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1992 | Buch

Expertensysteme Steuern die CAD/CAM-Anwendung

Synergieeffekte durch Software-Kopplung

verfasst von: Dipl.-Ing. Klaus-Dieter Becker

herausgegeben von: Prof. Dr. Uwe W. Geitner

Verlag: Vieweg+Teubner Verlag

Buchreihe : Fortschritte der CIM-Technik

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Über dieses Buch

Seit Mitte der SOer Jahre halten in den Konstruktionsbüros die CAD/CAM-Systeme (Computer Aided Design, Computer Aided Manufacturing) Einzug. Durch die leistungsstarken Personal-Computer (PC) und PC-CAD/CAM-Systeme steht die Technik heute auch kleineren Firmen zur Verfügung. Der Konstruktionsalltag wurde durch den Einsatz der neuen Technik in der Regel nicht ver­ ändert, CAD (Computer Aided Design) wird überwiegend zur reinen Zeichnungserstellung eingesetzt. Vorteile für die Konstruktion beschränken sich auf eine Erhöhung der Zeichnungsqualität durch den Einsatz von Makros und Variantenkonstruktionen. Der Einsatz der neuen Technik ändert nichts daran, daß der Konstrukteur aufgrund seines Wissens und seiner Erfahrung die Konstruktionselemente in der Entwurfsphase intuitiv aus­ wählen muß. Eine Möglichkeit, den Konstrukteur weitergehend bei seinen Tätigkeiten zu unterstützen, ist der Einsatz von wissensbasierten Systemen. Erst langsam setzt sich der Gedanke durch, daß wissensbasierte Systeme als Teil einer größeren Anwendungsumgebung eingesetzt werden können. Thema dieser Veröffentlichung ist die weiterführende Überlegung, wie einzeln genutzte Werkzeuge in den Bereichen KI (Künstliche Intelligenz) und CAD zu einem umfassenden Werkzeug kombiniert werden können. Dabei kann akzeptiert werden, daß die einzelnen Werkzeuge nicht zu einem neuen System verschmolzen (systemintegriert) werden, vielmehr geht es um die Kopplung, den Datenaustausch zwischen den Werkzeugen als einer geeigne­ ten Datenübertragung vom CAD/CAM-zum KI-System und umgekehrt. Die KI- sowie die CAD/CAM-Komponente sind eigenständige Softwaremodule mit eigener Datenhaltung. Ein Interface steuert den Informationsfluß zwischen den Systemen.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter
1. Einführung
Zusammenfassung
Jeder Konstrukteur erarbeitet sich im Laufe seiner Tätigkeit Algorithmen (nach einem bestimmten Schema ablaufende Verfahren) zur Bearbeitung der gestellten Aufgaben. Eines der wichtigsten Arbeitsmittel sind seine Erfahrungen, die er in nicht niedergeschriebener Form, also im Geist gespeichert hat. Er weiß, daß er im Laufe seiner Tätigkeit ähnliche Probleme schon einmal gelöst hat. Oft wird unbewußt und für ihn selbst nicht im einzelnen nachvollziehbar die aktuelle Situation mit Bekanntem verknüpft, und er kommt so zu einem Ergebnis. Dabei wird assoziiert, welche Fehler gemacht wurden, warum sie gemacht wurden, wie sie korrigiert wurden usw. Intuitiv macht er das Richtige, und intuitiv verhält er sich bei neuen Situationen richtig. Außerdem benutzt er Unterlagen die ihm bei der geistigen Assoziation des gestellten Problems helfen. Das können Niederschriften in einem Notizbuch sein, in dem er seine Konstruktionen der vergangenen Jahre stichwortartig dokumentiert hat. Das sind Auszüge aus Zusammenbau- oder Einzelteilzeichnungen, die besondere Lösungen zu einem gestellten Problem beschreiben (privater Lösungskatalog). Das sind technische Unterlagen, die ein konstruiertes Produkt beschreiben. Scheidet dieser Mitarbeiter, durch welche Gründe auch immer, aus dem Unternehmen aus, sind die Erfahrungen ebenfalls verloren. Mit den persönlichen Niederschriften kann niemand, außer dem Autor, etwas anfangen, es fehlt die Information aus dem Erinnerungsvermögen, die zusammen mit den Notizen eine Dokumentation ausmachen.
Klaus-Dieter Becker
2. Einsatz der KI- und CAD/CAM Technik im Konstruktionsbereich
Zusammenfassung
