مدیریت شکل دهی فلزات

فصل اول

طراحی قبل از شکل گيری در شکل دهی فلز

در يک فرايند شکل دهی داده شده ، موقعيت مواد و مختصات محصول نهايي به چندين پارامتر نهايی وابسته است . (شرايط بار دهی ، مختصات سطح قالب ، شرايط روغن کاری قالب ، مختصات قطعه کار اوليه و موارد ديگر) . دربرگيری يک مقدار ثابت از دفورمگی شامل يک فرآيند فرم دهی داده شده می شود . يک امکان که می خواهيم پارامترهای فرآيند را کنترل کنيم ، با يک راهی است که محصول نهايی به وسيله وضعيت مواد مطلوب و مختصاتی که دست يافتنی می باشد.

طراحی فرآيند های شکل گيری می تواند همچنين شامل طراحی قطعه کار اوليه و شکل های متوالی هر کدام از مراحل شکل دهی که « پيش شکل گيری » ناميده می شود . يک مطالعة سيستماتيک از اين مشکلات به وسيلة کباياشی و همکارانش انجام شده بود . آنها همچنين « تکنيک برگشت به عقب » را معرفی می کنند و کپی کردن از عقب برای کامل شدن روش در فرآيند شکل دهی واقعی از يک پيکر بندی نهايی داده شده می باشد .

مشکل طراحی پيش شکل گيری و مشکلات طراحی قالب می تواند تحت يک بيان رياضی سخت به وسيله ثابت کردن آنها به عنوان مشکلات بهينه فرموله شود . تابع هدف برای اين مشکلات بهينه می تواند به عنوان يک اندازه گيری خاص از اشتباه بين وضعيت نهايی مطلوب و وضعيت محاسبه شده عددی برای يک تنظيم داده شده از متغيرهای طراحی می باشد . به منظور حل کردن اين چنين مشکلات بهينه ، که معمولاً يک شروع روش تحقيق متوالی از يک راه حل مرجع به کار می برند . آناليزهای حساسيت يک روش است که به طور کلی استفاده می شود برای متناسب کردن افت حرارت ها از تابع های هدف می باشد .

ميزان حساسيت ها می تواند نيز به وسيله به کار بردن اختلاف های محدود محاسبه شده باشد ، تکنيکهای مختلف مستقيم يا روش متغير ضميمه می باشد . از مشکلات زير که شامل روابط غير خطی بالا هستند و وابسته به تاريخ هستند ، روش مختلف مستقيم ( DDM ) بيشترين تناسب را دارد . در DDM کنترل برابری ها به طور مستقيم برای بدست آوردن يک سری از برابری های رشته کاری برای زمينه های حساسيت اختلاف داشتند .

ما سريع تر DDM را برای مشکلات طراحی قالب توسعه داديم. در اين مشکلات ، پيکر بندی اوليه از باقيمانده های جسم شکل يکسانی از تغييرات سطح قالب دارد . به هر حال ، در اين مورد از طراحی پيش شکل گيری ، پيکر بندی اوليه از قطعه کار مشکل نداشتن اصل می باشد . برای تعريف کردن حساسيت شيب دفورمگی ، يک شکل مرجع معرفی می کند که مستقل از شکل پيش شکل دهی است . يک مجموعه سطح صاف کافی از نقشه برداری ها از پيکره مرجع پيش از شکل گيری تعريف می شوند . بهينه کردن روی اين مجموعه از نقشه برداری ها انجام خواهد شد.

معادلة موازنه به طور مستقيم برای حاصل شدن برابری برای زمينه تغيير مکان حساسيت اختلاف داشتند . يک فرم ضعيفی از اين معادله تعريف شده است و کاربردی در FEM حل شده است با فاصلة يکسان موفقی و مجزای موقتی برای آناليز دفورمگی مستقيم می باشد . در نوشتجات قديمی برای مشکلات حل تشابهی ، مشکل ميزان حساسيت روی معادلة گسسته فرموله شده است . در اين چنين فرمولهايی ، ارزيابی « واحدهای نيرو » و به کار بردن شرايط مرزی به شدت مشکل می باشد . به هر حال در روش پيشنهادی اينجا ، شرايط مرزی و « واحدهای نيرو » برای مشکل حساسيت ، يک فرم شبيه به آناليز مستقيم دارد .

