Research of Forming the Product’s Construction using Constituent Parts

Abstract

In modern business of machine manufacturing, there is a growing tendency towards design of custom tailored products. The construction of the product usually is changed during the customization according to the requirements of the customer. The examples of such products are refrigerators, metal and wood processing machines, elevators, escalators, hoisting cranes, trucks, etc. Customizable products of this type are more expensive than mass or batch produced ones, but they are much less expensive than one-off or small batch production. The product configuration methods are used for creating construction variants. These methods contain two main phases: initially a set of all available variants of product construction are modeled, later a specific product variant is selected with respect to the customer’s criteria. This set of all product variants is further called the product configuration model. If there is no such construction variant that meets customer’s requirements in the product configuration model created in advance, then the new variant has to be designed and included into the configuration model. The aim of this work is to develop the method for defining variants of product’s construction. Using this method, new variants of product construction model should be created faster and easier, being composed from the constituent parts, their properties, and constraints defining relations of the parts. Following tasks were accomplished in this work: to analyze the existing product configuration methods and selected commercial configurators, to develop the method of product configuration model representation and formalization, to propose the means of practical implementation, to develop the prototype and conduct experiments on selected products. In the first chapter analysis of related technical literature and comparison of selected commercial configurators are presented, issues and tasks are determined. These issues are addressed in the second chapter, where representation of product configuration model is designed, based on prototype cloning and class taxonomy approaches. The final chapter is dedicated for research of the proposed method for defining variants of product’s construction. The results are summarized in general conclusions.

Užsakovams pritaikytų gaminių projektavimo procesas šiuo metu yra paplitęs mašinų gamyboje ir kitose pramonės šakose. Šio proceso metu gaminio konstrukcija keičiama atsižvelgiant į užsakovo poreikius. Tokie gaminiai yra metalo ir medžio apdirbimo staklės, liftai, eskalatoriai, kranai, sunkvežimiai ir pan. Nors pritaikytas pagal poreikius gaminys yra brangesnis už serijiniu būdu padarytus gaminius, tačiau jis žymiai pigesnis už vienetinius gaminius. Mašinų ir įrenginių konstrukcijos projektams sudaryti iš sudedamųjų dalių yra naudojami gaminio konfigūravimo metodai. Šių metodų pagrindinis trūkumas yra tas, kad papildyti gaminio konfigūravimo modelį yra sudėtinga. Kuriant naujus gaminių konstrukcijų variantus yra naudojamos tik modelyje esančios sudedamosios dalys, bet nenumatomas būdas kurti naują konstrukcijos projektą iš labiausiai panašios modelyje esančios gaminio konstrukcijos. Nepakankamai įvertinama, kad gaminio konfigūravimo modelis dažnai keičiamas ir tobulinamas. Taip pat reikalinga galimybė gaminio konfigūravimo modelyje kurti naujas sudedamąsias dalis, plečiant gaminių pasiūlą ir atsiradus naujiems užsakovų poreikiams. Šio darbo tikslas – sukurti gaminio konstrukcijos variantų sudarymo ir parinkimo metodą, kurį taikant būtų greičiau ir lengviau kuriami nauji gaminio konstrukcijos modelio variantai naudojant sudedamąsias dalis, jų savybes ir galimų ryšių tarp sudedamųjų dalių ribojimus. Siekiant tikslo, buvo sprendžiami šie uždaviniai: ištirti esamus gaminio konfigūravimo metodus ir pasirinktas komercines konfigūravimo sistemas, pasiūlyti gaminio konfigūravimo modelio vaizdavimo ir formalizavimo metodą, pasiūlyti šio metodo įgyvendinimo būdą, sudaryti sistemos prototipą ir atlikti jos bandymus. Pirmame skyriuje pateikiami mokslinės literatūros ir pasirinktų komercinių konfigūravimo sistemų analizės ir palyginimo rezultatai. Atsižvelgiant į nustatytas problemas buvo iškelti uždaviniai. Šie uždaviniai sprendžiami antrame skyriuje, kuriame aprašytas siūlomas gaminio konfigūravimo modelis, grindžiamas klasių taksonomija ir naujų gaminių variantų kūrimu kopijuojant prototipus. Baigiamasis skyrius skirtas pasiūlyto gaminio konstrukcijos variantų sudarymo metodo tyrimams. Darbo rezultatai pateikiami galutinėse išvadose.