Download - CAD- CAM -1.ppt
1
UVOD RACUNARI – A
Pregled
Današnje projektne i industrijske proizvodne aktivnosti nemogu preživjeti globalnu svjetsku konkurenciju ukoliko neuvode nove proizvode sa boljim kvalitetom ( Q – quality) , prinižoj cijeni ( C- cost), i u kraćem vremenu isporuke ( D-delivery). U skladu sa tim, one pokušavaju da koristeogromne memorijske resurse računara, veliku brzinuprocesiranja , i korisnički ugodne ( user friendly) interaktivnegrafičke mogućnosti da automatiziraju i uvežu inačeodvojene i komplikovane inženjerske i proizvodne zadatke, ina taj način smanjujući vrijeme i trošak razvoja proizvoda injegove proizvodnje. Računarski podržano projektovanje (computer aided design CAD ), računarski podržanaproizvodnja ( computer aided manufacturing – CAM ), iračunarski podržani inženjering ( computer aidedengineering – CAE ), su tehnologije koje se
2
UVOD RACUNARI – A
koriste za ovu namjenu za vrijeme proizvodnog ciklusa.
Zato, da bi razumjeli uloge CAD, CAM i CAE, moramo
ispitivati različite aktivnosti i funkcije koje se moraju postiči u
projektovanju i proizvodnji industrijskog proizvoda. Ove
aktivnosti i funkcije se nazivaju proizvodni ciklus ( product
cycle). Proizvodni ciklus opisan od strane autora Zeida
[1991] bit će i ovdje korišten sa manjim modifikacijama, i
prikazan je na narednoj slici.
Kao što se vidi sa slike, prateči kvadrate iscrtane punom
linijom, proizvodni ciklus se sastoji iz dva glavna procesa:
procesa projektovanja (design), i procesa proizvodnje (
manufacturing). Proces projektovanja starta od zahtjeva
kupaca koji se identificiraju od strane osoblja marketinga, i
završava se kompletnim opisom proizvoda, najčešće u
obliku crteža. Proces proizvodnje starta od projektnih speci-
3
UVOD RACUNARI – A
4
fikacija i završava se sa isporukom samog proizvoda.
Aktivnosti uključene u proces projektovanja se mogu
klasificirati u dva tipa: sinteza i analiza. Kao sto je pokazano
i na prethodnoj slici, početne aktivnosti projektovanja ( kao
što je identifikacija potreba dizajna, formulacija specifikacija
dizajna, fizibiliti studija ( studija opravdanosti ) sa
prikupljanjem relevantnih projektnih informacija, i
konceptualizacija dizajna su dio podprocesa sinteze. To
znači da je rezultat podprocesa sinteze konceptualni dizajn
mogućeg proizvoda u obliku skeč ili layout ( izgleda) crteža,
koji pokazuju relacije izmedju različitih komponenata
proizvoda. Glavni finansijski resursi potrebni za realizaciju
ideje se procjenjuju, kao i funkcionalnost proizvoda se
odredjuju u ovoj fazi proizvodnog ciklusa. Najveći broj
informacija koji su generisani i sa kojima se operiše u pod-
UVOD RACUNARI – A
5
procesu sinteze su kvalitativni, i kao posljedica toga, teško ih
je predstaviti u računarskom sistemu.
Nakon završetka konceptualnog dizajna, podproces analize
počinje sa analizom i optimizacijom dizajna. Model analize
se izvodi prvi, jer se podproces analize primjenjuje na model
a ne na sam dizajn. I pored brzog rasta i moći kao i
raspoloživosti računara u inženjeringu, apstrakcija analize
modela će još uvjek biti dio koji obavljaju razvojni inženjeri i
projektanti direktno, i u neposrednoj budučnosti.
