model driven product realization - diva portal747228/fulltext01.pdf · model driven product...

107

Upload: vuongngoc

Post on 01-Apr-2018

220 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination
Page 2: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

 

 

 

MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION

A holistic demonstration of model driven product development

ARJUN KASA NARASIMHA MURTHY

Master of science thesis Stockholm, Sweden 2014

Page 3: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

 

A  

Abstract 

 

 

Model driven product realization  is an emerging methodology  in  industrial scenario.  It focuses on using 3D models in various formats to design, manufacture and  inspect a product. The benefits of this methodology are improved cross functional interoperability, reliable modeling and simulation, optimized  design  decision  making,  improved  performance  predictability,  strengthened collaborative  environment  and  shortened  development  time.  Currently  the  prominence  of  2D drawings and  its usage  is  still prevalent  in  the  industries which  results  in under‐utilization of  the presently available CAx systems leading to diminished productivity.  

This  thesis  is  aimed  to  demonstrate  the  capabilities  and  impact  of model  driven  approach  to formulate an efficient product development methodology in a real industry scenario. For achieving the  intent a prototype product  is considered which  is used  in suspension system of  the  research concept vehicle developed by KTH  transport  labs. The  scope  includes  the  industrialization of  the prototype resulting in new/final design, process plan, operation plan inspection plan and eventually a manufactured part using annotated 3D models at all stages.  It also showcases  the process and product feedback methodologies possible by this approach. 

The  foundations  for  this  demonstration  are  ISO  10303  standard  and  STEP  (standard  for  the exchange of product model data) application protocols. These define  the computer  interpretable representation and exchange of product manufacturing information across various domains. There have been considerable advancements  in  these  standards  in  recent years but a  standard way of approaching  the model  driven  product  development  does  not  exist.  Hence  this  demonstration enables as a stepping stone for implementation of this approach in real world. 

 

Keywords: 3D models, ISO 10303, STEP, CAx 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 4: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

 

B  

Acknowledgements 

   

 

Pursuing Master’s degree abroad was  like a dream come  true  for me and especially my parents. Reeling up the entire journey of two years at this final juncture I am grateful to them for providing me with all the best opportunities in life along with immense love and care.    

My friends and colleagues have always been a great deal of support and were a pseudo family so far away  from home. Recalling every moment of hardship,  fun and cordialness,  the path  till now would have been difficult and void without them. 

Acquiring  new  skill  set  and  knowledge  is  a  commendable  experience  and  when  it  is  imparted through a group of learned, experienced, talented and friendly teachers it turns out to be a lifetime achievement. On this note I respectfully thank all my teachers, lecturers and professors who never stepped back in providing me unbiased guidance and support.  

Master thesis marks the end semester of the degree but begins the period of self‐exploration and challenge  which  tests  the  limits  of  our  knowledge,  patience,  determination  and  passion.  The experience of working on this thesis  is an amalgamation of emotions which would have not been possible if Thomas Lundholm did not provide me the opportunity. Thank you Thomas for your belief in me and for all the support, suggestions and advice you provided me all through the thesis and never forgetting to smile.  

At  the  point  of  my  struggle  in  the  thesis,  I  was  pushed  forward  with  confidence  by Magnus Lundgren. He has been more  than a  supervisor  to me and helped me  in every  step of my  thesis relentlessly  spending  his  valuable  time  to  see  through  that  I  achieve  my  goals.  His  constant presence and humbleness to share the vast practical knowledge has given me immense motivation. Even  though  I  cannot express my gratitude  in words,  I  genuinely  thank Magnus  for  all his  time, effort, patience, light heartedness and guidance.  

I  also  humbly  thank Mikael Hedlind,  Yuijang  Li  and Gunilla  Sivard  for  providing me  insight  and support to complete the thesis.  

Lastly I would sincerely thank KTH Royal Institute of Technology, Stockholm and XPRES for providing me this great opportunity and adding value to my professional life.  

 

Thank you almighty for everything that begins and end with you. 

 

 

 

Page 5: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

 

  

Tableofcontents

  2 

ABSTRACT  A 

ACKNOWLEDGEMENTS  B 

LIST OF FIGURES  I 

LIST OF TABLES  III 

LIST OF ACRONYMS  IV 

INTRODUCTION  1 

1.1  BACKGROUND  1 1.2  THESIS OUTLINE  3 1.3  RESEARCH QUESTIONS AND HYPOTHESIS  3 

FRAME OF REFERENCE  5 

2.1  MODEL BASED ENTERPRISE  5 2.2  MODEL BASED DEFINITION  8 2.3  PRODUCT LIFE‐CYCLE MANAGEMENT  9 2.4  CONFIGURATION MANAGEMENT  10 2.5  PRODUCT MANUFACTURING INFORMATION  10 2.6  MODEL BASED ANNOTATION  11 2.7  ENGINEERING TOLERANCES AND GD&T  11 2.8  MBE 3D MODELS  13 2.9  FUNDAMENTALS OF PRODUCT REALIZATION AND PROCESS PLANNING  13 2.10  STEP‐NC  15 2.11  STEP APPLICATION PROTOCOLS  17 2.12  MODEL BASED SYSTEM ENGINEERING  19 2.13  MODEL QUALITY  20 2.14  TECHNICAL DATA PACKAGE  21 2.15  MODEL DATA INTERPRETATION  21 2.16  MODEL DATA RETENTION  21 

METHOD  23 

3.1  PRODUCT DESIGN  26 3.1.1  AXIS OR MEDIAN FEATURE  32 3.1.2  PROJECTED TOLERANCE ZONE  32 3.1.3  TOLERANCE ZONE BETWEEN TWO POINTS  33 

Page 6: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

3.1.4  UNILATERAL AND UNEQUAL PROFILE TOLERANCE  33 3.1.5  DIRECTION OF TOLERANCE ZONES  34 3.2  PROCESS PLANNING OR PRODUCTION DESIGN  37 3.2.1  SETUP 1  39 3.2.2  SETUP 2  41 3.2.3  SETUP 3  42 3.2.4  SETUP 4  44 3.2.5  SETUP 5  46 3.2.6  SETUP 6  49 3.3  VERIFICATION  51 3.3.1  DETAILED DISCUSSION ABOUT THE DATA AVAILABLE IN STEP‐NC FOR INSPECTION AND VERIFICATION  56 

RESULTS  60 

4.1  UPRIGHT MANUFACTURING  60 

CONCLUSION  64 

FUTURE WORK  67 

BIBLIOGRAPHY  69 

APPENDIX  71 

 

 

Page 7: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

 

I  

Listoffigures 

Figure 1 Research methodology ............................................................................................................ 4 

Figure 2 MBE areas ................................................................................................................................ 6 

Figure 3 MBE architecture ..................................................................................................................... 7 

Figure 4 MBE  functions and data  flow  (Simon P. Frechette and Manufacturing system  Integration division, 2011) ........................................................................................................................................ 8 

Figure 5 MBD development cycle ........................................................................................................... 9 

Figure 6 Production system development (Lundgren, 2012) .............................................................. 14 

Figure 7 Process model (International standards organizaiton, 2008) ............................................... 15 

Figure 8 The STEP‐NC infromation model (Loffredo, et al., u.d.) ........................................................ 16 

Figure  9  Comparision  between  standard  and  STEP  :Design  to  manufacturing  data  pipelines (Loffredo, et al., u.d.) ........................................................................................................................... 18 

Figure 10 Role of Applicaiton protocols in an enterprise (Loffredo, et al., u.d.) ................................. 19 

Figure 11 Model quality assurance cycle ............................................................................................. 20 

Figure 12 Thesis method framework ................................................................................................... 23 

Figure 13 MBE implementation capability levels (Anon., u.d.) ........................................................... 24 

Figure 14 Research concept vehicle .................................................................................................... 25 

Figure 15 Upright design improvements ............................................................................................. 26 

Figure 16 Prototype 2D drawings ........................................................................................................ 29 

Figure 17 Siemens NX PMI ................................................................................................................... 29 

Figure 18 Annotated view of the upright ............................................................................................ 30 

Figure 19 Difference in 2D and 3D tolerance representations ............................................................ 32 

Figure 20 .............................................................................................................................................. 32 

Figure 21 .............................................................................................................................................. 33 

Figure 22 .............................................................................................................................................. 33 

Figure 23 Unequal profile tolerance .................................................................................................... 33 

Figure 24 Unilateral profile tolerance .................................................................................................. 33 

Figure 25 Intersection plane indicators ............................................................................................... 34 

Figure 26 Orientation plane indicators ................................................................................................ 34 

Figure 27 3D annotated upright CAD model ....................................................................................... 35 

Figure 28 (Quintana, et al., 2010) ........................................................................................................ 36 

Figure 29 Role of process planner (Bagge, 2014) ................................................................................ 37 

Page 8: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

 

II  

Figure 30 Elements of process planning (Lundgren, 2013) ................................................................. 38 

Figure 31 Setup 1 toolpath .................................................................................................................. 40 

Figure 32 Setup 2 toolpath .................................................................................................................. 42 

Figure 33 Setup 3 toolpath .................................................................................................................. 44 

Figure 34 Setup 4 toolpath .................................................................................................................. 46 

Figure 35 Setup 5 toolpath .................................................................................................................. 48 

Figure 36 Setup 6 toolpath .................................................................................................................. 50 

Figure 37 Vector based control codes (Hardwick, et al., 2012) ........................................................... 52 

Figure 38 Vision based control (Hardwick, et al., 2012) ...................................................................... 52 

Figure 39 .............................................................................................................................................. 53 

Figure 40 .............................................................................................................................................. 53 

Figure 41 .............................................................................................................................................. 54 

Figure 42 .............................................................................................................................................. 54 

Figure 43 3D model with annotation in STEP‐NC machine ................................................................. 56 

Figure 44 Fixture and machine representation in STEP‐NC ................................................................. 57 

Figure 45 Machine kinematics in STEP‐NC .......................................................................................... 57 

Figure 46 STEP‐NC inspection .............................................................................................................. 58 

Figure 47 Estimating process results using STEP‐NC (Hardwick, et al., 2012) ..................................... 59 

Figure 48 Hermle C50 machining center ............................................................................................. 61 

Figure 49 Raw material: aluminium block ........................................................................................... 61 

Figure 50 Machining fixtures ............................................................................................................... 62 

Figure 51 Setup 1 machining ............................................................................................................... 62 

Figure 52 Setup 2 machining ............................................................................................................... 63 

Figure 53 Setup 3 maching................................................................................................................... 63 

Figure  54  Difference  between  model  driven  product  realizaiton  and  conventional  methods (Hedlind, 2013) .................................................................................................................................... 65 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 9: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

 

III  

Listoftables 

Table 1 List of Application protocols ................................................................................................... 17 

Table 2 Level 6 :Model based enterprise (Anon., u.d.) ........................................................................ 24 

Table 3 CAD application requirements ................................................................................................ 27 

Table 4 Setup 1 specificaitons .............................................................................................................. 40 

Table 5 Setup 2 specificaitons .............................................................................................................. 41 

Table 6 Setup 3 operation list .............................................................................................................. 43 

Table 7 Setup 4 operation list .............................................................................................................. 45 

Table 8 Setup 5 operation list .............................................................................................................. 47 

Table 9 Setup 6 operation list .............................................................................................................. 50 

Table 10 History of STEP‐NC (Hardwick, et al., 2012) .......................................................................... 55 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 10: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

 

IV  

Listofacronyms AP‐Application protocol ....................................................................................................................... 17 

CAD‐Computer aided drawing ............................................................................................................... 2 

CAM‐Computer aided manufacturing ................................................................................................... 2 

CAPP‐Computer aided process planning ............................................................................................. 38 

CM‐Configuration management .......................................................................................................... 10 

CMM‐Coordinate measuring machine ................................................................................................ 59 

CMM‐Coordinate‐measuring machine ................................................................................................ 11 

DFMEA‐ Design failure mode and effect analysis ................................................................................ 31 

DPD‐Digital product definition ............................................................................................................... 8 

ERP‐Enterprise resource planning ......................................................................................................... 1 

GD&T‐Geometric dimensioning and tolerancing .................................................................................. 8 

GPS‐ Geometrical product specifications ............................................................................................ 11 

IGES‐Initial graphics exchange specification ........................................................................................ 15 

INCOSE‐International council of systems engineering ........................................................................ 19 

ISO‐International organization for standards ...................................................................................... 15 

MBD‐Model based definition ................................................................................................................ 8 

MBE‐Model based enterprise ................................................................................................................ 5 

MBSE‐ Model based system engineering ............................................................................................ 19 

NIST‐National institute of standards and technology ........................................................................... 5 

OMG‐Object management group ........................................................................................................ 19 

PLM‐Product life‐cycle management..................................................................................................... 1 

PMI‐Product manufacturing information .............................................................................................. 1 

RCV‐Research concept vehicle ............................................................................................................. 25 

RPN‐Risk priority number .................................................................................................................... 31 

STEP‐NC ................................................................................................................................................ 15 

TDP‐Technical data package .................................................................................................................. 9 

XMI‐XML metadata interchange .......................................................................................................... 19 

 

 

 

 

Page 11: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 12: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

1 | P a g e   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Chapter1.

Introduction

The only person who is educated is the one who has learned how to learn and change ‐Carl Rogers 

1.1 BackgroundIn  the age of digital  factories and networked manufacturing, computer aided systems play a vital role  in achieving predetermined goals. Technological advances  in manufacturing methods and  its related  technologies  are  creating  constant  demand  for  integrated  production  with  virtually  no boundaries between these various systems.  

Technology and supporting infrastructure are the engines of economic growth (Simon P. Frechette and  Manufacturing  system  Integration  division,  2011).It  is  impossible  for  a  single  vendor  or company  to  provide  next‐generation  software  tools  compatible  with  each  other  .Hence  global companies  like GE and  Intel are working towards  implementing  intelligent manufacturing systems focusing on high  level  interoperability and seamless exchange of data. A conventional factory has many layers of functions working in synchronous towards common goals like good quality, low cost and on‐time delivery. An immense array of information flow and exchange is required between the functions to successfully achieve these goals. In order to enable the data exchange ERP‐enterprise resource planning and PLM‐product life‐cycle management are used, but these are not capable of accessing multiple on‐line software systems due to several data formats and schema developed by different  software  vendors.  The  only  means  of  communicating  PMI‐product  manufacturing information to drive manufacturing process was through conventional 2D drawings either in digital format or as a document.  

The practice of using 2D drawings to design, manufacture and  inspect a product  is followed since the advent of  industries. Even though comprehensive standards and expertise exist, the usages of these  drawings  have  inherent  disadvantages  which  cannot  be  overlooked  when  compared  to currently available technologies. Some of the limitations of using a 2D drawing are as follows, 

Page 13: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

2 | P a g e   

Difficulty in visualization 

Limited ability to test form, fit and function 

Requires training to read/interpret  

Difficult to convey intricate PMI, time consuming to produce and error prone 

A model  generally  is  an  approximation  or  representation  of  a  real  world  process,  concept  or system.  In the context of the thesis will be 3D digital CAD, CAM or CAE system models generated using software capable of producing system neutral  files  that can be exchanged, read,  translated and edited on each of these platforms. 

The advent of computer aided systems changed the way we design and interact with PMI. Invention of  the 3D CAD‐computer aided drawing or CAM‐computer aided manufacturing  is attributed to a French engineer, Pierre Bezier (Arts et Metiers ParisTech, Renault). 

The mathematical work  concerning  surfaces,  he  developed  called UNISURF,  between  1966  and 1968, to ease the design of parts and tools for the automotive industry. Then, UNISURF became the working base for the  following generations of CAD software  (Bozdoc & Martian, 2003). Early CAD models  were meant  for  human  viewing,  but  eventually  it  evolved  interpretable  files  by  other engineering software applications. A wide  range of standards  interchangeable or neutral  formats are available today to enable system‐system transfer of engineering data.  

In the context of manufacturing, model drives production and quality activities. A model here  is a container of nominal geometry and product manufacturing  information which  includes geometric dimensions/tolerances, material  specifications, bill of materials, process  specifications,  inspection requirements and customer specific requirements. 

The advantages of using models instead of 2D documents will be,  

Comprehensive alternative for 2D drawings 

Serves as a single authoritative source of product definition 

Simplified visualization and interpretation  

Better control of changes as there are fewer files to manage 

Offers easy re‐usability, accessibility and changeability 

Computer interpretability and data associativity are two factors providing models significant upper‐hand over drawing based engineering. The ease of software applications directly accessing models and its information results in fewer errors and reduces processing time. Data associativity is critical for model integrity. On the contrary it is very difficult to maintain this integrity. Tolerances, material properties,  surface  finish and other  information must be associated with  specific  features  in  the model.  Hence  associativity  is  very  important  for  interpretation  of  models  by  applications (Frechette, et al., 2011). 

Process  and  product  development  are  getting  complex  in  today's  scenario  owing  to  factors, variables  and  collaborators  involved  in  designing  an  optimized  production  system.  In  order  to harness  the  benefits  of  model  driven  approach  and  to  meet  the  pace  of  current  industrial advancements we need to defined a standardized procedure to use interchangeable models in the process,  product  and  concept  development.  Hence  the  aim  of  this  thesis  is  to  develop  and demonstrate  a  standardized  methodology  of  model  driven  product  realization  in  an  industrial scenario, supported by discussing its comprehensive benefits at each stage.  

 

Page 14: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

3 | P a g e   

1.2 ThesisoutlineThe particular  thesis  is a  result of  current  research undertaken  jointly by XPRES which  is a  joint initiative between KTH, Mälardalens hogskola (MDH) and the Swerea research group and Scania. 

Chapter1  introduces  basic  background,  purpose,  scope,  delimitation;  brief  explanation  of methodology and expected results. The research question arises from the current industry situation and developments. A possible direction to the solution is defined. 

Chapter 2 defines a  frame of  reference  for  this  thesis. This  includes all  the  topics and  references utilized to undertake the thesis and successfully arrive at results. 

In chapter 3 we can read about the complete methodology and  its development  in detail. Model driven approach at each stage of product realization  i.e. design, process planning, production and verification will be discussed. 

Chapter  4  aims  at  verifying  the  methods  by  manufacturing  a  product  using  the  developed methodology and explaining each step of the process. 

Finally  chapter 5  concentrates on  conclusion  and  interpreting  the  results  achieved by  the  thesis leading way to answer formulated research questions and to prove the hypothesis.  

In the end, chapter 6 will focus on discussions about recommendations for future work and learning outcomes. 

1.3 ResearchquestionsandhypothesisThe  objective  of  the  thesis  can  be  explained  in  an  orderly  stepwise  research  questions.  These questions will highlight the purpose, structure and importance of the thesis.  

How does model driven product realization differ from conventional methods? 

The  initial  research  question  basically  emphasizes  on  the  fundamentals  of  the  thesis  and  its purpose.  Model  driven  approach  is  a  new  concept  wherein  industries  are  slowly  trying  to understand its benefits and wide range functionality compared to existing methods of product and process development. Hence  this question  frames  the  foundation  for  the  thesis and answering  it comprehensively is very important to understand the need for this method in the industries.  

What are the challenges involved in implementing model driven product realization? 

Even  with  multi‐faceted  benefits,  implementing  a  new  concept  in  place  of  a  well‐established method will be with certain challenges. Discussing and proposing a procedure to overcome these challenges will provide an overview of practical aspects of the thesis concept.  

How can model driven approach be implemented? 

This  research  question  is  the  core  of  the  thesis  and  focuses  on  discussed  method  and demonstration to showcase its implementation. A real life product is chosen for the demonstration to  replicate  industrial  scenario.  The  product  is  a  suspension  upright  belonging  to  the  research concept  vehicle  developed  by  KTH  transport  labs.  Explaining  in  detail  the  development  and utilization of models at each stage of design, process planning, production and  inspection of  this product will simultaneously answer this research question.  

 

Page 15: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

4 | P a g e   

What are the benefits of model driven product realization? 

To  conclude  the  thesis  the  final  research  question will  be  to  discuss  the  benefits  of  the model driven product and process development. The benefits should consider previous research questions and  the  industry  requirements.  It  should  also  include  a  brief mention  of  the  demerits  of  this approach to highlight the practical aspects. 

These research questions state the general issues with this approach, and lead to the hypothesis to be tested: 

“Implementation  of model  driven  product  realization will  simplify,  improve  and  optimize  the product/process development in a manufacturing industry with long term impacts”. 

 

 

Figure 1 Research methodology 

 

Research questions and hypothesis 

Frame of reference 

Research method and results

Verification of results

Page 16: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

5 | P a g e   

 

 

 

 

Chapter2.

Frameofreference

Education is learning what you didn’t even know you didn’t know ‐Daniel J. Boorstin 

 

Implementation of model driven product realization in general requires sound knowledge of certain topics and concepts without which it is difficult to understand the technicalities involved. The thesis is  supported  by many  references  including  technical  papers,  Internet  articles,  PHD  theses  and conference  proceedings.  The  concept  as  such  is  very  popular  with  manufacturing  industries presently and has drawn  immense  interest by many  international organizations around the world. One  of  the  prominent  institutes  working  closely  with  model  driven  approach  is  NIST‐national institute of standards and technology. 

Hence  in  this  section  a  confined  frame  of  these  references  are  discussed  in  detail  to  define  a boundary for the master thesis. The methodology discussed in chapter 3 can be directly related and deduced from these concepts. 

2.1 ModelbasedenterpriseMBE‐model based enterprise  is a new terminology for collective concepts that were developed  in recent years.  It  is part of  the progressive approach of  integrated product  realization,  concurrent engineering and digital product  life‐cycle management developed  in 1990's.  Implementing model based definition on enterprise levels can be viewed as MBE.  

