Konfiguroituvan tuotteen parametrinen 3D-mallinnus

Abstract

Massakustomointi on yrityksille tapa yhdistää massatuotannon skaalaetu ja asiakasvaatimusten mukainen tuotteiden kustomointi. Massakustomoinnissa on tärkeää tunnistaa asiakkaiden kannalta oleelliset kohteet, joissa muuntelumahdollisuutta vaaditaan. Muilta osin tuotteessa pyritään hyödyntämään massatuotannon piirteitä.

Tuotteiden massakustomointia voidaan toteuttaa esimerkiksi konfiguroituvien tuotteiden avulla. Konfiguroituvien tuotteiden tuoterakenne voidaan jakaa osiin, jotka on suunniteltu uudelleenkäytettäviksi, ennaltamääritellyin ehdoin muunneltaviksi tai yksilöllisiksi, tiettyyn toimitukseen suunniteltaviksi kokonaisuuksiksi. Työn alussa käsitellään tuoterakenteen teoriaa yleisesti ja konfiguroituviin tuotteisiin liittyvää teoriaa.

Teollisuusyrityksissä tehtävässä suunnittelytyössä käytetään laajasti parametrista 3D CADmallinnusta (Computer-aided design). Parametrisen mallinnuksen avulla suunnittelija voi luoda helposti muokattavia komponentteja ja näistä komponenteista edelleen rakennettuja komponenttikokoonpanoja. Parametrisessa mallinnuksessa kappale luodaan yksilöityjen ja muunneltavien dimensioiden avulla. Dimensioiden välille voidaan luoda myös riippuvuuksia: esimerkiksi viivan pituutta muutettaessa, muuttuu myös jonkin toisen viivan pituus. Kappaleeseen voidaan luoda myös geometrisiä riippuvuuksia, kuten kohtisuoruusvaatimuksia. Parametriseen mallinnukseen liittyvää tutkimusta käsitellään kokoonpano- ja komponenttitasolla.

Tässä työssä tutkitaan, kuinka parametrinen malli soveltuu konfiguroituvien tuotteiden mallinnukseen tuoterakenteen muunneltavuuden ja uudelleenkäytön näkökulmasta. Lisäksi mallinnusteknisestä näkökulmasta tutkitaan, miten kappaleen tai kokoonpanon luomisessa voidaan pyrkiä tehokkaaseen geometrian muunneltavuuteen tai 3D-mallin uudelleenkäytettävyyteen. Työssä käsitellään myös parametrisen mallin käyttöä tuotekehityksen apuvälineenä ja suunnittelutyön automatisointia parametriseen malliin liitetyn erillisen suunnittelujärjestelmän avulla.

Työn tuloksena todetaan, että parametrinen malli soveltuu hyvin konfiguroituvien tuotteiden mallinnukseen. Mallinnustekniikan näkökulmasta työssä esitellään suositeltavia mallinnusmenetelmiä komponentti- ja kokoonpanotasolla. Esiteltyjen menetelmien käyttö mallinnusstrategioina edesauttaa mallien muunneltavuutta, uudelleenkäyttöä ja mallinnettujen komponenttien tai kokoonpanojen käyttöä konfiguroituvien tuotteiden mallinnuksessa. Parametrinen malli todetaan tehokkaaksi apuvälineeksi tuotekehityksen ja suunnittelun automatisoinnin yhteydessä erityisesti silloin, kun malli liitetään erilliseen suunnittelujärjestelmään. Tässä työssä tällaisena suunnittelujärjestelmänä käsitellään KBE-järjestelmiä (Knowledge-based engineering system).