Model analize se dobije otklanjanjem iz dizajna nepotrebnih
detalja, reducirajući dimenzije, i prepoznavajući i koristeći
simetrije. Redukcija dimenzija, na primjer, implicira da se
tanki list nekog materijala predstavlja sa ekvivalentnm
površinom sa atributom debljine, a neki dugi komad
materijala se predstavlja kao linija sa definisanim atributima
UVOD RACUNARI – A
6
poprečnog presjeka. Tijela sa simetrijama u njihovoj
geometriji se obićno analiziraju posmatrajući samo dio
modela. U stvari, mo smo već prirodno koristili ovaj proces
apstrakcije kada smo analizirali strukture u kursevima fizike
ili dinamike. Podsjetimo se da smo uvjek počinjali sa
skiciranjem neke materijalne strukture kao jednostavnog
geometrijskog oblika prije provodjenja same analize. Tipični
primjeri analiza su : analiza stresa da bi se verifikovala
strukturna čvrstoča dizajna, provjera interferencije da bi se
otkrili sudari i kolizije izmedju komponenti dok se kreču u
sklopu nekog ansambla, i kinematska analiza da se provjeri
da li će mašina koja će se koristiti će obezbjediti potrebna
kretanja. Kvalitet rezultata dobijen iz ovih aktivnosti je u
direktnoj relaciji sa i ograničen je kvalitetom analize
izabranog modela.
UVOD RACUNARI – A
7
Jedanput kada je dizajn kompletiran, nakon optimizacije i
nekih kompromisnih odluka, počinje faza evaluacije dizajna.
U ovoj fazi je moguće da se izradi prototip. Nova tehnologija
koja se naziva brza izrada prototipa ( rapid prototyping i 3D
printing ) su postale popularne za konstrukciju prototipova.
Ova tehnologije omogućuje konstrukciju prototipa sa
depozicijom slojeva od dna do vrha. Na taj način omogućava
konstrukciju prototipa direktno iz njegovog dizajna, pošto
zahtjeva u suštini samo podatke o poprečnim presjecima
proizvoda. Ako evaluacija dizajna na prototipu indicira da je
dizajn nezadovoljavajući, opisani proces se ponavlja sa
novim dizajnom. Kada je rezultat evaluacije dizajna
zadovoljavajući, priprema se projektna dokumentacija. Ona
uključuje pripremanje crteža, izvještaja, i specifikacije
materijala ( BOM – bill of materials).
UVOD RACUNARI – A
8
Prikaz 3D modela projektnog rjesenja nove zgrade Rijaseta
IV u BiH dobijen tehnikom 3D printanja ( monohromatski)
UVOD RACUNARI – A
9Prikaz 3D modela projektnog rjesenja koncertnog i
konferecijskog centra u Rejkjaviku na Islandu
UVOD RACUNARI – A
10Prikaz 3D modela projektnog rjesenja saobracajnog cvora
UVOD RACUNARI – A
11Prikaz 3D modela projektnog rjesenja enterijera
UVOD RACUNARI – A
12
Prikaz 3D modela
prototipa industrijskog
izmjenjivaca toplote
UVOD RACUNARI – A
13
Uobičajeno je pravljenje kopija ove dokumentacije (
blueprint) i njeno slanje u proizvodnju.
Kao što je pokazano na ranijoj blok shemi, proces
proizvodnje počinje sa procesom planiranja, koristeći crteže
iz procesa dizajna, i okončava se sa stvarnim proizvodima.
Planiranje procesa je funkcija koja uspostavlja koji procesi i
sa kojim procesnim parametrima će se koristiti. Ovo
planiranje takodjer izabire i mašine koje će izvršavati
procese, kao napr. proces konverzije sirovog komada
metala ili mramora u finalni oblik koji je specificiran crtežom.
Rezultat planiranja procesa je plan proizvodnje, narudjba
materijala, i programiranje mašina. Drugi specijalni zahtjevi,
kao što je dizajn držača komada kod obrade ( fixtures and
jigs), se takodjer definišu u ovoj fazi.
UVOD RACUNARI – A
14
Pogledajmo ove pojmove na primjeru analize dizajna
poklopca mobilnog telefona koji se sprica iz plastike a
njegov model analize pokazan na narednoj slici i generisan
je pomoću CAE predprocesora. Predprocesor koji je
korišten u ovom primjeru je komercijalni softverski
predprocesor Pro/Mesh od Parametric Technology
Corporation.