Model  based  enterprise  is  an  organization  that  utilizes  modeling/  simulation  technologies  to drastically improve, seamlessly integrate, and strategically manage all of its technical and business processes related to design, manufacturing, and product support. It is possible to optimize product innovation, development, manufacture and support by utilizing product/process models to define, execute, control and manage all enterprise processes to make the best decisions at every step of 

Page 17: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

6 | P a g e   

the product  life‐cycle  (Next‐generation manufacturing  technology  initiative, 2005). MBE adaption can be defined over three broad functional areas, 

Product realization and support 

Resource management 

Strategic management 

Hence the functional model of MBE can be represented as below  

 

Figure 2 MBE areas 

To  achieve  MBE  and  organizational  behaviour  transformation,  four  elements  are  needed (Frechette, et al., 2011) 

Empowerment of leaders at all levels 

Adaptation to changing roles and responsibilities 

Trust and encouragement 

Active pursuit of conflict resolution 

In a model based manufacturing enterprise fully annotated 3D master product models are used to facilitate product  realization and each of  the  sub‐functions  contribute  in developing models and pushing them through the system. This can be visualized by MBE architecture diagram in Figure 3, where 3D model respiratory forms the core of the architecture and different functions play a vital role  in exchanging  these models  to achieve optimized  results  in product  realization process. The objective  of MBE  is  to  enable  integration  of  all  enterprise  functions,  enduring  that  they  work together  as  a  single  seamless  unit  and  everybody  has  immediate  access  to  any  information required. 

Page 18: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

7 | P a g e   

 

Figure 3 MBE architecture 

ModelsProduct/

process

Enterprise resource planning

Materirals resource planning

Product & process 

development 

Production & assembly

Quality inspection

Analysis & simulation

Technical documents

Customer support

Page 19: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

8 | P a g e   

 

Figure 4 MBE functions and data flow (Simon P. Frechette and Manufacturing system Integration division, 

2011) 

2.2 ModelbaseddefinitionMBD‐model based definition also known as DPD‐Digital product definition is using 3D models with PMI  and  associated meta‐data  within  3D  CAD  software  to  define  or  provide  specifications  for individual components and product assemblies. The  types of  information  included  in a 3D model are  GD&T‐geometric  dimensioning  and  tolerancing,  component  level  material  specification, assembly  level bill of materials, engineering  configurations, design  intent among others Hence  it includes basically  all  the  information  required  to define  and manufacture  a product.  In  contrast other methodologies have historically  required accompanying use of 2D engineering drawings  to provide such details to manufacturing processes (fcsuper, 2010). 

MBD is being swiftly adopted by all sectors of the industries as the starting point towards a model based enterprise. The latest development in computer aided systems make it possible to inserting relevant  associative  3D  data  for  product  design,  development,  manufacturing  and  inspections directly  into the solid model, eliminating the need  for drawings. The ease of creating multiple 3D models detailed and annotated for specific downstream groups is the essence of MBD. 

Page 20: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

9 | P a g e   

3D design is the starting point of MBD enabling users to use 2D layout to work in a 3D environment with  advanced  2D  drafting  capabilities  during  the  conceptual  phase  of  a  project.  For  easy  3D geometry creation and  to eliminate the need  for  it  to be recreated  in a downstream process, 2D geometry can be exported as profiles or planes and dimensions/tolerances annotations data can be added during the preliminary phase. The resulting 3D Master can be seamlessly shared with people across the value chain by providing free or inexpensive  lightweight viewing applications which are available nowadays. This will introduce a virtual environment where digital communities and teams can meet in a real‐time to discuss and collaborate on any aspect of a product related program. The environment  facilitates  improved  decision‐making  by  providing  early  and  direct  insight  into dimensioning  and  tolerancing  annotations,  geometrical  elements  and  features,  and  the relationships between elements  (systems, 2013). The  interactions  in  the virtual environment  is a closed loop cycle where feedback from each function is used to improve and update the 3D master, 

  

 

 

 

Figure 5 MBD development cycle 

2.3 Productlife‐cyclemanagementManaging  product  related  data  and  information  throughout  its  life‐cycle  i.e.  from  inception  to disposal  and  sustainment  is  known  as  product  life‐cycle  management.  Tracking  the  changes, improvements  and  updates  in  the  product  and  its  related  information  is  very  important  for understanding  its  behaviour  and  to  verify  whether  the  functioning  of  product  is  as  per requirements.  PLM  serves  as  the  backbone  for  companies  and  their  extended  enterprises  by integrating people, data, processes and business systems (guide, u.d.). 

The core of model based enterprise (MBE) is product lifecycle management. This process is one of the key enablers of reuse of the data by all its users throughout its life‐cycle (Anon., u.d.). 

PLM  not  only maintains  configuration  of  the  product  data,  but  also  all  of  its  product  structure.  Product structure in its simplest form is nothing more than the CAD model or design document.  A PLM system would then allow users a secure access to it. 

One  of  the  difficulties with  use  of  a  product  lifecycle management  is  the  transfer  of  the  TDP‐technical data package from design department to downstream processes. The traditional method does  not  allow  for  the  intelligent  delivery  of  the  product  structure  and  all  of  its  relationships  (Anon., u.d.). 

Conceptual design

Detailed designReview of design 

Manufacturing  Verification

3D Master 

Page 21: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

10 | P a g e   

Model  driven  approach  facilitates  easy  and  effective way  to  convey  3D  TDP  and  also  provides extensive guidance  to organize  the annotated models.  It also provides methodology  to verify  the quality of the data being received. 

Hence model‐based definition   new strategy of product lifecycle management (PLM) based on CAD models consisting of comprehensive sources of  information for the overall product  lifecycle. With MBD, product related data are structured  inside native CAD models,  instead of being scattered  in different forms through the PLM database. Through next generation PLM software based on MBD, we aim to achieve the following  

Suppression of redundant documents and drawings 

Improved data consistency, better product/process virtualization 

Better  support  for  all  computer‐aided  technologies  tasks  under  engineering  and manufacturing disciplines 

Organizations require a common approach to structure data in reusable, unified forms inside native three‐dimensional CAD models  (Springer‐Verlag, 2011). For this reason, this thesis work has been developed by focusing the attention on a method for supporting the MBD  implementation by the use of life‐cycle in a PLM system.  

2.4 ConfigurationmanagementCM‐Configuration management  is ensuring  that a product's performance,  functional and physical attributes  consistently  matches  with  its  requirements,  design  and  operational  information throughout  its  life‐cycle  (ANSI,  2011).  Managing  the  data  defining  a  product  beyond  simply controlling changes and revisions is an important aspect.  

Configuration management is a key driver of quality assurance throughout the lifecycle of a product by managing and controlling everything that is being developed and produced. It has an impact on all  activities  from  product  development,  engineering  and  manufacturing,  through  to  project, programme and quality management.  It  is about understanding every aspect of a product and  its development method. New product developments cannot begin until configuration management has documented and approved the development plan (Airbus, u.d.). 

Tractability of product data  is very  important when a product  is still  in development yet multiple groups  are making  decisions  based  upon  copies  of  that  data.  Compared  to  traditional  CM  of  a drawing based product,  it  is even more difficult  in a model based enterprise.    In MBE  there are many more data elements when compared to a drawing counterpart.   The relationships between these elements must also be managed and are quite complex as there are many derivative models such as STEP,  JT and PRC of each model  that must be managed. Hence a PLM  tool  is needed  in support of configuration management in a model based enterprise (Anon., u.d.).  

2.5 ProductmanufacturinginformationCapturing and  conveying  information  required  for manufacturing a product  as per  specifications defined by the customers or designer is an integral part of product development and manufacturing process.  The  combination  of  all  this  information  is  known  as  PMI‐product  manufacturing information.  It  is mainly non‐geometric attributes  in 3D computer‐aided design and collaborative product development  systems  necessary  for manufacturing  product  components  or  subsystems. 

Page 22: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

11 | P a g e   

PMI  may  include  geometric  dimensions  and  tolerances,  3D  annotation  (text)  and  dimensions, surface finish, and material specifications (Siemens, 2007).  

PMI  is  an  integral  part  of  creating  3D MBD.  Industry  standards  for  defining  PMI  include  ASME Y14.41‐2003 Digital product data definition practices and ISO 1101:2004 GPS‐ geometrical product specifications ‐‐ geometrical tolerancing—tolerances of form, orientation, location and run‐out and ISO  16792:2006  (ISO,  2007).  The  ISO  10303  STEP  standards  also  handle  a  wide  range  of  PMI information. 

The PMI annotation on the 3D CAD model is created in association to edges and faces, which can be exported into many neutral formats such as ISO 10303 STEP(In case of this thesis). This information can  then  be  seamlessly  used  by  a  number  of  down‐stream  processes.  The  PMI  used  to  create annotations  on  a  traditional  2D  drawing  can  be  visualized  within  the  3D  model  by  other departments, either in the CAD/CAM system or in a 3D Product visualization tool, thus reducing the need for drawings leading to the concept of ‘drawing on demand’. Some 3D model formats enable computer‐aided manufacturing software to access PMI directly for CNC programming. The PMI also may be used by tolerance analysis and CMM‐coordinate measuring machine software applications if the modeling application permits (Nihon Unisys, u.d.). 

PMI  items  can be organized  in different  views  in 3D CAD  software  known  as PMI Views.  It may include orthographic, ISO or diametric views and also the particular state of the assembly (visibility, rendering mode, sometime even position of each element of the assembly) on which relevant PMI is created or related to features visible in these views.  

2.6 ModelbasedannotationAnnotations are a type of PMI in the 3D models which include semantic text entity created to store model  information  without  geometry.  Annotations  are  used  to  provide  complete  product definition, both  in dimensional  forms and note  forms. These  include  information  about material specification, surface parameters, critical dimensions, designer’s notes, clamping and fixture points or any relevant information other than dimensions that is useful to downstream processes 

Annotation elements and features allow the user to define dimensions and supporting data  in 3D space. They can be parametric and will rotate with the model, can exist  independently within the model, or be included in a feature. Each annotation data type should be placed on an appropriate layer and orientation plane corresponding  to  the view  it  represents  (US Department of defence, 2004).Utilizing  these  3D  annotated models  all  the  required  manufacturing  information  can  be circulated effectively without any loss of data and misinterpretations. 

2.7 EngineeringtolerancesandGD&TEngineering tolerances in general are allowable level of variation or deviation from desired values. Dimensions, properties, or conditions may vary within certain practical  limits without significantly affecting  functioning  of  product;  hence  tolerances  are  specified  to  allow  reasonable margin  for imperfections and inherent variability without compromising its performance.  

Tolerances  are  assigned  to  parts  for  compensating  deviations  in manufacturing  processes.  It  is practically  impossible  for machines  to  hold  dimensions  precisely  to  the  nominal  value,  so  there must be acceptable degrees of variation. A manufactured part is said to be out of tolerance if any of its measured dimension does not lie in the tolerance limits and it is not a usable part according to 

Page 23: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

12 | P a g e   

the  design  intent.  Tolerances  can  be  applied  to  any  dimension  and  product  based  on  ISO 1101:2012(geometric product specification) or ASME Y14.5M‐1994 standards.  

GD&T  serves  as  a  system  for  defining  and  communicating  engineering  tolerances  through standardized  symbols on  engineering drawings or 3D CAD  solid models.  In  case of model based definition  the  tolerances  and  GD&T  can  be  directly  related  to  3D  CAD models  forming  a MBD dataset. The   ASME 14.41  standard provides  the  first comprehensive standard  for annotating 3D models with  GD&T with  the  objective  of  viewing  the  content  in  3D  (Zeid,  2006).This  standard provides rules for display, orientation and annotating methods when they are stored in a 3D model instead  of  2D  drawings.  To  support  this  concept  few  CAD  software  nowadays  provides  3D annotation tools and I will be using Siemens NX 8TM for this purpose.  

The advantage of using 3D tolerances and GD&T are synonymous to the explanations in Chapter 1 and in previous sections, in addition with 3D MBD datasets the requirement for technical expertise to understand designs  and drawings  is  not  required  since  it  provides  a  realistic  view  of designs (Miller, 2005). The user of the 3D model can easily understand the geometry and associated GD&T data by manipulating  i.e.  translating,  rotating or  zoom  the model  (Carvajal, 2005). MBD datasets can provide information that is discreetly contained in the model, hence the model can be analysed further by downstream processes  to extract  additional  information  regarding  to dimensions and specifications. Also inspection process can use these 3D GD&T information attached in the model to develop  automated  inspection plans or CMM programs with  the help of mode‐based  inspection software that has been developed over recent years.  

Page 24: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

13 | P a g e   

2.8 MBE3DmodelsA  digital  representation  of  a  product which  is  developed  virtually  in  3D  space  and  semantically includes related PMI, annotations, tolerances and GD&T is known as 3D models. They can be CAD, CAM,  CAE  or  inspection  models  either  developed  individually  by  each  cross‐function  or synchronously working with same model, populating relevant information in it at each stage.  

3D models are  characterized by enabling  rapid prototyping, better CNC manufacturing methods, improved verification and shortened time to market.  

2.9 FundamentalsofproductrealizationandprocessplanningProcess planning is considered to be a vital link between design and manufacturing which consists of  preparing  a  set  of  instructions  that  describe  the  fabrication  or  assembly methods which will satisfy  the  engineering  design  specifications.  The  instructions  generated  by  a  process  plan may consist in the following, but not limited to these: 

Operations and its sequence 

Machine tools 

Materials 

Manufacturing tolerances and inspection criteria 

Work instruction or notes 

Cutting parameters and process information 

Fixtures and setup information 

Representations of in process work piece shapes  

Process planning can be  initiated based on the needs  from product development, manufacturing, quality or continuous improvements. As process plan should be developed in line with the existing factory or manufacturing setup, the main drivers of it will be product and resources (machine tools, cutting  tools,  fixtures,  etc.).  Hence  process  planning  is  part  of  production  system  development where  it  interacts  with  factory  design,  resource  management  and  continuous  improvement activities  populating  or  accessing  same  set  of  data  from  a  common  database. 

Page 25: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

14 | P a g e   

 

 

Figure 6 Production system development (Lundgren, 2012) 

 

Product  realization  according  to  ISO  9001:2008  standards  is  the  term  used  to  describe  the processes  that  an  organization  goes  through  to  develop, manufacture,  verify  and  deliver  the  a product.  In  concise  it  is  a  product  development  process  used  throughout  the  lifecycle  of  the product. Product  realization process  acts  as  a  guide  to product  teams  through project planning, tracking,  design  and  verification,  configuration management,  validation  and  control  (Stollerman, 1999).  The  process  always  begins  with  customer  requirements  with  product  realization  team converting  the  input  into  a  product  and  delivers  it  to  customer.  The  supporting  entities  in  an organization  for product  realization  are  resource management,  top management, measurement, analysis and improvement departments. This can be represented in a process interaction model in Figure 7 

 

 

 

 

 

 

 

Page 26: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

15 | P a g e   

 

Figure 7 Process model (International standards organizaiton, 2008) 

The vision of this thesis and also the manufacturing industries for model based product realization will  be  to  seamlessly  integrate manufacturing  and  simulation  tools  enabling  scattered  teams  to swiftly create product and process designs that achieve a balance of performance, cost, robustness of the product. The product model  is considered as knowledge base that will control all processes across  the  product  life‐cycle,  capturing  and  sharing  data  to  drive  continuous  improvement throughout  the enterprise. The  resulting model based knowledge base will support all aspects of maintenance, training and life‐cycle support (Next‐generation manufacturing technology initiative, 2005).  

2.10 STEP‐NCSTEP‐NC  (standard  for  the  exchange  of  product  model  data‐Numerical  control)  is  a  new  data standard  for CNC machining  that  combines product and process  information. STEP has been  the result of constant effort by  ISO‐International Organization  for Standards since 1985  to develop a comprehensive  standard  for  the  electronic  exchange  of  product  data  between  computer  aided product life‐cycle systems. ISO 10303 is the standard concerning STEP and its elements defining its scope which is broader compared to the existing CAD data exchange formats  especially IGES‐initial graphics  exchange  specification.  Developed  in  the United  States  the  specification was  primarily concerned to handle the exchange of pure geometric data between CAD systems, whereas STEP is intended  for  a much wider  range of product‐related data  covering  entire  life‐cycle of  a product (Pratt, u.d.).  

Page 27: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

16 | P a g e   

ISO 10303 covers wide variety of product types and life‐cycle stages, currently the overall standard is  composed  of  40  parts  and  hence  the  new  version  of  standards  ISO  14646  is  divided  into conformance classes as below (Loffredo, et al., u.d.) 

1st conformance class: tool path interoperability 

2nd conformance class: conditional programming constructs for closed loop programming 

3rd conformance class: CAM process data that enables intersystem CAM data exchange 

4th conformance class: CAD tolerance  information that enables quality control applications on the CNC 

The  entities  to  be  captured  and  exchanged  using  STEP  and  their  relationships  are  defined  in schemas written in an information modeling language called EXPRESS (Schenk & Wilson, 1994). The definitions of entities  include  rules  that can be verified at  translation  to check certain aspects of semantic validity of the transferred  instances. The outline of the STEP‐NC  information model as n EXPRESS‐G diagram is as below, 

 

 

Figure 8 The STEP‐NC infromation model (Loffredo, et al., u.d.) 

The key advantage of STEP‐NC is that each operation in the part program is linked to all the other information by  relationships  shown  in  Figure 8. This enables  the associativity principle of Model based product realization as now for any operation an application can find its tooling requirements, the parameters of its features, the geometry of the feature, the tolerances of the feature and any necessary strategy and  technology  information. Using  this  information, algorithms can be written to make CNC machines tool faster to execute and easier to operate (Loffredo, et al., u.d.). 

Page 28: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

17 | P a g e   

2.11 STEPapplicationprotocolsThe  implementable part of  ISO 10303, which  is the part defining models on which translators are based is knows as AP‐application protocol. They are applicable to one or more life‐cycle stages of a particular product  class  (Refer Table 1). AP’s  in  turn are  constructed on  the basis of a  set of  IR‐integrated resources  that define  the  fundamental abstract constructs  that can be specialized and applied for a wide variety of purposes and can accommodate different ways of looking at the same products through life cycle dependent product definitions (Pratt, u.d.).  

These AP’s and IR’s form the product data architecture of STEP.  

Table 1 List of Application protocols 

Part Numbers  Description of application protocols 

Part 201  Explicit drafting 

Part 202  Associative drafting 

Part 203  Configuration controlled design 

Part 204  Mechanical design using boundary representation 

Part 205  Mechanical design using surface representation 

Part 206  Mechanical design using wireframe representation 

Part 207  Sheet metal dies and blocks 

Part 208  Life cycle product change process 

Part 209  Design through analysis of composite and metallic structures 

Part 210  Electronic printed circuit assembly, design and manufacturing 

Part 211  Electronics test diagnostics and remanufacture 

Part 212  Electrotechnical plants 

Part 213  Numerical control process plans for machined parts 

Part 214  Core data for automotive  mechanical design processes 

Part 215  Ship arrangement 

Part 216  Ship molded forms 

Part 217  Ship piping 

Part 218  Ship structures 

Part 219  Dimensional inspection process planning for CMMs 

Part 220  Printed circuit assembly manufacturing planning 

Part 221  Functional data and schematic representation for process plans 

Part 222  Design engineering to manufacturing for composite structures 

Part 223  Exchange of design and manufacturing DPD for composites 

Part 224  Mechanical product definition for process planning 

Page 29: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

18 | P a g e   

Part 225  Structural building elements using explicit shape representation 

Part 226  Shipbuilding mechanical systems 

Part 227  Plant spatial configuration 

Part 228  Building services 

Part 229  Design and manufacturing information for forged parts 

Part 230  Building structure frame steelwork 

Part 231  Process engineering data 

Part 232  Technical data packaging 

Part 233  Systems engineering data representation 

Part 234  Ship operational logs, records and messages 

Part 235  Materials information for products 

Part 236  Furniture product and project 

Part 237  Computational fluid dynamics 

Part 238  Integrated CNC machining 

Part 239  Product life cycle support 

Part 240  Process planning 

Figure 9 shows the difference  in data creation and transition  in a traditional CNC control and the STEP‐NC method.  In  comparison  with  conventional  method  of  data  transfer  between  systems where  old  standards  like  IGES  and  RS‐274  D  numerical  controller  standards  are  replaced  with Application protocols like AP 203 e2, AP‐238 to seamlessly integrate these systems to work on one product or process model  in neutral format and also to transfer relevant  information without any loss of data or errors. 

   

Figure 9 Comparision between standard and STEP :Design to manufacturing data pipelines (Loffredo, et al., u.d.)

Page 30: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

19 | P a g e   

 

 

2.12 ModelbasedsystemengineeringMBSE‐ model based system engineering is the formalized method of applying modeling to support system  requirements, design, analysis, verification and validation activities  from  the beginning of conceptualization phase continuing throughout development and  later  life‐cycle phases.  It can be generally viewed as systematically amalgamating system interfaces.  

System modeling standards developed recently are having a significant  impact on  the application and use of MBSE.  The OMG‐object management  group  systems modeling  language  (SysML)  is  a general  purpose  graphical modeling  language  for  specifying,  designing,  analysing,  and  verifying complex systems that was adopted by the OMG  in 2006 and  is now widely  implemented  in MBSE support  tools.  SysML  belongs  to  a  broader  family  of  standards  being  developed  by  the  object management  group  which  concentrates  on  XMI‐XML  metadata  Interchange  hence  enabling  a means to interchange modeling information between tools using the XML format.  

