Számítógépes rendszerek termékek életciklusú menedzseléséhez

Az előadások a következő témára: "Számítógépes rendszerek termékek életciklusú menedzseléséhez"— Előadás másolata:

1 Számítógépes rendszerek termékek életciklusú menedzseléséhez
Óbudai Egyetem Neumann János Informatikai Kar Alkalmazott Matematikai Intézet Mechatronikai Mérnöki MSc Számítógépes tervezőrendszerek c. tantárgy 1. Laboratórium Számítógépes rendszerek termékek életciklusú menedzseléséhez Dr. Horváth László egyetemi tanár

2 Dr. Horváth László ÓE-NIK-AMI http://users.nik.uni-obuda.hu/lhorvath/
Ez a prezentáció szellemi tulajdon. Hallgatóim számára rendelkezésre áll. Minden más felhasználása és másolása nem megengedett! A prezentációban megjelent képernyő-felvételek a Dassault V5 és V6 PLM rendszereknek, az Óbudai Egyetem Intelligens Mérnöki Rendszerek Laboratóriumában telepített installációján készültek, valóságos működő modellekről, a rendszer saját eszközeivel. V5 és V6 PLM rendszerek a Dassult Systémes Inc. és a CAD-Terv Kft támogatásával üzemelnek laboratóriumunkban Dr. Horváth László ÓE-NIK-AMI

3 Dr. Horváth László ÓE-NIK-AMI http://users.nik.uni-obuda.hu/lhorvath/
Tartalom A kurzus célja A kurzus laboratóriumi környezete A laboratóriumi gyakorlatokról Mit nevezünk számítógépes tervezőrendszernek? Virtuális mérnöki metodika alapelemei Alapfogalmak, amelyek ismeretét feltételezzük A mérnöki tevékenységek integrálásának a története Paradigma váltások Objektum modell RFLP és PPS struktúrák Modell definiálás: kommunikáció modellgeneráló procedúrákkal Objektum modell definiálása kontextuális sajátosságokkal SZT laboratóriumi feladatok Dr. Horváth László ÓE-NIK-AMI

4 Dr. Horváth László ÓE-NIK-AMI http://users.nik.uni-obuda.hu/lhorvath/
A kurzus célja Betekintést adni azokba a rendszerekbe, amelyek fejlett virtuális technológián alapulva a mai élvonalbeli termékinformációs környezetek gerincét adják. Megismerni a számítógépes tervezőrendszerek modellterében végzett termékdefinícióhoz ma már nélkülözhetetlen informatikai látás és gondolkodás módot. Megérteni a termék modelljének alapjául szolgáló ábrázolási és leírási módokat, ezek informatikai tartalmát és kapcsolatait, a termék integrált modelljének megismerése érdekében. Megérteni a matematikai, informatikai, rendszermérnöki, fizikai és mérnöki szakterületi hozzájárulások integrálását a virtuális mérnöki térben. Megérteni a szituáció és esemény vezérléssel, önmagából példányokat generáló generikus modellt. A fentiek megértéséhez nélkülözhetetlen magyarázatok és gyakorlatok a Dassault Systémes V6-PLM rendszerében, a hallgató számára egyénileg rendelkezésre álló modelltérben. Dr. Horváth László ÓE-NIK-AMI

5 A kurzus laboratóriumi környezete
Intelligens Mérnöki Rendszerek Laboratórium Mérnöki objektumok trendszerszintű modellezése (2005-). Nemzetközileg elismert, világszerte publikált kutatás. A kurzusok előadásai és gyakorlatai valóságos ipari virtuális környezetben folynak. A legújabb eredmények beépülnek a programokba. A laboratóriumi rendszer a Dassault Systémes Inc. új generációs mérnöki modellezési és modell-menedzselési technológiáját képviseli. Platformok a laboratóriumi rendszerben Jelenlegi: V5 (Referencia: Boeing 787 Dreamliner) és V6 (Referencia: Airbus A 350) Jövőbeni terv: 3DEXPERIENCE, felhőben, ipari probléma, kutatási program és egyetemi kurzus modellek a Dassault rendszer felhőjében. További információ a laboratóriumról. Dr. Horváth László ÓE-NIK-AMI