در دنباله ، تعريف مشکل حساسيت با آن فرم ضعيف هم نمايش داده خواهد شد به منظور اثبات کردن اثر روش حاضر ، يک مشکل نمونه از شکل پيش شکل گيری طراحی حل شده است که وقتی با يک قالب صاف کمپرس می شود ، نتايج در يک محصول نهايی با اثرات جانبی مينيمم می باشد .

فصل دوم

فرآيند طراحی قالب _ پرس برای سازندة اتومبيل

۱٫ مقدمه :
همچنانکه سيستمهای ساخت پيچيده و جهانی می باشند ، توسعه سريع محصول و توليد لازمه های ضروری برای رقابتی بودن هستند . اهميت زيرکی در ساخت تاکيد شده است و يک نمونه جديد برای کاهش زمان و هزينه های مربوط به طراحی ، توسعه محصول و توليد لازم است . برای بدست آوردن اين نيازها مفهوم مهندسی همزمان و سيستمهای توزيع يکنواخت بايد اجرا شده باشد . بنابراين ، آن خيلی مهم برای کنترل کردن متوازن جريان کار می باشد و تقسيم کردن اطلاعات به طور کار آمد به صورت کاربرانی از لحاظ جغرافيايی پراکنده شده اند .

طراحی گروهی يک مفهوم جديد برای اشتراک اطلاعات طراحی و دانش در قسمتهای مختلف است و برای اجرا کردن وظايف هر نفر به طور تعاونی به منظور توسعه دادن کيفيت محصول و کاهش دورة طراحی می باشد .

زو [۱] ويرايش مختصات گروهی بين يک تعدادی از کاربران روی يک سيستم CAD سنتی به شرح ذيل پيشنهاد می کند ، اتوکد ۱۴ . آنها يک سيستم ويرايش شرکتی به وسيلة گرفتن عمليات طراحی در اتوکد ۱۴ می سازند و فرمانها را برای ديگر کاربرها می فرستند . روش آنها يک امکان از گسترش عملکردی از سيستمهای CAD سنتی را نمايش می دهد که يک راه حلی برای طراحی گروهی دور از انتظار فراهم می کند .

فرانک [۲] يک داده جهت دار شده همزمان / مهندسی مشابه بدنة انطباق وضعيت داده می باشد . اين سيستم ، TOGA ، مديريت گروهی محتاطی را پيشنهاد می کند و آشنايی همکار به وسيله هماهنگی از کار همزمان روی يک فضای اطلاعاتی معمولی رده بندی می شوند .
هيوانگ [۳] يک چارچوب وب اساسی برای توسعه محصول همزمان را بهبود داد . اين چارچوب مفهوم نمايندگی در مديريت جريان کار را کامل کرد . جريان کار يک پروژة توسعة محصول در مدل شبکه ای نمايش داده شد ، از گره هايی که بسته های کاری را نمايش می دهند در حالی که آن لبه ها جريان منطقی کار را نشان می دهند . مهمترين سهم ، تکميل مفهوم نمايندگی مديريت جريان کار را شامل مي شود .

در اين مقاله ، يک سيستم همکاری پايه ای اينترنتی برای يک فرآيند طراحی قالب پرس در ساخت اتومبيل به وسيلة CORBA ، جاوا D 3 و يک سيستم داده ای نسبی توسعه داده شده است . بعد از مدل کردن يک فرآيند طراحی قالب پرس عملی به وسيله زبان UML ، مسيرهای جريان کار به وسيلة مدل کردن اطلاعات به وجود آمده اند .
هزينه و زمان برای طراحی می تواند به وسيله روش شبه _ روندی همزمان تخمين زده شوند . اين سيستم توسعه يافته می تواند تعديل طراحی برای کاربران را انجام دهد وقتی که نياز می باشد ، و کاربران اختيار تقسيم مدلهای طراحی و نتايج آناليز را دارند . طراحها می توانند نظرات را دربارة موضوعات طراحی عادی به وسيله تابع مذاکره سيستم مبادله کنند .

