TERMÉKSZIMULÁCIÓ Modellek, szimuláció 3. hét február 18.

Az előadások a következő témára: "TERMÉKSZIMULÁCIÓ Modellek, szimuláció 3. hét február 18."— Előadás másolata:

1 TERMÉKSZIMULÁCIÓ Modellek, szimuláció 3. hét 2010. február 18.
Előadó: Dr. Kovács Zsolt egyetemi tanár

2 A szimuláció fogalma A két rendszer: „eredeti” modell
Szimuláció: egyik rendszer viselkedését egy másik rendszerrel leutánozzuk, imitáljuk. Analízis A két rendszer: „eredeti” modell Helye a tervezésben: a szintézis és értékelés között Kritériumok Szintézis Előterv Szimuláció Várható viselkedés Értékelés A terv értéke Döntés Jóváhagyott terv

3 Tulajdonságok előrejelzése:
A tervezési folyamat minden fázisában több megoldás születik. Döntés, melyiket fejlesszük tovább Tulajdonságok előrejelzése: szimuláció Döntés egybevetés alapján: tárgyi információ normatív információ

4 Modell A szó eredete: latin modus, modulus (mérték, mód, módozat)
Az eredeti leképezése A szó eredete: latin modus, modulus (mérték, mód, módozat) Modell a modellezettel hasonlósági összefüggésben van A hasonlósági szempontok típusai: Szerkezeti (strukturális) Működési (funkcionális) Formai (geometriai) S F G Szinkron modell (pl. tervrajz) Diakronikus modell : időbeni relációk  viselkedésmodell

5 A szimuláció folyamata
A tervezési feladat meghatározása Az eredeti Az eredeti tervezése Szimulációs modell Az eredeti viselkedése Szimuláció a viselkedés imitálására Tényleges viselkedés Értékelés Módosítás Vége Döntés Megvalósítás

6 A termék tevékenységet támogat
Tevékenykedő egyén Termék (eszköz) Környezet (egy része átalakul) Szimulálandó: a környezetre kifejtett hatás (pl szőnyeg tisztulása) termék –felhasználó kölcsönhatás (ergonómia) a termék megváltozása (elhasználódás)

7 A modellek csoportosítása
Működési elvek tekintetében: Az eredeti és a modell közötti hasonlóság alapján a modellek fő kategóriái: szerkezeti modellek ikonos modellek analóg modellek matematikai modellek Más csoportosítás: anyagi (fizikai) modell szimbolikus modell

8 A modellek csoportosítása
Szerkezeti modellek: Kvalitatív struktúra bemutatása  kvalitatív modellek folyamatábrák kapcsolási rajzok kvalitatív grafikonok működési tömbvázlatok

9 A modellek csoportosítása
Szerkezeti modellek: teafőző folyamatábrái

10 A modellek csoportosítása
Szerkezeti modellek: teafőző funkcióstruktúrája

11 A modellek csoportosítása
Ikonos modellek: Ha a rendszer viselkedését nem lehet teljes mértékben matematikai összefüggésekkel kifejezni, akkor pl. képek rajzok makettek minták léptékhelyes modellek prototípusok Geometriai, statikai, kinematikai, dinamikai, termikus, kémiai stb. hasonlósági feltételek Anyagi modellek, amelyekkel kísérleteket lehet végrehajtani!

12 A modellek csoportosítása
Analóg modellek: Az eredeti valamely tulajdonságának a modell egy másik tulajdonsága felel meg. (A viselkedés matematikai leírása azonos alakú.) Pl. a Fourier-féle hővezetési törvény és az Ohm-törvény: Fourier-féle törvény Ohm-törvény

13 A modellek csoportosítása
Matematikai modellek (szimbolikus modellek) Elsődleges és másodlagos matematikai modellek. Elsődleges: fizikai és kémiai törvényszerűségek segítségével írják le a rendszer (termék) viselkedését: adott „gerjesztésre” mi a válasz. a F f

14 A modellek csoportosítása
Matematikai modellek (szimbolikus modellek) Másodlagos (származtatott) matematikai modell: azonos anyagú, de eltérő geometriájú rúd válasza ismert. a1 F1 f1 E már nem szerepel a modellben:

15 A modellek csoportosítása
Matematikai modellek (szimbolikus modellek) Elsődleges aposteriori matematikai modell: csak az ikonos modellel végzett vizsgálatot követően hozható létre F1 f1 a1 Elsődleges apriori matematikai modell: minden ismert, nincs szükség ikonos modellre (példánkban ismert az E értéke!)

16 Szimuláció matematikai modellekkel
F1 f1

17 Szimuláció matematikai modellekkel
Elsődleges matematikai modellek: fizikai (pl. statikai, hőtani stb.) modellek, diff- egyenletrendszerek algebrai regressziós modellek – mérések alapján meghatározott együtthatókkal sztochasztikus modellek (pl. megbízhatóság vizsgálata)

18 Matematikai modell – modellezés végeselemekkel
Végeselem modell Modell felépítése: Szerkezeti elemek geometriája, végeselem hálózat kialakítása, kapcsolatok szerkezet Peremfeltételek (kényszerek, erők) Megoldás: feszültségmező, elmozdulás-mező Közelítő!

19 Szimuláció a terméktervezésben
A következő kérdéseket kell megválaszolni: 1. Úgy működik-e a termék, ahogy terveztük? (műszaki, ergonómiai stb. funkcióik) 2. Gyártható-e a tervezett mennyiségben, minőségben, áron?

20 Feladat és probléma

21 Feladat és probléma

22 Feladattípusok megoldási folyamata

23 Szimuláció a terméktervezésben
Szimulációs eljárások a kérdések megválaszolására: 1. A meghibásodási módok és hatások elemzése (FMEA, pl. Ford EU 1626) 2. Anyagi modellek vizsgálata (idealizálástól mentes lehet) 3. Matematikai modellek 4. Végeselem-eljárás 5. Prototípusok, kísérleti vizsgálatok (DOE), félüzemi vizsgálatok

24 Szimuláció a terméktervezésben
6. Gráfok, hálótervek (Meghibásodás, logisztika) 7. Minőségre tervezés (QFD) 8. DfX technikák

25 Szimuláció a terméktervezésben
8. DfX technikák

26 Szimuláció a terméktervezésben
9. Gyártás és szerelés elemzés, tervezés: DFM, DFA (DFMA, DFAA)

27 Szimuláció a terméktervezésben
10. Ergonómiai szimuláció - embermodell

28 Szimuláció a terméktervezésben
11. Értékelemzés (előkészítő-, információs-, alkotó-, értékelő-, megvalósító szakasz) 12. Piaci-gazdasági szimuláció (előrejelzések, jövedelmezőség, megtérülés) 13. A termék formájának szimulációja (megjelenítés, látványterv) 14. Társadalmi és etikai szimuláció 15. A környezeti hatások szimulálása

29 Szimuláció a terméktervezésben
15. A környezeti hatások szimulálása

30 Szimuláció a terméktervezésben
15. A környezeti hatások szimulálása – életciklus elemzés