6 A laboratóriumi gyakorlatokról
A szűk időkeretben hatékony laboratóriumi munka érdekében! Csak a feladathoz szükséges definiálásokat végezzük! Fegyelmezett munkával kerüljük további funkciók alkalmazását, így működő kontextusok akaratlan definiálását a modellben! A szükséges modellépítési funkciókat a laboratóriumi gyakorlat vezető tanár bemutatja. Nem foglalkozhatunk a fennmaradó jó néhány ezer objektum osztállyal! Az MSc kurzusban a V6 csupán laboratóriumi rendszerként szolgál azt önmagában nem vizsgáljuk és nem értékeljük. Célunk nem „látható és működő alak” tetszőleges létrehozása, hanem a modell ön- adaptivitásához és a vele integrált modellekkel való kommunikálóhoz dedikált, alkalmas információ-struktúra definiálása. A hallgatók tanári irányítással saját modelltérben, ugyanazon a modellen dolgoznak. A munkaállomásokan kizárólag a feladathoz tartozó programok futtatása megengedett! Dr. Horváth László ÓE-NIK-AMI

7 Mit nevezünk számítógépes tervezőrendszernek?
Ipari projekteken belüli és projektközi szervezett kollaboráció Tevékenységek informatikai környezete az első koncepciótól a fizikai termék újrafeldolgozásának irányításáig Informatikailag transzparens és konzisztens modell RFLP ( Requirements (R), Functional (F), Logical (L) and Physical (P)) struktúrában definiálva, multidiszciplináris termékrendszerhez. Nagy kiterjedésű együttműködési és projekt struktúra egyetlen modellező rendszerben Komplex termék, szimuláció, folyamat és erőforrás információ egyetlen modell-rendszerben. Termék életciklusú informatikai menedzselése, mindenre kiterjedően. Tapasztalat és szakértelem alapú tudásvagyon (IP - intellectual property) aktív a modellekben Információ teljes körű megosztása kollaborativ környezetben Dr. Horváth László ÓE-NIK-AMI

8 Virtuális mérnöki metodika alapelemei
A befolyásolt sajátosságok módosítása kontextuális kapcsolatokon keresztül Integrált termékinformációs modell (IPIM). ISO 10303 CAD, CAE, CAM stb. integrálása egyetlen objektum modellben. Sajátossággal hajtott termékdefiniálás Termékinformáció életciklusú menedzselése Sajátosságok generálása modellben definiált ismereten keresztül Requirements (R) functional (F), logical (L) és physical (P) modellstruktúra multidiszciplináris modellhez. Generikus modell ismeretalapú generálása Termékrendszer definiálása RFLP struktúrában Modellben definiált modellezési folyamat és szimuláció struktúra Kutatás modellező rendszerben V6 PLM: alap, alkalmazott és termékkel kapcsolatos kutatás. Dr. Horváth László ÓE-NIK-AMI

9 Alapfogalmak, amelyek ismeretét feltételezzük
Életciklusú termékinformáció menedzselés. Termékmodell (ISO). Objektum-modell: objektumok, öröklés, taxonómia.. Modell ábrázolás és az ezen alapuló szimuláció. Kontextus és kötöttség. Sajátosságok módosító hatásával irányított modell. Határfelület-ábrázolás. Euler-i topológia (poliéder-modellezés). Nem-egyenközű racionális B-szpájn (NURBS) görbék és felületek. Interpolációs és közelítő görbék. Alapfüggvények. Polinom. A fenti fogalmak magyarázatára a kurzus hallgatóinak igénye szerint, konzultatív jelleggel sor kerülhet. Kurzus célja informatikai szintű modell megalkotása és megértése, nem pedig valamely mérnöki struktúra elkészítése a modelltérben. Dr. Horváth László ÓE-NIK-AMI

10 A mérnöki tevékenységek integrálásának a története
Integrált mérnöki munka a régi időkben Kurzus célja ennek megismerése és megértése. Termékinformáció életciklusú menedzselése Virtuális tér A szakterületekre szeparált mérnöki munka (Kézi, majd számítógéppel segített) Konkurrens mérnöki munka mindinkább integrált modellezési környezetben (Számítógéppel segített …) Dr. Horváth László ÓE-NIK-AMI