۲٫ مدلسازی جريان کار

۱-۲ مدلسازی متديک UML
مدلسازی جريان کار يک بخش مهمی در فهميدن و توصيف کردن فرآيندها را بازی می کند . زيرا جريان کار توابعی از فرآيندها و ارتباط درونی ميان توابع را شرح می دهد . فهميدن چگونگی عمليات هايی که هدايت می شوند و چگونه جريانهای اطلاعات می تواند همچنين کمک به بهبود جريان کار کنند . يک مدلسازی جريان کار خوب متديک چندين مزيت دارد :
_ مدلسازی صحيح از خصوصيات جريان کار واقعی .
_ مدلسازی هسته فرآيند و ساختار درکيفيت ظاهری اختصاصی .
_ آسانی فميدن .
_ آسانی در گسترش دادن .

در اين مقاله ، UML (زبان مدلسازی يکی شده) برای مدلسازی جريان کار استفاده می شود . UML يک هدف عمومی زبان مدلسازی ديدنی است که برای مشخص کردن ، ديدن و ساختن و ملاک مصنوعات يک سيستم نرم افزاری استفاده می شود [۴] . آن شامل مفهومات معنايی ، ياداشت ها و خطوط راهنما می شود . آن همچنين قسمتهای ايستا ، پويا ، محيطی و سازمانی را در بر دارد . ساختار استاتيک انواع اهداف مهم يک سيستم که ابزاری می باشد را تعريف می کند ، به نحوی که ارتباطات ميان اهداف می باشد . رفتار ديناميک تاريخ مقصودهای زمان بر و ارتباطات ميان اهداف برای صورت گرفتن هدف ها را تعريف می کند . برای مدلسازی جريان کار ، UML چندين خصوصيت را دارا است :
_ UML مفهوم تعيين موقعيت هدف را در بر می گيرد ، که برای سيستم های بزرگ مؤثر شناخته شده است .

_ UML يک استانداردی برای توسعة نرم افزار جهت يابی هدف است .
_ خيلی ابزارها برای حمايت UML وجود دارد .
_ به وسيلة استفادة UML ، آن برای توسعه سيستمهای اطلاعاتی آسان است .

۲-۲ مدلسازی فرآيند طراحی قالب _ پرس برای کارخانه های مربوط به اتومبيل

يک قالب پرس عمومی اتومبيل شامل نگهدارنده ، قالب بالايی و قالب پايينی می باشد . يک قاب با نگهدارنده و قالب بالايی و پايينی تنظيم شده است . قالب بالايی و پايينی بر طبق اساس نگهدارنده طراحی شده است و يک سطح درونی ريخته گری شده دارد . در عموم فرآيند پرس قاب مربوط به اتومبيل شامل چهار مرحله می شود به عبارت ديگر ، نقشه کشی ، پيرايش ، لبه دار کردن سوراخ کردن و فرآيند CAM . هدف اصلی از اين تحقيق محدود به رسم قالبها و محصولات قاب کاپوت ماشين می شود .

جدول ۱ . حوزه هايي از فعاليت های طراحی قالب

فعاليتها برای طراحی رسم قالب از نه مدول تشکيل شده است . (جدول۱) و جريان داده ميان مدول ها در شکل ۱ نشان داده شده است . در اين مطالعه ، مدل جريان کار برای اين فرآيند با يک دياگرام فعاليتی در UML ساخته شده است که در شکل ۲ نشان داده شده است . هر فعاليت طراحی به عنوان نقشة فرآيند و آناليز چاپ مدل شده است به طوری که يک ويژگی قابل بحث در يک عنصر متحول است . يک جسم چنگال مانند استفاده شده که فرآيند طراحی موازی را نمايش دهد و يک جسم متصل معرفی می شود که برای فعاليت مونتاژی ايستادگی کند که بعد قالب بالايی ، نگهدارنده و قالب پاييني قابل طراحی باشند .

۳ . روش ظاهراً _ رويه ای همزمان

در اين تحقيق ، ما روش [۵] ظاهراً _ رويه ای همزمان را اتخاذ کرديم که در محيط طراحی قالب _ پرس توزيع شده است . با اين روش ، يک حدودی اجرا می شود که تنها وقتی يک کاربر به وب سايت وصل می شود فعاليت اش توسعه می يابد . ما روش شبه – روندی همزمان اصلی را برای اجرا کردن مدولهای اختصاصی در زمان واقعی تعديل می کنيم . اگر چه ، ما يکی از توابع را بهبود داديم ، تابع چک ، برای اعلام کاربرهای ديگر يک حوزه معمولی را اجرا می کنيم .

