SiSuQ8 Tutorial / Mekaaninen simulaatio Tomi Ropanen 23.3.2009
SiSu Q8 - tutorial Tarkoitus: Tämän tutorialin tavoite on perehdyttää käyttäjä SiSuQ8-menetelmän soveltamiseen sekä SiSuQ8-työkalun käyttöön mekaanisessa simulaatiossa esimerkkitapauksen avustuksella. 2
Tuotteen kuvaus: Moottorin nokka-akselin osakokoonpano Tuotteen tehtävä: avata ja sulkea polttomoottorin venttiilit oikeaan aikaan Osat: Esimerkkitapaus Actuator Shaft Driver 3
Ongelma / Tavoite Nokka-akselin osien "shaft, actuator, driver" välillä on puristussovite, jonka määrittäminen on kallista/aikaa vievää ilman simulointia. Kyseisellä sovitteella on kaksi päätehtävää / vaatimusta 1. Sovitteen tulee mahdollistaa "kivuton" osien asennus mutta pitää osat oikein pakoitettuna nokka-akselin asennus/kuljetusvaiheessa 2. Sovitteen tulee pitää osat oikein pakoitettuna moottorin ollessa toiminnassa (öljynpaine shaft-osan sisällä sekä pyörimisliike) => Liitoksen pettäminen (luistaminen) voi aiheuttaa koko moottorin hajoamisen Onnistuessaan simulaation soveltaminen tuo kustannussäästöjä! 1. valmistus&laatu=> osien välisten toleranssien / sovitteiden &öljynpaineen optimointi 2. validointi => virtuaali-malli korvaa testaus-luuppeja "oikeilla" tuotteilla) 4
SiSu Q8-menetelmä Seuraavissa kalvoissa esitetään SiSuQ8:n soveltaminen nokka-akselin tapauksessa Tätä tutorial:ia tehtäessa SiSuQ8:n excelpohjainen käyttöliittymä oli vielä kehitysasteella, joten käyttäjää pyydetään kiinnittämään pääasiassa huomio Q8- menetelmään ja logiikkaan, ei niinkään esim. excel:in käytettävyyteen. 5
SiSu Q8 Aloita! Tämän sivun pääasiallinen tarkoitus on varmistaa että tehtävän simulaation tuottama liiketoiminnallinen hyöty voidaan osoittaa. Lisäksi sivulle kerätään kontakti/vastuualue-lista simulaatioon liittyvistä henkilöistä sekä huolehditaan SiSuQ8:n versiohallinnasta. 6
SiSu Q8 Q1 Tämän sivun on varmistaa että varsinainen ongelmanasettelu on ymmärretty ja dokumentoitu. Ongelman hyvä formulointi heti työn alussa edesauttaa simulaatioresurssien tehokasta käyttöä. Mahdollisimman tarkka ongelman kuvaus Miten ongelma on dokumentoitu? Eli millä tavalla ongelma esitetään ymmärettävästi? Tähän voi lisätä esim linkin dokumenttiin jossa ongelma tarkemmin dokumentoitu Mikä on tämänhetkinen tilanne ongelman määrittelyssä? Tarvitaanko lisädataa ongelman ymmärtämiseksi? Arvointi ongelman formuloinnin toimivuudesta. Ymmärretiinkö ongelma tehdylla formuloinnilla / dokumentoinnilla? 7
SiSu Q8 Q2 Tällä sivulla varmistetaan että simulaatiossa pyritään ensisijaisesti ratkaisemaan Q1:ssa kuvattu ongelma. Lisäksi laaditaan aikataulu ja vaaditut resurssit simulaation tekemiseksi. Koska simulaatio on aina osa suurempaa kokonaisuutta (esim. tuotekehitysprojekti) on tässä vaiheessa tärkeää varmistaa että simulaatio sopii vaadittuun kokonaisuuteen. Ratkaisun pääkohdat (mitä tulostietojan mallista halutaan), simulaation aikataulutus ja vaaditut resurssit (esim. henkilöt, hardware ja software) Kuvaus projektisuunnitelmasta ja esimerkiksi linkki itse projektisuunnitelma-dokumenttiin Mikä on tämänhetkinen tilanne suunitelmassa? Arvointi suunnitelman toimivuudesta ongelman ratkaisemiseksi / haluttujen tulostietojen saamiseksi. 8
