PLM Express Design Optimization

Dassault Systèmes (www.3ds.com), od r. 1981 průkopník, vizionář a světový leader v oblasti 3D a PLM řešení, nedávno představil dva nové „add-ons“ produkty (přídavné moduly) pro CATIA V5 PLM Express řešení, které převzal ze své produktové řady DELMIA pro virtuální výrobu. Jedná se o moduly, které by měly optimalizovat návrh výrobku z hlediska jeho snadné montáže (Design for Assembly Optimization, čili „Návrh v kontextu postupu montáže“) a z hlediska jeho výkonu (Design for Cycle-Time Performance, čili „Návrh v kontextu výkonu stroje).

Očekávané výhody a přínosy pro uživatele

• snadná tvorba montážních plánů a postupů přímo v prostředí CATIA V5
• snížení množství chyb při montáži díky postupové analýze již v počátcích návrhu
• postupová analýza montáže ve 3D
• není potřeba MS Office produktů (Excel, Word)a snímání obrazovek z CAD systému při tvorbě montážní dokumentace
• rychlá analýza více montážních scénářů pro optimální volbu procesu
• bezprostřední reakce montážní a demontážní dokumentace při změně výchozího návrhu
• tvorba a rychlá aktualizace dokumentace pro navazující výrobní a servisní procesy
• virtuální optimalizace montáže nevyžadující nákladnou výrobu fyzického prototypu

Pro která průmyslová odvětví jsou tyto optimalizační nástroje vhodné?

Především pro výrobní organizace, které navrhují a vyrábějí složitější a variabilní montážní sestavy svých výrobků, tedy pro výrobce obráběcích strojů a průmyslového výrobního zařízení a vybavení obecně (automatizované výrobní linky např. pro balící a potravinářský průmysl), ale i pro finální výrobce a jejich dodavatele z automobilového a leteckého průmyslu (a samozřejmě i pro optimalizovaný návrh výrobního zařízení pro jejich výrobky).

DELMIA Design Assembly Optimization

Návrh výrobku v kontextu montážní sekvence, návrh, simulace, optimalizace a dokumentace montáže

Simulace a kontrola montážního procesu je dodnes většinou vykonávána manuálně. V předvýrobní etapě životního cyklu výrobku se stále při návrhu montáže používají fyzické prototypy, wordovské dokumenty s popisem montážních sekvencí, blokové diagramy, excelovské tabulky, CAD 3D modelovací a 2D kreslící programy. Toto všechno jsou nástroje s nulovou nebo jen malou „procesní inteligencí“. Tradiční metody vedou k zbytečně zdlouhavému přípravnému procesu. Zjištění potenciálních problémů je odsunuto až do pozdějších etap přípravy výroby. Reakce na tyto pozdě zjištěné problémy a jejich zohlednění v návrhu a výrobě je tedy nákladné a významně ovlivňuje termín dodání a ziskovost produktu.

DELMIA Assembly Optimization řešení pomáhá vyhnout se těmto úskalím a poskytuje 3D prostředí pro analýzu montážního procesu již v raném stádiu návrhového cyklu. Firmy mohou včas reagovat na zjištěné problémy, učinit vhodná opatření, tj. provést potřebné změny návrhu a příslušné dokumentace. Předejdou tak velmi riskantním scénářům s kritickým dopadem na výrobu.

DELMIA Assembly Optimization řešení také poskytuje konstruktérům nástroj pro návrh v kontextu montáže nebo demontáže zařízení. Tento proces může být ihned zdokumentován nejen pro výrobu, ale také pro účely pozdějšího popisu výrobku.

S pomocí relevantní studie montážního postupu v časném stádiu návrhu výrobku dochází k výraznému omezení chyb montáže.

