طراحی و ساخت یک سیستم آموزشی هوشمند جهت بهینه‌سازی و ارزیابی قابلیت ساخت طراحی و ایجاد تمام فرایندهای ممکن جهت ساخت قطعه و ارزیابی هر یک از فرایندهای ساخت

عمل نیک, مرتضی صادق

doi:10.22061/tej.2010.1355

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده

مرتضی صادق عمل نیک

دانشکده فنی و مهندسی ،دانشگاه قم،قم،یران

https://doi.org/10.22061/tej.2010.1355

چکیده

در این مقاله یک سیستم آموزش هوشمند در محیط مهندسی همزمانی براساس تکنیک شی مدار جهت بهینه سازی و ارزیابی قابلیت ساخت طراحی و ایجاد تمام فرایندهای ممکن طراحی و ساخته شده است. در این سیستم آموزش هوشمند مشخصات هندسی قطعه طراحی شده و فیچرهای آن از نظر قابلیت ساخت با فرایندهای سنتی (مانند سوراخکاری، برقوکاری، بورینگ، فرزکاری و رزوه زنی) و فرایندهای غیر سنتی (مانند ماشینکاری الکترو شیمیایی، تخلیه الکتریکی، اولتراسونیک، فرایندهای ترکیبی الکترو شیمیایی و تخلیه الکتریکی، و فرایند ترکیبی وایرکات مورد ارزیابی قرار میگیرد. در این سیستم تمام فرایندهایی که میشود فیچرهای طراحی را ساخت، در سیستم ایجاد میشود و سیستم قادر است زمان و هزینههای ماشینکاری و نرخ ماشینکاری را محاسبه نموده و مشخص کند که کدام یک از فرایندها از نظر زمان و هزینه و نرخ ماشینکاری مناسبتر است. سیستم این امکان را بهئ طراح میدهد تا با تغییر پارامترها و ابعاد و تلرانسهای طراحی زمان ماشینکاری و هزینههای آن را بهینه نماید. این سیستم میتواند ظرف کمتر از 30 ثانیه قابلیت ساخت طراحی را ارزیابی نموده و بازخوردها و توصیههای لازم را برای اصلاح و بهبود پارامترهای طراحی به طراح بدهد و به این صورت طراح بتواند طرح خود را از نظر زمان و هزینه و کیفیت و راندمان تولید بهینه نماید. همچنین سیستم توصیههای لازم را به مهندس ساخت برای انتخاب بهینه پارامترهای ماشینکاری مانند سرعت، میزان تغذیه، نرخ پیشروی ابزار، سیکل زمان و هزینه ماشینکاری و راههایی که میشود هزینههای ماشینکاری را کاهش داد برای هر یک از فرایندهای فوقالذکر مینماید تا بین کیفیت مورد نیاز و راندمان تولید بتواند بالانسی بر قرار نماید. این سیستم آموزشی هوشمند میتواند جهت بهینه کردن پارامترهای طراحی و ساخت استفاده نمود. همچنین میتوان به عنوان یک سیستم مشاوره هوشمند مورد استفاده طراحان و مهندسان تولید قرار گیرد. همچنین با استفاده از سیستم اموزشی هوشمند ساخته شده میتوان نیروهای جدید تازه کار در بخش طراحی و ساخت را آموزش داد. جهت ارزیابی کارایی سیستم آموزشی هوشمند، خروجی این سیستم با روش تجربی مقایسه شده و صحت پیشبینی آن از نظر زمان و هزینه ماشینکاری و نرخ پیشروی ابرار در مقاله نشان داده شده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

فناوری آموزش- ارزشیابی و آزمون سازی

عنوان مقاله [English]

Developing an Intelligent Education System for Design and Manufacturability Evaluation

نویسنده [English]

M.S. Amalnik

Faculty of Engineering, University of Qom, Qom, Iran

چکیده [English]

This paper addresses the concept and development of an intelligent education system in concurrent engineering environment based on object oriented technique for conventional processes such as drilling, reaming, boring, slot drilling, end milling, tapping, etc. and unconventional processes such as electrochemical machining (ECM), electro-discharge machining (EDM), electrochemical spark machining (ECSM), ultrasonic machining (USM) and wire-electro-erosion-dissolution machining (Wire-EEDM) for manufacturability evaluation and generation of alternative processes for improving product design. A feature based approach for acquiring design specification is used. Then the system automatically generates all possible alternative processes and estimates machining (cutting) cycle time, and cost, penetration rate, and efficiency for each process. The system works as a process of iterative redesign which suggests a way of using process information to find ways of reducing the cost of each design feature. It also estimates the optimum operation parameters for each process which balances between quality and manufacturing efficiency and to give designers immediate feedback about parameters such as the machining cycle time, cost and quality, efficiency and so on for optimization and give some advice to manufacturing engineers related to feed, speed, penetration rate, machining cycle time and cost saving.