Heutige CAD-Anwendungen werden hauptsächlich bei der Varianten- (auf Ähnlichkeit basierende) und Anpassungskonstruktion eingesetzt. Bei einem großen deutschen Unternehmen wurden Untersuchungen über die Häufigkeitsverteilung nach Konstruktionsarten durchgeführt. Etwa 25% der Konstruktionsarbeit ist Variantenkonstruktion, 50% ist Anpassungskonstruktion und etwa 25% sind Neukonstruktionen. Die Erfahrung zeigt, daß sich im Bereich der Neukonstruktion durch den Einsatz der CAD-Technik keine Produktivitätssteigerungen gegenüber der konventionellen Technik erreichen läßt.
Klaus-Dieter Becker
3. Arbeitsorganisation
Zusammenfassung
Voraussetzung für einen produktiven Einsatz der DV ist die Strukturierung und Standardisierung der Arbeitsabläufe in alien betroffenen Bereichen eines Betriebes. Im besonderen gilt das für den Konstruktionsbereich. In diesem sensiblen Bereich werden zwei Drittel der Gestehungskosten für ein Produkt beim Entwurf festgelegt. Dieser Bereich muß so gestaltet werden, daß Randbedingungen der Fertigung und Montage, Glieder in der Prozeßkette, die die Kosten letztendlich verursachen, berücksichtigt werden.
Klaus-Dieter Becker
4. Systemtechnik
Zusammenfassung
Wichtig bei der Auswahl ist, daß beide Systeme: Experten- und CAD/CAM-System, auf einer Hardwareplattform laufen. Natürlich ist es technisch möglich, eine Datenkommunikation zwischen Systemen auf unterschiedlichen Rechnern zu betreiben. Bei einer interaktiven Nutzung der Anwendung ist dies aus Gründen der Performance nicht möglich und auch sonst wegen der Integrationsprobleme nicht empfehlenswert.
Klaus-Dieter Becker
5. Datenorganisation der Geometrieschnittstelle
Zusammenfassung
Die Zielrichtung der Systemkopplung ist die wissensbasierte Konstruktion. Voraussetzung für die Wissensrepräsentation der Geometrie ist die Abstraktion und Komprimierung der Informationen. Teilfunktionen sollen durch Wissen und Erfahrungen zu Gesamtfunktionen zusammengeführt werden. In diesem Zusammenhang ist unter der Gesamtfunktion die Baugruppe zu sehen. Teilfunktionen sind Einzelteile der Baugruppe und Elementarfunktionen sind Funktionsbereiche der Einzelteile wie z.B Zylinder, Fasen und Freistiche. Die Elementarfunktionen setzen sich aus geometrischen Grundelementen (Punkt,Linie,Kreis u.s.w) zusammmen.
Klaus-Dieter Becker
6. Beispiel einer Anwendung
Zusammenfassung
Die mit Hilfe von einem Expertensystem und einem CAD/CAM-System entwickelte Anwendung ist ein Programm, das zwischen dem Kern des Entwurfssystems und dem Benutzer steht.
Klaus-Dieter Becker
7. Zusammenfassung
Zusammenfassung
Das vorgestellte Konzept der Systemkopplung macht den Weg frei hin zur wissensbasierten Konstruktion. Das Außergewöhnliche an der vorgestellten Methode ist die gemeinsame Benutzeroberfläche der beiden Systeme KI und CAD/CAM, bei der ein Dialog zwischen dem Anwender und dem Kl-Werkzeug umfassend aus dem CAD/CAM-Umfeld unterstützt wird. Informationen an das Kl-System können durch Geometrieselektion in dem CAD/CAM-System erfaßt und an das Kl-System übergeben werden. Durch die Unterstützung aus dem CAD/CAM-System heraus erhält das Expertensystem die Möglichkeit, zusätzlich zu den alphanumerischen auch geometrische Informationen zu verarbeiten. Durch die direkte Zusammenarbeit über ein auf beide Systeme angepaßtes Interface (ECI) geht keine Information verloren. Nicht grafisch verarbeitbare Informationen können im CAD/CAM-System über Attribute erfaßt und mit den Geometrieelementen in Zusammenhang gebracht werden. Über spezielle Funktionen in den CAD/CAM-Systemen (zB. Reporter-Funktion bei CATIA) können nicht grafische Informationen, die über Attribute erfaßt wurden, ausgewertet und damit umfassende Fertigungs- und Steuerungsunterlagen (Stücklistenerstellung, NC-Programmierung usw.) erstellt werden.
Klaus-Dieter Becker
8. Erläuterung der Abkürzungen
Klaus-Dieter Becker
9. Literaturverzeichnis
Klaus-Dieter Becker
10. Sachwortverzeichnis
Klaus-Dieter Becker
Metadaten
Titel
Expertensysteme Steuern die CAD/CAM-Anwendung
verfasst von
Dipl.-Ing. Klaus-Dieter Becker
herausgegeben von
Prof. Dr. Uwe W. Geitner
Copyright-Jahr
1992
Verlag
Vieweg+Teubner Verlag
Electronic ISBN
978-3-322-89466-3
Print ISBN
978-3-528-06446-4
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-322-89466-3