11 Dr. Horváth László ÓE-NIK-AMI http://users.nik.uni-obuda.hu/lhorvath/
Paradigma váltások Alakmodell és berendezés-vezérlés definiálása. (70-es és 80-as évek) Parametrikus sajátosságok és objektum modell integráció (IPIM). (90-es évek) Integrált generikus modellezés tudással meghajtott kontextuális modellezéssel a termék élettartamában (PLM). (2000-) A modelldefiniálás multidiszciplináris integrálása rendszerként ábrázolt termékre (RFLP struktúra), viselkedés ábrázolás és intellektuális vagyon (IP) segítségével. (2010-) Modellezési képességek szervezése iparág, diszciplína és szerep szerint. (2015-) Kiber – fizikai – biológiai rendszerek modellezése (2016-) Dr. Horváth László ÓE-NIK-AMI

12 Dr. Horváth László ÓE-NIK-AMI http://users.nik.uni-obuda.hu/lhorvath/
Objektum-modell Objektum Osztály (taxonómiában) Paraméterek Összefüggések (contextusok) Procedúrák Sajátosság Attribútumok Típus és ennek megfelelő paraméterek Ábrázolás. Alaksajátosság esetében topológiában strukturált geometria. Kontextuális lánc a paraméter értékek változásának propagálására. Kontextuális kapcsolat Paraméter Paraméter A modellnek kontextuálisan konzisztensnek kell lenni! Valós idejű ellenőrzés és szimuláció megakadályozza hibás eredmény létrejöttét. Valamely küszöb alatti tudásnak nem megfelelő modellt a rendszer nem generál! Sajátossággal hajtott modell: a sajátosság korábban definiált sajátosságokra hat paramétereinek kontextuális kapcsolatai révén, ha ez nem ütközik küszöb alatti tudásba. Dr. Horváth László ÓE-NIK-AMI

13 RFLP és PPS struktúrák Követelmények a termékkel szemben. A követelményeket kielégítő funkciók modellje. Logikai modell a funkciók biztosítására. Fizikai szintű modell. A gyártási folyamat modellje Gyártási rendszer modell Gyártási erőforrások modellje Dr. Horváth László ÓE-NIK-AMI

14 Modell definiálás: kommunikáció modellgeneráló procedúrákkal
Viewport Betekintést ad a modelltérbe. A modellgenerálási eljárásokkal való kommunikációt szolgálja. Nem rajz és szerkesztés, hanem definiálás, modell-generáló eljárások irányításával. A mérnök objektumot definiál, osztályával, paramétereivel és kontextusaival. A releváns procedúrák modellt generálnak és jelzik, ha rendellenességet találnak. Ennek fokától függően megtagadhatják a generálást. Alakmodell Matematikai eljárások irányításával létrejött ábrázolás. Kontextuális felület ábrázolásokat tartalmaz topológiai struktúrában. Dr. Horváth László ÓE-NIK-AMI

15 Objektum modell definiálása kontextuális sajátosságokkal
A modell definiálása és a kész aktív modellen végzett kísérletek során megértett elvek és módszerek. Koordináta rendszerek és transzformációk. Tér és sík összefüggése. Alakdefiniálás síkban dinamikus navigációval. Objektum és paraméterei. Sajátosság, attribútumai és paraméterei. Kontextus, kontextuális lánc. Aktív és passzív paraméter. Kötöttség mint kontextus. Felület ofszetje. Határfelület ábrázolás modell definiálásakor. A space pilot eszköz funkciója modell definiálásakor. Dr. Horváth László ÓE-NIK-AMI

16 Objektum modell definiálása kontextuális sajátosságokkal
Munka előre kiválasztott síkban. A dinamikus navigátor nagyszámú geometriai elemet és kötöttséget rögzített a modell későbbi aktív működéséhez szükséges kontextusban. Dr. Horváth László ÓE-NIK-AMI

17 Objektum modell definiálása kontextuális sajátosságokkal
Négy előre meghatározott (kontextus) pontot interpoláló görbe. Dr. Horváth László ÓE-NIK-AMI

