconfigurabile, conduse direct cu calculatorul. De asemenea, exist posibilitatea schimbrii i reglrii automate a procesului de achiere n timpul funcionrii mainii-unelte, n funcie de sculele utilizate, materialele prelucrate, lichidele de rcire utilizate etc.

Investiiile n tehnica de calcul se amortizeaz prin locul ctigat pe piaa productoare de mainile-unelte i prin ciclul de via al acestora.

PROIECTARE

SIMULARE

FABRICARE

CERTIFICARE

EXPLOATARE

DEMONTARE-SELECTARE

REFABRICARE



n perioada 1997-1999 au aprut corporaiile virtuale. Paradigme precum Open-architecture manufacturing, Agile manufacturing, Internet-based manufacturing i Virtual corporation sunt deja cunoscute n lumea ntreag. Relund aspectele tehnologice, sociale, tehnice ale produciei industriale, se poate spune c toate acestea acioneaz n cadrul ntreprinderii sociale extinse.

n ultimii ani, piaa industrial s-a schimbat foarte mult, datorit ultimelor descoperiri n domeniul produciei: de la mainile-unelte clasice la automatizarea i controlul cu calculatorul, culminnd cu teleproducia prin modem sau prin Web.

Fig. 2.2. Etapele realizrii unui produs

Futuristul Naisbitt spunea c n ziua de azi toat lumea dorete high-tech high-touch, respectiv cele mai moderne posibilitti pentru uurarea muncii i a vieii.

Astfel, se creeaz noi locuri de munc, mult mai interesante, care cer ns o pregtire i o nelegere corespunztoare. Dac iniial o persoan lucra n diagnosticarea i

Concepie constructiv (CAD + CAE)

Computer Aided Design Computer Aided Engineering

Concepia tehnologic (CAPP, CAM)

Computer Aided Process-Planning Manufacturing

Computer Integrated Manufacturing (CIM)

Definirea produsului. Caracteristici, informaii


Modelare, simulare, optimizare

Fabricaia prototipului; testare i validare

Desene pentru producie; manual de utilizare

Specificarea materialelor; selectarea echipamentelor; protecia muncii.

Fabricaie

Inspecia i asigurarea calitii

Marketing

Produs

Producie pilot



repararea mainilor sau n organizarea produciei, n timp aceste posturi se transform n management general i luare de decizii n afaceri.

ntrebarea care se pune este: n anul 2100, producia va mai lucra cu oameni?. Rspunsul este probabil Nu, referitor la tot ceea ce ine de munc manual, dar Da, referitor la ntreprinderile colective unde oamenii vor proiecta, vor planifica, vor instala echipamente automate pentru clieni.

De asemenea, s-a trecut la o nou viziune asupra proiectrii i fabricaiei unei maini-unelte, respectiv la ingineria concurent descris n capitolele anterioare.

Prin ciclu de via se neleg toate aspectele legate de produsul respectiv: proiectare, dezvoltare, producie, distribuie, utilizare, refabricare, toate fiind simultan luate n considerare.

ntreaga via a unei maini-unelte trebuie conceput nc din faza de proiectare. Astfel, maina-unealt trebuie s fie: funcional (prin proiectare), durabil ( funcioneaz o perioad lung de timp n parametrii optimi), mentenabil (are componente care pot fi foarte uor nlocuite sau reparate), reconfigurat i refabricat.. Ingineria concurent nu poate funciona dac nu exist echipe de lucru multifuncionale i interactive care s utilizeze toat tehnologia existent la acel moment.

n acest caz, n proiectarea unei maini-unelte moderne care trebuie prevzut a face parte dintr-un sistem flexibil i care trebuie s rspund la multe cerine tehnice i nu numai, este absolut necesar mbinarea realului cu virtualul pentru a putea obine n final cel mai performant produs (fig. 2.3)

Una din metodele verificate pentru creterea vitezei de reacie la stimulii pieei const n adoptarea unei soluii de inginerie asistat, modern , complet, eficient care s elimine prin natura sa operaiile de rutin, mari consumatoare de timp i resurse umane, specifice proiectrii clasice, n favoarea activitilor direct creatoare.

Pentru a elimina ciclul lung i costisitor pe care l reprezint conceperea variantelor unui produs precum i pentru a evidenia eventualele erori conceptuale nc din stadiul de proiect entitile proiectate sunt anlizate cu ajutorul programelor specializate. De menionat c aceast etap are loc nainte de construirea oricrui prototip fizic, produsul putnd fi analizat sub o multitudine de aspecte, ntr-un numr orict de mare se situaii (critice). De asemenea prin rularea unor aplicaii de optimizare produsul poate fi mbuntit n baza criteriilor impuse.

