Vorlesung 9: Durchgängige Entwicklung Flashcards
Impulse erkennen
Unternehmen:
* Rationalisierung
* Funktionen
* Ideen
Markt:
* Änderung der Marktwünsche
* Anregung der Kunden
* Wettbewerb
* Stellung des eigenen Produkts am Markt
Umfeld:
* Neue Technologie
* Eintreten wirtschaftlicher Ereignisse
* Umweltauflagen und Recycling
Modellierung von Strukturen
Das StructureElement beschreibt parametrische Beschreibung die Geometrie, das Material und die Wirkflächen der physischen Komponenten
Wirkflächen
▪ Eine Komponente realisiert in der Regel Wirkflächen aus verschiedenen Lösungen
▪ Alle relevanten Wirkflächen der
Lösungskonzepte werden dem
StructureElement als physische
Schnittstellen (Full Ports) zugewiesen
Geometrie
▪ Die Geometrie beschreibt Abmessungen und Ausrichtung eines Strukturelements
▪ Die Geometrie wird dem Strukturelement über die geometry property zugewiesen
Material
▪ Das Material beschreibt die
Materialeigenschaften einer Oberfläche, auf der der physikalische Effekt auftritt
▪ Das Material wird der Geometrie über die material property zugeordnet
Gruppierung der Wirkflächen in Strukturelemente – modular vs. integral
Integralbauweise:
Funktionsintegration durch Umgestalten mehrerer Teile zu einem Teil
Modularisierung:
Steigerung der Wiederverwendung durch Zerlegung von Funktionsträgern
Modularisierung: Vorteile
▪ Parallelisierung von Prozessschritten
▪ verringerte Teilevielfalt
▪ verringerter Aufwand zur Prüfung des Gesamtsystems (da die Module separat geprüft werden können, kann die Prüfung auf die Schnittstellen fokussiert werden)
▪ Vereinfachte Ableitung von neuen Modellen
▪ Optimierter Einsatz und Nutzungsdauer von Technologien
Modularisierung: Nachteile
▪ mehr Schnittstellen
▪ Zunahme von Bauraum und Gewicht
▪ erhöhter Einmalaufwand
▪ Geringere Produktdifferenzierung
▪ Redundante Strukturen
Kriterien für die Ausgestaltung von Strukturen: Design for X (DFX)
Design for:
* Sustainability
* Cost
* Chain
* Testing
* Manufature
* Reliability
* Quality
* Maintenance
Methoden für die Ausgestaltung von Strukturen
- Generative Design
- Topologie Optimierung
- Erfahrung des Ingenieurs
Generative Design
- Ausgestaltung der Bauteilgeometrie durch Algorithmen, die die Entdeckung und Optimierung von Designlösungen erleichtern
-> genetische Algo
-> neuronale Netze - imitiert evolutionären Ansatz der Natur
- Ergebnis sind verschiedene
optimierte Bauteilentwürfe - Mit Randbedingungen und Optimierungszielen beste Lösung ermitteln
Generative Design – Vorgehen
- Wirkflächen in 3D Körper überführen
- Die auf Wirkflächen basierenden Körper werden in beizubehaltende Geometrien und
Hindernisgeometrien unterteilt und können einen Startkörper beinhalten, der automatisiert erzeugt werden kann - Randbedingungen sind Lasten, Material und Fertigungsverfahren
- Bsp. Optimierungsziel: Minimierung der Masse, Maximierung der Steifigkeit
- Algo verbindet beizubehaltende Geometrien und erstellt erstes Design
- Iterativ Design in der Struktur optimieren
Generative Design: Vor- und Nachteile
Vorteile:
* Neue Designkonzepte
* Schnellere Ausgestaltung
* Komplexes Design
* Automatisierte Bewertung
Nachteile:
* Bedienung
* Auswahl (Unterscheidung gute und schlechte Entwürfe)
* Kosten
Kriterien für die Ausgestaltung von Strukturen: Generative Design
Mit Generative Design können Strukturen hinsichtlich der Kosten (Cost), Fertigung (Manufacture), Sicherheit (Reliability) und Qualität (Quality) optimiert werden
Topologie Optimierung
- Optimierung der Bauteilgeometrie auf Basis von einem ersten Entwurf, der den Entwurfsraum definiert
- Durch Randbedingungen wird Gewicht durch Opt. der Materialverteilung reduziert
- Iterativer Prozess
- Ergebnis ist einzelner optimierter Bauteilentwurf
- Erstellte Entwurf muss i.d.R. nachbearbeitet werden
-> Fertigbarkeit & Kostenbeschränkung