DELMIA Design Assembly Optimization, přínosy

• příprava montážního procesu ve fázi návrhu výrobku
• rychlé plánování montážního postupu přímo ve 3D
• okamžité ověření správnosti montážního postupu při jakékoli změně návrhu
• vytváření a aktualizace dokumentace na několik kliknutí myši
• redukce chyb vzniklých komunikací prostřednictvím tradiční dokumentace
• V5 nativní aplikace používá data vznikající při návrhu výrobku

využití existujících CATIA 3D dat pro rychlou a detailní simulaci a dokumentaci montážního procesu v rané fázi návrhu výrobku

plánování, simulace a kontrola montáže a demontáže nachází potenciální problémy, které jsou přehledně dokumentovány a umožňují jednoznačnou komunikaci vývojového týmu při jejich odstraňování

DELMIA Cycle-Time Performance

Návrh v kontextu výkonnosti stroje, optimalizace výkonnosti mechanického systému

V současném vysoce konkurenčním prostředí je dodavatel výrobních zařízení, dodávaných „na klíč“, postaven před úkol snižovat zákazníkovy náklady, optimálně využívat svoje výrobní zařízení, a být aktivnější v nabídkovém řízení. Znamená to, že většina návrhářů musí řešit problémy spojené s maximalizací produkce jimi navrhovaného stroje nebo výrobní linky. Každá ušetřená vteřina vede v konečném důsledku k velkým úsporám času i peněz. Tradiční postupy snižování času výrobního cyklu pomocí ručně vyplňovaných excelovských tabulek vyžadují mnoho práce a času a práce vysoce kvalifikovaných inženýrských kapacit. Tímto způsobem je velmi obtížné identifikovat výkonnostní problémy a reagovat na ně již ve stádiu návrhu zařízení.

DELMIA Cycle-Time Performance řešení nabízí revoluční změnu těchto tradičních metod. Přenáší studie proveditelnosti požadované výkonnosti zařízení do kvalitativně vyššího 3D prostředí. Návrhoví inženýři tak mohou přehledně a spolehlivě měřit a optimalizovat časy cyklu. K tomu mohou použít již existující CATIA 3D data a přidat k nim kinematiku i dynamiku jednotlivých mechanizmů zařízení. Použití automaticky generovaných Ganttových diagramů vede k optimalizaci času cyklu a k lepšímu porozumění úzkých hrdel výkonnosti zařízení. Uživatelé mohou také simulovat výrobní sekvence více vzájemně synchronizovaných mechanismů, zpřesňovat jejich chování a odhalovat možné kolize mezi jednotlivými pohyblivými zařízeními. Odstranění zjištěných nedostatků již ve stádiu simulace dovoluje optimálně využít zařízení a vyhnout se potenciálně vysoce riskantním scénářům limitujícím produkci celé výrobní linky.

Vyhodnocení a optimalizace jmenovitých výkonů stroje již v časné fázi návrhu stroje umožňuje předpovídat reálnou výkonnost zařízení s větší přesností.

DELMIA Cycle-Time Performance, přínosy

• simulace komplexního stroje s mnoha kinematickými řetězci
• měření a optimalizace nominálního výrobního času
• eliminace kolizí mezi jednotlivými pohybujícími se mechanismy
• ověřování výkonnostního dopadu změn v jakékoli fázi vývoje
• vytváření alternativních návrhů z hlediska výkonnosti celého stroje
• předběžné studie výkonnosti
• bezchybná dokumentace a prezentace chování kinematickými řetězců stroje
• optimální využití prostoru stroje
• V5 nativní aplikace používá data vznikající při návrhu výrobku

simulace zařízení složeného z mnoha kinematických řetězců a automatické znázornění jednotlivých časů v Gantově tabulce dovoluje optimalizovat výkonnost zařízení virtuálně ve 3D

Design for Cycle-Time Performance, praktické možnosti využití

a. Obecná aplikace: zrychlení a optimalizace taktu výrobní linky

Produkt DELMIA Design Optimization for Cycle-Time performance umožňuje vyřešit zvýšení produkce výrobků optimalizací taktu výrobní linky a rychlou změnu taktu linky při změně jejího sortimentu. Vedlejším produktem této aplikace pak může být sjednocení programového rozhranní člověk/stroj (HMI) na všech zařízeních linky.

b. Konkrétní aplikace z automobilového průmyslu

Dodavatel elektronických součástek pro automobilový průmysl má k dispozici pouhých 30 vteřin na vyjmutí dělené formy z právě vylisovaného plastového výlisku, na kontrolu každé z jeho dutin a následně na vložení všech součástí formy, správně orientovaných a na správné místo pro další operaci. Produkt DELMIA Design Optimization for Cycle-Time performance, používaný v konstrukci nástrojů, umožnil ve velmi krátkém čase vytvořit studii proveditelnosti této náročné posloupnosti operací, a to včetně variant pro různé odběratele.