Prozesskettenorientierte Herstellbarkeitsanalyse von Produkten durch die Nutzung eines Constraint-Satisfaction-Problems

Abstract

Dieser Beitrag stellt eine rechnergestützte Modellierungsstrategie vor, um Prozesskettenwissen, wie die Gestaltung der Fertigungsstufen, prozessübergreifende Fertigungsrestriktionen oder Fertigungshilfsmittel, für die Produktgestaltung zu formalisieren und im Kontext des Design for Manufacturing für Produkt- und Prozessgestaltungsentscheidungen bereitzustellen. Dabei werden am Beispiel einer Tailored-Forming-Prozesskette die Herstellungsschritte einer Multimaterial-Welle mittels eines Constraint-Satisfaction-Problems (CSP) modelliert, indem die geometrischen Transformationen einzelner Fertigungsstufen sowie Fertigungsrestriktionen in Form von Constraints und Fertigungsstufen sowie Fertigungshilfsmittel über Parameter in den CSP-Variablen formuliert werden. Das CSP ist damit in der Lage, ausgehend von einem Geometriemodell eines Bauteils eine prozesskettenorientierte Restriktionsprüfung zur Herstellbarkeitsbewertung durchzuführen und automatisiert Fertigungsstufen sowie Fertigungshilfsmittel zu konfigurieren.

This paper presents a computer-aided modeling strategy to formalize process chain knowledge, such as the design of manufacturing stages, cross-process manufacturing constraints or manufacturing tools, for product design and to provide it for product and process design decisions in the context of design for manufacturing. Using the example of a tailored forming process chain, the manufacturing steps of a multi-material shaft are modeled by means of a constraint satisfaction problem (CSP) by formulating the geometric transformations of individual manufacturing steps as well as manufacturing restrictions in the form of constraints, and manufacturing steps as well as manufacturing resources via parameters in the CSP variables. The CSP is thus able to perform a process-chain-oriented restriction check for manufacturability evaluation based on a geometry model of a component and to automatically configure manufacturing stages and manufacturing resources and tools.