Gestão do Produto. Prof. Dr.-Ing. Klaus Schützer

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1 Lab. de Sistemas Computacionais para Projeto e Manufatura Prof. Dr.-Ing. K. Schützer FEAU - UNIMEP Gestão do Produto Prof. Dr.-Ing. Klaus Schützer Lab. de Sistemas Computacionais para Projeto e Manufatura - SCPM Universidade Metodista de Piracicaba - UNIMEP schuetzer@unimep.br Fachgebiet Datenverarbeitung in der Konstruktion - DiK Technische Universität Darmstadt - TUD schuetzer@ptw.tu-darmstadt.de Figura 1

2 Cadeia de Processo CAx MBS RPT CMM TPD 3D CAD FEM DMU CAM RC Figura 2

3 Representações do Produto e Transformações Lab. de Sistemas Computacionais para Projeto e Manufatura Prof. Dr.-Ing. K. Schützer FEAU - UNIMEP Modelo do produto CAD 3D Meio-ambiente; Condições de carga; Dados dos materiais; Transformação Intenção do projetista; Dados do processo; Sistema de manufatura; CAE Modelos para avaliação do projeto Modelo de dados para manufatura CAM [Adaptado de: McMahon] Figura 3

4 Siglas importantes Lab. de Sistemas Computacionais para Projeto e Manufatura Prof. Dr.-Ing. K. Schützer FEAU - UNIMEP MBS Multi-Body Simulation Simulação de Múltiplos Corpos RPT Rapid Prototyping Prototipagem Rápida CMM Coordinate Measuring Machine Máquina de Medir por Coordenadas TPD Technical Product Documentation Documentação Técnica do Produto FEM Finite Element Method Método de Elementos Finitos DMU Digital Mock-up Protótipo Digital (Modelo Digital do Produto) CAM Computer Aided Manufacturing Manufatura Auxiliada por Computador RC Robot Controller Programação de Robôs Figura 4

5 Estrutura Cadeia de Processo CAx CAD DMU CAD VR / AR CAD RPT CAD FEM CAD MBS CAD TPD CAD CAM CAD PPS Figura 5

6 Cadeia de Processo - DMU Cadeia de Processos CAD-DMU 1. Descrição da Cadeia de Processos 2. Modelo Inicial (Modelo CAD) Conteúdo Geração de um Modelo Digital, isto é, modelo substituto para conjuntos montados com o qual é possível realizar graficamente várias análises (por ex: análise de montagem e desmontagem) Estrutura do Produto e Modelo Geométrico (Modelo Volumétrico e Modelo de Superfícies) Métodos / Formatos Derivando um modelo de montagem com geometria aproximada (a triangulação de superfície). CAD nativo, STEP, IGES, VDAFS, STL 3. Modelo Alvo Estrutura do produto e geometria aproximada (modelo de superfície normalmente triangular) 4. Transformação dos dados Derivando um modelo de montagem da estrutura do produto. Triangulação da geometria CAD. 5. Informações adicionais Caminhos de montagem/desmontagem, configurações 6. Interpretação dos resultados e retroinformação Análises da configuração do produto, estudos de colisão, otimização Geometria aproximada (triângulos) STEP AP 214, STL Simulação gráfica interativa Análise e simulação, retroinformação manual no CAD Figura 6

7 Processo CAD - DMU Figura 7

8 DMU-Definição DMU = Digital Mock-Up (Protótipo Digital) Modelo digital equivalente baseado no modelo mestre para visualização, análises e simulações. A base é o sistema CAD 3D CAD 3D DMU [Fonte: Claassen] Figura 8

9 Sistemas CAD: Formato STL Lab. de Sistemas Computacionais para Projeto e Manufatura Prof. Dr.-Ing. K. Schützer FEAU - UNIMEP Modelo Original [Apresentacao_STL] Modelo STL Tolerância: 0,1 mm Tamanho: 76 Kb Triângulos: Modelo STL Tolerância: 0,01 mm Tamanho: 156 Kb Triângulos: Modelo STL Tolerância: 0,001 mm Tamanho: Kb Triângulos: Figura 9

10 DMU no desenvolvimento do produto Grande quantidade de dados na fase do desenvolvimento Facilitar manuseio do modelo (arquivo mais compacto) Desenvolvimento mais eficaz e mais rápido Identificar problemas logo no início e modificar Protótipo Digital = DMU [Fonte: Claassen] Figura 10

11 Análise DMU Desmontagem passo-a-passo do conjunto Desmontagem automatica do conjunto Controle de colisão Resultados de montagem Caminhos de montagem Re-utilização do modelo [Fonte: Claassen] Figura 11

12 Processo no DMU Construção CAD-3D Pedido Transferência de dados Problemas na geração de padrões Geração de padrões Otimização do Conjunto Montado Estudo do resultado Construção CAD-3D Transferência de dados Otimização do Conjunto Montado Estudo do resultado Figura 12

13 Utilização do DMU Custos de desenvolvimento e projeto Antecipação e sobreposição de atividades de desenvolvimento Engenharia Simultânea Engenharia Sequencial Redução do tempo de desenvolvimento Tempo Concepção Desenvolvimento e Projeto Ensaios Testes Processo Produção Figura 13