ISO 10303‐233 Application protocol  for systems engineering  (AP233)  is a data exchange standard designed  to support  the exchange of systems engineering data between  the many and varied SE tools. Data from systems modeling tools is included in the scope of AP233. OMG and ISO have been working  together  and  in  cooperation  with  the  INCOSE‐international  council  of  systems engineering’s   model Driven Systems working group  to align  their specifications. Model and data interchange are essential to advancing the practice of MBSE to achieve the high level of integration 

Figure 10 Role of Applicaiton protocols in an enterprise (Loffredo, et al., u.d.) 

Page 31: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

20 | P a g e   

required  among  different  modeling  domains  (Simon  P.  Frechette  and  Manufacturing  system Integration division, 2011). 

2.13 ModelqualityModels being very advantageous to use and build will create numerous problems, cause havoc  in downstream processes and  finally bring production process to halt  if  it contains errors or missing data.  Errors  in  models  are  not  easy  to  detect  and  faulty  models  can  cause  inefficiency,  cost overruns and poor product quality.  

Quality  issues  in models arise  from a variety of contributing  factors  that  include operator errors, model  development  techniques,  CAD  system  errors  and  data  translation  errors.  Also  some designers  lack the basic knowledge of process requirements and constraints  leading to erroneous models as they don’t have an efficient way to validate models against the requirements to identify potential  problems.  Hence  3D models with  quality  problems  cannot  be  certified  as  the master reference.  

A combination of improved modeling techniques and better error detection is required to solve the problem of faulty models. 3D product models are very complex and contain multiple data entities and relationships. Hence data validation of 3D models  is very challenging and by necessity should start  at  basic  level  of  check  lists  used  to  validate  drawings.  As  model  quality  assurance  and validation is a laborious task, it should be automated by establishing data requirements, standards and deterministic metrics by certification authority as a measurable.  

Advanced  data  analysis  and  validation  techniques make MBE  data  quality  certification  feasible. Unfortunately  there  are  currently  no  standard  processes  for  data  validation  and  ensuring  that software application revisions maintain a consistent view of the certified data.  

 

Figure 11 Model quality assurance cycle

Customer delivery

Full TDP review Semi automated

Derivative creation

Triggered validation Human approval

Product lifecycle management check‐in

Triggered validation  Human approval

Design model creation

Concurrent validation Semi automated

Page 32: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

21 | P a g e   

2.14 TechnicaldatapackageA  technical  data  package  (TDP)  is  a  collective  term  used  for  technical  description  of  an  item required  to  support  a  data  acquisition  strategy,  production,  engineering,  and  logistics  support processes. The description ensures optimum product performance by defining the required design configuration or performance  requirement and procedures.  It basically  consists of  technical data such as models, drawings, associated lists, specifications, standards, and performance specifications (Department of Defense, u.d.). 

The current state of TDP is the master data format for components and assemblies in 2D drawings and  3D models  are  currently  used  as  reference.  This  leads  to  issues  in  adequate  data  transfer, confusions in data ownership/rights and insufficient information about the type of data formats to be used.  

The advancements in the field of MBE have given rise to an opportunity to improve the state of TDP and  its  use.  By  progressing  from  2D  printed  documents  of  conveying  product  definition  to  3D models  the  full potential of TDP  is achieved. The product descriptions  in 3D models are not only archived in a digital product model but the information becomes reusable without manual re‐entry. This computer  interpretable  information enables high  level automation  that  leads  to both  speed and accuracy of data manipulation. Reaping full benefits of 3D product definition achieved through MBE will enable steps required for fully effective use of TDP’s  in appropriate order and timeliness (Frechette, et al., 2011).  

2.15 ModeldatainterpretationModel data enterprise solves the problem of manual interpretation issues but increased reliance on digital product models presents a significant problem over time in‐terms of machine interpretation. Software products are updated frequently to include or extend its capabilities to match the user’s ever‐changing  requirements,  but  the  newer  versions  are  not  always  compatible  with  models developed in older versions. Hence the revision of commercial software is not in control of user and the  interpretation  of models  by  revised  applications  can  be  varied. Moreover  the  user will  be completely unaware. 

Industries in collaboration with software vendors are trying to solve this issue, until which 3D CAD models  are  archived  by  converting  them  to  2D  drawings  and  saving  them  as  digital  images.  2D digital  image  formats have advantages  in  terms of data viability over  time when  compared with native 3D CAD formats or even standard‐based 3D formats, with one downside of 3D digital images carry  substantially  less  information  than  the  original  native  3D models  (Simon  P.  Frechette  and Manufacturing system Integration division, 2011).  

2.16 Modeldataretention3D native models are easily accessible as long as the software applications used to create them are available. Hence  archiving  data,  computer  hardware, operating  system  and  application  software used to create model is very important to assure access to native models for long term. Initial pilot MBE  implementations have  demonstrated  reduced  costs  and  faster product  delivery but having difficulty dealing with digital‐only  records. This  is because of  longer product  life‐cycles combined 

Page 33: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

22 | P a g e   

with digital only  records will  require  industry  to  create new and  innovative methods  to use and preserve MBE system data.  

The  average  lifecycle  of  a  product  in  a  manufacturing  industry  is  about  50  years  which  is significantly  longer  than  the  expected  lifetimes  of  the  design  and  manufacturing  software applications used to create the data. To achieve the goal of full lifecycle support product data must be accessible even if the software used to create the data is no longer available or valid.  

Complex  product  systems  contain  huge  amounts  of  associated  data  including  design,  analysis, testing, materials, manufacturing, technical manuals, etc. The data types and the probable  future use of the data must be considered when selecting an archive format because certain meta‐data is critical to support  indexing and search capabilities of the data repository. The number of  formats available  to  represent  engineering  data  is  very  large.  The major  classes  are:  proprietary  native formats, standards‐based neutral  file format, and proprietary neutral file  format. The selection of the product model data format  is dependent on several variables. These  include the type of data, the intended use of the data, the availability of translators, the projected duration of the program, and the maturity data definition specification. In general the longer the duration of the system, the more desirable formats are open, freely distributable standards. If the data definition is stored with the data, it is reasonable to expect the data could be recovered even in the 50+ year time frame. To maintain constant access to the data, the data can be translated continuously as new applications are  installed,  but  this  is  a  very  expensive  and  resource‐intensive  process. Many  organizations choose  to maintain  the original application and computer platform. This method  is effective, but the risk of equipment failure over time is high. Current data archiving methods include: 

• Continuous migration of data in native format  

• Original application and hardware preservation  

• Standard formats, such as, ISO 10303, pdf, and standard image formats  

• Widely supported proprietary formats 

 MBE  data  must  be  available  for  the  entire  product  lifecycle.  Data  must  be  interpretable  by applications  that may  be many  generations  separated  from  the  applications  that were  used  to create the data. To optimize data‐archiving costs, data should be archived in accordance with how it will be used  in  the  future  (Simon P.  Frechette and Manufacturing  system  Integration division, 2011).  

Page 34: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

23 | P a g e   

 

 

Chapter3.

Method

All our knowledge has its origins in our perceptions.  

‐Leonardo da Vinci 

 

Implementation of model based product  realization  is a  step by  step process  involving  following certain methodologies at each stage of  the product development  life‐cycle.  Individual sections  in this chapter will deal with explaining in detail the methods developed or used to achieve the goal. The framework for the thesis method can be illustrated as below,  

 

Figure 12 Thesis method framework

Design

Process planning

Model driven 

approach

Verification

Page 35: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

24 | P a g e   

Current  industry  standards  have  defined  6  capability  levels  of  implementing  model  based enterprise; we have considered level 6 as a reference of implementation in the thesis.  

Table 2 depicts the details,  

 

Figure 13 MBE implementation capability levels (Anon., u.d.) 

Table 2 Level 6 :Model based enterprise (Anon., u.d.) 

Design data (CAD) 

 

Technical data package 

 

Change and configuration  

‐ 2D Drawing creation and information content   *Presents  geometry  and  part  annotations  from the model. No information defined in 2D drawing ‐ 3D models creation and information content  *Defines all part geometry and annotations ‐Model/Drawing associativity  *No 2D drawing used ‐  Supplementary  data(Notes,  parameters,  non‐ geometric data)  *Notes  are  defined  and  controlled  in  a  PLM system database ‐ Verification and model quality  *3D  model  geometry  and  part  annotations validated‐Semi automation using PLM based tools ‐ eBOM managed in PLM and linked to CAD models 

‐ Automated collection of digital TDP data by PLM  ‐ Automated digital delivery of TDP by PLM 

‐ Model based release and change processes ‐ Element management by only 3D models  ‐ Authority: 3D models 

Page 36: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

25 | P a g e   

External and internal manufacturing data exchange 

Quality requirements, planning and inspection 

code generation 

Enterprise collaboration and data exchange 

‐  External  and  internal  PLM  access  to  native  3D CAD  model  for  providing  PMI  data  to manufacturing,  inspection  and  any  other  groups. Also 3D light weight viewable and eBOM ‐  Process  plans  and  work  instructions  are generated from native 3D CAD models ‐ Manufacturing  code  generation  is  associated  to model and controlled within PLM system ‐  Manufacturing  data  management  is  through same  PLM  system  as  designed  models  and  all manufacturing data is derived from models ‐ Manufacturing process associativity is fully to the design models 

‐ Quality and inspection code generation using 3D design models to generate NC/CMM programs  (Parallel process) ‐ Quality requirements data management is fully in PLM 

‐ Design data provided to internal enterprise  by providing user based access and will be segregated with respect to attribute data within the model ‐ Design data used by internal and external enterprise in the form of Native 3D CAD model, 3D external PLM access, lightweight viewable and eBOM. Access decided by type of relationship. 

The product chosen  for the demonstration  is a suspension upright belonging to the RCV‐research concept vehicle developed by KTH transport  labs. The particular component was chosen to depict the complexity involved in industrializing a prototype using model based product realization.  

 

 

   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Figure 14 Research concept vehicle 

Page 37: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

26 | P a g e   

3.1 ProductdesignThe  initial design of the prototype upright was an assembly of 4 parts: upright body, upper  joint, lower  joint and steering arm which was designed by KTH transport  labs. For the purpose of thesis demonstration and to instil the hypothetical situation of product industrialization the design of the upright was  changed  to be  a monolith  rather  than  an  assembly.  Figure 15  illustrates  the design changes and are as listed below,  

1. Assembly  features such as bolt holes and  location pin holes were eliminated  from upright body, lower joint, upper joint and steering arm 

2. Upper and lower joint were integrated with the upright body 3. Steering arm is integrated with lower joint and in turn with upright body 4. The radii on R17 were eliminated on one side of the upper and lower joint 5. The counterbore Φ 28 mm and depth 14 mm was eliminated at the bottom of both joints to 

solve the issue of tool accessibility 6.  The corner radii of R 15 for the joints were introduced to achieve machinability 7. The  pocket  on  one  side  of  the  steering  arm was  eliminated  for  solving  tool  accessibility 

issues 8. The  fastening  holes  on  the  joints  were  modified  from  Φ  12mm  through  hole  to  M12 

threaded holes and were extended by 14mm 

All the design changes were  implemented with due discussions and consent of KTH transport  labs and rest of the dimensions/features were retained as per the earlier design.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Figure 15 Upright design improvements 

Page 38: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

27 | P a g e   

Post implementing design changes the 3D CAD model was translated from Solid edge part file(.par) to UG part file (.prt) and suitable drafting environment was created in Siemens NX 8 CAD modeling software. The particular CAD drafting software application is chosen for annotating the model with 3D information, PMI, model data and other realted TDPs to form model based definition or design as explained  in Chapter 2  (Frame of  reference). Also a clear definition of  requirements expected from a CAD software applications that can be used to develop Model based defition is explained in the Table 1. These requirements can also be adapted for  requirements of viewing application used by downstream processes to view the annotated CAD model at later stages of product lifecycle. In addition  the  viewer  application  should  be  able  to  meet  future  requirements  of  dnamiclaly displaying work‐in progress. MBD data viewing can also be converted to  light weight non‐CAD file formats for example 3D pdf. The characteristics of light weight formats is limited data, smaller file size, open source, application neutral and with the model as required by each downstream fucntion (Quintana, et al., 2010).  

Table 3 CAD application requirements (Frechette, et al., 2011) 

Category  Functionalities and comments 

Model display  Able to display the exact solid geometry (boundary representation) 

Able to display data from the title and revision history blocks 

Able to display general notes and part lists 

Able to display the overall geometry context while the user is working on a defined zone 

Able to display supplementary geometry 

Able to add zoning elements to a view 

Model manipulation 

Able to rotate, pan and zoom the model 

Able to explode and re‐assemble an assembly 

Model views  Able to access standards views (isometric, front, top, side, etc.) 

Able to set up user defined views 

Able to add symbols to views 

Able to easily cycle through different views 

Sectioning  Able to create sections 

Able to delete sections or turn off sectioning 

Measurement  Able to make linear and angular measurements on any geometry selected 

Page 39: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

28 | P a g e   

Mark up aspects 

Able  to  add  notes/text  to  a  particular  view.  According  to  ASME  Y14.41‐2003, general notes shall be placed on a single annotation plane  that does not  rotate with  the model and do not  require associativity. This annotation plane  shall be available for display with the annotated model 

Allows changing the colour and the font of mark‐up notes 

Allows  recording, displaying  and managing  the person who  added  the mark up note (day and time) 

Allows marking up the parts lists, revision history block, title block, etc. 

Allows to display only those views which were annotated 

Able to indicate the person who added a comment and even get a report of those comments 

Able to add drawing stamps. The stamp must be visible at all times when viewing and be included in printed views 

Able to show/hide, edit, delete and manage markups 

Allows to approve and to release a marked up model 

Dimensions and tolerances 

Able to display GD&T data and notes from captures and views 

Able to show/hide GD&T data and notes upon user selection 

Allows  to  search  for a  specific  type of  tolerance or  for a  specific value within a dimension (filtering tools) 

Able to highlight the geometry elements associated with selected GD&T data 

Product tree functionalities 

Able to manipulate the product tree structure 

 

Security aspects  Able to provide access only to a limited group of users 

Able to maintain data integrity 

Able to secure files with passwords 

Model properties 

Able to provide mass properties (volume, surface area, etc.) 

Long‐term application 

Able  to  read  files  throughout  the whole  product  lifecycle  by  having  an  open‐published file format 

Hence to meet all these requirements and fulfil the concept of 3D model drafting, viewing, editing and translating Siemens NX 8 was chosen as a suitable application.  

The prototype design of the upright was very basic and minimalistic. The design data was stored in CAD  files  developed  in  Solid  edge  and  the  2D Drawings  had  basic  information  about  2D  views, critical dimensions, type of material, tolerance standard used and surface roughness requirements. 

Page 40: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

29 | P a g e   

Hence to understand the full potential of model based definition and to convert the proto design to industrialized design, we needed a more detailed CAD model with dimensions, tolerances, GD&T, surface finish, material specification and other 3D annotations (notes). As a first step the model was dimensioned  to  identify  all  dimensions  with  critical  dimensions  which  are  important  for manufacturing the upright. But the dimensions were added to the model and not by creating a 2D drawing. Each dimension  is  linked to the respective surface  in the model and was attached  in the model  semantically. The  figure below  illustrates  the way  in which diameter dimension Φ80 mm which is one of the critical dimension is linked to the bore surface (See the green highlighted part of the upright in Figure 17). 

Similarly  all  the  required  dimensions  can  be  added  to  its  respective  surfaces  using  the  PMI environment and tools exclusive to Siemens NX. Unlike other CAD applications NX has an extensive set of PMI tools that enables defining the 3D models with ease. As elaborated in section 2.5 Product manufacturing  information, PMI  can be added  to  the model  in different PMI views  in which  the 

Figure 16 Prototype 2D drawings 

Figure 17 Siemens NX PMI 

Page 41: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

30 | P a g e   

feature is visible clearly to the user. We can use the available orthographic views of the CAD model or create custom PMI views.  

Figure 18 shows the ‘Back view’ of the upright model with visible surfaces thoroughly dimensioned and each dimension, datum feature symbol or any other PMI will be stacked under the view tab in the part navigator. Hence  the PMI  is directly  related  to  the model and  its view enabling user  to create multiple  views with  PMI  depending  on  the  requirements  of  the  downstream  processes. Dimensions or annotations are numbers according  to  the hierarchy of  their  creation and  can be named according to the user requirements.  

The tolerances used in the prototype design were based on SS‐ISO 2768‐1m standard which defines tolerances on generic level and is only valid for conceptual designs. For final design the 3D model is toleranced  on  the  basis  on  various  factors  such  as  criticality  of  dimensions,  assembly  relations, functionality, method of machining, type of machine and type of tools used.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

We can use standards like ASME 14.5 and ISO 1101 as a guide on how to dimension and tolerance a part, but  the  tolerance  value must be based on  these  factors. Hence  the  initial  stages of  thesis concentrated on extensive discussions with KTH transport labs to understand details about critical dimensions and  their  functions  in  the Research  concept  vehicle. Another  important  tool used  in

Figure 18 Annotated view of the upright

Page 42: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

31 | P a g e   

many industries to decide criticality of design features during converting conceptual design to final is DFMEA‐ Design failure mode and effect analysis. 

DFMEA is an analytical methodology to determine the design risk of possible failure, degradation of performance and potential hazards. In real industrial scenarios DFMEA’s are live documents which will be developed by a cross‐functional team providing their valid inputs to predict potential failure modes that can occur due to each design aspect or feature of the product. The team spends several days sometimes weeks to discuss/predict the following,  

Potential failure modes of design 

Effects of these failures  

Respective  severity  (fatalness  of  the  effects  to  the  product  performance  and  to  the customer)  

Likely frequency of occurrence 

Possible detection methods that can be implemented in the production process and,  

RPN‐risk priority number  

Risk  priority  number  is  a multiple  of  severity,  occurrence  and  detection  ratings  which  can  be decided  according  to  the  standard  rating  charts  in  the  manual  provided  by  AIAG‐automotive industry  action  group which  is  an  international organization  similar  to  ISO which  is  a non‐profit association of all the automotive companies. The standard DFMEA template and the rating charts for severity, occurrence and detection can be referred in appendix.  

RPN can be expressed as 

RPN= severity (S) X occurrence (O) X detection (D) 

As we are considering a hypothetical situation of a factory and production process the occurrence and  detection  values  does  not  make  any  sense  and  only  severity  ratings  were  decided  by discussions with KTH transport  labs. Based on the descending order of RPN value the criticality of the feature is established i.e. higher the RPN value higher is the criticality and tighter should be the tolerance values. The completed DFMEA document can be referred in appendix.  

As mentioned earlier two standards ASME 14.5 and ISO 1101 can be used to dimension or annotate a part, but these are valid for 2D dimensioning and hence require supporting standards like ASME Y 14.41(Technical  product  documentation‐Digital  product  definition  data  practices)  and  ISO 16792(Technical  product  documentation‐  Digital  product  definition  data  practices).  These standards have been introduced to standardize 3D annotation. 2D drawings contain tolerances that are  view  or  direction‐dependent  and  3D  models  are  not  confined  to  orthographic  views,  the positioning  of  tolerance  indicators  often  require  controlling  (Simmons,  et  al.,  2012).  In  3D  it  is necessary  to define and  fix  the orientation of  the  tolerance set  (tolerance  frame,  leader  line and arrow) to have the same expression. 

For example if we consider straightness the difference in representations are as below, 

 

 

 

Page 43: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

32 | P a g e   

  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Some of the important specifications for defining tolerances on 3D models are mentioned further,  

 

3.1.1 Axisormedianfeature

In this method the tolerance frame is connected to the feature by a leader line terminating with an arrowhead pointing directly at the surface, but with the addition of the modifier symbol placed to the right hand end of the second compartment of the tolerance frame.  

 

Figure 20 

3.1.2 Projectedtolerancezone

This  method  applies  to  blind  holes  and  indicated  projected  tolerance  zone  without  using supplemental geometry, the  length of projection can also be specified by adding the value  in the tolerance frame.  

 

Figure 19 Difference in 2D and 3D tolerance representations 

Page 44: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

33 | P a g e   

 

Figure 21 

3.1.3 Tolerancezonebetweentwopoints

To  specify  extend  of  tolerance  zone  between  two  points  the  between  symbol  ‘                  ‘is  used between  two  letters  identifying  the  start  and  end of  the  considered  toleranced  zone.  This  zone includes  all  segments  or  areas  between  the  start  and  end  of  the  identified  features.  To  clearly identify the tolerance zone, the tolerance frame is connected to the compound toleranced feature by leader line, terminating with an arrow head on the outline of the compound toleranced feature.  

 

Figure 22 

3.1.4 Unilateralandunequalprofiletolerance

New  symbol  system has been  introduced  to  reduce  the need  to use  supplemental  geometry  to indicate unilateral and unequal tolerance.  

 

 

                                       Figure 24 Unilateral profile toleranceFigure 23 Unequal profile tolerance 

Page 45: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

34 | P a g e   

 

3.1.5 Directionoftolerancezones

As 3D models are not confined to orthographic projection and as  it  is vital that the application of tolerances is unambiguous, we can use the indictors shown below after the tolerance frame.  

 

 Figure 25 Intersection plane indicators 

 

 

 

Figure 26 Orientation plane indicators 

 The  figure  below  illustrates  the  3D model  of  upright  completely  dimensioned,  toleranced  and annoatated according to the standards and specifications discussed previously.  

