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Chapter 6 Process evaluation
El poder de integración manual entre CAD/FEA permite un mayor alcance en los resultados esperados que se someten a la optimización asistida por computadora también, pero propicia la ocurrencia de fallas en el proceso de diseño por causa del factor humano. Para disminuir esta ocurrencia de fallas por el factor humano y para automatizar la integración de CAD/FEA ya existen software con ese objetivo de aplicación como el iSight y el modeFRONTIER.
CAE
CAD
FEA
CAO
CAE
CAD
FEA
CAO
CAE
CAD
FEA
CAO
En la figura anterior 3.2 se muestra la automatización que realizan los paquetes del ModeFRONTIER y el i Sight, donde vemos que interactúan con cada uno de ello para la información con el siguiente paquete que al tener comunicación directa con modeFRONTIER o i Sight es como si lo tuvieran con los otros paquetes que son de diferente enfoque, por ejemplo CAD (Geometría) con CAE (Análisis).
3.6.1. Diferencias en los paquetes computacionales que automatizan el proceso.
Los ingenieros de diseño generalmente utilizan el ciclo de diseño para evaluar y rediseñar para el diseño de productos o proceso. Este ciclo involucra el proceso iterativo de introducir archivos (datos) de entrada el correr uno o más de los programas de simulación y el análisis de los archivos (datos) de salida. El ciclo continua hasta que cumple la fecha de entrega del diseño con el resultado que cumpla los requerimientos del cliente y cumpla con las restricciones del diseño [14].
Los dos software con el objetivo de disminuir esta ocurrencia de fallas por el factor humano y para automatizar la integración de CAD/FEA/CAO a la vez que la optimiza cumplen lo siguiente:
1. Automatiza la ejecución
2. Acelera la evaluación (iteración) de varias alternativas de diseño
3. Permite encontrar un diseño óptimo (dentro) que cumpla con las expectativas del cliente.
Una diferencia fundamental que se presenta entre estos software es que el i-Sight para obtener la solución de la función objetivo realiza un análisis mono-objetivo de cada una de las variables de entrada de diseño y así luego proceder a encontrar un resultado común y simultánea de los óptimos que de forma independiente se obtuvieron anteriormente.
Por otra parte modeFRONTIER es capaz de realizar análisis para una función objetivo de diseño con varias variables de entradas y varias variables de salida, (Análisis Multi-objetivo) y encontrar la solución del problema que resulta de la evaluación simultánea de los objetivos de las variables de diseño de entrada que se contraponen.
La diferencia entre una optimización mono-objetivo y una multi-objetivo es la aproximación con la aplicación de la solución que se propone ante el ambiente bajo circunstancias reales.
Cada factor es relevante pues si se presenta un valor muy pobre de cualquiera de ellos el diseño se vuelve inaceptable, los factores del producto implican diferentes tipos de criterios externos como el costo, desempeño, durabilidad, que comúnmente son importantes. Para llegar a la mejor combinación de estos elementos para el diseño final, resulta complicado el hacerlo pues es obtener un métrico no lineal, pero indispensable. Es inadecuado el analizar bajo un solo métrico (por separado) la
optimización del diseño [15]. En la Siguiente figura se muestra el proceso de diseño con las herramientas computacionales Correspondientes en cada etapa.
3.7 Conclusiones
Actualmente el uso de herramientas computacionales en procesos de diseño ingenieril permite que los resultados finales obtenidos del proceso de diseño cumplan satisfactoriamente con todos los requerimientos planteados desde el inicio en el proceso para el diseño. A través de estas herramientas como lo son los paquetes computacionales que asisten en la ingeniería, se logra que las iteraciones involucradas en el proceso de diseño entre las etapas síntesis, análisis /optimización y evaluación que involucra la interconexión de varios paquetes (CAD, FEA, CAO), se realicen de manera más rápida. Con esto también se disminuye la participación del ingeniero y así a su vez las posibles fallas por su causa.
Sobre todas estas ventajas esta la de automatizar la interacción de los paquetes computacionales que se utilizan en los cálculos requeridos correspondiente en cada etapa del proceso de diseño y que algunos de estos softwares que automatizan el proceso como el modeFRONTIER son capaces de optimizar el resultado del diseño a través de las herramientas de Post- procesamiento con las que también cuenta.
Definición del Problema (Restricciones) Modelación Geométrica Parametrizada (CAD) Análisis de Ingeniería (FEA) Revisión y evaluación (Selección de los parámetros
del diseño) Optimización (Diseño de Experimentos, Superficies de Respuesta,
Algoritmos Genéticos)
Fig. 3.3. Proceso de Optimización Automatizada.
3.8 Referencias
1. J.J. Dolado, L. Fernández”Medición para la gestión en la Ingeniería de Software”. Editorial Ra- Ma, 2000.
2. Wayne Carlson 2003 “A critical History of Computer Graphics and Animation” 2006 3. “Máquina de Turing “ Vol. 4 Computable Numbers. 1936
4. Paul Clements, Linda Northrop. “Software Product Lines”. Fred Brooks in 1987, Davis in 1990 y Faulk in 1997.
5. Eric S.Raymond es el ideólogo de la teoría de la "Catedral y el bazar", comprendida en un ensayo publicado bajo el mismo título el año 1997.
6. BROOKS, Frederick. The mythical man month: essays on software engineering. (1974)7. CAE Software and Consulting –Nei Nastranm FEMtools, FEDEM, view, Laminate Tools, Smart Coupling- SmartCAE develop several utilities for FEA pre and post processing, incluiding SmartBrowser which is FEMAP plug into allow advanced data set up for Composities
8. Wayne Carlson “A Critical History of Computer Graphics and Animation, Section 10: CAD/CAM/CADD/CAE.” Enero 2003
9. http://www.sv.vt.edu/classes/MSE2094_NoteBook/97ClassProj/num/widas/history.html, http://www3.sympatico.ca/peter_budgell/home.html
10. Timothy C. Neugebauer David J. Perreault “Computer-Aided Optimization of dddc Converters for Automotive Applications” Massachusetts Institute of Technology,
11. Release 10.0 Documentation for ANSYS http://www.ansys.com/corporate/default.asp
12. i-Sight team engineers Software, User´s Guide.http://www.engineous.com/products.htm , 13. mode FRONTIER 3.2 Documentation http://www.esteco.com
14. Guillaume Ph, Masmoudim “Computation of high order derivatives in optimal shape design” Numerische Mathematik (1994)
15. A summary report of the FENet Durability and Life Extension (DLE) workshop in Majorca,Spain, 25th March 2004.
16. Wayne Carlson (2003) “A Critical History of Computer Graphics and Animation, Section 10: CAD/CAM/CADD/CAE.The Ohio State
17. FEA Information www.FEAinformation.com., August 2005. 18. Vilfredo Pareto Bibliográfia.