Concepts, methods and tools for interactive CAD-based concurrent engineering design optimization of mechanical/structural systems and components which are critical in terms of cost development time, functionality and quality, are presented. The emphasis is on implementation of methods and capabilities for the optimization of composite structural system, and the integration of design process and manufacturing process of composite structures into standard CAD-based concurrent engineering environment The optimization of composite fuselage structures are performed under concurrent engineering environment for the example.
With the rapid development of nowadays technologies, the environment of product development is experiencing structural changes than ever. Manufacturers are put under never-experienced pressures to launch their products in the market both faster and less expensively than their competitors while continuously improving product quality These pressures have given birth to so-called, Concurrent Engineering which is a systematic approach to the integrated, concurrent design of products and their related processes, including manufacture and support. Most manufactiring companies now recognize the importance of concurrent engineering and put heavy emphasis on the research and impementation of concurrent engineering. However, with this fundamental change in the process of product development, designers rarely pay attention to this newly demanding process. Designers still stay in the middle of process, satisfying their roles in dealing with aesthetic points of product. Designers badly need to incorporate the concept of concurrent engineering to design to design process and to adapt to this new environment. With these backgrounds, the study sets the objective to understand the nature of concurrent engineering and explore the possibility of it's application to industrial design. Particularly this study focuses on how the concept of concurrent engineering can be applied from the stage of form development to prototyping. At first, background, objectives, and scope of the study are discussed as an introductory part. It is followed by reviewing theories of concurrent engineering such as definition, history, technologies, examples, state of art and so on. Subsequently industrial design is viewed in terms of concurrent engineering and problems in industrial design are identified. Base on the findinss of precedent part of study, new process of industrial design incorporating concurrent engineering is developed. For the demonstration of new process, a case study of design of palm-top printer is introduced. Case study shows how the sketch, and forms can be transformed into prototyping with the simultaneous cooperation with engineering and other related specialists. Finally the study in summarized and future studies are prospected.
Computer-Aided Reliable and Optimal Design (CAROD) system is an efficient tool defining the best compromise between cost and safety. Using the concurrent engineering concept, it can supply the designer with all numerical information in the design process. This system integrates several fields such as multidisciplinary optimization, reliability analysis, finite element analysis, geometrical modeling, sensitivity analysis and concurrent engineering. When integrating these disciplines, many difficulties are found such as model coupling and computational time. In this paper, we propose a new concurrent methodology satisfying the reliability requirement, allowing the coupling of different models and reducing the computational time. Two applications (rotating disk and hook structures) demonstrate that CAROD system can be a practical concurrent engineering application for designers.
The design development, and production of a product is one of the greatest challenges which flexible manufacturing systems face today. No matter how a company refines and controls the manufacturing process, if the product is not properly designed, it will not operate correctly or performed well. Therefore the focus on quality of design must be balanced. One such strategy certain to address the managerial and manufacturing of the future is concurrent engineering. Concurrent engineering calls for the consideration and inclusion of product design attributes satisfying all the design constraints such as customer requirements. Furthermore, concurrent engineering has been recently promoted in many industries as a response to competitive marketing pressures. Viewed as a systematic approach of creating high quality products and bringing them to market at lower cost and in significantly less time, it also attracts the attention of quality designers. In this paperm a methodology and model for optimizing the product design, especially selection of optimal design alternative, is developed. The focus of this paper is on product design as the most critical activity of concurrent engineering. The model is based on the customer requirements for quality. Customer requirements for a certain product can be grouped based on the various design attributes. The design attributes have the priorities. The number of design functions. Design attributes value are calculated, however these values are applied to the optimization method. Numerical example will be illustrated.
