mspfp - cadredidactice.ub.rosistemelor tehnologice de fabricație tradiționale. •elementul de...

25
MSPFP Curs 3

Upload: others

Post on 22-Jan-2020

1 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: MSPFP - cadredidactice.ub.rosistemelor tehnologice de fabricație tradiționale. •Elementul de noutate îl constituie flexibilitatea sau capacitatea de adaptare rapidã și sigurã

MSPFP

Curs 3

Page 2: MSPFP - cadredidactice.ub.rosistemelor tehnologice de fabricație tradiționale. •Elementul de noutate îl constituie flexibilitatea sau capacitatea de adaptare rapidã și sigurã

Optimizarea constructiv-funcționalã a produselor

• Prelucrarea materialelor(metalelor) se realizeazã ca urmare a fluxului energetic și informațional prelucrat de cãtre utilajul tehnologic (M-U, DPSf, DPSc, Sc, MM) în timp.

• Semifabricatul supus prelucrãrii influențeazã procesul de prelucrare prin dimensiuni, formã, toleranțe, uniformitatea structurii procesului tehnologic de prelucrare.

• Principiile de proiectare a semifabricatului optim sunt: – forma; – materialul; – adaosurile de prelucrare.

Page 3: MSPFP - cadredidactice.ub.rosistemelor tehnologice de fabricație tradiționale. •Elementul de noutate îl constituie flexibilitatea sau capacitatea de adaptare rapidã și sigurã

Modelul iconic al sistemului tehnologic de prelucrare

Page 4: MSPFP - cadredidactice.ub.rosistemelor tehnologice de fabricație tradiționale. •Elementul de noutate îl constituie flexibilitatea sau capacitatea de adaptare rapidã și sigurã

Obiectul optimizãrii

• Este indicat sã se urmãreascã etapele (Bonini et al, 1997):

1. Stabilirea criteriului de eficiențã

2. Selectarea unei mulțimi de alternative posibile

3. Determinarea unui model care sã fie folosit și a valorilor parametrilor procesului

4. Determinarea alternativei care optimizeazã criteriul stabilit la etapa 1.

• Deoarece problemele lumii reale devin extrem de complicate este necesar sã se facã o abstractizare și o simplificare a realitãții într-un model.

Page 5: MSPFP - cadredidactice.ub.rosistemelor tehnologice de fabricație tradiționale. •Elementul de noutate îl constituie flexibilitatea sau capacitatea de adaptare rapidã și sigurã

Concepte de bazã în modelare

• stabilirea factorilor și variabilelor pe care decidentul le considerã importante.

• Variabilele de decizie sunt acele variabile pe care le controleazã decidentul, ele reprezentând alegerile alternative pentru decident. De exemplu: trebuie sã se introducã un nou produs în fabricație. Decidentul poate alege: sã se introducã sau nu, prețul, culoarea, suma alocatã reclamei etc. – Variabilele exogene sau externe sunt acelea care sunt importante în problema

de decizie, dar sunt controlate de factori externi sferei decidentului. De exemplu: prețul materiilor prime pentru realizarea noului produs.

– Restricțiile pot fi legate de capacitãțile de producție, resurse, limitãri legislative, politica firmei etc.

– Mãsuri ale performanței. În luarea unei decizii decidentul are un scop, un obiectiv pe care încearcã sã-l atingã . Criteriile sau mãsurile performanței sunt expresii cantitative ale acestor obiective.

– Variabilele intermediare sunt necesare pentru includerea tuturor factorilor importanți în problema de decizie. Adesea ele leagã factorii de cost și de câștig. Se folosesc sã lege variabilele de decizie și exogene de mãsurile de performanțã.

Page 6: MSPFP - cadredidactice.ub.rosistemelor tehnologice de fabricație tradiționale. •Elementul de noutate îl constituie flexibilitatea sau capacitatea de adaptare rapidã și sigurã

Obiectul optimizãrii

• Mașina unealtã influențeazã procesul de prelucrare prin gama de turații și avansuri, prin momentele și forțele admisibile, prin rigiditatea diferitelor ansamble și prin precizia mișcãrilor. Acesti factori de influențã sunt luați în considerare în cadrul acestui material pe trei direcții de analizã : – mașina unealtã;

– regimul de prelucrare;

– conducerea procesului.

Page 7: MSPFP - cadredidactice.ub.rosistemelor tehnologice de fabricație tradiționale. •Elementul de noutate îl constituie flexibilitatea sau capacitatea de adaptare rapidã și sigurã

OPTIMIZAREA

• este activitatea de studiere a unei probleme, în urma cãreia se obține un rezultat, care comparat cu alte rezultate posibile este cel mai bun, cel mai potrivit, cel mai indicat și în baza cãruia se poate lua o decizie cu caracter tehnico-economic. – În cazul prelucrãrii metalelor, se folosesc o singurã funcție

generalã ∑ Yj, la care însã se urmãrește optimul tehnologic. – Un punct de vedere, dar nu singurul, considerã cã un ansamblu

∑ Yj va putea fi optim numai atunci când va fi format din elemente Yj

• Optimizarea sistemelor reale cu evoluție în etape constituie obiectul programãrii dinamice, care are la bazã pricipiul de optimalitate al lui Bellman(Kaufmann, II, 1967), care poate fi exprimat astfel: Orice politicã optimã nu poatefi alcãtuitã decât din subpolitici optime.