۳-۱ روش شبه _ رويه ای

روش شبه _ رويه ای يک برنامه ريزی مديريتی داده ای طبق اصول است برای سيستم های نرم افزاری بزرگ که خيلی زير حوزه با روابط پيچيده دارند [۶] . برای اينچنين سيستم های نرم افزاری کار موفقيت آميز ، آن لازم است که توسعه پذيری ، انعطاف پذيری و راندمان (سودمندی) را اطمينان دهند . بيشتر سيستم های نرم افزاری قراردادی يک روش رويه ای استفاده می کنند که زير حوزه ها را بر طبق روابط متوالی و اينکه کدام مسير ايستا است مديريت می کند . بنابراين آنها از مشکل توسعه پذيری پايين و انعطاف پذيری و راندمان رها نيستند . اين خيلی در بهينه سازی جدی خواهد بود که يک تابع هدف و ساختارهای دوگانه بايد خيلی زمانها به وسيلة تغيير دادن ارزش داده ورودی متناسب باشد .

واحد «شبه _ رويه ای» بر روش ترکيبات هر دوی رويه ای و نزديک غير رويه ای دلالت می کند . در روش شبه _ رويه ای ، يک زير حوزه به طور آشکار زير حوزه های ديگر را در بر نمی گيرد . شکل ۳ روش شبه رويه ای را در مقايسه با روش رويه ای نشان می دهد .

در روش شبه _ رويه ای ، وقتی يک زير حوزه داده ای نياز دارد که به وسيلة ديگر زير حوزه ها فرآيندی باشد ، آن يک رويه ساختاری به وسيلة زير مدول های مورد نياز در دستور نزريکی استفاده می کند و نتيجة محاسبة شده بر می گردد . اين معماری توسعه پذيری و راندمان را فراهم می کند که در روش رويه ای کمبود می باشد ، و فرآيند پی در پی را در بدست آوردن خروجی مطلوب بدون دانش جزئياتی از کل زير حوزه ها و واکنش های درونی آنها فراهم می کند . در معبر شبه _ روندی ، تمام حوزه ها مطابقت با دستور فرآيندی به عنوان نزديکی رويه نمايش داده اند [۶ و ۷] .
دو تابع خاص ، GET و PUT ، برای وجه مشترک بين مدولها و داده پايه استفاده می شوند . تابع GET به عنوان جمع آوری يک ورودی مورد نياز در داده داخلی ناميده می شود . به طور

شکل ۱ . فرآيند طراحی قالب مربوط به اتومبيل

مشابه ، تابع PUT برای ذخيرة يک نتيجة داده پايه ناميده می شود . استدلال روی توابع GET و PUT به طور موضعی داده را اعلام می دارد که ارزش کدام يک در داده پايه تعيين شده است . فراوانی داده می تواند تجربی باشد که به وسيلة تعدادی زير حوزه ها در طول اجرا مشخص شود . در اين مورد تابع ديگری ، PUSH ، مورد نياز برای ذخيرة داده مشخص شده است ، اگرچه داده محاسبه شده به وسيلة خودشان ذخيره شده اند . به وسيلة افزودن يک الگوريتم ترويج سازگاری تابع PUSH و يک الگوريتم توليد _ برای تابع GET ، روش شبه _ رويه ای کامل شده است .
به طور کلی ، نرم افزار عظيم شامل خيلی از زير حوزه ها ، شامل داره ورودی و مکانيزم های فرآيندی و نتايج می شود . بيشترين برنامه های قراردادی برای اجرای رو به جلو استفاده می شوند . آنها به وسيلة داده و گرفتن نتايج در يک رفتار بالا _ پايين شروع می شود . روش شبه _ رويه ای روی يک معبر راننده _ هدف پايه ريزی شده است . آن با يک خروجی مطلوب ، شروع می شود و تلاشهايی برای برگشت به عقب اعمال می شود ، که تغيير بنيادی از روش قرار دادی است در اجرايی از سريهايی از زير حوزه ها که در يک رديف زير _ بالا اتفاق می افتد .

شکل ۲ . دياگرام فعاليت UML برای طراحی قالب پرس .

شکل ۳ . مقايسه بين روش رويه ای و شبه – رويه ای .