The engineering process including design, analysis/evaluation and manufacturing activities is becoming one of the key issues to embody a concurrent engineering concept. This paper proposes a framework to integrated the complicated engineering design and manufacturing processes under the concurrent engineering environment. The framework offers the following facilities: (1) to represent the complicated engineering process (2) to coordinate design activities and execute the process in a distributed environment (3) to support a communication among the related engineers. The engineering processes is depicted using process flow graphs that consist in tasks and the corresponding input and output data. The engineering activities in the defined processes can be executed in a distributed environment through process controller of the framework. Engineers can communicate to suggest their opinions and to exchange product information in the framework. We have conformed the CORBA standard to integrate various distributed engineering the and communicate among them, and used a Java to support the platform independent environment on the Internet. Since the proposed framework an be a formal approach to integrate the engineering processes by providing formalism, parallelism, reusability, and flexibility, it can be effectively applied to embody the concurrent engineering concept in a distributed environment.
본 연구에서는 복합재 구조물의 설계를 위한 동시공학 시스템을 개발하였다. 동시공학 시스템은 보다 짧은 제품 개발시간과 저렴한 생산비용으로 보다 우수한 품질을 갖는 제품생산을 위해 개발되었다. 본 연구에서는 동시공학 시스템의 개발을 위해 복합재 구조물의 설계와 해석에 관련된 다양한 상용 및 비 상용 소프트웨어들이 조사/수집 되었다. 동시공학 시스템에는 고전적층판이론과 유한요소해석을 이용한 복합재 구조물의 설계 및 해석 모듈,좌굴 및 좌굴후 거동해석 모듈,탄소-탄소 복합재의 열탄성 거동해석 모듈 및 전문가 시스템과 유전자 알고리즘을 이용한 복합재 구조물의 최적설계 모듈로 구성되어 있다. 또한 동시공학시스템은 소프트웨어들의 통합 및 관리를 위해 다중작업 및 그래픽 사용자 인터페이스의 구성이 가능한 마이크로 소프트사의 비주얼 $C++{^\circledR}$에 의해 구현되었다.
The concurrent engineering technologies have been broadly used in the field of the design, testing, manufacturing and maintenance works to reduce development time and costs. For this purpose, many design environments with the product data management system, the virtual engineering system and web database system are developed. In this research, we developed the driving simulator of the KTX(Korea Train Express) as a basic study for building the concurrent engineering design environment of rolling stock. The virtual track was developed from the Seoul to the Busan and the Daejeon to Mockpo to generate immersible driving environment. Also, fault generation systems were developed to educate drivers of the KTX. We expect to reduce the time and costs of newly developed rolling stock using the design environment developed in the research.
Nowadays major shipbuilding companies are trying to expand their business not only to shipbuilding but to offshore projects as well. DSME is one of them. DSME is trying to set up a flexible design and construction environment for shipbuilding and offshore construction in a single shipyard. The shipbuilding and offshore projects, however, have their unique technology but they need to be designed and constructed in one site. To support this new requirement, DSME has developed an integrated CAD system for ship and offshore projects. In this integrated design environment, the designers can design commercial ships and offshore projects in a flexible manner. Concurrent design is very important for ship and offshore design. As compared to the complexity of the product, the design period is quite short. In effect, the design system for the ship and offshore project has to support concurrent design. One essential point of concurrent design environment is a product model based design system. DSME has developed and implemented the 3D product model concurrent design environment based on Tribon M3. Tribon is a widely used CAD system in shipbuilding area that is developed by Tribon Solutions. DSME has both customized the Tribon system and developed in-house application systems to support its own design and production procedures. All the design objects are modeled in one common database to support concurrent design and accurate production. The major in-house development focused on the modeling automation and automatic drawing generation. During the drawing generation process many of the additional production information are also extracted from the 3D product model. In addition, several applications and functionalities have been developed to apply the shipbuilding based Tribon M3 system to offshore projects. The development of shape nesting, tubular connection, isometric drawing, grating nesting systems are the typical.
Concurrent Engineering is a concept to aim at product development lead-time in order to satisfy customer's changing tastes in n timely manner. This approach is concurrently integrating all participants and aspects of product design, development and manufacture. In this paper the concepts, framework, and success factor-teamwork- of concurrent engineering is presented.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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