Fabricație virtuală

Introducere

Fabricatia virtuala este definita ca fiind mediul sintetic si integrat pentru exersarea dezvoltarii unui produs simulat la toate nivelele de decizie si control. Din punct de vedere semantic expresiile reprezinta:

-Sintetic - un amestec de obiecte, activitati, procese reale si simulate;

-Mediu - sistemul construit prin simulare, care furnizeaza instrumentele de analiza, simulare, implementare, modelare a produs ului, procesului sau ansamblului;

-Exerseaza - actiune de constructie si executie a simularii;

-Niveluri - de la conceptia produsului la realizare, de la echipamentul de atelier la cel dintr-o întreprindere;

-Decizie - care presupune întelegerea impactului schimbarii;

-Control - predictie care afecteaza starea curenta.

Proiectarea produsului – modelarea si simularea îmbunatatesc relatiile între componentele sistemului, minimalizeaza interferentele dintre subsisteme si pe termen lung asigura trecerea de la proiectarea virtuala la productia reala. Estimarea costurilor – sistemele virtuale permit furnizarea de date precise privind costurile de proiectare, dezvoltare si productie. Se creeaza modalitati de estimare a costurilor care pot fi integrate proiectarii si fabricatiei. Estimarea riscurilor – modelarea si simularea permit detectarea ariei de risc si în unele cazuri determina solutii alternative. În concluzie, fabricatia virtuala este folosita pentru investigarea alternativelor, luarea deciziilor si executarea functiilor. Fabricatia virtuala extinde spatiul proiectarii permitând evaluarea de proiecte alternative prin utilizarea variantelor de fabricatie simulate si a prototipurilor – “fabricatie pe calculator”.

Integrarea simularii reduce semnificativ durata de timp necesara proiectarii, elimina necesitatea realizarii modelelor si a prototipurilor reale si mareste posibilitatea de patrundere rapida a produsului pe piata. Daca programele CAD sunt destinate pentru modelarea pe un interval de timp neprecizat, simularea permite vizualizarea si interactiunea sistemului în timp real. Simularea se poate axa pe doua componente principale: posibilitatea vizualizarii sistemului pe scara larga si abilitatea de a simula functionarea si comportamentul acestuia. Aceste compone nte impun un mediu de comunicatie care poate fi manipulat si analizat. Pentru caracterizarea simularii este util sa fie comparata cu alte domenii cum ar fi grafica/animatia computerizata sau realitatea virtuala. Ambele sunt în strânsa legatura cu simularea. Grafica pe calculator se efectueaza pe obiecte – caracteristica sa principala fiind producerea unei imagini a lumii reale sau a unui obiect virtual. Animatia consta în utilizarea graficii computerizate în scopul generarii unor imagini care produc iluzia miscarii. Astfel, tinând cont de definitiile anterior enuntate, se poate spune ca simularea este “motorul” care conduce grafica si realitatea virtuala. Prin analiza simularii (crearea unui model, analiza si executia sa) se poate crea o infrastructura pentru celelalte domenii. Arhitectura de modelare a sistemului asa cum este descrisa în figura 1 include trei subsisteme: ¨ Proces/produs – contine informatiile despre procesele de proiectare, de selectie al materialelor si de realizare a produsului; ¨ Analiza – estimeaza timpul de productie si realizeaza o analiza a rezultatelor; ¨ Baza de date – stocheaza informatiile referitoare la fabricatia si dezvoltarea produsului. Fabricatia virtuala poate fi conceputa în doua moduri. o În primul rând ca utilizare a simularii fabricatiei pentru optimizarea proiectarii unui produs si a proceselor pentru îndeplinirea unui scop precis, cum ar fi proiectarea asamblarii, calitatea, flexibilitatea, etc. o În al doilea rând ca utilizare a simularii pentru evaluarea mai multor scenarii ale productiei la diferite nivele de precizie în scopul obtinerii de informatii asupra proiectarii sistemului si permite adaptarea deciziilor de productie. Modul de definire al produsului Modulul procesuluide fabricatie si selectie a materialelor Modulul de prezentare a rezultatelor Subsistemul Proces/produs Estimarea ciclului de timp Analiza modului Analiza subsistemului Modelarea produsului Modelarea sistemului de productie Baza de date Fig.1. Arhitectura de modelare a sistemului Productia axata pe fabricatia virtuala utilizeaza capabilitatile pentru modelarea proceselor de fabricatie si evaluarea rapida a mai multor scenarii alternative de productie. Se poate spune ca fabricatia virtuala adauga simularea productiei altor tehnici de analiza si permite validarea de noi procese. Fabricatia virtuala necesita informatii multiple despre produs, procese si sisteme de productie acestea fiind subiectul une i vaste arii de cercetare. Modelarea proceselor integrate cu proiectarea produsului este o operatie foarte sofisticata si necesita informatii detaliate. Exista cel putin doua reprezentari ale unui sistem de productie care se bazeaza pe fabricatia virtuala: reprezentarea capabilitatilor si performantelor sistemului (vedere statica), sau reprezentarea comportamentului dinamic (vedere dinamica). Fabricatia virtuala furnizeaza un mediu de modelare si simulare puternic, astfel încât fabricarea/asamblarea unui produs, incluzând procesele asociate de fabricatie, pot fi simulate pe calculator. Aceasta caracteristica permite inventarierea tuturor variabilelor mediului de productie începând cu operatiile din ateliere si terminând cu transformarile operate la nivel de întreprindere. Cu alte cuvinte fabricatia virtuala permite atât vizualizarea proceselor de productie, asamblare, management, inventariere, cât si furnizarea de estimari corecte ale timpilor de prelucrare.