 

 

 

 

 

Page 46: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

35 | P a g e   

 

Figure 27 3D annotated upright CAD model 

Page 47: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

36 | P a g e   

To  summarize  the  design  aspect  of  3D model  based  definition,  the  below  figure  illustrates  the comparison of two product  lifecycle scenarios between Model based definition concept and solid models/drawings.  

 

 

Figure 28 (Quintana, et al., 2010)

Page 48: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

37 | P a g e   

3.2 ProcessplanningorproductiondesignProcess planning is an important aspect of product realization process and forms an integral part of the entire production process. The process planner  is an  important  link between design, resource management, manufacturing  technology  and  inspection  departments.  The  information  and  data flow between these departments has to be seamless and effective for a process planner to design an  optimized  and  efficient  production  process.  A  good  process  plan  is  subjective  to  individual organization’s capabilities and capacities. It depends on various factors like range of collaborators, variables  and  resources.  It  aims  at  achieving  improved  productivity,  cost  effectiveness,  better quality and increased compatibility in systems. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CAPP‐computer aided process planning is an established concept involving computer technology to aid  the  process  planning  of  a  product.  CAPP  is  the  link  between  CAD  and  CAM  systems. Technological  advancements  in  these  systems  has  helped  CAPP  to  evolve  for  simplifying  and improving process planning and achieve more effective use of manufacturing resources. There are two  types of CAPP: generative and variant  type  .The next  level  in  the generative CAPP  is model driven process planning. In continuation to our discussion in section 2.9, an elaborate methodology to use 3D models  for planning  the production process of  the upright  is defined here. As process planning  in  general  is  a  very  vast  topic,  it  is  delimited  to  fit  the  purpose  of  this  thesis.  So  it  is restricted to operation planning for machining the upright and depicts the usage of 3D CAD models with annotations and PMI for finished, in‐process and stock models.  

3D CAD models designed  in CAD application  (Siemens NX)  can be  translated as neutral  files and imported in CAM application by using STEP AP 203 or AP 214 plugins for geometry data exchange. Using these semantic 3D models in a CAM environment requires an application which supports this imported data, generate relevant process data upon this and will be able to transfer these in STEP protocols  for  downstream  processes.  Hence  MASTERCAM  X7  is  chosen  as  the  suitable  CAM software.  Even  though  process  planning  is  strongly  based  on  expertise  and  experienced  people there is a scientific and engineering background behind process planning which make it possible to capture process planning knowledge within data and knowledge bases (Lundgren, 2013).  

Part design 

Factory resources 

Manufacturing technology 

Process planner 

Process plan 

Methods 

Operation sequence 

Machining data 

Tolerances 

Cutting tools 

Clamping tools 

Measuring strategy 

Figure 29 Role of process planner (Bagge, 2014) 

Page 49: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

38 | P a g e   

The  great  extent  of  research  performed  in  the  field  of  process  planning  until  focusing  on  the objective to replace human expertise by automation. But the objective with Model driven process planning  is to support human capabilities of skilled process planners by using computer software for information; modelling, creation, visualization and interaction.  

 

Figure 30 Elements of process planning (Lundgren, 2013) 

Human capabilities combined with manufacturing experience are a vital asset of a manufacturing company.  The biggest barrier  for  the process planner’s  expertise  is  fragmented  data,  even with availability  of  computer  systems  industries  store  information  in  a  fragmented manner, mainly document  based  with  the  consequence  of  data  duplication  requiring  comprehensive  data management and maintenance. Lack of system interoperability and representation mismatch is one big  source  to  information  fragmentation.  This  causes  data  duplication  as  involved  systems  are unable  to  share data with  each other. Representation mismatch  increase  information  ambiguity and causes  interpretation difficulties. When engineers have to spend time fixing problems caused by  information  fragmentation  valuable  time  is  spent  on  non‐value  adding  activities.  Coherent information  is  a  very  important  aspects  in model  driven  process  planning  where  the  resulting process plan  is a digital and computer  interpretable model defining what  is  to be machined and how  to machine  the  product  by  representation  of  operations  and  related machining  features, machining precedence,  in‐process part  and product models  and manufacturing  resource models etc. (Lundgren, 2013). 

Visualization and interaction are also vital along with the availability of interpretable data without fragmentation.  Hence  continuing  in  the  objective  of  this  thesis  the major  concentration  is  on ‘computer software for model’ aspect of the process planning (refer Figure 30). Here we discuss a operation plan created from 3D CAD models and the relevant operation data such as working steps, type  of  operations,  operation  sequences,  tools  used,  tool  paths,  in  process model  information, clamping information, machining information (Spindle speed, feed rate and depth of cuts etc.) and type  of  machine  is  directly  transferred  through  3D  models  from  CAM  environment  to  CNC environment using STEP application protocols (APs). 

                                       

                                                                                                                                               

 

Page 50: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

39 | P a g e   

The machining of  the upright  is planned  in 6 setups starting  from a block of aluminium with  the details mentioned below, 

Dimensions: 430 X 145 X 180 mm (length X width X height) 

Material: Aluminium 7075 T6 

In industrial scenario a pre‐shaped casting or forging would be used to form the upright and would require 2‐3 setups and would also result in less material wastage/removal. As we could not procure a casted or  forged part  for the purpose of thesis, the aluminium block will be converted  into the pre‐shape in setup setups 1, 2, 3 and 4. To elaborate the entire method of process planning a step by step detailed description of each setup is explained as below,  

 

3.2.1 Setup1

      

Stock model:                                                                   Final model:                                                                    

 

 

 

 Tool used‐ 63mm face mill:   

                                                                                      

Page 51: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

40 | P a g e   

In setup 1 the aluminium block is shaped to remove maximum amount of material using single tool and minimum number of tool paths. The details of the operation are mentioned below.  

Table 4 Setup 1 specificaitons 

Specification  Value 

Number of operations   1 

Type of operation   Rough pocket milling  

Spindle speed   5000 rpm 

Feed rate  2250 mm/min 

Plunge rate  750 mm/min 

Retract rate   150 mm/min 

Max. depth of cut   5 mm  

Total time of machining    

 

Tool paths and fixture setup: 

 

Figure 31 Setup 1 toolpath 

   

Page 52: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

41 | P a g e   

3.2.2 Setup2

Stock model:                                                                   Final model: 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Tool used‐ 63mm face mill: 

 

          

 

 

 

 

 

 

In  setup 2  the material  is machined  from  the opposite  side as  in  setup 1 and  the  final model  is closer to the basic shape of the upright.  

Table 5 Setup 2 specificaitons 

Specification  Value 

Number of operations   1 

Type of operation   Rough pocket milling  

Spindle speed   5000 rpm 

Feed rate  2250 mm/min 

Plunge rate  750 mm/min 

Retract rate   150 mm/min 

Max. depth of cut   5 mm  

Total time of machining    

Page 53: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

42 | P a g e   

                  

Figure 32 Setup 2 toolpath 

3.2.3 Setup3

 

Stock model:                                                                              Finished model: 

   

Page 54: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

43 | P a g e   

Tools used‐ 63 mm face mill, 25 mm end mill and 10 mm end mill:  

 

In  Setup  3  the  part  is  rotated  +90  deg  and  the  final  contour  of  the  upright  is  achieved  by incremental  process  and  ensuring  maximum  material  removal  by  generating  features  with optimized tool paths, speeds, feeds and depth of cuts.  

Table 6 Setup 3 operation list 

OP sequence  Tool used  Spindle speed 

rpm 

Feed rate

mm/min 

Plunge rate

mm/min 

Retract rate 

mm/min 

Max. depth of cut 

mm 

Surface roughing  63 Face mill  5000  2500  750   

 

 

 

 

 

Rapid retract 

Surface roughing  63 Face mill  5000  2500  750  5 

Profile Rough contour 

63 Face mill  5000  2500  750  10 

Finish contour  63 Face mill  5000  2500  750  25 

Finish contour  63 Face mill  5000  2500  750  25 

Profile Rough contour 

25 End mill  5000  2500  750  5 

Profile Finish contour 

25 End mill  5000  2500  750  50 

Pocket contour  25 End mill  5000  2000  2000  6.25 

Profile rough contour 

25 End mill  5000  2500  2000  25 

Profile finish contour 

25 End mill  5000  2500  2000  50 

Pocket  10 End mill  8000  1000  500  5 

Total time of machining  

 

Page 55: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

44 | P a g e   

 

Figure 33 Setup 3 toolpath 

3.2.4 Setup4

 

Stock model:                                                                         Final model: 

 

 

 

 

Page 56: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

45 | P a g e   

Tools used: 63 mm face mill, 25 mm end mill and 6 mm drill   

 

 

 

Table 7 Setup 4 operation list 

OP Sequence  Tool used  Spindle speed 

rpm 

Feed rate

mm/min 

Plunge rate

mm/min 

Retract rate 

mm/min 

Max. depth of cut 

mm 

Pocket   63 Face mill  5000  2500  750    5 

Surface roughing  63 Face mill  5000  2500  750   

 

 

 

 

 

Rapid retract 

Profile Rough contour 

63 Face mill  5000  2500  750  10 

Finish contour  63 Face mill  5000  2500  750  25 

Finish contour  63 Face mill  5000  2500  750  25 

Profile Rough contour 

25 End mill  5000  2500  750  5 

Profile Finish contour 

25 End mill  5000  2500  750  50 

Pocket contour  25 End mill  5000  2000  2000  6.25 

Profile rough contour 

25 End mill  5000  2500  2000  25 

Profile finish contour 

25 End mill  5000  2500  2000  50 

Contour   25 End mill  5000  2500  750  25 

  Contour   63 Face mill  5000  2500  750  5 

Contour  25 End mill  5000  2500  750  25 

Drilling   6 drill  1000  5  6  n.a 

Surface roughing  63 Face mill  5000  2500  750    5 

Total time of machining  

 

Page 57: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

46 | P a g e   

 

Figure 34 Setup 4 toolpath 

 

3.2.5 Setup5

Stock model:                                                                                           Final model: 

 

 

 

 

Page 58: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

47 | P a g e   

Tools used: 25 mm end mill, 12 mm end mill, 10 mm end mill, 8.8 mm drill, 12 mm drill and 25 mm drill 

 

 

 

 

                                       

 Table 8 Setup 5 operation list 

OP Sequence  Tool used  Spindle speed 

rpm 

Feed rate

mm/min 

Plunge rate

mm/min 

Retract rate 

mm/min 

Max. depth of cut 

mm 

Rough Pocket   25 End mill  5000  2500  750   

 

 

 

 

 

 

 

 

Rapid retract 

Rough Pocket  25 End mill  5000  2500  750  5 

Contour  25 End mill  5000  2500  750  12.5 

Contour  25 End mill  5000  2500  750  12.5 

Contour  25 End mill  5000  2500  750  5 

Pocket  25 End mill  5000  2500  750  5 

Contour  12 End mill  5000  2500  750  6 

Pocket  25 End mill  5000  2500  750  5 

Contour  25 End mill  5000  2500  750  12.5 

Pocket  10 end mill   5000  1250   750   5 

Contour   10 end mill   5000  1250   750   5 

Contour  10 end mill   5000  1250   750   5 

Contour  10 end mill   5000  1250   750   5 

Contour  10 end mill   5000  1250   750   5 

Pocket  10 end mill   5000  1250   750   2.5 

Pocket  10 end mill   5000  1250   750   2.5 

Drilling   8.8 drill  1000  5  6  n.a 

Page 59: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

48 | P a g e   

 

Drilling 

25 drill  1000  8  6    n.a 

Drilling  25 drill  1000  8  6  n.a 

Drilling  12 drill  1000  4  6  n.a 

Drilling  12 drill  1000  4  6  n.a 

Total time of machining  

40 minutes 

 

 

Figure 35 Setup 5 toolpath 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 60: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

49 | P a g e   

 

3.2.6 Setup6

Stock model:                                                                          Final model:  

 

 

Tools used: 25 mm end mill, 10 mm end mill, 6.6 mm drill, and 5 mm drill 

 

Page 61: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

50 | P a g e   

Table 9 Setup 6 operation list 

OP Sequence  Tool used  Spindle speed 

rpm 

Feed rate

mm/min 

Plunge rate

mm/min 

Retract rate 

mm/min 

Max. depth of cut 

mm 

Rough Pocket   25 End mill  5000  2500  750   

 

 

Rapid retract 

Contour  25 End mill  5000  2500  750  12.5 

Contour  25 End mill  5000  2500  750  12.5 

Contour  25 End mill  5000  2500  750  5 

Contour  25 End mill  5000  2500  750  5 

Contour   10 end mill   5000  1250   750   5 

Drilling  6.6 drill  4000  9  6  n.a 

Drilling  5 drill   4000  7  6  n.a 

Total time of machining  

  20 minutes 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Figure 36 Setup 6 toolpath 

Page 62: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

51 | P a g e   

3.3 VerificationVerification  or  inspection  of  the  product  is  the  final  stage  of  the  product  realization  process  in which different standardized methodologies are used to measure/inspect the product against the predetermined  specifications  and  requirements defined during early  stages of product  life‐cycle. Detecting deviations in the process or product as early as possible in the life‐cycle is very important to  

Ensure right products are delivered to the customer 

Ensure the products perform according to their defined functions 

To avoid assembly failures and stoppage of production lines 

To avoid rejections and material wastage 

To avoid field failures and loss of life or property 

To avoid customer dissatisfaction and loss of business 

To avoid loss to time and money 

Hence  in  process  or  inline  inspection  is  the  key  for  early  detection  of  deviations.  Optimized manufacturing  processes  should  be  supported  by  standardized  quality  verification  methods  to provide  constant and  consistent  feedback  to  the process  correction/improvement. Model driven product verification focuses on achieving dynamic inline inspection wherein defective products can be detected and corrected on the spot. It also enables to pinpoint the root cause of the defect viz. process, material,  tool or any other machining parameter which helps us  to avoid  line stoppages and immediate rework.  

The  ISO  10303  standard  for  the  exchange  of  product model  information  (STEP)  suite,  STEP‐NC covers numerical control (NC) of machine tools. One of  its applications  is to enable  integrated on‐machine measurement of machining processes using vision systems, sensors or inline measurement using other integrated external measuring instruments. In this section the manufacturing resource models  in  STEP‐NC  that  can  be  used  to  enable  this  type  of measurement  is  discussed.  These descriptions  include the machine setup so that the configuration of the part can be  identified and corrected,  the machine  kinematics  so  that  the actions of  a machine while adding or  subtracting material  can be  verified,  and  the product  tolerances  so  that  the quality of  the  final part  can be predicted and corrected during the machining. 

Adhering to the product specifications, dimensional and tolerance requirements  is  integral part of manufacturing process and depend on its robustness to minimize mistake. CNC machining through programming  is a widely accepted method and  it uses vector based  languages  for manufacturing control (Hardwick, et al., 2012).These vector based languages are generally very difficult to control and should be replace with a more dynamic and responsive  language which can be customized to the product to be manufactured.  

 

 

 

 

 

Page 63: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

52 | P a g e   

 

 

Figure 37 Vector based control codes (Hardwick, et al., 2012) 

So  the  alternative  for  CNC  machining  can  be  STEP‐NC  machining  and  STEP  tools  Inc  is  an independent organization which  is developing a next generation STEP‐NC control. Since 1991  it  is helping companies  to use  the  ISO STEP and STEP‐NC standards  to exchange CAD, CAM, and CNC data and simplify worldwide design and manufacturing. 

STEP‐NC control enables implementation of a new layer for numeric codes that links the control to independent sensor systems. Hence programs can be written to compare the in‐process model of a part with the model predicted by a process planning application and deviations between the two can  be  used  to  prevent  errors  and  increase  accuracy.  STEP‐NC makes machining  process more effective by linking product models to process models and resource models according to ISO 10303 –AP238. The STEP programs  include CAD GD&T data  to enable on‐machine verification and CAM process data to enable on‐machine optimization (Hardwick, et al., 2012).  

 

Figure 38 Vision based control (Hardwick, et al., 2012) 

A machining sequence or working step in a STEP‐NC program links an operation to the feature to be machined in that step along with the cutting tool used. A particular operation in a process plan can be characterized as primitive tool paths or as sets of parameters that can be modified by intelligent applications such as ‘STEP‐NC machine’ developed by STEP tools Inc.  

Page 64: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

53 | P a g e   

STEP‐NC Machine  is  a  software  application  for  creating,  viewing,  and machining  with  STEP‐NC manufacturing data.  It uses a new  ISO 10303 standard to create NC machining programs that can be shared between many organizations and reused on many different machines. STEP‐NC Machine replaces  the  conventional  post  processor wherein we  can modify  these  programs  to meet  the requirements of different machines and production schedules. Simulating the execution of a STEP‐NC program on a new machine to ensure its correct execution using the predetermined tooling and fixturing is also possible in this application (STEP tools Inc., 2014). 

STEP‐NC Machine integrates CAD design requirement data with CAM process data enabling us to: 

Visualize machine programs in context with the raw and finished part models 

Compile STEP‐NC machine programs from many sources 

Exchange machine programs across organizations or machines 

Simulate cutting motion with machine tool models 

Adapt programs to match machine, tool, and production constraints 

Execute STEP‐NC programs on your machine tool control 

STEP‐NC  formats  of  programs  are  neutral  formats  for  representing  machining  operations  and results (Newman, et al., 2007).  It used 3D product geometry defined  in CAD models based on  ISO 10303 and can also define geometry for the workpiece at various stages in the process, the cutting tools, fixtures and machine tool. Manufacturing operations are stacked as  individual workingsteps in  the order  they were created  i.e. according  to  the operation sequence  in  the process plan. For example  if we consider an operation of pocket milling  the  tool paths and related machining data such as  speed,  federate, depth of  cut etc. are associated  to  the  feature  in  the  in process model imported in the STEP‐NC machine interface . This workingstep can be described parametrically and as  material  removal  volume.  The  high  level  descriptions  of  machining  program  make  it  more resource independent but at the same time require more processing. The low level descriptions are fixed to specific resources that must be available on the machine but allow for more specific error checking (Hardwick, et al., 2012). 

Figure 39  Figure 40 

Page 65: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

54 | P a g e   

 

The operation plans of all six setups of the upright were converted to AP238 STEP formats through a plugin  available  for MASTERCAM provided by  STEP  tools  Inc.  Thereby  all  the operations were analysed  in  a  STEP‐NC machine  interface  by  importing  these  converted  files.  The  tools  paths  , machine  kinematics,  sequence of operations  andtolerances were  checked  for deviations. All  the required information for verificaitons such as raw models, inprocess models, finsih models, fixtures, tool models  along with  semantically  annotated  data were  improted  along with  operation  data automatically from MASTERCAM where they were created. This is the benefit of using model based definition and process planning in the early stages of life‐cycle i.e. all the required data to verify a particular machining operation  is  in one  interface  for  the user  to analyze  , discuss and  improve. Figure 39 depicts  the STEP‐NC machine  interface  for Setup 5 and 6 of  the upright where all  the operations  are  stacked  as  individual  workingsetps  as  per  the  sequence  with  the  tool  paths, machining  information, co‐ordinate  systems and  tool data are  improted automatically  from CAM interface. Subsquently each workingstep is populated with relavant 3D raw piece model and finish model with semantic annotations and GD&T attahced to it. Figure 40 shows the imported inprocess product models and the dimensions attached to them semantically. Dia 80 mm is the diamter of the bore highlighted in the figure and this data was transferred from the CAD application to the STEP‐NC machine  to  represent  the  operation  in which  this  feature  is mahcined. We  can  aslo  import datum data from CAD or CAM applications required for inspection and fixturing. 

Figure 41 illustrates the deatiled model of the tool and its holder that is linked to workingsteps or operations  they  are  used  in  along  with  detailed  parameter  information  and  cutting  tool classification  as  per  ISO  13399  standard.  The  3D  model  of  the  cutting  tool  is  designed  and annotated  according  to  STEP  AP  242  description  in  Siemens  NX.  The  detailed  tool  description consists the following parametes.  

Tool diameter                                                              

Fundtional length 

Overall assembly length 

Flute count 

Flute length 

Taper angle 

Material, material standard

Figure 41  Figure 42 

Page 66: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

55 | P a g e   

Recommended feedrate  

Recommended spindle speed and other realvant tool dimensions  

Figure 42 shows the tool along with detailed visullizaiton of the workinstep in which it is used and the tool path it follows to machine the particular feature.  

STEP‐NC  workingstep  execution  can  be  made  conditional  on  the  results  of  geometry measurements. As expressed earlier all geometry  in STEP‐NC can be annotated with semantic GD&T  and  inspection  operations  can  be  defined  to  validate  these  specifications  at  various stages  of manufacturing.  Considering  the  scenario where  Setup  5  and  6  of  the  upright  are executed in real time , the STEP –NC interface can be used as the NC machine interface through which machine operator  can visulaize and anlyze all parametric data  required  to achieve  the final product. The user can study all 3D models carefully and deduce the information provided in it by the design and process planning departments to manufacture the product successfully. Also  during  machining  each  feature  the  dimensions  and  tolerances  of  the  feature  can  be verified and corrected using either machine compensation of tool compnesation with the data readiy available in the STEP‐NC machine interface enabline in‐line verificaiton and correction.  

