Simulace tolerancí jako nástroj pro řízení variability ve výrobě

Tags: Analýzy | CAD | Simulace | Technodat | Tolerance | Výroba

Jak za­jis­tit, aby pro­dukt na­vr­že­ný v CAD pro­stře­dí splňoval po­ža­dav­ky na kva­li­tu i při re­ál­né va­ri­a­bi­li­tě vý­ro­by? Si­mu­la­ce roz­mě­ro­vých ře­těz­ců a to­le­ran­ce ana­ly­sis umož­ňují iden­ti­fi­ko­vat kri­tic­ká místa ná­vr­hu ještě před za­há­je­ním vý­ro­by a vý­raz­ně sní­žit ri­zi­ko pro­blé­mů při ná­bě­hu sé­ri­o­vé pro­duk­ce. V kon­strukč­ní praxi se dlou­ho­do­bě řeší otáz­ka, jak za­jis­tit, aby na­vr­že­ný pro­dukt splňoval po­ža­do­va­né pa­ra­me­t­ry nejen v ide­ál­ním stavu, ale i při re­ál­né va­ri­a­bi­li­tě vý­ro­by.

Právě roz­díl mezi no­mi­nál­ním ná­vrhem a sku­teč­ným cho­vá­ním vý­rob­ku bývá čas­tým zdro­jem pro­blé­mů při ná­bě­hu sé­ri­o­vé vý­ro­by.
Jed­ním z klí­čo­vých fak­to­rů je při­tom ří­ze­ní roz­mě­ro­vé va­ri­a­bi­li­ty a to­le­ran­ce ře­těz­ců, které ur­ču­jí vý­sled­nou ge­o­me­t­rii, funk­ci i mon­to­va­tel­nost se­sta­vy.

Rozměrové řetězce a jejich vliv na kvalitu

Každý vý­rob­ní pro­ces ge­ne­ru­je ur­či­tou va­ri­a­bi­li­tu. Jed­not­li­vé od­chyl­ky se v se­sta­vách sčí­ta­jí a je­jich kom­bi­na­ce může vést k tomu, že vý­sled­ný pro­dukt nesplňuje po­ža­do­va­né pa­ra­me­t­ry.
Ty­pic­kým pří­kla­dem jsou po­ža­dav­ky na lí­co­vá­ní (flush & gap) v au­to­mo­bi­lo­vém prů­mys­lu nebo ří­ze­ní vůlí (clea­ran­ce) v přes­ných me­cha­nic­kých se­sta­vách. V obou pří­pa­dech nejde o jednu chybu, ale o sou­čet více od­chy­lek v rámci ce­lé­ho roz­mě­ro­vé­ho ře­těz­ce.
Bez sys­te­ma­tic­ké­ho pří­stu­pu k ana­lý­ze těch­to ře­těz­ců do­chá­zí k tomu, že pro­blé­my se pro­je­ví až ve vý­ro­bě, kde je je­jich ře­še­ní vý­raz­ně ná­klad­něj­ší.

Přechod od výpočtů k simulaci

Tra­dič­ní me­to­dy práce s to­le­ran­ce­mi často vy­chá­ze­jí ze zjed­no­du­še­ných vý­po­čtů nebo ta­bul­ko­vých pří­stu­pů. Ty však ne­do­ká­žou po­stih­nout kom­plex­ní cho­vá­ní se­stav, zejmé­na v pří­pa­dech, kdy se jedná o pro­sto­ro­vé vazby mezi kom­po­nen­ta­mi.
Mo­der­ní pří­stup proto vy­u­ží­vá 3D to­le­ran­ce ana­ly­sis, která umož­ňuje si­mu­lo­vat cho­vá­ní se­sta­vy na zá­kla­dě CAD mo­de­lu a de­fi­no­va­ných to­le­ran­cí. V praxi se po­u­ží­va­jí sta­tis­tic­ké me­to­dy, na­pří­klad Monte Carlo si­mu­la­ce, které umož­ňují vy­hod­no­tit prav­dě­po­dob­nost spl­ně­ní funkč­ních nebo mon­táž­ních po­ža­dav­ků.
Tento pří­stup po­sky­tu­je kon­strukč­ním týmům pod­stat­ně přes­něj­ší in­for­ma­ce o tom, jak se bude pro­dukt cho­vat při sé­ri­o­vé vý­ro­bě.

