ISP v priemysle a doprave

1. ISP v priemysle a doprave Dominik Pastier 2.B 2009/10

2. Obsah • Pojmy • Využitie IT pri konštrukcii automobilov • Kde všade v autách sú počítače? • Počítače vo svete F1

3. Pojmy • CAD(Computer – aided design) • CIM(Common Information Model) • CNC(Computer numerical control) • ABS(Antiblockiersystem) • GPS (Global positioning system) • Trenažér a simulátor

5. CAD aplikácieComputer-aided design = Počítačom podporované projektovanie • Veľká oblasť IT zastrešujúca činnosť navrhovania • Obsahujú matematické, grafické, geometrické a inžinierské nástroje pre kreslenie a modelovanie • Patria sem aj softvéry pre PC virtualizáciu (napr.: SketchUp) • CAM – spracovanie CAD modelov, vygenerovanie programu pre CNC stroje Vľavo: Pracovná plocha v Solid Edge

6. Rozdelenie CAD • Obecné CAD systémy • 2D (Cadkey) • 3D • Povrchové (AutoCAD) • Objemové (SketchUp) • Špecializované CAD systémy • Strojárstvo – CAM, CAE (Solid Edge, Pro/Enginer, Unigraphic, CATIA) • Stavebníctvo + architektúra – AEC, BIM, CAAD • Potrubné systémy a tech. zariadenie budov • Líniové a dopravné stavby (InROAD, InRAIL) • Správa nehnuteľnosti – FM (Allfa, Topobase) • Elektrotechnika – PCB, EDA (EAGLE, OrCAD) • Územné plánovanie a geografia – GIS (AutoCAD map) Simulácia motora Boeingu 787 v CATIA

7. Výhody a nevýhody CAD Výhody Nevýhody • Urýchlenie konštruovania a projektovania • Možnosť projektovania mikrosúčastí • Vysoká cena (cca. 5000€)

8. CIMCommon Information Model • Koncepčný informačný model • Poskytuje konzistentné definície a štruktúru dát, objektovo orientované technológie • Systém „počítačovej spoločnosti“ – celá činnosť spoločnosti, od vývoja cez projektovanie až po realizáciu prebieha cez PC

9. CNCComputer Numerical control = Počítačové číslicové riadenie • Stroje riadené počítačmi – riadiacimi systémami • Rozvoj – 70-80. roky 20. storočia Japonsko, USA • Výrobný proces ovláda v plnej miere počítač (riadiaci systém) • Využívanie vlastných programovacích jazykov (FANUC, ISO, HEIDENHEIN...)

10. Výhody a nevýhody CNC oproti klasickým strojom Výhody Nevýhody • Vysoká presnosť • Vysoký výkon • Schopnosť zmerať výrobok • Automatizácia procesu • Podstatne vyššia cena • Zložitejšia konštrukcia • Väčšia pravdepodobnosť vzniku poruchy Vľavo: CNC Obrábacie centrum Vpravo: Pracovná plocha CNC

11. ABSAntiblockiersystem = protiblokovací systém • Zabraňuje zablokovaniu kolies pri bŕzdení • Vynájdené v roku 1929 G. Voisinom • Umožňuje skrátiť brzdnú dráhu na mokrej, klzkej alebo zasneženej vozovke • Hlavné časti - snímače otáčok kolies, impulzné kružky na nábojoch kolies, riadiaca jednotka systému ABS, elektrohydraulické / elektropneumatické riadiace ventily • Princíp – Ak dôjde ku zníženiu rýchlosti niektorého z kolies pod stanovenú hodnotu oproti referenčnej rychlosti, riadiaca jednotka odpustí bez ohľadu na polohu brzdového pedálu tlak z brzdového systému pomalejšího kolesa a ihned po jeho roztočení opäť tlak napustí spät. Túto akciu sú systémy ABS schopné opakovať niekoľkokrát za s a to po celú dobu brzdenia až do minimálnej rýchlosti 4 km/h, kedy se systém ABS sám odpája. Schéma ABS:1. riadiaca jednotka, 2. elektrohydraulický regulátor tlaku v brzdovom potrubí, 3. snímač uhlovej rýchlosti kolesa, 4. brzda, 5. brzdové potrubie

12. GPSGlobal positioning system • Satelitný navigačný systém • Slúži na zistenie prestnej pozície a určovanie presného času • Satelit – 1. vypustený v 60. rokoch 20. storočia USA, obdobný neskôr aj ZSSR, dnes ich je aspoň 24 • Pôvodne určený pre armádu, až neskôr povolené aj civilné užívanie • GPS – navigátor – dokáže určiť prestnú polohu a vypočítať trasu • Princíp fungovania – civilný užívateľ môže mať prístup cez službu SPS • Príjmacia jednotka v aute vyšle signál aktuálnej polohy a takisto aj cieľa • Následne získa údaje o presnej východiskovej polohe a o presnej polohe cieľa • Následne jednotka vypočíta najlepšiu trasu Satelit GPS na obežnej dráhe

13. Trenažér a simulátor • Trenažér • Model zložitého systému simulujúci jazdu a pod. • Využitie – výcvik pilotov, vodičov • Simulátor • Počítač doplnený vstupným a výstupným zariadením napodobňujúci správaniereálnej fyzikálnej sústavy, napr. letu, atómového reaktora...

14. Využitie IT pri konštrukcii automobilov • Ideový návrh – návrh v CAD • Konštrukčný vývoj – výkresová dokumentácia dielcov v CAD • Výroba a skúšanie prototypu – analýza návrhu pomocou PC • Sériová výroba – využívanie CNC a PC pri výrobe a kontrole

15. Kde všade v autách sú počítače? GPS navigátor Palubný počítač spracúva všetky dáta Centrálne uzamykanie, dvere a alarm Riadenie a kontrola motora ABS, ASR, ESP

16. Počítače vo svete F1 • Vďačným príkladom využitia PC v strojárstve predstavuje motoristický seriál F1 • PC umožňujú konštruktérom zrýchliť a spresniť vývoj monopostov, záznamy z pretekov zasa možno použiť na skúmanie nedostatkov a odhaľovať konštrukčné a aerodynamické nedostatky • Vďaka PC majú konštruktéri pri pretekoch vždy k dispozícii prehľad o aktuálnom technickom stave vozidla a PC zaisťujú spojenie s jazcami • Bez počítačov by nebola možná prevádzka systému rekuperácie kinetickej energie (KERS), ktorá je základom úspechu niektorých tímov (Ferrari, McLaren) • PC umožňujú simulovať preteky a tým pomáhajú zvoliť správnu taktiku jazdy Popis vozidiel

17. Počítače vo svete F1 Počítače reguluju a kontrolujú chod motora a prevodovky Palubný počítač zaznamenáva časy, kontroluje chod motora, prevodovky, KERSU a zabezpučuje spojenie s tímom Systém KERS Súčasťou je aj ABS, ASR a ESP Systém KERS Konštruovanie vozidiel

18. Systém KERSKinetic Energy Recovery System = Systém rekuperácie elektrickej energie • Sústava, ktorá v podobe elektrickej energie uchováva pohybovú energiu bežne strácanú pri bŕzdení • Časti: • MGU – Motor General Unit – generátor spojený s hnacím hriadeľom • KCU – Kers Central Unit – elektronická riadiaca jednotka, ovláda a dohliada na systém • Výhody: Prudké momentové zvýšenie výkonu • Nevýhody: hmotnosť, cena, spoľahlivosť, veľkosť • Využívajú ho aj niektoré dopravné prostriedky s veľmi vykonnými elektromotormi Popis vozidiel Konštruovanie vozidiel