TERMÉKSZIMULÁCIÓ Modellek, szimuláció 3. hét 2010. február 18.

1. TERMÉKSZIMULÁCIÓModellek, szimuláció 3. hét 2010. február 18.

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

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

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

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

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

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

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

9. A modellek csoportosítása Szerkezeti modellek: teafőző folyamatábrái

10. A modellek csoportosítása Szerkezeti modellek: teafőző funkcióstruktúrája

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

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

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

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

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

16. Szimuláció matematikai modellekkel F1 f1 a1

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

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

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

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

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

22. Szimuláció a terméktervezésben 8. DfX technikák

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

24. Szimuláció a terméktervezésben 10. Ergonómiai szimuláció - embermodell

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

26. Szimuláció a terméktervezésben 15. A környezeti hatások szimulálása

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