UVOD RACUNARI – A
15
FEM model poklopca mobilnog telefona.
a) mreža konačnih elemenata(meshes),
b) uslov opterećenja, slučaj 1,
c) uslov opterećenja, slučaj 2
UVOD RACUNARI – A
16
Slika 1a) pokazuje elemente tetrahedra koji su
automatski generisani, a slike 1 b) i 1 c) pokazuju dva
različita seta vanjskih opterećenja primjenjenih na zonu
zakački ( hinges).
Provodeći analizu konačnih elemenata na FEM modelu,
možemo verificirati da li je dizajnirani poklopac dovoljno
čvrst. Naredna slika pokazuje rezultate, prikazujući
distribuciju stresa na dijelu sa bojnim mapiranjem kada
se primjene vanjska opterećenja na dijelove ovješenja.
Primjetimo da veći stresovi postoje u zoni zakački,
rezultat koji koincidira i sa našom intuicijom. Možemo
takodjer provesti i simulacioni program da provjerimo da
li će rastopljena plastična masa kod popune školjke
livenja ( molde) propagirati i u šupljinu školjke kalupa.
UVOD RACUNARI – A
17
Distribucija stresa na detalju primjera:
a) rezultat za slučaj 1, b) rezultat za slučaj 2
UVOD RACUNARI – A
18
Izrada alata za spricanje poklopca iz plastike
Slika br. 6
UVOD RACUNARI – A
19
Kada je dizajn dijela odobren, crteži dijela , prikazani na
slici se generišu ako su potrebni za izradu prototipa
UVOD RACUNARI – A
20
Relacija izmedju planiranja procesa i procesa proizvodnje je
analogna onoj izmedju sinteze i procesa dizajna, i uključuje
znatan obim ljudskog iskustva i donošenja kvalitativnih odluka.
Ovaj opis implicira da bi bilo teško komjuterizirati planiranje
procesa. Nakon što je planiranje procesa okončano, stvarni
proizvod se proizvodi i kontroliše na zahtjeve kvalitete. Dijelovi
koji prodju inspekciju kontrole kvaliteta se asambliraju,
funkcionalno testiraju, pakuju , označavaju i otpremaju do
kupaca.
Ovim je opisan tipičan proizvodni ciklus. Sada ćemo ponovno
proći kroz ovaj opis da bi vidjeli kako računar, ili CAD, CAM i
CAE tehnologije se mogu koristiti u ovom ciklusu. Kao što je
pomenuto ranije, računar se ne koristi intenzivno u fazi sinteze
procesa dizajna, jer računar ne može da obradjuje dobro
kvalitativne informacije. Medjutim, u podprocesu sinteze,
naprimjer, dizajner može prikupljati relevantne podatke za
UVOD RACUNARI – A
21
izradu studije fizibiliteta, koristeći komercijalne baze
podataka i sakupljajući kataloške informacije na isti način.
Takodjer, nije lako zamisliti kako računar može biti korišten
u fazi konceptualizacije dizajna pošto računar još uvjek nije
dovoljno moćan alat za proces intelektualne kreativnosti.
Računar može doprinjeti u ovoj fazi tako da efikasno fizički
generiše različite konceptualne dizajne. Parametarsko
modeliranje ili makro programske mogućnosti računarski
podržanog crtanja ili geometrijsko modeliranje mogu biti
korisni za ovaj zadatak.
Ovi softverski paketi su tipični primjeri CAD softvera.
Možemo zamisliti sistem geometrijskog modeliranja koji je
trodimenzionalni ekvivalent sistema crtanja crteža, tj. to je
softverski paket pomoću kojeg se manipulira sa
trodimenzionalnim oblicima umjesto sa dvodimenzionalnim.
UVOD RACUNARI – A
22
Podproces analize procesa dizajna je oblast u kojoj računar
otkriva svoju punu vrijednost. U stvari, postoji veliki broj
softverskih paketa za analizu stresa, provjeru interferencije, i
staticku analizu nosivosti ili kinematsku analizu. Ovi
softverski paketi se kvalificiraju kao CAE. Jedan od
preduslova njihovog korištenja je postojanje modela analize.