STEP‐NC machining emphasized on four factors required to achieved optimised manufacturing process ,  

Closed loop machining  

Feed and speed optimization 

Integrated inline Measurement  

Dynamic feedback  

These  features  were  developed  and  instilled  in  STEP‐NC  over  a  period  of  ten  years  and  the development  cycle is illustrated in  

Table 10 History of STEP‐NC (Hardwick, et al., 2012) 

Period  Capabilities shown  Purpose 

2000 to 2003  Tool path generation from manufacturing features  Faster design to manufactured part 

2005  CAM to CNC data exchange without post processor  CNC interoperabilty  

2005‐2007  Integration of STEP CAD GD&T data with CAM process data 

Integrated machining and measurement  

2007‐2008  Cutting tool modeling as per ISO 13399 and cutting crosssection modeling 

Feed and speed optimizaiton 

2009‐ 2010  Tool wear modeling and machine modeling  Closed‐loop manufacturing 

 

 

 

 

Page 67: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

56 | P a g e   

3.3.1 Detailed discussion about the data available in STEP‐NC for inspection andverification

As discussed previously in brief in this section we will discuss in detail about the types of data that can be made available  through STEP‐NC  interface and 3D model based product  realization. Their collective advantages and applications can also be overviewed in this section.  

STEP‐NC models contain five types of data components useful for inspection and vision applications which can be classified as below (Hardwick, et al., 2012), 

1. Geometry: The geometry of the part can be derived from the 3D model at various stages of the process viz. raw, in process and finish. 

 

 

Figure 43 3D model with annotation in STEP‐NC machine 

Detailed product geometry models are required  in order  for the end user to  fully understand the behaviour of  the machine.  The  representations of  geometry  can be  approximate, boundary  and parametric.   

2. Dimensions  and  tolerances:  The  dimensions  and  tolerances  that  have  to  be  met  are semantically linked to the models at each stage.  

 

 

 

Page 68: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

57 | P a g e   

3. Setups, fixtures and machine: The models of types of fixtures used, the orientation of parts, the placement of  fixtures and machine kinematics are all present  in  the process planning data and kinematic machine models available in STEP‐NC machine. 

  

4. Machine accuracy:   Accuracy of machine can be derived  from  the kinematics built  in  the machine models available and constantly updated in STEP‐NC machine.  

 

Figure 45 Machine kinematics in STEP‐NC 

 

Figure 44 Fixture and machine representation in STEP‐NC 

Page 69: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

58 | P a g e   

STEP  has  kinematic  resource  (ISO  10303‐105)  that  has  been  included  as  one  of  the  main conformance  classes  in  AP‐214  data  exchange  protocol.  The  machine  tool  kinematics  model describes the way in which the components of the machine tool must move in order to execute the tool path given by STEP‐NC data. Machining accuracy depends on machine geometric errors and can be studied in direct and indirect methods.  

5. Inspection  operation:    They  can  be  created  directly  in  the  STEP‐NC  machine  with  the probing option  to  select  the  inspection probe paths and points  to measure which can be directly interpreted by any external measuring devices such as CMM‐coordinate measuring machine. The tolerances shown  in the Figure 44 Fixture and machine representation  in STEP‐NC are called semantic tolerances as they are fully associated with the underlying geometry in the product model. The STEP models support presentation tolerances and semantic tolerances so the information is easily understood by users and by other applications as well. STEP‐NC contains enough  information to allow the calculation of the  forces on the cutting tool and the semantic  tolerances allow an application  to deduce  if  the displayed cut will cause  the underlying surface to fail its surface profile tolerance (Hardwick, et al., 2012).   

 

Figure 46 STEP‐NC inspection 

 

 

 

 

 

 

Page 70: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

59 | P a g e   

In  conclusion  we  have  explored  the  possible  ways  of  verifying  and  inspecting  a  machining operations and the result product through  inline verification methods and using STEP‐NC machine as the CNC machine interface for better visualization and analysis.  

 

Figure 47 Estimating process results using STEP‐NC (Hardwick, et al., 2012) 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 71: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

60 | P a g e   

 

 

 

 

Chapter4.

Results

However beautiful the strategy, you should occasionally look at the results. 

‐Winston Churchill 

 

4.1 UprightmanufacturingUpon  the  readiness  of  the  3D  product,  process,  inspection  models  and  a  methodology  to manufacture a product using model driven approach, the best way to result it is by producing the upright.  

As  the  last  stage of  the  thesis  the upright was planned  to be manufactured  at KTH Maskin  lab, Stockholm, Sweden with the 5 axis Hermle C50 CNC machining centre. The C50 offers simultaneous machining of 2000‐kg work pieces  in 5 axes. The machining  centre has  a dynamic NC  swivelling rotary  table. The NC codes generated  in  the MASTERCAM application were  translated  in  to STEP AP238 formats and were imported to STEP‐NC interface where they can be analysed and exported to match any post processor for different kinds of NC machines. The Hermle machine uses Siemens 810  post  processor  and  the NC  codes were  generated  according  to  it  in  STEP‐NC.  Even  though Hermle systems are designed to work on NC codes generated  in Gibbs CAM application, STEP‐NC made it possible to work with MASTER CAM codes marking the possibility of system neutrality. 

 

 

 

 

 

Page 72: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

61 | P a g e   

 

Figure 48 Hermle C50 machining center 

As  mentioned  in  section  3.2  the  raw  material  is  an  Aluminium  block  with  predetermined dimensions and is,  

 

Figure 49 Raw material: aluminium block 

The  fixtures  used  to  machine  the  upright  are  Hilma  machine  vices  and  a  customised  fixture manufactured at KTH production engineering lab for the purpose of thesis.  

 

 

Page 73: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

62 | P a g e   

 

 

 

Figure 50 Machining fixtures 

Due  to  constraints  of machine  availability  in  the  lab,  it was  not  able  to  product  the  completed upright within  the  time  limit of  the thesis. The  first  three setups of  the upright were successfully manufactured by model driven approach and the methodology was verified to work successfully.  

 

Setup 1:  

 

 

Figure 51 Setup 1 machining 

 

 

 

 

 

Page 74: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

63 | P a g e   

Setup 2:  

 

 

Figure 52 Setup 2 machining 

Setup 3:  

 

Figure 53 Setup 3 maching

Page 75: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

64 | P a g e   

Chapter5.

Conclusion

In order to succeed, your desire for success should be greater than your fear of failure. 

‐Bill Cosby 

 

Manufacturing  a  product  using model  driven  product  realization method  explained  in  previous sections  proved  to  be  possible  and  also  paved  us  a  way  to  understand  the  difficulties  in  its implementation. 

This aim of this thesis is to understand the model driven approach as a whole and try to be on par with  the  technological  advancements  in  the  field  of  digital  manufacturing.  Though  this  is  not entirely a new  topic,  the aspects of model driven product development are still nascent and  the research  is scattered over many organizations and  industries around  the world. Hence  this  thesis can  be  considered  as  an  attempt  to  consolidate  all  these  aspects  and  try  to  demonstrate  the technicalities  of  implementing  model  driven  product  realization.  Based  on  this  analogy  the following research questions and hypothesis were formulated at the beginning of this thesis.  

Research questions:  

How does model driven product realization differ from conventional methods? 

In  order  to  introspect  in  detail  the  thesis  and  answer  this  question  elaborately, we  start with referring  to  Chapter  2  wherein  we  discuss  various  topics  in  relation  to model  driven  product realization  that  clearly defines  the difference between model driven product  realization and  the conventional  methods.  Constant  demand  on  manufacturing  industries  to  improve  the  quality, decrease the cost and reduce the time to market has resulted in extensive research in the field of digital  manufacturing  and  paperless  industry.  Model  driven  approach  is  an  agile  product development  and  manufacturing  methodology  which  seamlessly  integrates  all  the  individual systems of  the organization ensuring optimized  information and product  flow.  It  tackles with  the problem of data  silos or  islands of data generated by  isolated departments/systems and hamper the  communication  of  product  information  and  data  which  is  very  important  for  achieving optimized production. The illustration below depicts the same,  

 

Page 76: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

65 | P a g e   

 

Figure 54 Difference between model driven product realizaiton and conventional methods (Hedlind, 2013) 

 

What are the challenges involved in implementing model driven product realization? 

Model driven product realization is an emerging topic and with only few standards on STEP defining its aspects, many  industries have developed their own way of handing Models and using them  in the  production  process. Many  international  organizations  are working with  industrial  forums  to formulate a standardized way of  implementing model driven approach, but  it will  take  few more years down the  line to come  into existence. Until that period there will be challenges  in adapting this approach thorough the value chain of an individual industry. The challenges can be in the form of usage,  interpretation, communication,  implementation and training the existing staff to change their  ideology  of  existing  conventional  product  development  process.  The  unavailability  of supporting computer aided applications is also a big challenge in implementing product realization. Most  of  the  companies  are  used  to  certain  kind  of  CAx  systems which  are  embedded  in  their production process and practically difficult to change them according to this new method. Also as explained earlier PDM/PLM systems are an integral part of model based enterprise and converting these systems to handle 3D model product and process data is a big task in itself which will require extensive time and cost to company. 

During  the  thesis,  I  had  a  chance  to  interact  with  international  delegation  from  academics, companies  like Sandvik and Scania during a conference.  In  this conference  I presented  the  thesis briefly  and  surprisingly drew  their  interest  to model  driven product  realization. Recalling  a  long detailed  discussion  with  an  industrial  representative  from  Sandvik  working  in  the  process development  department,  he  expressed  the  difficulties  in  real  industrial  scenario  due  to  the absence of the link between CAD and CAM systems. He viewed model driven product realization as a wonderful solution to solve this problem.  

The interesting findings of the thesis during the process planning stage are a much discussed topic among me and my supervisor Magnus Lundgren. Though not discussed in detail here as it forms a

Page 77: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

66 | P a g e   

completely new  research  topic,  I would  like  to quote  that  the  current CAM  systems are not yet ready to handle the challenges of model driven product realization. Process planning as explained in section 3.2 depends mostly on human expertise and experience. Designing an optimized process involves  and  complex  iteration  process  of working with  different  kinds  of  operations,  tools,  in process models,  fixtures, machines and  tool paths. Absence of automating or  compensating  this human expertise is creating a huge void in currently available CAM systems for adapting to Model driven product realization. 

Hence even though this methodology seems to be an excellent way to achieve desired results in a manufacturing industry, it is obviously with some major challenges.   

How can model driven approach be implemented? 

Chapter 3 explains the implementation method of model driven approach in detail. Here a step by step approach  is discussed  to  implement  the method  in all stages of product development and a synchronous  way  to  manufacture  a  product  is  also  explained.  A  combination  of  international standards, methods and applications is required to implement model driven approach in designing, process planning, manufacturing and inspecting a product in an optimized way.  

What are the benefits of model driven product realization? 

Summarizing the benefits of model driven product realization,  

Model driven product realization is faster than conventional process 

It is cost effective 

Lead to better quality of products 

It is less error‐prone 

Leads to effective data validation 

Improves seamless information exchange 

Quickens the change management process 

Reduces the gap between production and business aspects 

It is system neutral leading to overall integration of an organization 

Effective in capturing domain knowledge  

  

In  conclusion  “Implementation  of  model  driven  product  realization  will  simplify,  improve  and optimize  the product/process development  in a manufacturing  industry with  long  term  impacts”, hence proving the hypothesis formulated in the beginning as true.  

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 78: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

67 | P a g e   

 

Chapter6.

Futurework

Excellence is a continuous process and not an accident 

‐Dr. A.P.J Abdul Kalam 

 

Full fledge research and effort is being focussed on achieving model driven product realization and moving towards model based enterprise. To support this move below are some recommendations for future work continuing in the essence of this thesis,  

Firstly  different  CAx  systems  must  be  explored  to  analyse  the  best  combination  to implement  model  driven  product  realization  with  minimum  challenges.  Academics  and industries alike should work together  in pursuing software vendors to develop applications which are meeting the requirements as close as possible.  

ASME  and  ISO  are  two  organizations working  closely  in  developing  standards  for model based approach. A detailed study  is required on these standards and  industrial  findings or difficulties  encountered  during  implementation  of  these  standards must  be  provided  as feedback  to  these  organizations marking  the  beginning  of  continuous  improvements  in these standards. 

The current PDM/PLM systems can be explored to analyse the possibilities of implementing model based enterprise.  

A part of future work can concentrate on developing closed loop verification and feedback system  for  machining  with  external  high  precision  measuring  instruments  such  as coordinate measuring machine. 

Exploring  effective  change management  systems  using model  based  approach  is  another interesting area which needs further work. 

Creation of documents and  records  such as  control plans,  FMEA’s, operation plans, work instructions,  inspection plans can be made effective, easy and faster with 3D model based approach.  Implementing  this will also  reduce  the chances of errors and also helps  in easy updating of these important manufacturing documents.  

 

Page 79: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

68 | P a g e   

 

 

Page 80: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

69 | P a g e   

BibliographyAirbus, n.d. Airbus‐Configuration management. [Online]  Available at: http://www.airbus.com/work/why‐join‐airbus/training‐and‐development/configuration‐management/ 

Anon., n.d. Model based enterprise. [Online]  Available at: http://model‐based‐enterprise.org/product‐lifecycle‐management.html 

ANSI, 2011. NATIONAL‐CONSENSUS‐STANDARD‐FOR‐CONFIGURATION‐MANAGEMENT ‐ See more at: http://www.geia.org/404Handler.cfm?x=http://www.geia.org/ANSI‐EIA‐649‐A‐Standard‐‐‐‐NATIONAL‐CONSENSUS‐STANDARD‐FOR‐CONFIGURATION‐MANAGEMENT‐#sthash.i5ngKw3r.dpuf. TechAmerica, Issue 649A. 

Bagge, M., 2014. Process planning for precision manufacturing, Stockholm: KTH Royal Institute of Technology‐School of Industrial Engineering and Management. 

B. & M., 2003. The History of CAD. [Online]  Available at: http://mbinfo.mbdesign.net/CAD‐History.html 

Carvajal, A., 2005. Quantitative comparison between the use of 3D vs 2D visualization. London, Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc. 

Department of Defense, n.d. From DoD Replenishment Parts Purchase or Borrow (DoD RPPOB) Program per Department of Defense INSTRUCTION NUMBER 4140.57. [Online]  Available at: http://www.dtic.mil/whs/directives/corres/pdf/414057p.pdf [Accessed 30 May 2008]. 

fcsuper, 2010. Model based definition use. [Online]  Available at: http://www.fcsuper.com/swblog/?p=175 

Frechette, S., Huang, P. & Carlisle, M., 2011. Model Based Enterprise, U.S: National institute of standards and technology. 

guide, P. t., n.d. PLM technology guide. [Online]  Available at: http://plmtechnologyguide.com/site/?page_id=435 

Hardwick, M., Proctor, F. M., Loffredo, D. & Venkatesh, S., 2012. Enabling machining vision using STEP‐NC. Indiana, USA, ASME. 

Hedlind, M., 2013. Model driven process planning for machining: Theory, application and improved information standards for efficient product realization, Sockholm, Sweden: KTH Royal Institute of Technology. 

International standards organizaiton, 2008. ISO 9001:2009‐Quality management systems ‐‐ Requirements, Geneva, Switzerland: ISO. 

ISO, 2007. ISO product,standards. [Online]  Available at: http://www.iso.org/iso/catalogue_detail.htm?csnumber=1147 [Accessed 17 June 2009]. 

Page 81: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

70 | P a g e   

Loffredo, David & Hardwick, M., n.d. STEP‐NC: Smart Data for Smart Machining, Troy, New York: STEP Tools, Inc.. 

Lundgren, M., 2013. Feature based operation planning, Stockholm: FFI. 

Miller, J. M. a. E., 2005. Product visulization across the extended enterprise. [Online]  Available at: http://www.cimmetry.com/documents/CIMdata_Feb2005.pdf [Accessed 03 August 2008]. 

Newman, N. A., W, X. X., Jr, R. & S. T., 2007. Toward interoperable CNC manufacturing. International Journal of computer integrated manufacturing, 21(2). 

Next‐generation manufacturing technology initiative, 2005. Strategic investment plan for model‐based enterprise, United states: NGMTI. 

Nihon Unisys, n.d. PMI / FT&A / GD&T DEMO. [Online]  Available at: http://www.meisterplaza.com/deep_e/file/kanagata.pdf [Accessed 17 June 2009]. 

Pratt, M. J., n.d. Introduction to ISO 10303 ‐ the STEP Standard for Product Data Exchange. Gaithersburg, National Institute of Standards and Technology‐Manufacturing Systems Integration Division. 

Quintana, V. et al., 2010. Will Model‐based Definition replace engineering drawings throughout the product lifecycle? A global perspective from aerospace industry. Computers in Industry, Volume 61, pp. 497‐508. 

Schenk, D. A. & Wilson, P. R., 1994. Information Modeling: The EXPRESS Way, New York, NY, USA: Oxford University Press. 

Siemens, 2007. Siemens PLM software. [Online]  Available at: http://www.plm.automation.siemens.com/en_us/Images/9645_tcm1023‐4581.pdf [Accessed 17 June 2009]. 

Simmons, C. H., Maguire, D. E. & Phelps, N., 2012. 3D annotation. In: Elsevier, ed. Manual of Engineeirng drawing. Oxford: Butterworth Heinemann, pp. 199‐203. 

Simon P. Frechette and Manufacturing system Integration division, E. l., 2011. Model based enterprise for manufacturing. National institute of standards and technology, Gaithersburg, Maryland, July. 

Springer‐Verlag, 2011. Model‐based definition design in the product lifecycle management scenario. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology , 52(1‐4), pp. 1‐14 . 

STEP tools Inc., 2014. STEP tools. [Online]  Available at: http://www.steptools.com/products/stepncmachine/ [Accessed 17 June 2014]. 

Stollerman, W., 1999. The Product Realization Process. Cambridge, s.n., pp. 189‐197. 

systems, D., 2013. 3D MASTER‐DRIVE ACCURACY INTO YOUR BUSINESS, France: Dassault systems. 

US Department of defence, 2004. Product life‐cycle management. [Online]  Available at: http://www.product‐lifecycle‐management.com/download/MIL‐STD‐31000.pdf 

Zeid, J. C. a. I., 2006. Development of a prototype for transfer of drawing annotations into the ASME Y14.41 standard. Chicago, International Mechanical Engineering Congress and Exposition. 

Page 82: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

71 | P a g e   

Appendix 

AIAG DFMEA template: 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 83: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

72 | P a g e   

DFMEA for the upright: 

Item: FMEA number:

Model: Page :

Core Team: FMEA Date (Orig):01/02/2014

Actions 

Taken

S

e

v

O

c

c

D

e

t

R

P

N

Upper  JointConnecting to 

suspension A‐rod

The cutout distance 

26 mm is oversize

Joint will not have enough 

material to be structurally 

stable

0 0

Adds to the overall weight of 

the part

Leads to assembly problem 

with A‐arm

Increases the overall weight 

of the part

Lead to bad asthetics and 

design

Counter bore operation will 

not have enough material on 

the circumfrence

Affects assembly with A‐arm

Height of the joint 52 

mm is oversize

Bolt length falls short and 

lead to poor fastening 

Blot will protrude out of 

threaded hole Leads to assembly problem 

with A‐arm

Radius R17 is oversize

Radius R17 is 

undersize

Lower Joint Connecting to 

suspension A‐rod

The cutout width 26 

mm & height 36 mm 

is oversize

Joint will not have enough 

material to be structurally 

stable

0 0

Adds to the overall weight of 

the part

Leads to assembly problem 

with A‐arm

Increases the overall weight 

of the part

Lead to bad asthetics and 

design

Counter bore operation will 

not have enough material on 

the circumfrence

Affects assembly with A‐arm

Height of the joint 

56mm is oversize

Bolt length falls short and 

lead to poor fastening 

Blot will protrude out of 

threaded hole 

Leads to assembly problem 

with A‐arm

Corner radius is 

oversize

Corner radius is 

undersize

Steering arm

Connecting to 

actuating arm and 

respond to 

actuation

Dia 6 is oversize 0 0

Dia 6 is undersize

Dia6 hole is out of 

position

Total length of the 

arm is oversize

Total length of the 

arm is undersize

The angle of the arm 

is acute or obtuse

The height of the arm 

is higher or lower

Centre bore

To accommodate 

the motor and 

bearing

Dia 80 is overzise 0 0

Dia 80 is undersize

Dia 80 is out of 

position

Attaching arm To accommodate 

brake disc

Dia 8.8 holes are 

oversize0 0

Dia 8.8 holeas are 

undersize

Thickness 10 is 

oversize

Thickness 10 is 

undersize

Radius R27 is oversize 

Radius R27 is 

undersize

8.8mm hole out of 

position

Center to center 

distance 65 mm of dia 

8.8 hole is over or 

undersize.

Bore center to dia 8.8 

hole distance 114 mm 

is over or undersize.