Se poate considera c pentru optimizarea fabricaiei ntr-un sistem flexibil de producie exist dou posibiliti:

Optimizarea fabricaiei la nivelul ntregului sistem prin modelarea i simularea sa.

Optimizarea funcionrii fiecrui component n parte al unui sistem flexibil de producie.

Acest mod de abordare a procesului de dezvoltare de noi produse este denumit inginerie integrat.



Fig. 2.3. Procesul modern de realizare a unei maini-unelte

Ingineria integrat este definit ca o metodologie ce permite concepia integrat i simultan a produselor i a proceselor de producie i de mentenan asociate. Aceasta asigur luarea n considerare, nc de la origine, a tuturor fazelor ciclului de via al produsului, ncepnd cu concepia i terminnd cu reciclarea sa, integrnd problemele de calitate, termene, costuri, exigene ale utilizatorului etc.

Ingineria integrat este deci o metodologie care tinde s aduc spre amonte profesiile care intervin n aval de proiectare, ca pregtirea fabricaiei, producia, comercializarea, mentenana, reciclarea produselor, i care ia n considerare restriciile pe care acestea le genereaz. Astfel se realizeaz participarea efectiv, de la primele faze de concepie, a specialitilor din diferite profesii. Pe scurt, concepia colaborativ se desfaoar att n spaiu, prin organizarea de ntlniri ntre experii diferitelor profesii, ct i n timp, prin organizarea mai degrab paralel dect succesiv a activitilor. n acest mod se pune n prezent problema dezvoltrii de noi produse, iar abordarea integrat asigur reducerea timpului de concepie i lansare a produselor, creterea calitii acestora, concomitent cu reducerea costurilor de producie.

2.2 Definirea conceptului de simulare

Proiectare asistat cu calculatorul

Fabricaie asistat cu calculatorul

Program de simulare

Post-procesor

Main-unealt virtual

Main-unealt real

Proiectare i definirea modelelor numerice ale

produsului

Elaborarea proceselor de fabricaie. Definirea de cicluri. Alegeri tehologice

Studiu de optimizare. Validarea rezultatelor

Generarea automat de programe codate

Prelucrare virtual Validarea programului

Prelucrare real Introducerea n fabricaie



Simularea reprezint un instrument de analiz avnd drept scop stabilirea efectelor schimbrilor operate asupra unui sistem existent, ct i evaluarea performanelor unor noi sisteme n altfel de circumstane. Simularea este unul dintre cele mai puternice mijloace de analiz, folosit pentru proiectarea sistemelor complexe, pentru planificarea i controlul acestora. Ea se definete ca fiind procesul de proiectare i realizare ale unui model, ale unui experiment n scopul nelegerii comportamentului sistemului i al evalurii unui numr mare de strategii posibile pentru funcionarea acestuia. n acest caz, modelul opereaz n paralel cu sistemul de producie, iar parametrii planificai sunt identificai i folosii n derularea modelului dup un altgoritm sau o strategie de optimizare urmrindu-se mrirea performanelor sistemului.

Proiectarea tradiional i metodele analitice s-au artat inadecvate pentru studierea interaciunilor complexe din cadrul sistemelor flexibile de producie. Simularea se aplic pentru analiza dinamic anterioar implementrii, astfel nct costurile i stocurile s fie mult reduse. Tehnicile de modelare i simulare ale fabricaiei pot contribui esenial la elaborarea unor sisteme de fabricaie cu indici de performan ridicai. Validarea soluiei presupune stabilirea unor modele, analiza proprietilor acestora i simularea funcionrii. n urma analizei rezultatelor se obin date privind eficiena economic, informaii funcionale etc. Astfel, se pot analiza caracteristicile produciei dup numrul de piese prelucrate, timpul de execuie, se poate aproxima costul procesului pentru a folosi ulterior strategii de optimizare pentru realizarea unei mai bune precizii i eficiene economice.

n general, promovarea tiinei presupune o activitate de cercetare intens. Lupta dintre metodele tradiionale i cele noi este tot mai frecvent discutat n articole jurnalistice i n sesiunile conferinelor internaionale din domeniu. Chiar dac noiunea de simulare este veche, ea reflect modul n care se va realiza n secolul urmtor o bun mprire a tiinei. Oamenii de tiin vor mbunti experimentele pe calculator n concordan cu crearea ipotezelor tiinifice i vor dezvolta experimente pentru obinerea rezultatelor empirice. Noiunea de simulare implic interpretri multe i diferite ce depind de domeniul abordat. Se poate spune c simularea reprezint o disciplin fundamental independent de aplicaiile specializate. n figura 2.4 este reprezentat rolul central pe care l joac simularea n cteva domenii specificate n continuare.

n esen, simularea poate avea un rol potenial n fiecare domeniu al tiinei. Informatica: Simularea este lingua franca pentru informatic. Domeniul

informaticii implic folosirea calculatorului (supercalculatoarelor) pentru vizualizarea i simularea fenomenelor complexe i la scar larg.

