National Transport Library Research Database

Formelementbaserad operationsberedning (Feature based operation planning)

Sponsors, duration, budget: Vinnova ; 2009-07-01 -- 2013-06-30 ; 9600000 kronorRegistration number:
  • Vinnova 200900998
Subject(s): Abstract: Syfte och mål: Operationsberedningssystem baserade på standardiserade internationella och generiska modeller för kommunikation och interaktion vilka lätt kan anpassas för enskilda företags behov medför stora fördelar. Grunden är en mått- och toleranssatt artikelmodell med formelement till vilka bearbetningsregler kan kopplas. Modulära konstruktioner baserade på funktions- och formelement vilka omfattar erforderlig information i en produktfamilj där en modellbaserad operationsberedning innehållande formelement håller samman informationen. Utifrån denna modellbaserade beredning kan STEP-NC- och CMM-program, monterings- och tillverkningsinstruktioner automatiskt genereras. Målen är: - Ökad produktivitet och kvalitet vid operationsberedning och tillverkning. - Minska tillverkningsprocessens påverkan på miljön. - Reducera genomloppstiden vid införandet av nya produkter och snabbare ramp-up tid genom att göra rätt från början. - Hantera ett större och ökande antal varianter och nya typer av produkter på ett rationellt sätt. - Demonstrera operationsberedning och validera i maskin i syfte att visa bidragen till ovan beskrivna mål. Resultat och förväntade effekter: Främjande av utvecklingen och införande av relevanta internationella standarder för operationsberedning inom svensk tillverkningsindustri under de kommande åren. Riktlinjer och ´best practice´ för hur man vid beredning avgränsar och tillämpar signifikanta formelement typiska för de produkter ett visst företag tillverkar. Modelldriven operationsberedningsprocess där tillverkningsoperationer baserade på standardiserade formelement reducerar icke värdeskapande manuell omdefiniering av i produktmodellen redan existerande information för beredning. Validerad funktionalitet för utbyte, kommunikation och hantering av PMI (Product Manufacturing Information) för formelement på 3D-modeller. Riktlinjer och ´best practice´ för hantering och administration av specifika formelement, relaterade tillverkningsprocesser och bearbetningsdata. Samt metoder, möjliga att införa i deltagande företags egna system, för att hantera och administrera modeller av bearbetningsmaskiner, fixturer och skärande verktyg baserade på internationella standarder. Möjlighet att vid beredning kunna utföra operationsbalansering och där hantera såväl sekventiell, parallell och alternativ bearbetningssekvens så att man oberoende av uppspänning och operationsföljd kan tillverka ett visst formelement på ett standardiserat sätt. Med hjälp av den systemoberoende standarden STEP-NC integrera produktdata med process- och resursdata från operationsberedning och eliminera det icke värdeskapande och resurskrävande arbetet med att skapa, ändra och underhålla arbets- och tillverkningsinstruktioner för att i stället presentera informationen direkt för operatören via en 3D modell. Kurs- och utbildningsmaterial för universitets- och högskoleutbildning samt företagsintern utbildning. Spridning av kunskap och projektresultat genom demonstrationer av formelementbaserad och modelldriven operationsberedning. Möjlighet att kunna konsolidera standardiserad data från produktutveckling och konstruktion, artikel- och operationsberedning och tillverkning inklusive mätning och kontroll. Uppläggning och genomförande: Projektet innehåller åtta olika arbetspaket (WP) WP 1: Projektkoordination och resultatsspridning: WP 2: Produktmodellering: Hur produktmodeller med krav, funktionselement och ytor, dimensioner och toleranser, yt- och materialegenskaper, tillverkningsbegränsningar och ämnesmodeller kan representeras genom tillämpande av begreppsmodellering, terminologi och STEP-standarder. WP 3: Formelementbibliotek Principer för hur man definierar produkt- och funktionsspecifika formelement med geometri så att delvolymer eller former i en produktgeometri ges ett sammanhang. Utveckla metoder för att relatera bearbetningsprocesser och verktyg med formelement. Utveckla bibliotek för hantering av formelement och relaterad terminologi. WP 4: Bearbetningsregler och beslutsstöd Utveckla metodik där regler för bearbetning, mätning, montering m.m. sker skilt från formelementen men funktionellt relaterade genom definierade begrepp och termer. Metoder för att säkra företags kunskap och intellektuella tillgångar kommer att beaktas. WP 5: Bearbetningsontologi Utveckla metoder för att skapa, representera och tillämpa företagsspecifika begrepp och terminology vid operationsberedning. Utveckla förslag på hur man kan tillämpa ontologier för olika domäner som exempelvis produktmodellering, formelement, processer, resurser för användning i regler vid operationsberedning. WP 6: Plattform för formelementbaserad operationsberedning Utveckla en informationsplatform för operationsberedning baserad på internationella standarder där modeller av resurser som verktygsmaskiner, fixturer, skärande verktyg och mätutrustning används tillsammans med bearbetnings- och mätprocesser. WP 7: Modelldriven operationsberedning Utveckla hur modelldriven operationsberedning bör genomföras och hur ett system för detta skulle realiseras baserat på den