To ne bi bio problem ako bi se model analize izvodio
automatski iz konceptualnog dizajna. Medjutim, kao što je
već ranije objašnjeno, model analize nije isti kao
konceptualni dizajn, nego je izveden kroz eliminiranje
nepotrebnih detalja iz dizajna da se smanje njegove
dimenzije. Pravi nivo apstrakcije zavisi od tipa analize i
željene tačnosti riješenja. Dakle, teško je automatizirati ovaj
proces apstrakcije, i u skladu sa tim, model analize se često
kreira odvojeno. Opšte primjenjena praksa je da se kreira
apstraktna forma dizajna redundantno, koristeći računarski
UVOD RACUNARI – A
23
podržavano crtanje ili sistem geometrijskog modeliranja, ili
ponekad koristeći ugradjene mogućnosti samog paketa za
analizu. Paketi za analizu obićno zahtjevaju strukturu od
interesa da se predstavi sa agregacijom ( objedinjavanjem )
povezanih mreža ( meshes), koji tada dijele problem u
manje blokove koje računar može obradjivati. Ako paket
analize koji se koristi ima mogućnost automatskog
generisanja ovih mreža , biće potrebno kreirati samo
apstraktne granice izmedju pojedinih blokova. U suprotnom,
moraju se generisati i mreže bilo interaktivno od strane
korisnika ili automatski od strane odgovorajućeg softvera.
Ova aktivnost generisanja mreža ( meshes) se naziva
modeliranje sa konačnim elementima ( finite-element
modeling - FEM). Modeliranje konačnim elementima
takodjer uključuje aktivnosti specificiranja graničnih uslova i
vanjskih opterećenja.
UVOD RACUNARI – A
24
Podproces analize se može uroniti ( imbedirati ), u
optimizacionu iteraciju da da optimalni dizajn. Različiti
algoritmi za nalaženje optimalnog riješenja su razvijeni, i
mnoge optimizacione procedure, su i komercijalno
raspoložive.
Optimizacione procedure se mogu posmatrati kao
komponenta CAD softvera, ali je prirodnije da se posmatraju
i tretiraju odvojeno.
Faza evaluacije dizajna se takodjer može olakšati
korištenjem računara. Ako mi trebamo prototip dizajna za
evaluaciju samog dizajna, mi možemo konstruisati prototip
datog dizajna koristeći softverske pakete koji automatski
generiraju program koji vodi i upravlja sa mašinom za brzu
izradu prototipa.
UVOD RACUNARI – A
25
Ovi paketi se klasifikuju kao CAM softver. Naravno, oblikprototipa koji će se napraviti treba biti unaprijed odredjen utipu podataka. Podaci koji korespondiraju sa oblikom sukreirani pomoću geometrijskog modeliranja. Mada prototipse može pogodno konstruisati pomoću brze izrade prototipa( rapid prototyping), bilo bi čak i bolje ako bi mogli koristitivirtualni prototip, koji se često naziva i digitalni surogat(digital mock-up) , koji daje mnogo vrijednih informacija.
Kako alati analize koji se koriste da evaluiraju digitalnisurogat postaju moćno sredstvo da daju rezultate analizekoji su tako tačni kao i kod eksperimentalnog stvarnogfizičkog prototipa, digitalni surogati ( mock-up), će ubudućnosti postepeno zamjeniti realne fizičke prototipove.
Ova tendencija će se povećavati kako tehnologijavirtualne realnosti ( virtual reality technology), nam budeomogućavala da dobijemo isti osjećaj od digitalnogsurogata kao što dobijamo i sa pravog prototipa.
UVOD RACUNARI – A
26Primjer virtualnog dizajna unutrasnjosti automobila
UVOD RACUNARI – A
27Primjer virtualnog dizajna industrijskog postrojenja
UVOD RACUNARI – A
28
Aktvnost gradnje digitalnih surogata ( mock-ups) se nazivaizrada virtualnog prototipa ( virtual prototyping). Virtualniprototip se takodjer može generisati pomoću vrstegeometrijskog modeliranja koje je specijalizirano za ovunamjenu.
Finalna faza procesa dizajna je dizajn dokumentacija. Uovoj fazi, računarski podržano crtanje ( CAD ) je vrlo moćanalat. Mogućnosti rada sa fajlovima jednog CAD paketa namtakodjer omogućavaju sistematsko objedinjavanje,arhiviranje i dobijanje dokumenata.