18 Objektum modell definiálása kontextuális sajátosságokkal
Az küszöbérték tudás és a korábbi döntések eredményét valós idejű elemzés és ellenőrzés védi. Az eddig generált paraméterek listájának egy része. További paraméterek definiálhatók. A paraméterek kontextuális összefüggése definiálható. Dr. Horváth László ÓE-NIK-AMI

19 Objektum modell definiálása kontextuális sajátosságokkal
Újabb görbét definiáltunk. Dr. Horváth László ÓE-NIK-AMI

20 Objektum modell definiálása kontextuális sajátosságokkal
Felület matematikai definiálása görbe, vektor és vektor irányú határolásparaméterek kontextusában. A sajátosság a paraméterek külső kontextusaival irányítható. Dr. Horváth László ÓE-NIK-AMI

21 Objektum modell definiálása kontextuális sajátosságokkal
Tabulált test definiálása síkbeli zárt kontúr, irányvektor, térbeli felület és vastagság függvényében. A tabulálás mellett ofszet generálása is történik. Dr. Horváth László ÓE-NIK-AMI

22 Objektum modell definiálása kontextuális sajátosságokkal
Összetett lekerekítés definiálása folytonossággal. A modell generálását az alak topológiai struktúrája mentén navigálják a megfelelő procedúrák. Dr. Horváth László ÓE-NIK-AMI

23 Objektum modell definiálása kontextuális sajátosságokkal
A lekerekítés generálást a procedúra csak, esetleg később problémát okozó változtatással, tudta matematikailag korrekt módon megoldani. Dr. Horváth László ÓE-NIK-AMI

24 Objektum modell definiálása kontextuális sajátosságokkal
Miként működnek a kontextuális láncok generikus modellekben? A kötöttség aktív Dr. Horváth László ÓE-NIK-AMI

25 Objektum modell definiálása kontextuális sajátosságokkal
Egy topológiai lap eltávolításával tömör testet definiálunk a határfelület és ofszetje között. Dr. Horváth László ÓE-NIK-AMI

26 Objektum modell definiálása kontextuális sajátosságokkal
Miként működnek a kontextuális láncok generikus modellekben? Új kötöttséget definiálunk, majd megnöveljük annak értékét. Dr. Horváth László ÓE-NIK-AMI

27 Objektum modell definiálása kontextuális sajátosságokkal
Miként működnek a kontextuális láncok generikus modellekben? Dr. Horváth László ÓE-NIK-AMI

28 Objektum modell definiálása kontextuális sajátosságokkal
Miként működnek a kontextuális láncok generikus modellekben? Az alakváltoztatás ugyan lehetséges, de a valós idejű szimulációk elvetik azt. Az „Activity” paraméter változtatásával a kötöttséget inaktívvá tettük Dr. Horváth László ÓE-NIK-AMI

29 Objektum modell definiálása kontextuális sajátosságokkal
Miként működnek a kontextuális láncok generikus modellekben? Az „activity” paraméter értékét visszaváltoztattuk „true”-ra. Az aktív kötöttség kikényszerítette az eredeti alakot. Dr. Horváth László ÓE-NIK-AMI

30 Dr. Horváth László ÓE-NIK-AMI http://users.nik.uni-obuda.hu/lhorvath/
Modellnév SZT00Txxxx00 Tantárgy azonosító Év T vagy O Hallgatói azonosító Feladat azonosító Dr. Horváth László ÓE-NIK-AMI

31 SZT 1.1 laboratóriumi feladat
Bevezetés a laboratóriumi rendszerben végzett munkába. Dr. Horváth László ÓE-NIK-AMI

32 SZT 1.2 laboratóriumi feladat
Az ebben az anyagban előzőleg magyarázott modellezési feladat elvégzése Dr. Horváth László ÓE-NIK-AMI

33 SZT 1.3* laboratóriumi feladat
A modelltér és jellemzőinek megértése. Objektumok elhelyezése a modelltérben. Modellábrázolás fogalmának megértése. A tér és a munkasík megértése. Kontextuális lánc megértése. *Az SZT 1.1 laboratóriumi feladat folytatása az SZT feladatban Dr. Horváth László ÓE-NIK-AMI

