Einsatz wissensbasierter Features für die automatische Konfiguration von Produktkomponenten (PDF)

Die rechnerintegrierte Produktentwicklung ist durch den Einsatz von parametrischen 3D-CAD-Systemen geprägt, mit denen vor allem die Entwicklung und Konstruktion von Komponenten aus dem Bereich der Varianten- und Anpassungskonstruktion unterstützt wird. Dabei kommen vor allem featurebasierte Systeme zum Einsatz, die eine semantische Verknüpfung der verschiedenen Phasen des Produktentwicklungsprozesses auf der Basis eines virtuellen Produktmodells zum Ziel haben.
Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Erweiterung der featurebasierten Modellierungsmethoden durch den Einsatz wissensbasierter Komponenten, um so eine automatische Produktkonfiguration zu ermöglichen und damit den Prozess zur Erzeugung virtueller Prototypen weiter zu beschleunigen. Ein Schwerpunkt wurde dabei auf die Beherrschung variabler topologischer Ausprägungen gelegt.
Zu Beginn wurden die vorhandenen Möglichkeiten parametrischer CAD-Systeme im Bereich der wissensbasierten Konstruktion untersucht. Anhand der Analysen wurden regelbasierte Komponenten als geeignetes Mittel für die Erzeugung wissensbasierter Feature identifiziert. Am Beispiel der Läuferkomponenten eines Einwellenverdichters wurde daraufhin eine Konstruktionsmethodik auf der Basis von Gestaltungsmodulen entwickelt, mit denen der strukturierte Aufbau des virtuellen Prototyps ermöglicht wird. Das Produkt wird dazu in funktionale Einheiten gegliedert. Anhand von Konnektoren werden die einzelnen Gestaltungsmodule miteinander verknüpft. Jedes Gestaltungsmodul greift durch eine Datenbankanbindung auf prozessübergreifend genutzte Daten zurück, um die endgültige geometrische Ausprägung zu bestimmen, wobei die Steuerung der Geometrie und der Datenbereitstellung durch die featureinternen regelbasierten Komponenten erfolgt. Ergebnis des Konfigurationsprozesses ist ein strukturiertes virtuelles Produktmodell.
Die Arbeit zeigt die Notwendigkeit der strukturierten Modellerstellung unter Berücksichtigung der Anforderungen der Konstruktion nachgelagerter Prozesse der Produktentwicklung auf. Am Beispiel von Fließkanalstrukturen der Kunststoffverarbeitenden Industrie wurde des Weiteren die Notwendigkeit der Nutzung wissensbasierter Features für die Integrative Kopplung von Produktmodell und numerischem Simulationsmodell für die automatische strömungstechnische Optimierung aufgezeigt.