Računarske tehnologije se takodjer koriste i u procesuproizvodnje. Proces proizvodnje uključuje aktivnostiplaniranja proizvodnje, dizajna i nabavke novih alata,naručivanje materijala, NC i CNC programiranje (programiranje numerički tj. računarski kontrolisanih alatnihstrojeva : strugova i glodalica), kontrola kvaliteta,pakovanje.
Sve ove računarske tehnologije za pobrojane aktivnosti seklasifikuju kao CAM.
UVOD RACUNARI – A
29
Naprimjer, softver za računarski podržano planiranje
procesa ( computer aided process planning- CAPP ), da
podrži aktivnosti planiranja procesa , je jedan tip takvog
CAM softvera.
Ovaj tip mašina kreira dati oblik kada taj oblik postoji u
računaru u obliku podataka. Ovo je slično upravljanju
mašine za brzu izradu prototipa. Nadalje, pripadaju
takodjer CAM-u i softverski paketi za programiranje
kretanja robota da asambliraju komponente ili isporučuju ih
u različitim proizvodnim aktivnostima, ili da programiraju
mašinu za mjerenje koordinata
UVOD RACUNARI – A
30
Kao što je već ranije rečeno, računarski podržano
projektovanje ( computer aided engineering- CAD), je
tehnologija koja se bavi korištenjem računarskih sistema da
asistiraju u projektovanju, kreiranju, modifikacijama, analizi,
i optimizaciji dizajna [Groover i Zimmers 1984].
Dakle, bilo koji računarski program koji uključuje
računarsku grafiku kao i aplikacioni program koji olakšava
inženjerske funkcije u procesu dizajna se klasificira kao
CAD softver.
Drugim riječima, CAD alati mogu varirati od geometrijskih
alata za manipulaciju sa oblicima na jednom kraju, do
kastomiziranih aplikacionih programa, kao što su oni za
analizu i optimizaciju, na drugom kraju palete [ Zeid 1991].
Izmedju ova dva ekstrema, tipični alati koji su raspoloživi ,
uključuju analizu tolerancija, programe za izračunavanje
osobina masa, i modeliranje sa konačnim elementima kao i
UVOD RACUNARI – A
31
i vizuelizaciju rezultata analize.
Osnovna uloga CAD-a je da definira geometriju dizajna –
mehanički dio, arhitektonsku strukturu, elektronska kola,
layout gradjevine, itd, pošto je geometrija dizajna suštinska
za sve naredne aktivnosti u ciklusu proizvoda. Računarski
podržavano crtanje i geometrijsko modeliranje se tipično
koriste za ove namjene. Ovo je razlog zašto ovi sistemi se
smatraju kao CAD softver.
Nadalje, geometrija koja je kreirana sa ovim sistemima se
može koristiti kao osnova za izvršavanje drugih funkcija u
CAE i CAM. Ovo je ujedno i jedna od najvećih beneficija
korištenja CAD-a, jer se može uštediti značajno vrijeme i
smanjiti greške uzrokovane time što bi se morala
redefinisati geometrija dizajna od početka, svaki put kada bi
to bilo potrebno.
UVOD RACUNARI – A
32
Zbog toga možemo reći da računarski podržavani sistemicrtanja i sistemi geometrijskog modeliranja su najvažnijekomponente CAD sistema.
Računarski podržavana proizvodnja ( computer aidedmanufacturing – CAM) , je tehnologija koja se bavikorištenjem računarskih sistema za planiranje, upravljanje ikontrolu proizvodnih operacija kroz bilo direktni ili indirektniračunarski interfejs sa proizvodnim resursima postrojenja.Jedna od najzrelijih oblasti CAM-a je numeričko upravljanje,ili NC. Ovo je tehnika korištenja programskih instrukcija dabi se kontrolirali alati na mašini koja vrše obradu grickanjem(grinding), sječenjem, struganjem ( milling), udarima,savijanjem pretvarajući sirovi komad metala mramora ilikamena u finalni komad spreman za asambliranje.Računar može sada da generiše značajan obim NCinstrukcija na bazi geometriskih podataka iz CAD bazepodataka, plus dodatnih informacija koje unosi operator.