informationsplattform som nämns ovan. Rekommendationer och anvisningar för modelldrivet arbetssätt skall tillämpas där modellbaserade arbetsinstruktioner som stödjer maskinoperatörer i deras arbete utgör ett av resultaten från operationsberedningen. WP 8: Demonstrator Utveckla en demonstrator för formelementbaserad och modelldriven operationsberedning baserat på formelementbibliotek.Abstract: Goals/targets: Operation planning systems based on standardised international and generic models for communication and interaction and which easily can be adapted to company needs will give great advantages. The base is a dimensioned and toleranced part and feature model to which manufacturing knowledge can be connected. Modularised designs based on functional and manufacturing features will capture essential information in a product program. A feature model based operation plan will keep the information together. From this model based operation plan STEP-NC code, CMM program, assembly set-up and manufacturing instructions will be automatically generated. The objectives are: Increase productivity and quality in operation planning and in the manufacturing process. Reduce environmental impact in the manufacturing process. - Shorten lead-time in the introduction of new products and shorten ramp-up time make first right. - Handle an increased number of variants and new types of products in a rational way. - Demonstrate operation planning and validate at shop floor to show the contribution to the targets above. Result and effects: Established research results and promoted international standardisation in the field that enables implementation of important parts of this technology in industry over the coming years. Establish best practice to limit and apply a set of manufacturing features to manufacture selected company components. An operation planning process where manufacturing operations are composed of standardised features, reducing manual re-selection of geometric elements and re-creation of needed information. Established and demonstrated functionality for adding and editing PMI (Product Manufacturing Information) to features in 3D-models. Established and demonstrated management of features and best practices of their application besides methods to manage models of machine tools, fixtures and cutting tools based on international standards. Possible to implement in participating companys system environment. Established and demonstrated ability to perform sequential operation balancing and handle parallel machining (machining of same features but different setup). Eliminate the non-value adding work of writing, editing and maintaining work instructions and machining descriptions. The system independent STEP-NC model makes it possible to capture the result from operation planning and present it directly for operator interaction. Course material and demonstrators for feature based and model driven operation planning developed for education of students and company employees. Ability to consolidate standardised data from part design, operation planning and production including inspection. Planning and implementing: The project consists of eight different work packages: WP 1: Project coordination and result dissemination WP 2: Product modelling How product models with requirements, functional features and surfaces, dimensions and tolerances, surface and material properties, applied manufacturing constraints and blank model is to be represented utilising concept modelling, terminology and STEP standards. WP 3: Manufacturing feature library principles for defining company specific product features with geometry and thereby give a context to a sub-volume or a sub-shape in the product geometry. Develop methods for relating machining processes and tools to features. Develop a library for management of features with related terminology. WP 4: Manufacturing rules for decision support. Develop a methodology where machining, measuring or assembly rules and features are separated but being functionally related using defined concepts and terminology. Methods for securing company knowledge and its intellectual assets will be considered. WP 5: Manufacturing ontology. Develop methods to create, represent and apply company concepts and their specific terminology in operation planning. Develop how to apply ontologies for different domains e.g. product modelling, features, processes, resources for use in rules and for operation planning. WP 6: Information platform for operation planning Develop an information platform based on international standards on which operation planning will be performed using resource models of machine tools, cutting tools ISO 13399, fixtures and measuring equipment together with machining and measuring processes. WP 7: Model driven operation planning. Develop how model driven operation planning for should be executed and how a system for operation planning can be realised based on the information platform. Guidelines for model driven planning will be utilised and model based work instructions and machining descriptions, which supports machine tool operators, will be a part of the result from the operation planning. WP 8: Demonstrator. Develop a demonstrator for feature and model driven operation planning based upon manufacturing feature library.
Item type: