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 – integral vs. modular
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:
– Module separat prüfbar
– Prüfung auf die Schnittstellen fokussieren
▪ 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 Algorithmen
-> 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 Optimierung der Materialverteilung reduziert
- Iterativer Prozess
- Ergebnis ist einzelner optimierter Bauteilentwurf
- Erstellter Entwurf muss i.d.R. nachbearbeitet werden
-> Fertigbarkeit & Kostenbeschränkung