UVOD RACUNARI – A
33
CNC masina je koristena
za reprodukciju skulpture
kod arhitektonskog
rijesenja atrija sa frizom
UVOD RACUNARI – A
34
Istraživački napori su koncentrisani na minimizaciju
instrukcija od strane operatora.
Druga značajna CAM funkcija je programiranje robota, koji
mogu raditi u aranžmanu radne čelije ( workcell),
selektirajući i pozicionirajući alate i radne komade za NC
mašine. Ovi roboti mogu izvršavati individualne zadatke
kao što je zavarivanje ili asambliranje ili pak prenositi
opremu ili dijelove po pogonu, odnosno proizvodnoj liniji.
Planiranje procesa je takodjer cilj računarske
automatizacije, procesni plan može odrediti detaljnu
sekvencu proizvodnih koraka koji je zahtjevan da se
fabricira jedan sklop od starta do finiša kako se kreće od
jedne radne stanice do druge u proizvodnom pogonu.
Mada je kompletno planiranje procesa praktično
nemoguće, plan procesa za dio se može generisati ako
UVOD RACUNARI – A
35
procesni planovi za slićan dio već postoje. Za ovu namjenu,
razvijena je grupna tehnologija da organizira slićne dijelove
u familiju. Dijelovi se klasificiraju kao slićni ako imaju
zajedničke proizvodne karakteristike kao što su : isječci (
slots), djepovi, skidanja ivice ( chamfers), rupe, itd. Zbog
toga, da bi automatski otkrili slićnost izmedju dijelova, CAD
baza podataka mora sadržavati podatke o ovim
karakteristikama. Ovaj zadatak se ostvaruje koristeći
modeliranje bazirano na karakteristikama ( feature based
modeling), i prepoznavanju karkateristika ( feature
recognition).
Nadalje, računar se može koristiti da se odredi kada treba
naručiti sirovine, i kupiti dijelove koji se rade vani, kao i
koliko treba biti narućeno da se postigne planirani tajming
proizvodnje ( production schedule). Ova aktivnost se naziva
planiranje zahtjeva za materijalom ( material requirement
UVOD RACUNARI – A
36
planning ( MRP). Računar može biti takodjer korišten da
nadzire status mašina u pogonu i da im šalje korektne
narudjbe.
Računarski podržani inženjering ( Computer aided
engineering – CAE ) je tehnologija koja se bavi korištenjem
računarskih sistema da analiziraju CAD geometriju,
dozvoljavajući dizajneru da simulira i studira kako će se
proizvod ponašati tako da dizajn se može rafinirati i
optimizirati.
CAE alati su raspoloživi za vrlo široki opseg analiza. U
arhitekturi i gradjevinarstvu napr. za analizu naprezanja i
nosivosti konstrukcija. Kinematski programi, se mogu
koristiti da odrede stazu kretanja i brzine spojnih elemenata
( linkages) u mehanizmima. Programi analize dinamike
velikih pomjeraja ( large-displacement dynamic), se mogu
koristiti da se odrede opterećenja i pomjeraji u
UVOD RACUNARI – A
37
kompleksnim sklopovima kao što su automobili
Vjerovatno, najšire korišteni metod računarske analize u
inženjerstvu je metod konačnih elemenata ( finite element
method- FEM). Ovaj pristup se koristi da se odrede stres,
deformacije , prenos toplote, raspodjela magnetnog polja,
tok fluida, kao i drugi problemi kontinualnih polja, koje bi
bilo nepraktično riješavati sa bilo kojim drugim pristupom.
Kod analize metodom konačnih elemenata, struktura se
predstavlja sa modelom analize koji se sastoji od
medjusobno povezanih elemenata koji dijele problem u
male upravljive blokove ( chunks) za računare.
Kao što je ranije pomenuto, zahtjeva se korektan nivo
apstraktnog modela kod ove metode, umjesto same
geometrije dizajna. Apstraktni model je različit od
geometrije dizajna po tome što se dobije eliminacijom
UVOD RACUNARI – A
38
nepotrebnih detalja iz geometrije dizajna ili sa reduciranjem
dimenzija same geometrije dizajna.