کلیدواژه‌ها [English]

Intelligent Education System
Design and Manufacturability Evaluation
Generating Alternative Processes
Optimization

مراجع

[1] French J. M., Conceptual design for engineering, Second Edition, Springer-Verlag City, 1985. [2] Anderson D.M., Design for manufacturability, Morteza Sadegh Amalnik Journal of Technology of Education/ Vol. 4, No.4, Summer 2010 278 In Tool and Manufacturing Engineering Handbook, Edited by Amon Bakerjian, Volume 6, Design for Manufacturability, Society of manufacturing engineers, Fourth Edition, 1992. [3] Suh N.P., The principles of design, Oxford University Press, New York, 1990. [4] Suh, N.P. Keynote Papers: Basic Concepts in Design for Producibility, Annals of the CIRP, Vol. 37, No.2, 1998. [5] Dixon J.R. and Duffey M.R., Quality is not accidental- it's designed, The New York Times, June, 26, 1988. [6] Sadegh-Amalnik M. and McGeough J.A., Intelligent concurrent manufacturability evaluation for electrochemical machining, J. of Materials Processing Tech., Vol .61, 1996. [7] Sadegh-Amalnik, M., A knowledge based system for improving product design and manufacturing process for ultrasonic machining in concurrent engineering environment, 18th International Conference on CAD/CAM, Moscow, Russia, Oct, 2005. [8] Sadegh-Amalnik M., Optimization of electrodischarge texturing for sheet rolled metal by using an expert System, International Industrial Engineering Conference, Tehran, Iran, Dec, 2005. [9] Sadegh-Amalnik M., El-Hofy H.A., McGeough J.A. , An Intelligent Knowledge based system for manufacturability evaluation of design for wireEED machining in concurrent engineering environment, Journal of Material Processing Technology, Vol. 79,1998, pp 155-162. [10] Gupta S.K., Nau W.C. , Regli and Zhang A., A methodology for systematic generation and evaluation of alternative operation plans, Advances in feature based manufacturing, edited by J.J. Shah, M. Mantyla and D.S. Nau, 1994, Elsevier. [11] Sadegh-Amalnik m., Computer Integrated Model For Saipa Automotive industry, 18th International Conference on CAD/CAM, , Moscow, Russia ,Oct, 2005. [12] Sadegh-Amalnik M., A Knowledge-Based System for Improving Design and Manufacturing Process for WireElectrochemical spark machining with in a CIM environment, CIE International Conference, in National Tsing Hua University, Hsinchu, Taiwan ,Jun 2008, pp. 23-26. [13] Yannoulakis N.J., A manufacturability evaluation and improvement system, Ph.D. dissertation, Pennsylvania State University, 1991. [14] bakerjian R., SME, Tool and manufacturing engineers’ handbooks: Design for manufacturability, 1992 . [15] Metcut Research Associates Inc., Machining data handbook, Machineability Data Center, Vol 1 & 2, 1980. [16] Cutkosky M.R., Tenenbaum J.M., Muller D., Features in process-Based Design, Proc. ASME Computers in Engineering Conference, Vol. 1, 1988, pp. 557-559 [17] Boothroyd G. and Dewhurst P., Design for Assembly: A Designer's Handbook, University of Mass., Amherst, Massachusetts, 1983. [18] Hirschtick J.K. and Gossard D.C., Geometric reasoning for design advisory systems, Proc. SAME Int. Comp Eng. Conf., Chicago, Ill, 1986, pp. 263-270. [19] Irani R.K., Kim B.H. and Dixon, J.R., Integrating CAE features and iterative redesign to automate the design of injection molds, Proc. of the ASME Int. Computers in Eng. Conf., Vol.1, Anaheim, Ca, 1989, pp. 72-77. [20] C. PoliC., Graves R.J. and Sunderland J.E., Computer-aided product design for economic manufacture, Symposium on Production and Process Design Presented at Atlanta, Edited by G. Chryssolouris and R. Komanduri, 1988, pp. 23-27. [21] Rosen D.W., Dixon J.R., Poli C., Dong X., Features and Algorithms for tooling cost evaluation in injection molding and die casting, Computers in Engineering- Vol. 1, ASME, 1992, pp. 45-52. [22] Poli C. and DivgiJ., Product design for economical die casting part shape analysis for die manufacturability, SDCE 14ih Int. Die Casting Congress and Exposition, Canada, May 11-14, 1987, pp. 1-7. [23] Luby S.C., Dixon J.R. and Simmons M.K., Designing with features: creating and using a feature data base for evaluation of manufacturability of castings, Proc. 1986 ASME Int. Computers in Eng. Conf. and Exhibition, Chicago , vol.ll , 1986, pp. 285-292. [24] Rosen D.W. and Dixon J.R., Languages for feature-based design and manufacturability, Int. J. Systems Automation: Research and Applications (SARA) 2, 1992, pp.353-373. [25] Ishii K., Mukherjee S., Post Manufacturing Issues in Life-Cycle Design, Design for Manufacture, ASME, Vol.51, 1992, pp. 49-65. [26] Luby S.C., Dixon J.R. and Simmons M.K., Designing with features: creating and using a features data base for evaluation of manufacturability of castings, Computer in ENG 1986. Computers in Eng. Conf. and Exhibition, Developing an Intelligent Education … 279 Journal of Technology of Education/ Vol. 4, No.4, Summer 2010 Chicago, Ill, USA, 1986, pp. 285-293. [27] Wozny M.J., Turner J., Dixon J., Poli C. and Graves, R., A Unified representation to support valuation of design for manufacturability: Phase 1, Proc 1991, National Science Foundation Design + Manufacturing Systems Conf, Austin TX, 1991, pp.641-651. [ 28] Wozny M.J., Turner, J., Graves, R., Dong, X., Sodhi, R., Dixon, J., Poli,C., Rosen, D. W., Mahajan, P.V., A. Fathailall, A Unified representation to support evaluation of design for manufacturability: Phase II, Proc 1991 National Science Foundation Design + Manufacturing Systems Conf, Atlanta, Ga, Jan 1992. [29] Wozny M.J., Turner J.U., Graves R., Dong, X., Sodhi R., Dixon J., Poli,C. Rosen D., Mahajan P.V. and Fathailall a., A Unified representation to support evaluation of design for manufacturability: Phase III, Proc 1993 National Science Foundation Design + Manufacturing Systems Conf, Charlotte NC, Jan 1993, pp. 741-753. [30] Wang M.T., An object-orient-oriented featurebased CAD/CAPP/CAM integration framework, DE-Vol. 32-1, Advances in Design AutomationVol.1, 1991, pp.109-116. [31] Gadh R. and Prinz F.B., A computationally efficient approach to feature abstraction in design-manufacturing integration, Transactions of the ASME, Vol. 117, No.1, Feb, 1995, pp. 16-17. [32] Vosniakos G.C., An intelligent automatic interface of computer-aided design with manufacture for 2-1/2-D prismatic parts, Ph.D. dessertation, UMIST, 1991. [33] Ishii K., Lee C.H. and Miller R.A., Methods for Process Selection in Design, Proc of ASME Design Theory Conf., Chicago, 1990.