SiSu Q8 Q3 Tällä sivulla kuvataan mallikonsepti (mallin pääpiirteet). Koska simulaatiomallin tekeminen on yleensä aikaa vievää työtä, tällä sivulla varmistetaan että tehtävässä mallissa tarkastellaan tehokkaasti määriteltyä ongelmaa sekä saadaan vaaditut tulostiedot. Listaus mahdollisista eri mallikonseptivaihtoehdoista tulostietojen saavuttamiseksi ja niiden kuvaukset, mahdollisuudet ja rajoitukset Kuvaus siitä miten mallikonseptit on dokumentoitu (esim linkki dokumenttiin tai dokumentin nimi) Mallin konseptoinnin tilanne. Listaus valituista malleista. Arvointi konseptivalintojen toimivuudesta ongelman ratkaisemiseksi / haluttujen tulostietojen saamiseksi. 9
SiSu Q8 Q4 Tällä sivulla varmistetaan että kaikki tarvittava tieto (data) mallissa (esim. materiaalimäärittelyt, verkotus, kontaktimäärittelyt, aika-askel jne.) on saatavilla ja että tieto on mahdollisimman luotettavaa. Malliin tuotavien tietojen luotettava alkuperä ja hyvä laatu ovat erittäin tärkeitä luotettavien tulosten saamiseksi mallista! Listaus mallin vaadituista tiedoista. Arviointi mahdollisista tiedon rajoituksista/ kompromisseistä. Missä muodossa data on dokumentoitu ja mistä data on peräisin. Datan alkuperän luotettavuuden arviointi. Malliin syötettävän tiedon keräämisen tilanne. Arvointi malliin syötetyn datan määrästä/laadusta ongelman ratkaisemiseksi / haluttujen tulostietojen saamiseksi. 10
SiSu Q8 Q5 Tällä sivulla kuvataan simulaatiomallin rakennetta. Kyseisessä mekaanisen simulaation esimerkkitapauksessa tämä välilehti oli tarpeeton, koska sama tieto pystyttiin antamaan jo Q3-sivulla. 11
SiSu Q8 Q6 Tällä sivulla varmistetaan että mallista pyydetyt tulostiedot vastaavat ensisijaisesti ongelmanratkaisuun. Toissijaisilla tulostiedoilla puolestaan voidaan mm. varmistaa ensisijaisten tulostietojen luotettavuus. Liiallisten tulostietojen pyytäminen mallista puolestaan yleensä lisää ratkaisun laskenta-aikaa. Listaus mallista pyydettävistä tulostiedoista. Arviointi siitä vastaavatko pyydetyt tiedot alkuperäiseen tarpeeseen (ongelmamäärittely). Miten malli testataan? Miten varmistutaan mallin toimivuudesta? Voidaanko testejä käyttää mallin optimoimiseen? Malliin soveltamisen tilanne Mallin / tulosten luotettavuuden arviointi (täytetään simulaationtulosten saamisen jälkeen). Mallin taloudellisuuden arvointi (esim laskenta-aika vs. tulokset vs. aikataulutus) 12
SiSu Q8 Q7 Tällä sivulla varmistetaan että mallista saadut tulokset esitetään ymmärrettävällä tavalla tarvittaville henkilöille. Näin varmistutaan siitä että tehty simulaatio vastaa simulaation tilaajan toimeksiantoon, sekä edesautetaan simulaatioprojektin jatkoa. Listaus henkilöistä, joille tulokset esitellään ja miksi (esim auttaa formuloimaan rapotoinnin oikein = ei liikaa eikä liian vähän ykstyiskohtia) Tulosten esittämistavan valinta Malliin ratkaisun esittelyn tilanne Toimiko tulosten esittely, ymmärsivätkö kaikki? On tärkeää varmistua että simulaation tulokset on ymmärretty oikein. Tämä vaikuttaa tuotteen ja simulaation jatkotoimenpiteisiin 13
SiSu Q8 Q8 Tällä sivulla varmistetaan että mallia voidaan soveltaa ja jalostaa jatkossakin. Tämän sivun täyttäminen on tärkeää, sillä käytännössä tehtyä mallia joudutaan aina päivittämään (esim. muutetaan tuotteen osia, materiaaleja, kuormitustapauksia yms) Arvio mallin elinkaaresta. Voidaanko esim. mallia soveltaa sellaisenaan uudestaan tai voidaanko mallia varioimalla simuloida jotain muuta? Kuvaus vaadittavasta mallin ylläpidosta Malliin ylläpidon tilanne Kuvaus mallin uudelleen käytettävyydestä. Mikäli mallia joudutaan soveltamaan usein uudestaan, sen käytöstä/muuttamisesta kannattaa tehdä mahdollisimman vaivatonta. 14