Raius R 27 out of 

tolerance

Angle 30 deg is acute 

or obtuse

Fastening holes 

on joints

To accommodate 

fastners 

Fastening holes are 

oversize0 0

Fastening holes are 

undersize

Counter bores 

on joints

To accommodate 

bolt heads and to 

avoid clash with 

other parts

Counter bore dia is 

oversize0 0

Counter bore dia is 

undersize

Depth is oversize

Depth is undersize

Counterbore is out of 

position

Threaded holes 

on joints

To apply torque to 

the fastners

Threaded holes are 

tapered

Threaded holes are 

oversize

Threaded holes are 

undersize

Threads have worn 

out

Threads are not 

tapped efficiently

Thread depth and 

pitch are varying 

Corner Radii

To avoid sharp 

edges and 

asthetics

Corner radii are 

oversize

Corner radii are 

undersize

Entry chamfersTo ease entry of 

fastnersChamfer are oversize

Chamfers are 

undersize

Chamfer angle is 

varying 

Profile holes To accommodate 

motor hubDia 6.6 is oversize

Dia 6.6 is undersize

Pitch angle 36 deg is 

not maintained

Holes are out of 

poisiton

Concentricity of the 

holes with center 

bore is out of 

tolerance

Pockets 

To save material 

and decrease the 

weight of the part

Pockets are large in 

critical areas

Pockets are of 

irregular shape and 

size

Pockets are small

Basic profile of 

the upright 

To maintain 

stability of the 

upright and ease 

assembly 

Deviating from 

defined profile0 0

Width of the joint 40 

mm is undersize 

Width of the joint 40 

mm is undersize 

The cutout width 26 

mm & height 36 mm 

mm is undersize

Width of the joint 40 

mm is oversize 

DESIGN FAILURE MODE AND EFFECTS ANALYSIS

Wishbone upright Responsibility: Arjun KN

1 of 1

Responsibility 

and Target 

Completion 

Date

Rev: 1

C

l

a

s

s

Potential 

Cause(s)/ 

Mechanis

m(s) of 

Failure

Action ResultsO

c

c

u

r

Current 

Process 

Controls

D

e

t

e

c

R

P

N

Potential Effect(s) of Failure

S

e

v

Recommended 

Action(s)

Current Prepared by: Arjun KN

Height of the joint 56 

mm is undersize

Feature  Feature FunctionPotential Failure 

Mode

The cutout distance 

26 mm is undersize

Width of the joint 40 

mm is oversize 

Height of the joint 52 

mm is undersize

Page 84: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

73 | P a g e   

Severity scale for DFMEA:  

 

 

 

Occurrence scale for DFMEA:  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 85: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

74 | P a g e   

Detection scale for DFMEA:  

 

 

RPN scale characteristics:  

 

 

Page 86: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

75 | P a g e   

STEP‐NC Code for Setup 1:  ; STEP‐NC AP‐238 PROGRAM ; STEP‐NC File: uprightsetup12105.stpnc ; Generated: 2014‐05‐21T10:09:19+02:00 DEF INT LOG DELETE(LOG,"MLM") $AC_TIMER[1]=0 G17 G40 G90 ; work offset: use offset 1 N1 G54 N2 G71 G64 ; Workingstep: Surface Rough Pocket WRITE(LOG,"MLM","SURFACE ROUGH POCKET@"<<$AC_TIMER[1]) ; TOOL CHANGE: TOOL="FACEMILL63" ;  diameter: 63in ;  length: 88in N3 T="FACEMILL63" M6 N4 M3S5000 N5 M08 N6 G0X‐465.005494Y0Z50 N7 Z0 N8 G1Z‐5F750 N9 X‐430.005494Y1F2250 N10 Y179 N11 X‐429.98628Y179.19509 N12 X‐429.929374Y179.382683 N13 X‐429.836964Y179.55557 N14 X‐429.712601Y179.707107 N15 X‐429.561065Y179.83147 N16 X‐429.388178Y179.92388 N17 X‐429.200585Y179.980785 N18 X‐429.005494Y180 N19 X‐124.027755 N20 X‐123.832664Y179.980785 N21 X‐123.645071Y179.92388 N22 X‐123.472185Y179.83147 N23 X‐123.320648Y179.707107 N24 X‐123.196285Y179.55557 N25 X‐123.103875Y179.382683 N26 X‐123.046969Y179.19509 N27 X‐123.027755Y179 N28 Y1 N29 X‐123.046969Y0.80491 N30 X‐123.103875Y0.617317 N31 X‐123.196285Y0.44443 N32 X‐123.320648Y0.292893 N33 X‐123.472185Y0.16853 N34 X‐123.645071Y0.07612 N35 X‐123.832664Y0.019215 N36 X‐124.027755Y0 N37 X‐429.005494 N38 X‐429.200585Y0.019215 N39 X‐429.388178Y0.07612 N40 X‐429.561065Y0.16853 N41 X‐429.712601Y0.292893 N42 X‐429.836964Y0.44443 N43 X‐429.929374Y0.617317 N44 X‐429.98628Y0.80491 N45 X‐430.005494Y1 N46 X‐382.462601Y47.542893 N47 X‐382.586964Y47.69443 N48 X‐382.679374Y47.867317 N49 X‐382.73628Y48.05491 N50 X‐382.755494Y48.25 N51 Y131.75 N52 X‐382.73628Y131.94509 N53 X‐382.679374Y132.132683 N54 X‐382.586964Y132.30557 

Page 87: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

76 | P a g e   

N55 X‐382.462601Y132.457107 N56 X‐382.311065Y132.58147 N57 X‐382.138178Y132.67388 N58 X‐381.950585Y132.730785 N59 X‐381.755494Y132.75 N60 X‐171.277755 N61 X‐171.082664Y132.730785 N62 X‐170.895071Y132.67388 N63 X‐170.722185Y132.58147 N64 X‐170.570648Y132.457107 N65 X‐170.446285Y132.30557 N66 X‐170.353875Y132.132683 N67 X‐170.296969Y131.94509 N68 X‐170.277755Y131.75 N69 Y48.25 N70 X‐170.296969Y48.05491 N71 X‐170.353875Y47.867317 N72 X‐170.446285Y47.69443 N73 X‐170.570648Y47.542893 N74 X‐170.722185Y47.41853 N75 X‐170.895071Y47.32612 N76 X‐171.082664Y47.269215 N77 X‐171.277755Y47.25 N78 X‐381.755494 N79 X‐381.950585Y47.269215 N80 X‐382.138178Y47.32612 N81 X‐382.311065Y47.41853 N82 X‐382.462601Y47.542893 N83 G2X‐377.606977Y63.232656Z‐5CR=8.868124 N84 G1X‐357.604073Y64.976628 N85 G3X‐351.109048Y78.896447Z‐5CR=8.868124 N86 G1X‐351.175023Y78.990706 N87 X‐351.217685Y79.118221 N88 X‐351.242004Y79.283961 N89 X‐351.25295Y79.492897 N90 X‐351.255494Y79.75 N91 Y100.25 N92 X‐351.25295Y100.507103 N93 X‐351.242004Y100.716039 N94 X‐351.217685Y100.881779 N95 X‐351.175023Y101.009294 N96 X‐351.109048Y101.103553 N97 X‐351.014788Y101.169529 N98 X‐350.887273Y101.212191 N99 X‐350.721533Y101.23651 N100 X‐350.512597Y101.247456 N101 X‐350.255494Y101.25 N102 X‐202.777755 N103 X‐202.520652Y101.247456 N104 X‐202.311716Y101.23651 N105 X‐202.145976Y101.212191 N106 X‐202.018461Y101.169529 N107 X‐201.924201Y101.103553 N108 X‐201.858226Y101.009294 N109 X‐201.815564Y100.881779 N110 X‐201.791245Y100.716039 N111 X‐201.780299Y100.507103 N112 X‐201.777755Y100.25 N113 Y79.75 N114 X‐201.780299Y79.492897 N115 X‐201.791245Y79.283961 N116 X‐201.815564Y79.118221 N117 X‐201.858226Y78.990706 N118 X‐201.924201Y78.896447 N119 X‐202.018461Y78.830471 N120 X‐202.145976Y78.787809 N121 X‐202.311716Y78.76349 N122 X‐202.520652Y78.752544 N123 X‐202.777755Y78.75 N124 X‐350.255494 N125 X‐350.512597Y78.752544 

Page 88: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

77 | P a g e   

N126 X‐350.721533Y78.76349 N127 X‐350.887273Y78.787809 N128 X‐351.014788Y78.830471 N129 X‐351.109048Y78.896447 N130 G0Z0 N131 Z50 N132 X‐465.005494Y0 N133 Z‐4.94559 N134 G1Z‐9.94559F750 N135 X‐430.005494Y1F2250 N136 Y179 N137 X‐429.98628Y179.19509 N138 X‐429.929374Y179.382683 N139 X‐429.836964Y179.55557 N140 X‐429.712601Y179.707107 N141 X‐429.561065Y179.83147 N142 X‐429.388178Y179.92388 N143 X‐429.200585Y179.980785 N144 X‐429.005494Y180 N145 X‐136.962375 N146 X‐136.767285Y179.980785 N147 X‐136.579691Y179.92388 N148 X‐136.406805Y179.83147 N149 X‐136.255268Y179.707107 N150 X‐136.130905Y179.55557 N151 X‐136.038495Y179.382683 N152 X‐135.98159Y179.19509 N153 X‐135.962375Y179 N154 Y1 N155 X‐135.98159Y0.80491 N156 X‐136.038495Y0.617317 N157 X‐136.130905Y0.44443 N158 X‐136.255268Y0.292893 N159 X‐136.406805Y0.16853 N160 X‐136.579691Y0.07612 N161 X‐136.767285Y0.019215 N162 X‐136.962375Y0 N163 X‐429.005494 N164 X‐429.200585Y0.019215 N165 X‐429.388178Y0.07612 N166 X‐429.561065Y0.16853 N167 X‐429.712601Y0.292893 N168 X‐429.836964Y0.44443 N169 X‐429.929374Y0.617317 N170 X‐429.98628Y0.80491 N171 X‐430.005494Y1 N172 X‐382.462601Y47.542893 N173 X‐382.586964Y47.69443 N174 X‐382.679374Y47.867317 N175 X‐382.73628Y48.05491 N176 X‐382.755494Y48.25 N177 Y131.75 N178 X‐382.73628Y131.94509 N179 X‐382.679374Y132.132683 N180 X‐382.586964Y132.30557 N181 X‐382.462601Y132.457107 N182 X‐382.311065Y132.58147 N183 X‐382.138178Y132.67388 N184 X‐381.950585Y132.730785 N185 X‐381.755494Y132.75 N186 X‐184.212375 N187 X‐184.017285Y132.730785 N188 X‐183.829691Y132.67388 N189 X‐183.656805Y132.58147 N190 X‐183.505268Y132.457107 N191 X‐183.380905Y132.30557 N192 X‐183.288495Y132.132683 N193 X‐183.23159Y131.94509 N194 X‐183.212375Y131.75 N195 Y48.25 N196 X‐183.23159Y48.05491 

Page 89: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

78 | P a g e   

N197 X‐183.288495Y47.867317 N198 X‐183.380905Y47.69443 N199 X‐183.505268Y47.542893 N200 X‐183.656805Y47.41853 N201 X‐183.829691Y47.32612 N202 X‐184.017285Y47.269215 N203 X‐184.212375Y47.25 N204 X‐381.755494 N205 X‐381.950585Y47.269215 N206 X‐382.138178Y47.32612 N207 X‐382.311065Y47.41853 N208 X‐382.462601Y47.542893 N209 G2X‐377.606977Y63.232656Z‐9.94559CR=8.868124 N210 G1X‐357.604073Y64.976628 N211 G3X‐351.109048Y78.896447Z‐9.94559CR=8.868124 N212 G1X‐351.175023Y78.990706 N213 X‐351.217685Y79.118221 N214 X‐351.242004Y79.283961 N215 X‐351.25295Y79.492897 N216 X‐351.255494Y79.75 N217 Y100.25 N218 X‐351.25295Y100.507103 N219 X‐351.242004Y100.716039 N220 X‐351.217685Y100.881779 N221 X‐351.175023Y101.009294 N222 X‐351.109048Y101.103553 N223 X‐351.014788Y101.169529 N224 X‐350.887273Y101.212191 N225 X‐350.721533Y101.23651 N226 X‐350.512597Y101.247456 N227 X‐350.255494Y101.25 N228 X‐215.712375 N229 X‐215.455272Y101.247456 N230 X‐215.246336Y101.23651 N231 X‐215.080596Y101.212191 N232 X‐214.953081Y101.169529 N233 X‐214.858822Y101.103553 N234 X‐214.792846Y101.009294 N235 X‐214.750184Y100.881779 N236 X‐214.725865Y100.716039 N237 X‐214.714919Y100.507103 N238 X‐214.712375Y100.25 N239 Y79.75 N240 X‐214.714919Y79.492897 N241 X‐214.725865Y79.283961 N242 X‐214.750184Y79.118221 N243 X‐214.792846Y78.990706 N244 X‐214.858822Y78.896447 N245 X‐214.953081Y78.830471 N246 X‐215.080596Y78.787809 N247 X‐215.246336Y78.76349 N248 X‐215.455272Y78.752544 N249 X‐215.712375Y78.75 N250 X‐350.255494 N251 X‐350.512597Y78.752544 N252 X‐350.721533Y78.76349 N253 X‐350.887273Y78.787809 N254 X‐351.014788Y78.830471 N255 X‐351.109048Y78.896447 N256 G0Z‐4.94559 N257 Z50 N258 X‐465.005494Y0 N259 Z‐9.89118 N260 G1Z‐14.89118F750 N261 X‐430.005494Y1F2250 N262 Y179 N263 X‐429.98628Y179.19509 N264 X‐429.929374Y179.382683 N265 X‐429.836964Y179.55557 N266 X‐429.712601Y179.707107 N267 X‐429.561065Y179.83147 

Page 90: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

79 | P a g e   

N268 X‐429.388178Y179.92388 N269 X‐429.200585Y179.980785 N270 X‐429.005494Y180 N271 X‐149.896995 N272 X‐149.701905Y179.980785 N273 X‐149.514312Y179.92388 N274 X‐149.341425Y179.83147 N275 X‐149.189888Y179.707107 N276 X‐149.065525Y179.55557 N277 X‐148.973116Y179.382683 N278 X‐148.91621Y179.19509 N279 X‐148.896995Y179 N280 Y1 N281 X‐148.91621Y0.80491 N282 X‐148.973116Y0.617317 N283 X‐149.065525Y0.44443 N284 X‐149.189888Y0.292893 N285 X‐149.341425Y0.16853 N286 X‐149.514312Y0.07612 N287 X‐149.701905Y0.019215 N288 X‐149.896995Y0 N289 X‐429.005494 N290 X‐429.200585Y0.019215 N291 X‐429.388178Y0.07612 N292 X‐429.561065Y0.16853 N293 X‐429.712601Y0.292893 N294 X‐429.836964Y0.44443 N295 X‐429.929374Y0.617317 N296 X‐429.98628Y0.80491 N297 X‐430.005494Y1 N298 X‐382.462601Y47.542893 N299 X‐382.586964Y47.69443 N300 X‐382.679374Y47.867317 N301 X‐382.73628Y48.05491 N302 X‐382.755494Y48.25 N303 Y131.75 N304 X‐382.73628Y131.94509 N305 X‐382.679374Y132.132683 N306 X‐382.586964Y132.30557 N307 X‐382.462601Y132.457107 N308 X‐382.311065Y132.58147 N309 X‐382.138178Y132.67388 N310 X‐381.950585Y132.730785 N311 X‐381.755494Y132.75 N312 X‐197.146995 N313 X‐196.951905Y132.730785 N314 X‐196.764312Y132.67388 N315 X‐196.591425Y132.58147 N316 X‐196.439888Y132.457107 N317 X‐196.315525Y132.30557 N318 X‐196.223116Y132.132683 N319 X‐196.16621Y131.94509 N320 X‐196.146995Y131.75 N321 Y48.25 N322 X‐196.16621Y48.05491 N323 X‐196.223116Y47.867317 N324 X‐196.315525Y47.69443 N325 X‐196.439888Y47.542893 N326 X‐196.591425Y47.41853 N327 X‐196.764312Y47.32612 N328 X‐196.951905Y47.269215 N329 X‐197.146995Y47.25 N330 X‐381.755494 N331 X‐381.950585Y47.269215 N332 X‐382.138178Y47.32612 N333 X‐382.311065Y47.41853 N334 X‐382.462601Y47.542893 N335 G2X‐377.606977Y63.232656Z‐14.89118CR=8.868124 N336 G1X‐357.604073Y64.976628 N337 G3X‐351.109048Y78.896447Z‐14.89118CR=8.868124 N338 G1X‐351.175023Y78.990706 

Page 91: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

80 | P a g e   

N339 X‐351.217685Y79.118221 N340 X‐351.242004Y79.283961 N341 X‐351.25295Y79.492897 N342 X‐351.255494Y79.75 N343 Y100.25 N344 X‐351.25295Y100.507103 N345 X‐351.242004Y100.716039 N346 X‐351.217685Y100.881779 N347 X‐351.175023Y101.009294 N348 X‐351.109048Y101.103553 N349 X‐351.014788Y101.169529 N350 X‐350.887273Y101.212191 N351 X‐350.721533Y101.23651 N352 X‐350.512597Y101.247456 N353 X‐350.255494Y101.25 N354 X‐228.646995 N355 X‐228.389892Y101.247456 N356 X‐228.180956Y101.23651 N357 X‐228.015216Y101.212191 N358 X‐227.887702Y101.169529 N359 X‐227.793442Y101.103553 N360 X‐227.727466Y101.009294 N361 X‐227.684804Y100.881779 N362 X‐227.660485Y100.716039 N363 X‐227.649539Y100.507103 N364 X‐227.646995Y100.25 N365 Y79.75 N366 X‐227.649539Y79.492897 N367 X‐227.660485Y79.283961 N368 X‐227.684804Y79.118221 N369 X‐227.727466Y78.990706 N370 X‐227.793442Y78.896447 N371 X‐227.887702Y78.830471 N372 X‐228.015216Y78.787809 N373 X‐228.180956Y78.76349 N374 X‐228.389892Y78.752544 N375 X‐228.646995Y78.75 N376 X‐350.255494 N377 X‐350.512597Y78.752544 N378 X‐350.721533Y78.76349 N379 X‐350.887273Y78.787809 N380 X‐351.014788Y78.830471 N381 X‐351.109048Y78.896447 N382 G0Z‐9.89118 N383 Z50 N384 X‐465.005494Y0 N385 Z‐14.83677 N386 G1Z‐19.83677F750 N387 X‐430.005494Y1F2250 N388 Y179 N389 X‐429.98628Y179.19509 N390 X‐429.929374Y179.382683 N391 X‐429.836964Y179.55557 N392 X‐429.712601Y179.707107 N393 X‐429.561065Y179.83147 N394 X‐429.388178Y179.92388 N395 X‐429.200585Y179.980785 N396 X‐429.005494Y180 N397 X‐162.831615 N398 X‐162.636525Y179.980785 N399 X‐162.448932Y179.92388 N400 X‐162.276045Y179.83147 N401 X‐162.124508Y179.707107 N402 X‐162.000146Y179.55557 N403 X‐161.907736Y179.382683 N404 X‐161.85083Y179.19509 N405 X‐161.831615Y179 N406 Y1 N407 X‐161.85083Y0.80491 N408 X‐161.907736Y0.617317 N409 X‐162.000146Y0.44443 

Page 92: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

81 | P a g e   

N410 X‐162.124508Y0.292893 N411 X‐162.276045Y0.16853 N412 X‐162.448932Y0.07612 N413 X‐162.636525Y0.019215 N414 X‐162.831615Y0 N415 X‐429.005494 N416 X‐429.200585Y0.019215 N417 X‐429.388178Y0.07612 N418 X‐429.561065Y0.16853 N419 X‐429.712601Y0.292893 N420 X‐429.836964Y0.44443 N421 X‐429.929374Y0.617317 N422 X‐429.98628Y0.80491 N423 X‐430.005494Y1 N424 X‐382.462601Y47.542893 N425 X‐382.586964Y47.69443 N426 X‐382.679374Y47.867317 N427 X‐382.73628Y48.05491 N428 X‐382.755494Y48.25 N429 Y131.75 N430 X‐382.73628Y131.94509 N431 X‐382.679374Y132.132683 N432 X‐382.586964Y132.30557 N433 X‐382.462601Y132.457107 N434 X‐382.311065Y132.58147 N435 X‐382.138178Y132.67388 N436 X‐381.950585Y132.730785 N437 X‐381.755494Y132.75 N438 X‐210.081615 N439 X‐209.886525Y132.730785 N440 X‐209.698932Y132.67388 N441 X‐209.526045Y132.58147 N442 X‐209.374508Y132.457107 N443 X‐209.250146Y132.30557 N444 X‐209.157736Y132.132683 N445 X‐209.10083Y131.94509 N446 X‐209.081615Y131.75 N447 Y48.25 N448 X‐209.10083Y48.05491 N449 X‐209.157736Y47.867317 N450 X‐209.250146Y47.69443 N451 X‐209.374508Y47.542893 N452 X‐209.526045Y47.41853 N453 X‐209.698932Y47.32612 N454 X‐209.886525Y47.269215 N455 X‐210.081615Y47.25 N456 X‐381.755494 N457 X‐381.950585Y47.269215 N458 X‐382.138178Y47.32612 N459 X‐382.311065Y47.41853 N460 X‐382.462601Y47.542893 N461 G2X‐377.606977Y63.232656Z‐19.83677CR=8.868124 N462 G1X‐357.604073Y64.976628 N463 G3X‐351.109048Y78.896447Z‐19.83677CR=8.868124 N464 G1X‐351.175023Y78.990706 N465 X‐351.217685Y79.118221 N466 X‐351.242004Y79.283961 N467 X‐351.25295Y79.492897 N468 X‐351.255494Y79.75 N469 Y100.25 N470 X‐351.25295Y100.507103 N471 X‐351.242004Y100.716039 N472 X‐351.217685Y100.881779 N473 X‐351.175023Y101.009294 N474 X‐351.109048Y101.103553 N475 X‐351.014788Y101.169529 N476 X‐350.887273Y101.212191 N477 X‐350.721533Y101.23651 N478 X‐350.512597Y101.247456 N479 X‐350.255494Y101.25 N480 X‐241.581615 