نامه به سردبیر

سر دبیر نشریه فناوری آموزش، با تواضع انتشار نامه های واصله از نویسندگان و خوانندگان و بحث در سامانه نشریه را ظرف 3 ماه از تاریخ انتشار آنلاین مقاله در سامانه و یا قبل از انتشار چاپی نشریه، به منظور اصلاح و نظردهی امکان پذیر نموده است.، البته این شامل نقد در مورد تحقیقات اصلی مقاله نمی باشد.

توچه به موارد ذیل پیش از ارسال نامه به سردبیر لازم است در نظر گرفته شود:

[1]نامه هایی که شامل گزارش از آمار، واقعیت ها، تحقیقات یا نظریه ها هستند، لازم است همراه با منابع معتبر و مناسب باشند، اگرچه ارسال بیش از زمان 3 نامه توصیه نمی گردد

[2] نامه هایی که بجای انتقاد سازنده به ایده های تحقیق، مشتمل بر حملات شخصی به نویسنده باشند، توجه و چاپ نمی شود

[3] نامه ها نباید بیش از 300 کلمه باشد

[4] نویسندگان نامه لازم است در ابتدای نامه تمایل یا عدم تمایل خود را نسبت به چاپ نظریه ارسالی نسبت به یک مقاله خاص اعلام نمایند

[5] به نامه های ناشناس ترتیب اثر داده نمی شود

[6] شهر، کشور و محل سکونت نویسندگان نامه باید در نامه مشخص باشد.

[7] به منظور شفافیت بیشتر و محدودیت حجم نامه، ویرایش بر روی آن انجام می پذیرد.