Sisteme haotice i complexe: Observarea complexitii unor fenomene prin modele deterministe simplu structurate trezete un interes tehnic fundamental i o preocupare continu.



Informatic

SistemeComplexe

RealitateVirtual

Modelare Fizic de BazVia Artificial

Simularepe

Calculator

paralelism interfa graficimplementat

teoriabiologic

grafic i animaiepe calculator

Supercalculatoare

Fig. 2.4. Schematizarea rolului simulrii.

Cele mai multe modele ce expun comportri haotice conin analize statistice. Dei caracteristicile spaiale de faz topologice calitative ale sistemelor liniare pot fi determinate statistic, simularea trebuie folosit i pentru sistemele neliniare. Metodele iterative trebuie s lucreze simultan cu determinarea unor caracteristici speciale cum ar fi: puncte fixe, valori i puncte ale hiperbolelor. ntr-o abordare mai larg, limbajele de simulare viitoare vor fi n relaii de interdependen cu rutinele de manipulare simbolic i limbaje, astfel nct un sistem s poat fi analizat cu orice instrument disponibil (static i iterativ). Combinarea metodelor statice i iterative n simulare determin simularea hibrid.

Realitatea virtual: Obiectivul realitii virtuale const n introducerea analistului n interiorul universului simulat. De asemenea, realitatea virtual este deseori vzut ca fiind sinonim cu interfaa hardware dintre main i om, tehnologia trebuind s ncorporeze metode pentru construcii n universul digital (sau virtual).

Viaa artificial: Relativitatea vieii artificiale este o ramur a tiinei calculatorului care provoac ceea ce poart numele de experiment. Un experiment n viaa artificial este acela n care se concepe un program de simulare a formelor vieii artificiale.

Modelarea pe baze fizice i animaia pe calculator: n grafica pe calculator din prezent, micarea este realizat mai mult pentru a mri interesul fa de tehnica modelrii i mai puin fa de modelarea pe baze fizice. n prezent s-au realizat progrese impresionante n sfera animaiei. S-au creat modele mult mai bune, animaia avnd la baz tipuri de modele mult mai complexe cum ar fi modelarea evenimentelor, modelarea funcional sau modelarea condiionat. Noiunea de baze fizice se refer, n mod normal, la constrngeri de baz, sub form de ecuaii, modelele derivnd din legile fizicii. Oricum, micarea a ceea ce se numete modelarea pe baze fizice este un pas n direcia utilizrii modelelor de simulare pentru nlocuirea modelelor automate cu modele de sisteme mult mai inteligente.

2.2.1 Definirea realitii virtual

Termenul Realitate virtual este folosit de foarte multe persoane cu specializri diferite. Exist o categorie pentru care realitatea virtual este o colecie specific de tehnologii ca Head Mounted Display, Glove Input Device i Audio. Alii folosesc acest



termen incluznd crile convenionale, filmele sau pura imaginaie i fantezie. Cea mai bun definiie reiese din cartea The Silicon Mirage: Pentru oameni Realitatea virtual este un mod de a vizualiza, manipula i interaciona cu calculatoarele i cu datele extrem de complex existente n acestea.

Partea de vizualizare se refer la generarea de ctre calculator a elementelor vizuale, audio sau a altor OUT PUT-uri perceptibile ctre utilizatorul unei lumi din interiorul computerelor. Aceast lume poate fi un model CAD cu simulare stiinific sau cu privire ntr-o baza de date.

Utilizatorul poate interaciona cu aceast lume i poate manipula direct obiectele acesteia. Unele imagini sunt animate de alte procese ca simulri psihice sau simple scrieri animate.

Interaciunea cu lumea virtual cel puin cu controlul timpului real apropiat al punctului de vedere este un test critic pentru realitatea virtual. Ali termeni care pot fi folosii sunt mediul sintetic i realitatea artificial. Dintre acetia termenul realitate virtual este cel mai rspndit.