Page 93: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

82 | P a g e   

N481 X‐241.324513Y101.247456 N482 X‐241.115577Y101.23651 N483 X‐240.949836Y101.212191 N484 X‐240.822322Y101.169529 N485 X‐240.728062Y101.103553 N486 X‐240.662086Y101.009294 N487 X‐240.619424Y100.881779 N488 X‐240.595106Y100.716039 N489 X‐240.584159Y100.507103 N490 X‐240.581615Y100.25 N491 Y79.75 N492 X‐240.584159Y79.492897 N493 X‐240.595106Y79.283961 N494 X‐240.619424Y79.118221 N495 X‐240.662086Y78.990706 N496 X‐240.728062Y78.896447 N497 X‐240.822322Y78.830471 N498 X‐240.949836Y78.787809 N499 X‐241.115577Y78.76349 N500 X‐241.324513Y78.752544 N501 X‐241.581615Y78.75 N502 X‐350.255494 N503 X‐350.512597Y78.752544 N504 X‐350.721533Y78.76349 N505 X‐350.887273Y78.787809 N506 X‐351.014788Y78.830471 N507 X‐351.109048Y78.896447 N508 G0Z‐14.83677 N509 Z50 N510 X‐465.005494Y0 N511 Z‐19.78236 N512 G1Z‐24.78236F750 N513 X‐430.005494Y1F2250 N514 Y179 N515 X‐429.98628Y179.19509 N516 X‐429.929374Y179.382683 N517 X‐429.836964Y179.55557 N518 X‐429.712601Y179.707107 N519 X‐429.561065Y179.83147 N520 X‐429.388178Y179.92388 N521 X‐429.200585Y179.980785 N522 X‐429.005494Y180 N523 X‐175.766235 N524 X‐175.571145Y179.980785 N525 X‐175.383552Y179.92388 N526 X‐175.210665Y179.83147 N527 X‐175.059129Y179.707107 N528 X‐174.934766Y179.55557 N529 X‐174.842356Y179.382683 N530 X‐174.78545Y179.19509 N531 X‐174.766235Y179 N532 Y1 N533 X‐174.78545Y0.80491 N534 X‐174.842356Y0.617317 N535 X‐174.934766Y0.44443 N536 X‐175.059129Y0.292893 N537 X‐175.210665Y0.16853 N538 X‐175.383552Y0.07612 N539 X‐175.571145Y0.019215 N540 X‐175.766235Y0 N541 X‐429.005494 N542 X‐429.200585Y0.019215 N543 X‐429.388178Y0.07612 N544 X‐429.561065Y0.16853 N545 X‐429.712601Y0.292893 N546 X‐429.836964Y0.44443 N547 X‐429.929374Y0.617317 N548 X‐429.98628Y0.80491 N549 X‐430.005494Y1 N550 X‐382.462601Y47.542893 N551 X‐382.586964Y47.69443 

Page 94: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

83 | P a g e   

N552 X‐382.679374Y47.867317 N553 X‐382.73628Y48.05491 N554 X‐382.755494Y48.25 N555 Y131.75 N556 X‐382.73628Y131.94509 N557 X‐382.679374Y132.132683 N558 X‐382.586964Y132.30557 N559 X‐382.462601Y132.457107 N560 X‐382.311065Y132.58147 N561 X‐382.138178Y132.67388 N562 X‐381.950585Y132.730785 N563 X‐381.755494Y132.75 N564 X‐223.016235 N565 X‐222.821145Y132.730785 N566 X‐222.633552Y132.67388 N567 X‐222.460665Y132.58147 N568 X‐222.309129Y132.457107 N569 X‐222.184766Y132.30557 N570 X‐222.092356Y132.132683 N571 X‐222.03545Y131.94509 N572 X‐222.016235Y131.75 N573 Y48.25 N574 X‐222.03545Y48.05491 N575 X‐222.092356Y47.867317 N576 X‐222.184766Y47.69443 N577 X‐222.309129Y47.542893 N578 X‐222.460665Y47.41853 N579 X‐222.633552Y47.32612 N580 X‐222.821145Y47.269215 N581 X‐223.016235Y47.25 N582 X‐381.755494 N583 X‐381.950585Y47.269215 N584 X‐382.138178Y47.32612 N585 X‐382.311065Y47.41853 N586 X‐382.462601Y47.542893 N587 G2X‐377.606977Y63.232656Z‐24.78236CR=8.868124 N588 G1X‐357.604073Y64.976628 N589 G3X‐351.109048Y78.896447Z‐24.78236CR=8.868124 N590 G1X‐351.175023Y78.990706 N591 X‐351.217685Y79.118221 N592 X‐351.242004Y79.283961 N593 X‐351.25295Y79.492897 N594 X‐351.255494Y79.75 N595 Y100.25 N596 X‐351.25295Y100.507103 N597 X‐351.242004Y100.716039 N598 X‐351.217685Y100.881779 N599 X‐351.175023Y101.009294 N600 X‐351.109048Y101.103553 N601 X‐351.014788Y101.169529 N602 X‐350.887273Y101.212191 N603 X‐350.721533Y101.23651 N604 X‐350.512597Y101.247456 N605 X‐350.255494Y101.25 N606 X‐254.516235 N607 X‐254.259133Y101.247456 N608 X‐254.050197Y101.23651 N609 X‐253.884457Y101.212191 N610 X‐253.756942Y101.169529 N611 X‐253.662682Y101.103553 N612 X‐253.596706Y101.009294 N613 X‐253.554045Y100.881779 N614 X‐253.529726Y100.716039 N615 X‐253.51878Y100.507103 N616 X‐253.516235Y100.25 N617 Y79.75 N618 X‐253.51878Y79.492897 N619 X‐253.529726Y79.283961 N620 X‐253.554045Y79.118221 N621 X‐253.596706Y78.990706 N622 X‐253.662682Y78.896447 

Page 95: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

84 | P a g e   

N623 X‐253.756942Y78.830471 N624 X‐253.884457Y78.787809 N625 X‐254.050197Y78.76349 N626 X‐254.259133Y78.752544 N627 X‐254.516235Y78.75 N628 X‐350.255494 N629 X‐350.512597Y78.752544 N630 X‐350.721533Y78.76349 N631 X‐350.887273Y78.787809 N632 X‐351.014788Y78.830471 N633 X‐351.109048Y78.896447 N634 G0Z‐19.78236 N635 Z50 N636 X‐465.005494Y0 N637 Z‐24.72795 N638 G1Z‐29.72795F750 N639 X‐430.005494Y1F2250 N640 Y179 N641 X‐429.98628Y179.19509 N642 X‐429.929374Y179.382683 N643 X‐429.836964Y179.55557 N644 X‐429.712601Y179.707107 N645 X‐429.561065Y179.83147 N646 X‐429.388178Y179.92388 N647 X‐429.200585Y179.980785 N648 X‐429.005494Y180 N649 X‐188.700856 N650 X‐188.505765Y179.980785 N651 X‐188.318172Y179.92388 N652 X‐188.145285Y179.83147 N653 X‐187.993749Y179.707107 N654 X‐187.869386Y179.55557 N655 X‐187.776976Y179.382683 N656 X‐187.72007Y179.19509 N657 X‐187.700856Y179 N658 Y1 N659 X‐187.72007Y0.80491 N660 X‐187.776976Y0.617317 N661 X‐187.869386Y0.44443 N662 X‐187.993749Y0.292893 N663 X‐188.145285Y0.16853 N664 X‐188.318172Y0.07612 N665 X‐188.505765Y0.019215 N666 X‐188.700856Y0 N667 X‐429.005494 N668 X‐429.200585Y0.019215 N669 X‐429.388178Y0.07612 N670 X‐429.561065Y0.16853 N671 X‐429.712601Y0.292893 N672 X‐429.836964Y0.44443 N673 X‐429.929374Y0.617317 N674 X‐429.98628Y0.80491 N675 X‐430.005494Y1 N676 X‐382.462601Y47.542893 N677 X‐382.586964Y47.69443 N678 X‐382.679374Y47.867317 N679 X‐382.73628Y48.05491 N680 X‐382.755494Y48.25 N681 Y131.75 N682 X‐382.73628Y131.94509 N683 X‐382.679374Y132.132683 N684 X‐382.586964Y132.30557 N685 X‐382.462601Y132.457107 N686 X‐382.311065Y132.58147 N687 X‐382.138178Y132.67388 N688 X‐381.950585Y132.730785 N689 X‐381.755494Y132.75 N690 X‐235.950856 N691 X‐235.755765Y132.730785 N692 X‐235.568172Y132.67388 N693 X‐235.395285Y132.58147 

Page 96: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

85 | P a g e   

N694 X‐235.243749Y132.457107 N695 X‐235.119386Y132.30557 N696 X‐235.026976Y132.132683 N697 X‐234.97007Y131.94509 N698 X‐234.950856Y131.75 N699 Y48.25 N700 X‐234.97007Y48.05491 N701 X‐235.026976Y47.867317 N702 X‐235.119386Y47.69443 N703 X‐235.243749Y47.542893 N704 X‐235.395285Y47.41853 N705 X‐235.568172Y47.32612 N706 X‐235.755765Y47.269215 N707 X‐235.950856Y47.25 N708 X‐381.755494 N709 X‐381.950585Y47.269215 N710 X‐382.138178Y47.32612 N711 X‐382.311065Y47.41853 N712 X‐382.462601Y47.542893 N713 G2X‐377.606977Y63.232656Z‐29.72795CR=8.868124 N714 G1X‐357.604073Y64.976628 N715 G3X‐351.109048Y78.896447Z‐29.72795CR=8.868124 N716 G1X‐351.175023Y78.990706 N717 X‐351.217685Y79.118221 N718 X‐351.242004Y79.283961 N719 X‐351.25295Y79.492897 N720 X‐351.255494Y79.75 N721 Y100.25 N722 X‐351.25295Y100.507103 N723 X‐351.242004Y100.716039 N724 X‐351.217685Y100.881779 N725 X‐351.175023Y101.009294 N726 X‐351.109048Y101.103553 N727 X‐351.014788Y101.169529 N728 X‐350.887273Y101.212191 N729 X‐350.721533Y101.23651 N730 X‐350.512597Y101.247456 N731 X‐350.255494Y101.25 N732 X‐267.450856 N733 X‐267.193753Y101.247456 N734 X‐266.984817Y101.23651 N735 X‐266.819077Y101.212191 N736 X‐266.691562Y101.169529 N737 X‐266.597302Y101.103553 N738 X‐266.531327Y101.009294 N739 X‐266.488665Y100.881779 N740 X‐266.464346Y100.716039 N741 X‐266.4534Y100.507103 N742 X‐266.450856Y100.25 N743 Y79.75 N744 X‐266.4534Y79.492897 N745 X‐266.464346Y79.283961 N746 X‐266.488665Y79.118221 N747 X‐266.531327Y78.990706 N748 X‐266.597302Y78.896447 N749 X‐266.691562Y78.830471 N750 X‐266.819077Y78.787809 N751 X‐266.984817Y78.76349 N752 X‐267.193753Y78.752544 N753 X‐267.450856Y78.75 N754 X‐350.255494 N755 X‐350.512597Y78.752544 N756 X‐350.721533Y78.76349 N757 X‐350.887273Y78.787809 N758 X‐351.014788Y78.830471 N759 X‐351.109048Y78.896447 N760 G0Z‐24.72795 N761 Z50 N762 X‐465.005494Y0 N763 Z‐29.67354 N764 G1Z‐34.67354F750 

Page 97: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

86 | P a g e   

N765 X‐430.005494Y1F2250 N766 Y179 N767 X‐429.98628Y179.19509 N768 X‐429.929374Y179.382683 N769 X‐429.836964Y179.55557 N770 X‐429.712601Y179.707107 N771 X‐429.561065Y179.83147 N772 X‐429.388178Y179.92388 N773 X‐429.200585Y179.980785 N774 X‐429.005494Y180 N775 X‐201.635476 N776 X‐201.440385Y179.980785 N777 X‐201.252792Y179.92388 N778 X‐201.079906Y179.83147 N779 X‐200.928369Y179.707107 N780 X‐200.804006Y179.55557 N781 X‐200.711596Y179.382683 N782 X‐200.65469Y179.19509 N783 X‐200.635476Y179 N784 Y1 N785 X‐200.65469Y0.80491 N786 X‐200.711596Y0.617317 N787 X‐200.804006Y0.44443 N788 X‐200.928369Y0.292893 N789 X‐201.079906Y0.16853 N790 X‐201.252792Y0.07612 N791 X‐201.440385Y0.019215 N792 X‐201.635476Y0 N793 X‐429.005494 N794 X‐429.200585Y0.019215 N795 X‐429.388178Y0.07612 N796 X‐429.561065Y0.16853 N797 X‐429.712601Y0.292893 N798 X‐429.836964Y0.44443 N799 X‐429.929374Y0.617317 N800 X‐429.98628Y0.80491 N801 X‐430.005494Y1 N802 X‐382.462601Y47.542893 N803 X‐382.586964Y47.69443 N804 X‐382.679374Y47.867317 N805 X‐382.73628Y48.05491 N806 X‐382.755494Y48.25 N807 Y131.75 N808 X‐382.73628Y131.94509 N809 X‐382.679374Y132.132683 N810 X‐382.586964Y132.30557 N811 X‐382.462601Y132.457107 N812 X‐382.311065Y132.58147 N813 X‐382.138178Y132.67388 N814 X‐381.950585Y132.730785 N815 X‐381.755494Y132.75 N816 X‐248.885476 N817 X‐248.690385Y132.730785 N818 X‐248.502792Y132.67388 N819 X‐248.329906Y132.58147 N820 X‐248.178369Y132.457107 N821 X‐248.054006Y132.30557 N822 X‐247.961596Y132.132683 N823 X‐247.90469Y131.94509 N824 X‐247.885476Y131.75 N825 Y48.25 N826 X‐247.90469Y48.05491 N827 X‐247.961596Y47.867317 N828 X‐248.054006Y47.69443 N829 X‐248.178369Y47.542893 N830 X‐248.329906Y47.41853 N831 X‐248.502792Y47.32612 N832 X‐248.690385Y47.269215 N833 X‐248.885476Y47.25 N834 X‐381.755494 N835 X‐381.950585Y47.269215 

Page 98: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

87 | P a g e   

N836 X‐382.138178Y47.32612 N837 X‐382.311065Y47.41853 N838 X‐382.462601Y47.542893 N839 G2X‐377.606977Y63.232656Z‐34.67354CR=8.868124 N840 G1X‐357.604073Y64.976628 N841 G3X‐351.109048Y78.896447Z‐34.67354CR=8.868124 N842 G1X‐351.175023Y78.990706 N843 X‐351.217685Y79.118221 N844 X‐351.242004Y79.283961 N845 X‐351.25295Y79.492897 N846 X‐351.255494Y79.75 N847 Y100.25 N848 X‐351.25295Y100.507103 N849 X‐351.242004Y100.716039 N850 X‐351.217685Y100.881779 N851 X‐351.175023Y101.009294 N852 X‐351.109048Y101.103553 N853 X‐351.014788Y101.169529 N854 X‐350.887273Y101.212191 N855 X‐350.721533Y101.23651 N856 X‐350.512597Y101.247456 N857 X‐350.255494Y101.25 N858 X‐280.385476 N859 X‐280.128373Y101.247456 N860 X‐279.919437Y101.23651 N861 X‐279.753697Y101.212191 N862 X‐279.626182Y101.169529 N863 X‐279.531922Y101.103553 N864 X‐279.465947Y101.009294 N865 X‐279.423285Y100.881779 N866 X‐279.398966Y100.716039 N867 X‐279.38802Y100.507103 N868 X‐279.385476Y100.25 N869 Y79.75 N870 X‐279.38802Y79.492897 N871 X‐279.398966Y79.283961 N872 X‐279.423285Y79.118221 N873 X‐279.465947Y78.990706 N874 X‐279.531922Y78.896447 N875 X‐279.626182Y78.830471 N876 X‐279.753697Y78.787809 N877 X‐279.919437Y78.76349 N878 X‐280.128373Y78.752544 N879 X‐280.385476Y78.75 N880 X‐350.255494 N881 X‐350.512597Y78.752544 N882 X‐350.721533Y78.76349 N883 X‐350.887273Y78.787809 N884 X‐351.014788Y78.830471 N885 X‐351.109048Y78.896447 N886 G0Z‐29.67354 N887 Z50 N888 X‐465.005494Y0 N889 Z‐34.61913 N890 G1Z‐39.61913F750 N891 X‐430.005494Y1F2250 N892 Y179 N893 X‐429.98628Y179.19509 N894 X‐429.929374Y179.382683 N895 X‐429.836964Y179.55557 N896 X‐429.712601Y179.707107 N897 X‐429.561065Y179.83147 N898 X‐429.388178Y179.92388 N899 X‐429.200585Y179.980785 N900 X‐429.005494Y180 N901 X‐214.570096 N902 X‐214.375006Y179.980785 N903 X‐214.187412Y179.92388 N904 X‐214.014526Y179.83147 N905 X‐213.862989Y179.707107 N906 X‐213.738626Y179.55557 

Page 99: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

88 | P a g e   

N907 X‐213.646216Y179.382683 N908 X‐213.589311Y179.19509 N909 X‐213.570096Y179 N910 Y1 N911 X‐213.589311Y0.80491 N912 X‐213.646216Y0.617317 N913 X‐213.738626Y0.44443 N914 X‐213.862989Y0.292893 N915 X‐214.014526Y0.16853 N916 X‐214.187412Y0.07612 N917 X‐214.375006Y0.019215 N918 X‐214.570096Y0 N919 X‐429.005494 N920 X‐429.200585Y0.019215 N921 X‐429.388178Y0.07612 N922 X‐429.561065Y0.16853 N923 X‐429.712601Y0.292893 N924 X‐429.836964Y0.44443 N925 X‐429.929374Y0.617317 N926 X‐429.98628Y0.80491 N927 X‐430.005494Y1 N928 X‐382.462601Y47.542893 N929 X‐382.586964Y47.69443 N930 X‐382.679374Y47.867317 N931 X‐382.73628Y48.05491 N932 X‐382.755494Y48.25 N933 Y131.75 N934 X‐382.73628Y131.94509 N935 X‐382.679374Y132.132683 N936 X‐382.586964Y132.30557 N937 X‐382.462601Y132.457107 N938 X‐382.311065Y132.58147 N939 X‐382.138178Y132.67388 N940 X‐381.950585Y132.730785 N941 X‐381.755494Y132.75 N942 X‐261.820096 N943 X‐261.625006Y132.730785 N944 X‐261.437412Y132.67388 N945 X‐261.264526Y132.58147 N946 X‐261.112989Y132.457107 N947 X‐260.988626Y132.30557 N948 X‐260.896216Y132.132683 N949 X‐260.839311Y131.94509 N950 X‐260.820096Y131.75 N951 Y48.25 N952 X‐260.839311Y48.05491 N953 X‐260.896216Y47.867317 N954 X‐260.988626Y47.69443 N955 X‐261.112989Y47.542893 N956 X‐261.264526Y47.41853 N957 X‐261.437412Y47.32612 N958 X‐261.625006Y47.269215 N959 X‐261.820096Y47.25 N960 X‐381.755494 N961 X‐381.950585Y47.269215 N962 X‐382.138178Y47.32612 N963 X‐382.311065Y47.41853 N964 X‐382.462601Y47.542893 N965 G2X‐377.606977Y63.232656Z‐39.61913CR=8.868124 N966 G1X‐357.604073Y64.976628 N967 G3X‐351.109048Y78.896447Z‐39.61913CR=8.868124 N968 G1X‐351.175023Y78.990706 N969 X‐351.217685Y79.118221 N970 X‐351.242004Y79.283961 N971 X‐351.25295Y79.492897 N972 X‐351.255494Y79.75 N973 Y100.25 N974 X‐351.25295Y100.507103 N975 X‐351.242004Y100.716039 N976 X‐351.217685Y100.881779 N977 X‐351.175023Y101.009294 

Page 100: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

89 | P a g e   

N978 X‐351.109048Y101.103553 N979 X‐351.014788Y101.169529 N980 X‐350.887273Y101.212191 N981 X‐350.721533Y101.23651 N982 X‐350.512597Y101.247456 N983 X‐350.255494Y101.25 N984 X‐293.320096 N985 X‐293.062993Y101.247456 N986 X‐292.854057Y101.23651 N987 X‐292.688317Y101.212191 N988 X‐292.560802Y101.169529 N989 X‐292.466543Y101.103553 N990 X‐292.400567Y101.009294 N991 X‐292.357905Y100.881779 N992 X‐292.333586Y100.716039 N993 X‐292.32264Y100.507103 N994 X‐292.320096Y100.25 N995 Y79.75 N996 X‐292.32264Y79.492897 N997 X‐292.333586Y79.283961 N998 X‐292.357905Y79.118221 N999 X‐292.400567Y78.990706 N1000 X‐292.466543Y78.896447 N1001 X‐292.560802Y78.830471 N1002 X‐292.688317Y78.787809 N1003 X‐292.854057Y78.76349 N1004 X‐293.062993Y78.752544 N1005 X‐293.320096Y78.75 N1006 X‐350.255494 N1007 X‐350.512597Y78.752544 N1008 X‐350.721533Y78.76349 N1009 X‐350.887273Y78.787809 N1010 X‐351.014788Y78.830471 N1011 X‐351.109048Y78.896447 N1012 G0Z‐34.61913 N1013 Z50 N1014 X‐278.505337Y‐63 N1015 Z‐39.56472 N1016 G1Z‐44.56472F750 N1017 Y0F2250 N1018 X‐330.505958Y0.999996 N1019 X‐330.506747Y178.999996 N1020 X‐330.487533Y179.195087 N1021 X‐330.430628Y179.38268 N1022 X‐330.338219Y179.555568 N1023 X‐330.213856Y179.707105 N1024 X‐330.062319Y179.831469 N1025 X‐329.889432Y179.923879 N1026 X‐329.701838Y179.980785 N1027 X‐329.506747Y180 N1028 X‐227.504716 N1029 X‐227.309626Y179.980785 N1030 X‐227.122033Y179.92388 N1031 X‐226.949146Y179.83147 N1032 X‐226.797609Y179.707107 N1033 X‐226.673246Y179.55557 N1034 X‐226.580837Y179.382683 N1035 X‐226.523931Y179.19509 N1036 X‐226.504716Y179 N1037 Y1 N1038 X‐226.523931Y0.80491 N1039 X‐226.580837Y0.617317 N1040 X‐226.673246Y0.44443 N1041 X‐226.797609Y0.292893 N1042 X‐226.949146Y0.16853 N1043 X‐227.122033Y0.07612 N1044 X‐227.309626Y0.019215 N1045 X‐227.504716Y0 N1046 X‐329.505958 N1047 X‐329.701048Y0.019215 N1048 X‐329.888641Y0.07612 