Naprimjer, trodimenzionalni objekat koji ima tanku debljinu
može postati dvodimenzionalni model školjke ( shell model)
, kada se konvertuje model analize [Armstrong 1994 ].
Dakle, potrebno je generirati apstraktni model bilo
interaktivno ili automatski da bi se koristio metod konačnih
elemenata. Kada je apstraktni model razvijen, konačni
elementi se generišu da daju model analize. Softverski alati
koji omogućavaju konstrukciju apstraktnog modela i
generaciju konačnih elemenata se nazivaju pred-procesori (
pre-procesors). Nakon provodjenja analize na svakom
elementu, računar asamblira rezulte i prikazuje ih vizuelno.
Oblasti velikog stresa se naprimjer mogu pokazati u
crvenom. Softverski alati za vizualizaciju se zovu
UVOD RACUNARI – A
39
post- porcesori ( post-processors).
Mnogi softverski alati su takodjer raspoloživi za optimizaciju
dizajna. Mada alati za optimizaciju dizajna se mogu
posmatrati kao CAE alati, oni se najčešće posebno
klasifikuju. Postoji mnogo istraživačkih aktivnosti koje se
odvijaju u pravcu automatskog odredjivanja oblika dizajna (
design shape), integrišući optimizaciju dizajna i analizu.
Kod ovakvih pristupa, početni oblik dizajna se predpostavi
da je jednostavni, kao što je napr. pravougaoni oblik za
dvodimenzionalni detalj, sastavljen od malih elemenata
različite gustine. Nakon toga, optimizaciona procedura se
provodi da izračuna optimalne vrijednosti ovih gustina da bi
se zadovoljili neki ciljevi, dok su istovremeno zadovoljena i
ogranićenja koja postavlja analiza stresa. Cilj koji se često
postavlja je napr. dostizanje minimalne težine. Bazirani na
optimalnim vrijednostima gustina, optimani oblik dizajna se
UVOD RACUNARI – A
40
izvodi eliminiranjem elemenata nižih gustina.
Ljepota analize dizajna i optimizacije je u tome da ona
dozvoljava projektantu i inženjeru da vidi kako će se
proizvod ponašati i omogućava inženjeru da uoči bilo koje
greške prije nego što predje na slijedeći korak izrade i
testiranja fizičkog prototipa što odnosi vrijeme i povećava
troškove.
Pošto troškovi inženjeringa eksponencijalno rastu u
kasnijim etapama razvoja proizvoda i njegove proivodnje,
rana optimizacija i rafinacija koje omogućava CAE analiza
se isplaćuje time što su značajno smenjeni i vrijeme i
troškovi razvoja proizvoda.
Dakle CAD, CAM i CAE se bave automatiziranjem
specifičnih funkcija u okviru ciklusa proizvoda i čine ih
mnogo efikasnijim. Pošto su svaki od ovih alata nezavisno
razvijani, još uvjek nije ostvaren puni potencijal integracije.
UVOD RACUNARI – A
41
razvojnih i proizvodnih aktivnosti proizvodnog ciklusa.
Da bi se riješio ovaj problem, nova tehnologija koja se
naziva računarski integrirana proizvodnja ( computer
integrated manufacturing – CIM ) je uvedena. CIM ima za
cilj da uveže odvojena ‘’ ostrva automatizacije ‘’ ( island of
automation) u cjelinu koja će biti efikasan i gladko
izvršavajući sistem. CIM se bavi sa korištenjem
računarskih baza podataka kao metodom da cijelo
preduzeće ( enterprise) ili projektni biro se efikasnije vodi,
što ima uticaj i na računovodstvo (accounting), planiranje i
rasporedjivanje, otpremu i druge menadjment funkcije kao
dopune uz funkcije inženjerskog dizajna i proizvodnih
funkcija koje su predmet CAD/CAM/CAE softvera. Za CIM
se često kaže da je više poslovna filozofija nego računarski
sistem.
UVOD RACUNARI – A
42
UVOD RACUNARI – A