روش شبه _ رويه ای همزمان

به منظور به کار بردن روش شبه _ رويه ای برای اجرای عملکرد مضاعف مشتريان را در محيط گروهی توزيع کرده اند ، روش شبه _ رويه ای همزمان توسعه داده می شود [۵] . نقطه تلاقی يک ويژگی است که با کاربران در توزيع شدن و فرآيندی موازی در محيط های وظايف مضاعف ارتباط دارد . از آنجايی که روش شبه _ رويه ای توانايی ارتباط با يک حوزه برای اجرای مسير در دستور معکوس دارد ، شناسايی و زمان بندی مشکلات با فرآيند موازی که مهم و پيچيده می باشند مرتبط است خصوصيات مخصوص از روش شبه _ رويه ای همزمان که در اين تحقيق بهبود يافته هستند :

_ قبول فرآيند های توزيع .
_ زمان بندی مدول ها .
_ به کار بردن مصرف کننده های عملکردی مضاعف .
_ کامل کردن داده پايه در محيط توزيع کننده .
_ فراهم کردن ويژگی متن .

مرحله اول در اجرای روش شبه _ رويه ای اضافه کردن يک تابع مديريتی کاربر برای روش شبه _ رويه ای است برای انجام اين کار ، يک متغير کاربر به اطلاعات مدول و توابع اضافه شده که مفهوم کاربر در هر مدول را تشکيل دهد . مرحله دوم به کار بردن اجراهای مدولهای توزيع شده ، بدين معنی که اجرای مدول می تواند به وسيلة کاربرهای مضاعف در يک طريقة موازی به اتمام برسد . برای حل اين مشکل يک تابع علامت معرفی شده است . در روش شبه روندی همزمان ؛ مدولهای کاربران مختلف فقط علامتگذاری شدند به جای اينکه به طور واقعی شوند ، و اجرای آن مدولها می تواند تنها به وسيله يک کاربر معتبر انجام شود . در روش شبه روندی همزمان يک تابع جديد ، CHECK ، توسعه يافته است . آن يک کاربر خاص شناسايی شده استفاده می کند به عنوان يک ورودی و کنترل ها اعم از اينکه اجرا ممکن است بر طبق اعتبار مدول از کاربر و محتوای MARK پوشش داده شود و در خواست شود . متغير معتبر در روش شبه _ رويه ای همچنين برای به کار بردن اعتبار کاربرهای مضاعف برای هر زير مدول شکل تازه ای داده است . رويه هايی از روش شبه _ روندی همزمان در شکل ۴ نشان داده شده است .

۴٫ توسعة سيستم
۴-۱ نمای کلی

۴-۱-۱ CORBA (معماری واسطه درخواست هدف معمولی)
نزديک ۸۰۰ شرکت عضو OMG (گروه مديريت هدف HTTP.//WWW.OMG.ORGI) يک سوئيت از مشخصات را توليد و حاصل می کند که توزيع شده و پرونده های توسعة نرم افزار نامتجانس از آناليز و طراحی از کدينگ ، استخدام ، زمان جاری و حاصله را حمايت می کند . CORBA مشخصات OMG برای عملکرد درونی خواسته شده ، مستقل از خط مشی ، سيستم عملياتی ،زبان برنامه نويسی ، و حتی از شبکه و صورت مجلس می باشد . استفاده پروتکل استاندارد IIOP ، يک برنامة CORBA پايه می تواند با برنامه های پايه ای ديگر CORBA در يک محيط نامتجانس عملکرد درونی داشته باشد .

CORBA در خيلی وضعيت ها مفيد است . زيرا از يک راه ساده که CORBA ماشينهايی از فروشنده های مختلف را کامل می کند ، آن شامل کالای واسطه از انتخاب برای تعهِِِِّد عظيمی (و حتی نه آنچنان بزرگ) می شود . يکی از آن استفاده های خيلی مهم در کمک کننده ها است که بايد يک تعداد زيادی از مشتريان با نرخ های زد و خورد بالا به وسيلة قابليت اعتماد بالا به کار برند . تخصص ها برای مقياس بندی و تلرانس خطا اين سيستم ها را حمايت می کند . به هر حال ، آن فقط برای در خواستهای بزرگ استفاده نمی شود ؛ ترجمه های مخصوص از CORBA سيستم های زمان واقعی را جاری می کند و سيستم های کوچک را در کار می گذارد .