14 Troca de dados entre sistemas CAD e DMU Sistema CAD STEP Estrutura DMU Sistema DMU Estrutura CAD Figura 14

15 Tesselação Tesselação é um método utilizado para definir e gerar uma malha de formas geométricas primitivas (polígonos) de forma aproximada de superfícies complexas. Tesselação Exemplos de polígonos: Triangular Quadrático Hexagonal... Representação geometria complexa, por exemplo, NURBS Representação geometria discreta (modelo Tesselado) Figura 15

16 Triangularização Descreve um método para a transformação de uma superfície geométrica complexa para uma malha de triângulos. Esta malha é uma aproximação da superfície geométrica original e reduz a sua complexidade. A descrição matemática da superfície é definida pelos triângulos que representam faces planas. Figura 16

17 Precisão da Triangularização A superfície triangular é apenas uma aproximação da superfície original. A precisão da nova geometria depende do número de triângulos. Essa precisão pode portanto, ser aumentada com o aumento do número de triângulos. Objeto triangularizado Peça original Figura 17

18 Diagrama Voronoi e Triangularização por Delaunay Figura 18

19 Validação geométrica e engenharia de sistemas Validação da geometria é realizada nas fases iniciais do desenvolvimento do produto Mock-ups digitais estão cada vez mais se transformando em DMUs Funcionais Tendência para a integração das estruturas do sistema e engenharia de sistemas Importância crescente da integração de fornecedores com o objetivo de Engenharia Colaborativa Modelos de processos baseiam-se na metodologia de construção Figura 19

20 Dados de visualização e estrutura de dados do produto Cenários de trocas (1) (2) (3) OEM OEM OEM Informação da estrutura Por ex. STEP or PLMXML Visualização da informação JT pode ser com estrutura STEP/PLMXML Design envelope / environment Nativo ou JT pode ser com estrutura STEP/PLMXML Fornecedor Fornecedor Fornecedor Desenvolvimento do Produto (4) OEM Dados do Produto Nativo pode ser com estrutura STEP/PLMXML Fornecedor Figura 20

21 Estrutura Cadeia de Processo CAx CAD DMU CAD VR / AR CAD RPT CAD FEM CAD MKS CAD TPD CAD CAM CAD PPS Figura 21

22 Tecnologia VR e AR VR significa Realidade Virtual (Inglês: Virtual Reality) e descreve um ambiente virtual gerado por computador que serve como uma interface de usuário e: Interação, o usuário tem a capacidade de interagir com o ambiente em tempo real Imersão, o usuário está inserido no ambiente virtual Imaginação, o usuário tem a ilusão da presença de objetos manipuláveis. Objetos são caracterizados AR significa a realidade aumentada (Inglês: Augmented Reality) Nesta técnica, uma cena real permanece visível e ainda, é enriquecido com informação gerada por computador através de uma tela semi-transparente de um capacete. Aplicações de AR: mercado área de formação e manutenção, marketing e educação Figura 22

23 Sistemas de VR Sistema VR: Display HMD (Head Mounted Display) (Capacete com tela de projeção) Sistema VR: Mesa de visualização [Fonte: University of Birmingham, England] [Fonte: Barco] Figura 23

24 Sistemas de VR Exemplo: VR em uma Powerwall Parede de projeção [Fonte: FhG-IGD, Darmstadt] Exemplo: VR em uma Cave Caverna de Projeção [Fonte: FhG-IGD, Darmstadt] Figura 24

25 Exemplo de VR Lab. de Sistemas Computacionais para Projeto e Manufatura Prof. Dr.-Ing. K. Schützer FEAU - UNIMEP [Fonte: FhG-IPK] Figura 25

26 Exemplo de AR AR em um exemplo de montagem AR no exemplo de reconstrução de prédios históricos e sua integração em um ambiente real [Fonte: FhG-IGD] [Fonte: archeoguide.intranet.gr ] Figura 26

27 Linguagem de Modelagem de Realidade Virtual VRML Virtual Reality Modeling Language Linguagem de design para a Realidade Virtual ou ainda linguagem de descrição de realidade virtual VRML é uma linguagem padrão desenvolvida em 1994 (linguagem macro) para exibir gráficos interativos 3D da web em um navegador. Com um plugin especial VRML, os usuários podem mover-se em um mundo 3D e interagir com objetos virtuais. VRML, parte do formato do arquivo foi desenvolvido pela Silicon Graphics em 1994 para que arquivos no formato VRML pudessem serem criados por diversos sistemas CAD. ISO Figura 27

28 VRML - Princípios Com VRML, é possível: Modelagem de qualquer tipo de objeto com seus conjuntos montados e a estrutura hierárquica As propriedades do material (transparência, cor, etc.) que descrevem esse objeto Definir a situação de iluminação e as perspectivas do mundo virtual Fazer referência a documentos na web. Documentos VRML consistem em uma lista de objetos, também chamado de descrição de cena (grafo de cena). Os objetos são chamados nós e podem ser influenciados por uma estrutura hierárquica. Figura 28

29 VRML - Princípios A sintaxe para o objeto é: [DEF objectname] objecttype {[fields] [children]} Objectname: Nome para a identificação de um objeto ObjectType: por exemplo objeto geométrico, transformação, textura da superfície... Parâmetros (fields): por exemplo: Posição do objeto no espaço, tamanho do objeto. Parâmetros (children): nós filho, uma hierarquia orientada a objetos. Figura 29