34 Termékinformáció modellben - SZT 1.3 laboratóriumi feladat
Az alkatrészt tömör testként írjuk le. Kezdeti topológia: poliéderen egy csúcs. Hasáb (Pad 1) alapsajátosság definiálása során síkbeli zárt vonalláncot (Sketch.1) definiálunk geometriai és kötöttség objektumok segítségével. Dr. Horváth László ÓE-NIK-AMI

35 Termékinformáció modellben - SZT 1.3 laboratóriumi feladat
Tabulált test (Pad 1) alapsajátosságot a síkbeli zárt vonalláncot (Sketch.1) kontextusában definiáljuk. Tabulált test (Pad 1) alapsajátosság definiálása szűkített paraméterkészlettel. Dr. Horváth László ÓE-NIK-AMI

36 Termékinformáció modellben - SZT 1.3 laboratóriumi feladat
A modell továbbépítéséhez az egyik koordináta fősík ofszetjeként a Plane.1 referenciasíkot definiáljuk. A sík a modelltérben nem behatárolt és a modellben ábrázolt sajátosság. Dr. Horváth László ÓE-NIK-AMI

37 Termékinformáció modellben - SZT 1.3 laboratóriumi feladat
A görbe szabadformájú, tetszőleges pontokkal „ad-hoc” definiáltuk, nem pedig előre definiált pontok kontextusában. A síkból a térbe visszatérve látjuk a görbét A Plane.1 referenciasíkban az öt ponton át fektetett Spline.1 interpolációs szplájn görbét definiáljuk. Dr. Horváth László ÓE-NIK-AMI

38 Termékinformáció modellben - SZT 1.3 laboratóriumi feladat
A kontextust a felület képzési szabálya definiálja. A Spline.1 görbe és az annak síkjára merőleges irány kontextusában tabulált (extrudált) felületet definiálunk. Dr. Horváth László ÓE-NIK-AMI

39 Termékinformáció modellben - SZT 1.3 laboratóriumi feladat
A default határolási típust majd meg kell változtatni. A Sketch.4 szplájn görbét szabadon felvitt pontokat interpolálva definiáljuk és az objektumhoz rendelt zárt görbe metódus aktivizálásával zárjuk. Az Extrude.1 felület és a Pad.1 alapsajátosság egyik síkja között a Sketch.4 zárt szplájn görbe kontextusában definiáljuk a Pad.2 hasábot. Dr. Horváth László ÓE-NIK-AMI

40 Termékinformáció modellben - SZT 1.3 laboratóriumi feladat
A generált hasábot itt még nem az Extrude.1 felület határolja. Dr. Horváth László ÓE-NIK-AMI

41 Termékinformáció modellben - SZT 1.3 laboratóriumi feladat
A határfelület funkció betöltéséhez az Extrude.1 felület Limit 1-2 határait ki kell terjeszteni a sketch 4 lefedéséhez. Ezt manuálisan végezzük, bár kontextust is definiálhatnánk erre a célra. Dr. Horváth László ÓE-NIK-AMI

42 Termékinformáció modellben - SZT 1.3 laboratóriumi feladat
A Pad.2 tabulált egyik határának definiálását áthelyezzük a kiterjedés irányában legközelebb talált felületre. A felület és a test így közvetett kontextuális kapcsolatba került. Dr. Horváth László ÓE-NIK-AMI

43 Termékinformáció modellben - SZT 1.3 laboratóriumi feladat
A Pad.2 tabulált test generálása megtörtént. Látható a tabulált testnek az a felülete, ahol kontextuális kapcsolat révén az Extrude.1 felület átadta az alakját. Dr. Horváth László ÓE-NIK-AMI

44 Termékinformáció modellben - SZT 1.3 laboratóriumi feladat
A Pad.2 tabulált test felső élén lekerekítést definiálunk, amely elsőrendű (érintő) folytonossággal kapcsolódik a tabulált test felületeihez. Dr. Horváth László ÓE-NIK-AMI

45 Termékinformáció modellben - SZT 1.3 laboratóriumi feladat
A topológiai operátor egy a normál igényen túli új topológiai lap létrehozásáról ad információt. A lekerekítés generálásánál a releváns eljárásoknak létre kell hozni a topológiai és geometriai struktúra bővítését. Dr. Horváth László ÓE-NIK-AMI