Aplicaiile dezvoltate pentru realitatea virtual se aplic asupra unui spectru larg de la jocuri la proiecte de afaceri i arhitectur. Multe aplicaii sunt similare lumii noastre, cum ar fi CAD sau Arhitectural Modeling.

Unele aplicaii furnizeaz ci de vizualizare dintr-o perspectiv avantajoas, cum ar fi sistemele de control al traficului aerian. Alte aplicaii sunt foarte diferite de celei experimentate pn acum.

2.2.2 Definirea conceptului de produs virtual

Dezvoltarea produselor performante a determinat folosirea mult mai intensiv a sistemelor computerizate. Trecerea ctre un angajament pe viacu produsul n locul atitudinii construiete i vinde a rezultat ntr-o utilizare mai larg a sistemelor computerizate pentru noile grupuri de utilizatori.

Aceasta a forat furnizorii de software s creasc viteza dezvoltrii unor astfel de sisteme cum sunt CAD, CAM, CAE.

Furnizorii au nceput deasemenea s integreze n sistemele lor faciliti cum ar fi : prototipul virtual, vizualizarea, simularea si realitatea virtual.

Obiectivul const n stabilirea unei platforme de comunicare i decizie pentru procesul de comer cu abilitatea de a vizualiza produsul foarte aproape de modul real i s reprezinte ntr-un mediu virtual imagini diferite pentru diferii utilizatori i scopuri diferite.

David Zeltzer a contribuit la dezvoltarea cadrului virtual bazndu-se pe trei componente: autonomie, interaciune i prezent.

Autonomie - modele i procese matematice. Obiectele trebuie s acioneze i reacioneze cu evenimentele simulate. Actorii trebuie s aib mai multe sau mai puine comportamente autonome.

Interactiune - interfee logice. Cnd i cum se face simularea astfel nct s se poat modifica modelul i sistemul?

Prezent - interfaa fizic. Aceste trei axe definesc un sistem de coordonate, numit Zeltzers AIP-cub, care

determin un cadru conceptual pentru nelegerea i clasificarea interfeelor folosind tehnologia realitii virtuale.



Simularea reprezint o etap intermediar ntre proiectare i fabricaie. Astfel, n condiiile economiei de pia, cu o concuren fr menajamente, se cere s se asigure performanele impuse de client, la un pre rezonabil i la termene de livrare foarte stricte. Satisfacerea acestor condiii se realizeaz cu dificultate, dar nu este imposibil. n acest sens, soluiile se evalueaz dup criterii de natur tehnic, economic sau durat de materializare. Astfel, se realizeaz o optimizare la nivelul ntregului sistem pe baza criteriilor de natur tehnico-economic. Ipotezele adoptate n simulare au la baz date tehnice, experimentale i teoretice acumulate din experiena anterioar, ceea ce confer rezultatelor lor o foarte bun concordan cu realitatea. Vizualizarea rezultatelor cercetrilor efectuate prin metode teoretice exacte sau aproximative permite simulrii optimizarea elementelor de structur ale mainilor-unelte ce compun sistemul. n acest mod, anumite caracteristici pot fi imbuntite continuu prin varierea sistematic a parametrilor de dependen.

2.2.3. Fabricaia virtual

Fabricatia virtual se definete a fi un mediu sintetic i integrat n care se exerseaz dezvoltarea unui produs simulat la toate nivelele de decizie i control. Din punct de vedere semantic expresiile reprezint:

Sintetic-un amestec de obiecte, activiti, procese reale i simulate; Mediu -sistemul construit prin simulare, care furnizeaz instrumentele de

analiz, simulare, implementare, modelare a produsului, procesului sau ansamblului; Exerseaz -aciune de construcie i execuie a simulrii; Nivelele-de la concepia produsului la realizare, de la echipamentul de atelier la

cel dintr-o ntreprindere; Decizie care presupune nelegerea impactului schimbrii; Control predicie care afecteaz starea curent. Definiia anterioar nu pune n eviden capacitatea fabricaiei virtuale de a

pronostica costurile i calitatea produselor. n principal aceasta se anexeaz pe mbuntirile proceselor de fabricaie prin utilizarea unui model cu largi capaciti de simulare.

Astfel se desprinde caracteristica fundamentala a fabricaiei virtuale constnd n faptul c dezvoltarea produsului ntr-un mediu simulat permite realizarea sa virtual naintea realizrii sale reale. Dezvoltarea produsului implic att activiti economice ct i tehnice asociate cu dezvoltarea i fabricaia unor produse reale. Concluzia este c fabricaia virtul nu simuleaz procesul de proiectare a unui produs, ci l confirm.