3DCS v kontextu konstrukčního procesu

Jed­ním z ná­stro­jů po­u­ží­va­ných pro si­mu­la­ci roz­mě­ro­vé va­ri­a­bi­li­ty je soft­ware 3DCS, který je in­te­gro­ván do běž­ných CAD pro­stře­dí, jako jsou CATIA, NX nebo Creo.
3DCS umožňuje mo­de­lo­vat roz­mě­ro­vé ře­těz­ce přímo nad 3D ge­o­me­t­rií, de­fi­no­vat mon­táž­ní vazby a to­le­ran­ce jed­not­li­vých prvků a si­mu­lo­vat va­ri­a­bi­li­tu se­sta­vy po­mo­cí sta­tis­tic­kých metod. Vý­stu­pem je nejen vy­hod­no­ce­ní vý­sled­né­ho stavu, ale i iden­ti­fi­ka­ce pa­ra­me­t­rů, které mají na vý­sle­dek zá­sad­ní vliv.

Simulace jako podpora rozhodování

Je dů­le­ži­té zdů­raz­nit, že si­mu­la­ce to­le­ran­cí ne­před­sta­vu­je ná­hra­du re­ál­né­ho mě­ře­ní nebo kon­t­ro­ly ve vý­ro­bě. Jejím cílem je po­skyt­nout pod­klad pro roz­ho­do­vá­ní v kon­strukč­ní fázi.
Díky tomu lze včas iden­ti­fi­ko­vat po­ten­ci­ál­ní pro­blémy, op­ti­ma­li­zo­vat to­le­ranč­ní sché­ma a sní­žit ri­zi­ko kom­pli­ka­cí při mon­tá­ži. V praxi to vede ke zkrá­ce­ní ná­bě­hu sé­ri­o­vé vý­ro­by a sta­bil­něj­ší kva­li­tě pro­duk­ce.

Praktické zkušenosti z implementace

Zku­še­nos­ti z prů­mys­lo­vých pro­jek­tů uka­zu­jí, že nej­vět­ší pří­nos si­mu­la­ce to­le­ran­cí vzni­ká v oka­mži­ku, kdy je za­čle­ně­na přímo do kon­strukč­ní­ho work­flow.
Spo­leč­nost TECH­NO­DAT se v re­gi­o­nu České re­pub­li­ky a Slo­ven­ska za­mě­řu­je na im­ple­men­ta­ci ře­še­ní pro to­le­ran­ce ana­ly­sis a pod­po­ru zá­kaz­ní­ků při je­jich za­vá­dě­ní do praxe. Sou­čás­tí pro­jek­tů není pouze sa­mot­ný soft­ware, ale i me­to­di­ka práce s roz­mě­ro­vý­mi ře­těz­ci a in­ter­pre­ta­ce vý­sled­ků si­mu­la­cí.

Tolerance analysis jako součást digitálního vývoje

Si­mu­la­ce roz­mě­ro­vé va­ri­a­bi­li­ty se po­stup­ně stává stan­dard­ní sou­čás­tí di­gi­tál­ní­ho vý­vo­je pro­duk­tů. Umož­ňuje pro­po­jit kon­strukč­ní návrh s re­ál­ný­mi po­ža­dav­ky na vý­ro­bu a kva­li­tu.
Firmy, které tento pří­stup vy­u­ží­va­jí, do­sa­hu­jí lepší pre­di­ko­va­tel­nos­ti vý­rob­ních pro­ce­sů a sni­žu­jí ri­zi­ko ná­klad­ných změn v poz­děj­ších fá­zích pro­jek­tu.

O společnosti TECHNODAT

TECH­NO­DAT se za­mě­řu­je na di­gi­tál­ní in­že­ný­ring, PLM ře­še­ní a im­ple­men­ta­ci ná­stro­jů pro ří­ze­ní tech­nic­kých dat a kva­li­ty ve vý­rob­ních pod­ni­cích.

Kontakt

Více in­for­ma­cí o ře­še­ní 3DCS a mož­nos­tech jeho vy­u­ži­tí na­jde­te ZDE.

Máte zájem o kon­zul­ta­ci nebo ukáz­ku ře­še­ní?

Kon­tak­tuj­te nás zde: www.technodat.eu/kontakt