Page 8: MSPFP - cadredidactice.ub.rosistemelor tehnologice de fabricație tradiționale. •Elementul de noutate îl constituie flexibilitatea sau capacitatea de adaptare rapidã și sigurã

• În cadrul unui proces tehnologic, poate fi vorba doar de optimizarea parțialã a parametrilor regimului de așchiere, în condițiile în care celelalte etape sunt precizate (traseul tehnologic, adaosul de prelucrare, etc.), sau poate fi vorba de o singurã operaie sau câteva operații, sau de toate operaþiile procesului tehnologic.

• Un alt nivel de optimizare, poate avea în vedere optimizarea întregului proces tehnologic, cu rezolvarea tuturor problemelor conexe. Acest mod de punere a problemei, vizeazã optimizarea complexã a procesului tehnologic.

Page 9: MSPFP - cadredidactice.ub.rosistemelor tehnologice de fabricație tradiționale. •Elementul de noutate îl constituie flexibilitatea sau capacitatea de adaptare rapidã și sigurã

Etape

• culegerea de informații referitoare la procesul tehnologic analizat;

• elaborarea modelului matematic:

- formularea modelului;

- stabilirea ecuațiilor modelului matematic;

• verificarea modelului matematic;

• determinarea soluþiei optime.

Page 10: MSPFP - cadredidactice.ub.rosistemelor tehnologice de fabricație tradiționale. •Elementul de noutate îl constituie flexibilitatea sau capacitatea de adaptare rapidã și sigurã

culegerea de informații

• se înțelege culegerea datelor care descriu fenomenul cercetat.

• Informații necesare: - desenul de execuție al piesei (dimensiuni, material,

T.T., etc.);

- rolul funcțional al piesei;

- metode și procedee de prelucrare, caracteristici;

- posibilitãți de realizare practicã în societatea comercialã .

Page 11: MSPFP - cadredidactice.ub.rosistemelor tehnologice de fabricație tradiționale. •Elementul de noutate îl constituie flexibilitatea sau capacitatea de adaptare rapidã și sigurã

elaborarea modelului matematic

• Se defineste modelul matematic al unui proces ca fiind sistemul de ecuații și inecuații, apt sã descrie în mod corect interdependentele dintre variabilele procesului.

• F. W. Taylor 1905,

• Safanov (1933),

• Tomcin (1957),

• Golding (1958),

• Granovschi (1963),

• Konig (1969)

• Palnuva (1978),

Page 12: MSPFP - cadredidactice.ub.rosistemelor tehnologice de fabricație tradiționale. •Elementul de noutate îl constituie flexibilitatea sau capacitatea de adaptare rapidã și sigurã

Etape în elaborarea procesului matematic

• Formularea modelului

• Stabilirea ecuatiilor modelului matematic

Page 13: MSPFP - cadredidactice.ub.rosistemelor tehnologice de fabricație tradiționale. •Elementul de noutate îl constituie flexibilitatea sau capacitatea de adaptare rapidã și sigurã

Formularea modelului

• Formularea modelului care cuprinde: – Stabilirea scopului modelului;

– Delimitarea procesului modelat;

– Stabilirea variabilelor procesului;

– Determinarea tipului de model necesar.

• Stabilirea scopului (obiectivului) urmãrit, sau altfel spus stabilirea funcției obiectiv, aceastã funcție poate fi de naturã tehnicã (precizia prelucrãrii), sau de naturã economicã (costul prelucrãrii).

Page 14: MSPFP - cadredidactice.ub.rosistemelor tehnologice de fabricație tradiționale. •Elementul de noutate îl constituie flexibilitatea sau capacitatea de adaptare rapidã și sigurã

Stabilirea ecuatiilor modelului matematic

• Stabilirea ecuatiilor modelului matematic se face prin metode teoretice verificate și completate prin metode empirice (experimentale). – Metode de modelare teoretice de bazã sunt:

• bilanțurile materiale, bazate pe legea conservãrii masei;

• bilanțurile de energie, bazate pe principiul intâi al termodinamicii.

• Metodele de modelare empiricã sunt metodele statistico-matematice, prin care se prelucreazã datele experimentale. Astfel încât sã rezulte un volum maxim de informații exacte.

Page 15: MSPFP - cadredidactice.ub.rosistemelor tehnologice de fabricație tradiționale. •Elementul de noutate îl constituie flexibilitatea sau capacitatea de adaptare rapidã și sigurã

Verificarea modelului

• se realizeazã în urmãtoarele trei etape:

– analiza erorilor pe ecuaþii ale modelului;

– simularea procesului cu mijloace electronice de calcul;

– simularea procesului în timp real.

Page 16: MSPFP - cadredidactice.ub.rosistemelor tehnologice de fabricație tradiționale. •Elementul de noutate îl constituie flexibilitatea sau capacitatea de adaptare rapidã și sigurã

determinarea solutiei optime

• determinarea solutiei optime se face prin determinarea valorilor variabilelor dependente, astfel astfel încât sã se obținã cea mai bunã valoare pentru funcția obiectiv a procesului analizat.

• Abordarea problemelor de optimizare pornind de la elementul PRODUS conduc la o serie de metode și mijloace de optimizare din punct de vedere al metodei de obținere a semifabricatului produsului respectiv, al concepției și proiectãrii asistate de calculator a produsului și optimizarea lui constructiv-funcționalã utilizând metoda elementelor finite și nu în cele din urmã, optimizarea procesului tehnologic de prelucrare a produsului.

Page 17: MSPFP - cadredidactice.ub.rosistemelor tehnologice de fabricație tradiționale. •Elementul de noutate îl constituie flexibilitatea sau capacitatea de adaptare rapidã și sigurã

Algoritmul optimizãrii constructiv-funcționale prin MEF

• Datele de intrare sunt cele ce conțin de informațiile constructive și tehologice funcție de condițiile in care va funcționa reperul, cu alte cuvinte sunt variantele tipodimensionale de repere din baza de date, precum și baza de metode ce conține programe de optimizare, de calcule inginerești. Din aceastã bazã de date se extrag variantele constructive pentru care se realizeazã-analizeazã prin metoda elementelor finit.

• Ipotezele de lucru se referã în principal la geometria corpului analizat, proprietãțile materialelor folosite, domeniul de variație al principalelor mãrimi de câmp investigate și, în sfârșit, la regimul de funcționare al sistemului dat.

Page 18: MSPFP - cadredidactice.ub.rosistemelor tehnologice de fabricație tradiționale. •Elementul de noutate îl constituie flexibilitatea sau capacitatea de adaptare rapidã și sigurã

Algoritmul optimizãrii

constructiv-funcționale prin

MEF

Page 19: MSPFP - cadredidactice.ub.rosistemelor tehnologice de fabricație tradiționale. •Elementul de noutate îl constituie flexibilitatea sau capacitatea de adaptare rapidã și sigurã

• Procesul de discretizare al domeniului de analiza are ca suport fizic posibilitatea descompunerii corpului analizat în elementele sale componente.

• Într-o primã fazã procesul de discretizare conduce la transformarea domeniului de analizã într-un ansamblu de element finit. Urmeazã apoi numerotarea elementelor finite, a nodurilor și stabilirea matricelor de conexiuni.

Page 20: MSPFP - cadredidactice.ub.rosistemelor tehnologice de fabricație tradiționale. •Elementul de noutate îl constituie flexibilitatea sau capacitatea de adaptare rapidã și sigurã
Page 21: MSPFP - cadredidactice.ub.rosistemelor tehnologice de fabricație tradiționale. •Elementul de noutate îl constituie flexibilitatea sau capacitatea de adaptare rapidã și sigurã

Optimizarea proceselor tehnologice de prelucrare

• Pe lângã exigențele obișnuite privind fiabilitatea, precizia și productivitatea procesului tehnologic, apar din ce în ce mai mult exigențe legate de economicitatea energiei, integrarea pe o treaptã superioarã a omului în procesul de producție, dar mai ales cele legate de asigurarea unei flexibilitãți ridicate. Aceste cerințe au impus, și impun în continuare producãtorilor de bunuri materiale, acceptarea unei noi atitudini și filosofii fațã de automatizarea sistemelor tehnologice de fabricație tradiționale.

• Elementul de noutate îl constituie flexibilitatea sau capacitatea de adaptare rapidã și sigurã a sistemelor la o serie de modificãri ale tehnologiei de fabricație.

Page 22: MSPFP - cadredidactice.ub.rosistemelor tehnologice de fabricație tradiționale. •Elementul de noutate îl constituie flexibilitatea sau capacitatea de adaptare rapidã și sigurã

Sistem flexibil de fabricatie

Page 23: MSPFP - cadredidactice.ub.rosistemelor tehnologice de fabricație tradiționale. •Elementul de noutate îl constituie flexibilitatea sau capacitatea de adaptare rapidã și sigurã

Modul de modelare

al unui atelier

universal

Page 24: MSPFP - cadredidactice.ub.rosistemelor tehnologice de fabricație tradiționale. •Elementul de noutate îl constituie flexibilitatea sau capacitatea de adaptare rapidã și sigurã
Page 25: MSPFP - cadredidactice.ub.rosistemelor tehnologice de fabricație tradiționale. •Elementul de noutate îl constituie flexibilitatea sau capacitatea de adaptare rapidã și sigurã