Page 101: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

90 | P a g e   

N1049 X‐330.061527Y0.168529 N1050 X‐330.213063Y0.292892 N1051 X‐330.337426Y0.444427 N1052 X‐330.429836Y0.617313 N1053 X‐330.486743Y0.804906 N1054 X‐330.505958Y0.999996 N1055 X‐282.963273Y47.542892 N1056 X‐283.087636Y47.694427 N1057 X‐283.180046Y47.867313 N1058 X‐283.236952Y48.054906 N1059 X‐283.256168Y48.249996 N1060 X‐283.256538Y131.749996 N1061 X‐283.237324Y131.945087 N1062 X‐283.180419Y132.13268 N1063 X‐283.088009Y132.305568 N1064 X‐282.963646Y132.457105 N1065 X‐282.81211Y132.581469 N1066 X‐282.639222Y132.673879 N1067 X‐282.451629Y132.730785 N1068 X‐282.256538Y132.75 N1069 X‐274.754716 N1070 X‐274.559626Y132.730785 N1071 X‐274.372033Y132.67388 N1072 X‐274.199146Y132.58147 N1073 X‐274.047609Y132.457107 N1074 X‐273.923246Y132.30557 N1075 X‐273.830837Y132.132683 N1076 X‐273.773931Y131.94509 N1077 X‐273.754716Y131.75 N1078 Y48.25 N1079 X‐273.773931Y48.05491 N1080 X‐273.830837Y47.867317 N1081 X‐273.923246Y47.69443 N1082 X‐274.047609Y47.542893 N1083 X‐274.199146Y47.41853 N1084 X‐274.372033Y47.32612 N1085 X‐274.559626Y47.269215 N1086 X‐274.754716Y47.25 N1087 X‐282.256168 N1088 X‐282.451257Y47.269215 N1089 X‐282.63885Y47.32612 N1090 X‐282.811737Y47.418529 N1091 X‐282.963273Y47.542892 N1092 G0Z‐39.56472 N1093 Z50 N1094 X‐284.972645Y‐63 N1095 Z‐44.51031 N1096 G1Z‐49.51031F750 N1097 Y0F2250 N1098 X‐330.505954Y1 N1099 Y178.999999 N1100 X‐330.486739Y179.195089 N1101 X‐330.429833Y179.382682 N1102 X‐330.337423Y179.555569 N1103 X‐330.21306Y179.707106 N1104 X‐330.061524Y179.831469 N1105 X‐329.888637Y179.923879 N1106 X‐329.701044Y179.980784 N1107 X‐329.505954Y179.999999 N1108 X‐240.439336Y180 N1109 X‐240.244246Y179.980785 N1110 X‐240.056653Y179.92388 N1111 X‐239.883766Y179.83147 N1112 X‐239.732229Y179.707107 N1113 X‐239.607867Y179.55557 N1114 X‐239.515457Y179.382683 N1115 X‐239.458551Y179.19509 N1116 X‐239.439336Y179 N1117 Y1 N1118 X‐239.458551Y0.80491 N1119 X‐239.515457Y0.617317 

Page 102: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

91 | P a g e   

N1120 X‐239.607867Y0.44443 N1121 X‐239.732229Y0.292893 N1122 X‐239.883766Y0.16853 N1123 X‐240.056653Y0.07612 N1124 X‐240.244246Y0.019215 N1125 X‐240.439336Y0 N1126 X‐329.505954 N1127 X‐329.701044Y0.019215 N1128 X‐329.888637Y0.07612 N1129 X‐330.061524Y0.16853 N1130 X‐330.21306Y0.292893 N1131 X‐330.337423Y0.44443 N1132 X‐330.429833Y0.617317 N1133 X‐330.486739Y0.80491 N1134 X‐330.505954Y1 N1135 X‐298.859507Y31.646447 N1136 X‐298.925483Y31.740706 N1137 X‐298.968145Y31.868221 N1138 X‐298.992463Y32.033961 N1139 X‐299.003409Y32.242897 N1140 X‐299.005954Y32.5 N1141 Y147.499999 N1142 X‐299.00341Y147.757102 N1143 X‐298.992463Y147.966038 N1144 X‐298.968145Y148.131778 N1145 X‐298.925483Y148.259293 N1146 X‐298.859507Y148.353553 N1147 X‐298.765247Y148.419528 N1148 X‐298.637732Y148.46219 N1149 X‐298.471992Y148.486509 N1150 X‐298.263056Y148.497455 N1151 X‐298.005954Y148.499999 N1152 X‐271.939336Y148.5 N1153 X‐271.682234Y148.497456 N1154 X‐271.473298Y148.486509 N1155 X‐271.307557Y148.462191 N1156 X‐271.180043Y148.419529 N1157 X‐271.085783Y148.353553 N1158 X‐271.019807Y148.259293 N1159 X‐270.977145Y148.131778 N1160 X‐270.952827Y147.966038 N1161 X‐270.94188Y147.757102 N1162 X‐270.939336Y147.5 N1163 Y32.5 N1164 X‐270.94188Y32.242897 N1165 X‐270.952827Y32.033961 N1166 X‐270.977145Y31.868221 N1167 X‐271.019807Y31.740706 N1168 X‐271.085783Y31.646447 N1169 X‐271.180043Y31.580471 N1170 X‐271.307557Y31.537809 N1171 X‐271.473298Y31.51349 N1172 X‐271.682234Y31.502544 N1173 X‐271.939336Y31.5 N1174 X‐298.005954 N1175 X‐298.263056Y31.502544 N1176 X‐298.471992Y31.51349 N1177 X‐298.637732Y31.537809 N1178 X‐298.765247Y31.580471 N1179 X‐298.859507Y31.646447 N1180 G0Z‐44.51031 N1181 Z50 N1182 X‐291.439955Y‐63 N1183 Z‐49.4559 N1184 G1Z‐54.4559F750 N1185 Y0F2250 N1186 X‐330.505954Y1 N1187 Y178.999999 N1188 X‐330.486739Y179.195089 N1189 X‐330.429833Y179.382682 N1190 X‐330.337423Y179.555569 

Page 103: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

92 | P a g e   

N1191 X‐330.21306Y179.707106 N1192 X‐330.061524Y179.831469 N1193 X‐329.888637Y179.923879 N1194 X‐329.701044Y179.980784 N1195 X‐329.505954Y179.999999 N1196 X‐253.373956Y180 N1197 X‐253.178866Y179.980785 N1198 X‐252.991273Y179.92388 N1199 X‐252.818386Y179.83147 N1200 X‐252.66685Y179.707107 N1201 X‐252.542487Y179.55557 N1202 X‐252.450077Y179.382683 N1203 X‐252.393171Y179.19509 N1204 X‐252.373956Y179 N1205 Y1 N1206 X‐252.393171Y0.80491 N1207 X‐252.450077Y0.617317 N1208 X‐252.542487Y0.44443 N1209 X‐252.66685Y0.292893 N1210 X‐252.818386Y0.16853 N1211 X‐252.991273Y0.07612 N1212 X‐253.178866Y0.019215 N1213 X‐253.373956Y0 N1214 X‐329.505954 N1215 X‐329.701044Y0.019215 N1216 X‐329.888637Y0.07612 N1217 X‐330.061524Y0.16853 N1218 X‐330.21306Y0.292893 N1219 X‐330.337423Y0.44443 N1220 X‐330.429833Y0.617317 N1221 X‐330.486739Y0.80491 N1222 X‐330.505954Y1 N1223 X‐298.859507Y31.646447 N1224 X‐298.925483Y31.740706 N1225 X‐298.968144Y31.868221 N1226 X‐298.992463Y32.033961 N1227 X‐299.003409Y32.242897 N1228 X‐299.005954Y32.5 N1229 Y147.499999 N1230 X‐299.003409Y147.757102 N1231 X‐298.992463Y147.966038 N1232 X‐298.968145Y148.131778 N1233 X‐298.925483Y148.259293 N1234 X‐298.859507Y148.353553 N1235 X‐298.765247Y148.419528 N1236 X‐298.637732Y148.46219 N1237 X‐298.471992Y148.486509 N1238 X‐298.263056Y148.497455 N1239 X‐298.005954Y148.499999 N1240 X‐284.873956Y148.5 N1241 X‐284.616854Y148.497455 N1242 X‐284.407918Y148.486509 N1243 X‐284.242178Y148.462191 N1244 X‐284.114663Y148.419529 N1245 X‐284.020403Y148.353553 N1246 X‐283.954427Y148.259293 N1247 X‐283.911766Y148.131778 N1248 X‐283.887447Y147.966038 N1249 X‐283.876501Y147.757102 N1250 X‐283.873956Y147.5 N1251 Y32.5 N1252 X‐283.876501Y32.242897 N1253 X‐283.887447Y32.033961 N1254 X‐283.911766Y31.868221 N1255 X‐283.954427Y31.740706 N1256 X‐284.020403Y31.646447 N1257 X‐284.114663Y31.580471 N1258 X‐284.242178Y31.537809 N1259 X‐284.407918Y31.51349 N1260 X‐284.616854Y31.502544 N1261 X‐284.873956Y31.5 

Page 104: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

93 | P a g e   

N1262 X‐298.005954 N1263 X‐298.263056Y31.502544 N1264 X‐298.471992Y31.51349 N1265 X‐298.637732Y31.537809 N1266 X‐298.765247Y31.580471 N1267 X‐298.859507Y31.646447 N1268 G0Z‐49.4559 N1269 Z50 N1270 X‐297.907265Y‐63 N1271 Z‐54.40149 N1272 G1Z‐59.40149F750 N1273 Y0F2250 N1274 X‐330.505954Y1 N1275 Y178.999999 N1276 X‐330.486739Y179.195089 N1277 X‐330.429833Y179.382682 N1278 X‐330.337423Y179.555569 N1279 X‐330.21306Y179.707106 N1280 X‐330.061524Y179.831469 N1281 X‐329.888637Y179.923879 N1282 X‐329.701044Y179.980784 N1283 X‐329.505954Y179.999999 N1284 X‐266.308577Y180 N1285 X‐266.113486Y179.980785 N1286 X‐265.925893Y179.92388 N1287 X‐265.753006Y179.83147 N1288 X‐265.60147Y179.707107 N1289 X‐265.477107Y179.55557 N1290 X‐265.384697Y179.382683 N1291 X‐265.327791Y179.19509 N1292 X‐265.308577Y179 N1293 Y1 N1294 X‐265.327791Y0.80491 N1295 X‐265.384697Y0.617317 N1296 X‐265.477107Y0.44443 N1297 X‐265.60147Y0.292893 N1298 X‐265.753006Y0.16853 N1299 X‐265.925893Y0.07612 N1300 X‐266.113486Y0.019215 N1301 X‐266.308577Y0 N1302 X‐329.505954 N1303 X‐329.701044Y0.019215 N1304 X‐329.888637Y0.07612 N1305 X‐330.061524Y0.16853 N1306 X‐330.21306Y0.292893 N1307 X‐330.337423Y0.44443 N1308 X‐330.429833Y0.617317 N1309 X‐330.486739Y0.80491 N1310 X‐330.505954Y1 N1311 X‐298.859507Y31.646447 N1312 X‐298.925483Y31.740706 N1313 X‐298.968144Y31.868221 N1314 X‐298.992463Y32.033961 N1315 X‐299.003409Y32.242897 N1316 X‐299.005954Y32.5 N1317 Y147.5 N1318 X‐299.003409Y147.757102 N1319 X‐298.992463Y147.966038 N1320 X‐298.968144Y148.131778 N1321 X‐298.925483Y148.259293 N1322 X‐298.859507Y148.353553 N1323 X‐298.765247Y148.419529 N1324 X‐298.637732Y148.46219 N1325 X‐298.471992Y148.486509 N1326 X‐298.263056Y148.497455 N1327 X‐298.005954Y148.5 N1328 X‐297.808577 N1329 X‐297.551474Y148.497455 N1330 X‐297.342538Y148.486509 N1331 X‐297.176798Y148.46219 N1332 X‐297.049283Y148.419529 

Page 105: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

94 | P a g e   

N1333 X‐296.955023Y148.353553 N1334 X‐296.889048Y148.259293 N1335 X‐296.846386Y148.131778 N1336 X‐296.822067Y147.966038 N1337 X‐296.811121Y147.757102 N1338 X‐296.808577Y147.5 N1339 Y32.5 N1340 X‐296.811121Y32.242897 N1341 X‐296.822067Y32.033961 N1342 X‐296.846386Y31.868221 N1343 X‐296.889048Y31.740706 N1344 X‐296.955023Y31.646447 N1345 X‐297.049283Y31.580471 N1346 X‐297.176798Y31.537809 N1347 X‐297.342538Y31.51349 N1348 X‐297.551474Y31.502544 N1349 X‐297.808577Y31.5 N1350 X‐298.005954 N1351 X‐298.263056Y31.502544 N1352 X‐298.471992Y31.51349 N1353 X‐298.637732Y31.537809 N1354 X‐298.765247Y31.580471 N1355 X‐298.859507Y31.646447 N1356 G0Z‐54.40149 N1357 Z50 N1358 X‐304.374575Y‐63 N1359 Z‐59.34708 N1360 G1Z‐64.34708F750 N1361 Y0F2250 N1362 X‐330.505953Y1 N1363 Y178.999999 N1364 X‐330.486739Y179.195089 N1365 X‐330.429833Y179.382682 N1366 X‐330.337423Y179.555569 N1367 X‐330.21306Y179.707106 N1368 X‐330.061524Y179.831469 N1369 X‐329.888637Y179.923879 N1370 X‐329.701044Y179.980784 N1371 X‐329.505953Y179.999999 N1372 X‐279.243197Y180 N1373 X‐279.048106Y179.980785 N1374 X‐278.860513Y179.92388 N1375 X‐278.687627Y179.83147 N1376 X‐278.53609Y179.707107 N1377 X‐278.411727Y179.55557 N1378 X‐278.319317Y179.382683 N1379 X‐278.262411Y179.19509 N1380 X‐278.243197Y179 N1381 Y1 N1382 X‐278.262411Y0.80491 N1383 X‐278.319317Y0.617317 N1384 X‐278.411727Y0.44443 N1385 X‐278.53609Y0.292893 N1386 X‐278.687627Y0.16853 N1387 X‐278.860513Y0.07612 N1388 X‐279.048106Y0.019215 N1389 X‐279.243197Y0 N1390 X‐329.505953 N1391 X‐329.701044Y0.019215 N1392 X‐329.888637Y0.07612 N1393 X‐330.061524Y0.16853 N1394 X‐330.21306Y0.292893 N1395 X‐330.337423Y0.44443 N1396 X‐330.429833Y0.617317 N1397 X‐330.486739Y0.80491 N1398 X‐330.505953Y1 N1399 G0Z‐59.34708 N1400 Z50 N1401 X‐310.841885Y‐63 N1402 Z‐64.29267 N1403 G1Z‐69.29267F750 

Page 106: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

95 | P a g e   

N1404 Y0F2250 N1405 X‐330.505953Y1 N1406 Y178.999999 N1407 X‐330.486739Y179.195089 N1408 X‐330.429833Y179.382682 N1409 X‐330.337423Y179.555569 N1410 X‐330.21306Y179.707106 N1411 X‐330.061524Y179.831469 N1412 X‐329.888637Y179.923879 N1413 X‐329.701044Y179.980784 N1414 X‐329.505953Y179.999999 N1415 X‐292.177817Y180 N1416 X‐291.982727Y179.980785 N1417 X‐291.795134Y179.92388 N1418 X‐291.622247Y179.83147 N1419 X‐291.47071Y179.707107 N1420 X‐291.346347Y179.55557 N1421 X‐291.253937Y179.382683 N1422 X‐291.197032Y179.19509 N1423 X‐291.177817Y179 N1424 Y1 N1425 X‐291.197032Y0.80491 N1426 X‐291.253937Y0.617317 N1427 X‐291.346347Y0.44443 N1428 X‐291.47071Y0.292893 N1429 X‐291.622247Y0.16853 N1430 X‐291.795133Y0.07612 N1431 X‐291.982727Y0.019215 N1432 X‐292.177817Y0 N1433 X‐329.505953 N1434 X‐329.701044Y0.019215 N1435 X‐329.888637Y0.07612 N1436 X‐330.061524Y0.16853 N1437 X‐330.21306Y0.292893 N1438 X‐330.337423Y0.44443 N1439 X‐330.429833Y0.617317 N1440 X‐330.486739Y0.80491 N1441 X‐330.505953Y1 N1442 G0Z‐64.29267 N1443 Z50 N1444 X‐317.309195Y‐63 N1445 Z‐69.23826 N1446 G1Z‐74.23826F750 N1447 Y0F2250 N1448 X‐330.505953Y1 N1449 Y178.999999 N1450 X‐330.486739Y179.195089 N1451 X‐330.429833Y179.382683 N1452 X‐330.337423Y179.555569 N1453 X‐330.21306Y179.707106 N1454 X‐330.061524Y179.831469 N1455 X‐329.888637Y179.923879 N1456 X‐329.701044Y179.980784 N1457 X‐329.505953Y179.999999 N1458 X‐305.112437Y180 N1459 X‐304.917347Y179.980785 N1460 X‐304.729754Y179.92388 N1461 X‐304.556867Y179.83147 N1462 X‐304.40533Y179.707107 N1463 X‐304.280967Y179.55557 N1464 X‐304.188558Y179.382683 N1465 X‐304.131652Y179.19509 N1466 X‐304.112437Y179 N1467 Y1 N1468 X‐304.131652Y0.80491 N1469 X‐304.188558Y0.617317 N1470 X‐304.280967Y0.44443 N1471 X‐304.40533Y0.292893 N1472 X‐304.556867Y0.16853 N1473 X‐304.729754Y0.07612 N1474 X‐304.917347Y0.019215 

Page 107: MODEL DRIVEN PRODUCT REALIZATION - DiVA portal747228/FULLTEXT01.pdf · Model driven product realization is ... challenge which tests the limits of our knowledge, patience, determination

Model driven product realization 

 

96 | P a g e   

N1475 X‐305.112437Y0 N1476 X‐329.505953 N1477 X‐329.701044Y0.019215 N1478 X‐329.888637Y0.07612 N1479 X‐330.061524Y0.16853 N1480 X‐330.21306Y0.292893 N1481 X‐330.337423Y0.44443 N1482 X‐330.429833Y0.617317 N1483 X‐330.486739Y0.80491 N1484 X‐330.505953Y1 N1485 G0Z‐69.23826 N1486 Z50 N1487 X‐323.776505Y‐63 N1488 Z‐74.18385 N1489 G1Z‐79.18385F750 N1490 Y0F2250 N1491 X‐330.505953Y1 N1492 Y178.999999 N1493 X‐330.486739Y179.195089 N1494 X‐330.429833Y179.382683 N1495 X‐330.337423Y179.555569 N1496 X‐330.21306Y179.707106 N1497 X‐330.061524Y179.831469 N1498 X‐329.888637Y179.923879 N1499 X‐329.701044Y179.980784 N1500 X‐329.505953Y179.999999 N1501 X‐318.047057Y180 N1502 X‐317.851967Y179.980785 N1503 X‐317.664374Y179.923879 N1504 X‐317.491487Y179.83147 N1505 X‐317.33995Y179.707107 N1506 X‐317.215588Y179.55557 N1507 X‐317.123178Y179.382683 N1508 X‐317.066272Y179.19509 N1509 X‐317.047057Y179 N1510 Y1 N1511 X‐317.066272Y0.80491 N1512 X‐317.123178Y0.617317 N1513 X‐317.215588Y0.44443 N1514 X‐317.33995Y0.292893 N1515 X‐317.491487Y0.16853 N1516 X‐317.664374Y0.07612 N1517 X‐317.851967Y0.019215 N1518 X‐318.047057Y0 N1519 X‐329.505953 N1520 X‐329.701044Y0.019215 N1521 X‐329.888637Y0.07612 N1522 X‐330.061523Y0.16853 N1523 X‐330.21306Y0.292893 N1524 X‐330.337423Y0.44443 N1525 X‐330.429833Y0.617317 N1526 X‐330.486739Y0.80491 N1527 X‐330.505953Y1 N1528 G0Z‐74.18385 N1529 Z50 N1530 M5 N1531 M09 WRITE(LOG,"MLM","END@"<<$AC_TIMER[1]) N1532 M2