notes zu rechnergestütztes Entwickeln

sulu ´s eigene notizen zu rechnergestütztes Entwickeln bzw. Reduktion des 200Seiten skripts im Fh:6Sem ...1.Versuch dann doch im Fh:7Sem

Problemstellung

Rechnerintegrierte Produktentwicklung

Konstruieren als Teil des Produkterstellungsprozesses (VDI Richtlinie 2243 -1991)

Kennzeichnend für den Produkkterstellungsprozess ist die Wandlung von Information zu einem materiellem/immateriellen Erzeugnis. *Makt, Kunde + Unternehmensziele => beeinflussen die Produktphasen: * Produktplanung * Konstruktion/Entwicklung * Fertigung/Montage * Vertrieb/Verkauf * Gebrauch/Verbrauch * Recycling/Verschrottung

Modelle des Konstruierens

*drei Charakteristika des Konstruierens * Informationsverarbeitungsprozess * Ergebnis in Dokumenten fixiert * Antizipieren von Eigenschaften

*Arbeitsschritte des Konstruktionsprozesses (unter Einfluss von Problembeschreibenden, Lösungsbeschreibenden und Eigenschaftsbeschreibenden Informationen) * Problemanalyse -> Problemformulierung * Systemsynthese -> Systemanalyse * Bewertung -> Entscheidung

*Arten des Konstruierens (Hauptphasen) * Neukonstruktion (Konzipieren - Entwerfen- Ausarbeiten) * Anpassungskonstruktion bei geänderter Aufgabenstellung (selten Konzipieren und Entwerfen, meist nur Ausarbeiten) * Variantenkonstruktion (selten Entwerfen, meist nur Ausarbeiten)

Methodisches Konstruieren

In idealer Weise wird der Konstruktionsprozess als schrittweise Konkretisierung der Beschreibung von Solleigenschaften eines technischen Artifaktes betrachtet. -> Anreicherung der Menge von Produktmerkmalen -> Produktmerkmale = Lösungseigenschaften des Produkts -> Summe aller Lösungseigenschaften = Gesamtverhalten des fertigen Produkts

bei allen folgenden Konstruktionsphasen wird der allgemeine Problemzyklus (Prob-definition, Lösungs -findung,- beschreibung,-bewertung,- auswahl) durchlaufen: * Modellieren der Produktanforderungen * Funktionsfindung * Prinziperarbeitung * Gestaltung

===ein entstehendes Produkt durchläuft also folgende Konkretisierungsstufen:===

  • Anforderungsmodellierung = Finden von Elementaraufgaben
    Aufgabenformulierung -> Aufgabenstellung: ===Anweisungssatz===, ===Hauptaufgabensatz===, ===Anforderungssätze===__ __Funktionsmodellierung = Ermittlung effektgebundener Funktionen ohne Berücksichtigung ihrer Realisierung;
    ===allgemeinde Funktionsstruktur===: 3 Funktionsgrößen (Stoff, Energie, Information) und 5 Operationen (Speichern, Leiten, Umformen, Wandeln, Verknüpfen),
    ===spezielle Funktionsstruktur===: alles, z.B. Kraft, Drehmoment     Prinzipmodellierung = Zuordnen von Effekten ( Naturgesetze, Theoreme) zu den Funktionen => Wirkelemente => Effektstruktur
    ===Morphologischer Kasten=== - Lösungsprinzipien und -Elemente, schützt vor Vergessen von Teillösungen     Gestaltmodellierung = geometrisch, stoffliche Produktgestaltung <=> ===Wirkstruktur===
  • => Entwurf => Ausführungsunterlagen

Soll der gesamte Entwicklungs- und Konstruktionsprozess rechnergestützt ablaufen (nicht nur Insellösungen), müssen über die Verknüpfung der Einzelprogramme (Durchgängigkeit, Kompatibilität, Flexibilität) hinaus folgende Programmteile im System enthalten sein: Editoren (ED) Kommunikation zw. Entwicklungs-, Konstruktions-, Geometrie-modellierer Daten- und Wissensspeicher (DW) Wissensaquisition zu 17% innerhalb d.Firma, mittels Befragungs- und Beobachtungstechniken * ===Expertensystem===: Grundlage Wissensbasis (Fakten, Regeln), Kern Inferenzmechanismus (Schlussfolgerungen mit Regelinterpretierer), Wissensaquisitions- (Erweiterung und Pflege der Basis) , Erklärungs- ( Transparenz des Systems) und Diagonalkomponente (Benutzeroberfläche) ;
=> Vergleich von konventioneller Software (Datenbanken) und Expertensystem (S.78) * ===Produktdaten Verwaltungssystem=== (PDMS, EDB, TIS, (am. EDMS, PIM)) stellt unternehmensweit alle produktbezogenen Daten aktuell zur Verfügung mit dem Nutzen: * qualitativ: Verkürzung der Entwicklungszeit, Standardisierung, Produkthaftung, Sicherung von Know how, Qualitätssicherung (definierbare Prüf- u. Freigabeverfahren) * quantitativ: schnellere Erstellung von Stücklisten (Such- u. übertragungszeiten), Rationalisierung in Datenverwaltung * ===Integriertes System für Norm- und Wiederholteil-Daten=== -> interne Normteile -selbst ins CAD-Programm einprogrammieren, externe (DIN, VDE, ISO)-Normteile mit dem CAD-Normteilekonzept nach DIN V 4001 u DIN V 66304 (VDAPS) * Teilemanagementsystem bündelt Teileinformationen (Stammdaten für alle Werkteile, Sachmerkmale -klassenspezifisch, Beschreibung der Geometrie -teilefamilienspezifisch und Ausprägung der Geometrie -je Teil, Beschreibung der Funktionalität, Beschreibung von Relationen) und stellt sie über Bedienoberfläche zur Recherche zur Verfügung. (S.86/87) Produktmodelle (PM) Daten und Verknüpfungen des jeweiligen Arbeitsabschnitts -> auch Partialmodelle Operationsmethoden (OM) Modellierungsprogramme (solid edge)

Definitionen

Anweisungssatz: beschreibt alle notwendigen Tätigkeiten, Veranlassungen und Handlungen, die zur Lösung der Konstruktionsaufgabe erforderlich sind * Hauptaufgabensatz: beschreibt den eigentlichen Zweck sowie die Summe der techn.,physik., chem. etc. Vorgänge, die das technische Produkt erfüllen soll * Anforderungssätze: definieren alle zusätzliche für das Produkt relevanten Bedingungen in Form von Fest-, Ziel-, Grenz-, und Bereichsforderungen Regelinterpretierer: Teil der Inferenzkomponente des Expertensystems (DW), leitet (inferiert) neues Wissen durch Verknüpfung einzelner Regeln ab. Strategien: * forward chaining (planende Systeme) * backward chaining (analytische Systeme) *DIN Konzept (DW-System für Norm-und Wiederholteile) * zentrale Teilebibliothek, die von allen Konstruktions-Produktions-Stellen genutzt wird und mit Lieferantenkatalog, DIN-Software GmbH und Daten der Werksnormstelle gefüttert wird. * Trennung von Abmessungen (in Sachmerkmalsätzen -Din V 4001) und Geometrie (FORTRAN Variantenprogramme -Din V 66304) :

sonstiges

*Programmiersprachen der KI (z.B. Expertensystem): * LISP (List Processor) * PROLOG (Programming in Logic)