Principala tehnic utilizat de fabricaia virtual este simularea care poate reduce costurile de fabricaie i exploatare prin combinarea soluiilor reale cu cele virtuale. Fabricaia virtual se bazeaz pe tehnicile de modelare i simulare fabricaie / producie / asamblare, procese care permit realizarea lor virtual. Acest mod este esenial pentru o optimizare a sistemului dorit. Fabricaia virtual adaug simularea la conceptul de ntreprindere virtual n scopul mbunatirii capacitilor de producie.

Aria de aplicabilitate a fabricaiei virtuale const n: Proiectarea produsului modelarea si simularea mbuntesc relaiile ntre

componentele sistemului, minimalizeaz interfeele dintre subsisteme i pe termen lung, asigur trecerea de la proiectarea virtual la producia real.

Estimarea costurilor-sistemele virtuale permit furnizarea de date precise privind costurile de proiectare, dezvoltare i producie.



o Se creaza modalitati de estimare a costurilor care pot fi integrate proiectarii si fabricatiei.

Estimarea riscurilor-modelarea si simularea permit detectarea ariei de risc si in unele cazuri determina solutii alternative.

In concluzie,fabricatia virtuala este folosita pentru investigarea alternativelor, luarea deciziilor si executarea functiilor. Fabricatia virtuala extinde spatiul proiectarii permitind evaluarea de proiecte alternative prin utilizarea variantelor de fabricatie simulate si a protptipurilor-fabricatie pe calculator.

2.2.4. Simularea i fabricaia virtual

Integrarea simulrii reduce semnificativ durata de timp necesar proiectrii, elimin necesitatea realizrii modelelor i a prototipurilor reale i mrete posibilitatea de ptrundere rapid a produsului pe pia.

Dac programele CAD sunt destinate pentru modelarea pe un interval de timp neprecizat, simularea permite vizualizarea i interaciunea sistemului n timp real. Simularea se poate axa pe dou componente principale: posibilitatea vizualizrii sistemului pe scar larg i abilitatea de a simula funcionarea i comportamentul acestuia. Aceste componente impun un mediu de comunicaie care poate fi manipulat i analizat.

Pentru caracterizarea simulrii este util s fie comparat cu alte domenii cum ar fi grafica/animaia computerizat sau realitatea virtual. Ambele sunt n strns legatur cu simularea. Grafica pe calculator se efectueaza pe obiecte, caracteristica sa principala fiind producerea unei imagini a lumii reale sau a unui obiectiv virtual. Animaia const n utilizarea graficii computerizate n scopul generrii unor imagini care produc iluzia micrii dar nu trebuie confundat cu simularea. Astfel, innd cont de definiiile anterioare enunate, se poate spune ca simularea este motorulcare conduce grafica i realitatea virtual. Prin analiza simulrii (crearea unui model, analiza i execuia sa) se poate crea o infrastructur pentru celelalte domenii.

Arhitectura de modelare a sistemului aa cum este descrisa n fig.2.4 include trei sisteme:

Proces /produs conine informaiile despre procesele de proiectare, de selecie a materialelor i de realizare a produsului;

Analiza estimeaz timpul de producie i realizeaz o analiz a rezultatelor; Baza de date stocheaz informaiile referitoare la fabricaia i dezvoltarea

produsului. Fabricaia virtual poate fi conceput n doua moduri. n primul rnd ca utilizare a

simulrii fabricaiei pentru optimizarea proiectaii unui produs i a proceselor pentru ndeplinirea unui scop precis, cum ar fi proiectarea asamblrii, calitatea, flexibilitatea etc. n al doilea rnd ca utilizare a simulrii pentru evaluarea mai multor scenarii ale produciei la diferite nivele de precizie n scopul obinerii de informaii asupra proiectrii sistemului prin adaptarea deciziilor de producie.

Se poate spune ca fabricaia virtual adaug simularea produciei altor tehnici de analiz i permite validarea de noi procese.

Fabricaia virtual necesit informaii multiple despre produs, procese i sisteme de producie acestea fiind subiectul unei vaste arii de cercetare. Modelarea proceselor integrate cu proiectarea produsului este o operaie foarte sofisticat i necesit informaii detaliate. Fabricaia virtual permite furnizarea de estimri corecte ai timpilor de prelucrare, ciclurilor de procesare, costurilor i calitii produselor.



2.3 Simularea sistemelor i proceselor

Simularea este o disci

Date post:	08-Nov-2015
Category:	Documents
Upload:	alin
View:	85 times
Download:	9 times

Curs Conceptie Integrata

Documents