Xuban Telleria Ariztimuño ikasleak SOBRESALIENTE kalifikazioa lortu zuen, 'CUM LAUDE' aipamenarekin '

Xuban Telleria Ariztimuño ikasleak SOBRESALIENTE kalifikazioa lortu zuen, 'CUM LAUDE' aipamenarekin '

---

Tesiaren izenburua: Development of a Novel Surrogate Modelling Technique and a Robust CAD-CAE Template Association Procedure for the Design and Assessment of Scalable Mechanical Product Families.

Epaimahaia:

• Presidentzia: Germán Castillo López (Universidad de Málaga)
• Bokala: Jorge Dorribo Camba (Purdue University)
• Bokala: Malek Ben Salem (ANSYS)
• Bokala: Ibai Ulacia Garmendia (Mondragon Unibertsitatea)
• Idazkaria: Iñigo Llavori Osa (Mondragon Unibertsitatea)

Laburpena:

Zenbait enpresek produktuen pertsonalizazio hartzen dute euren estrategia ardatz modura gainontzeko enpresekiko abantaila konpetitiboa eskuratzeko. Produktu mota hauen garapenak koste handiak eta denbora luzeak izatea ekar lezake ordea, beraz enpresa askok prozesu hau optimizatzeko bide ezberdinen bila dihardute. Zentzu honetan, eta produktuen garapena modu efizientean egite aldera, produktu familien erabilera oso zabaldua dagoen teknika da. Familia hauek, modu eraginkorrean produktu erreferentzia ezberdinak garatzen laguntzen dute produktu plataforma baten eraldaketa bidez. Eskalatzean oinarritutako estrategia konkretuki ezaguna da produktu mekanikoen familien garapenetan, euren dimentsioek eginkizun garrantzitsua jokatzen baitute funtzionaltasunean eta egituraren integritatean. Dena den, bezeroak ez ditu inoiz eskatuko familiako zenbait produktu, familiak handiak diren kasuetan, diseinu prozesuan inbertitutako denbora eta diruaren zati bat alperrik galduz. Galera hauek saihesteko, enpresa askok “Modify To Order” (MTO) diseinu-entrega estrategia hartu ohi izan dute ardatz, zeina bezeroek eskatutako produktuen diseinuak bakarrik lantzera zuzentzen den. Hala ere, diseinu-entrega estrategia honekin lan egiteak zenbait diseinu lan “Order Penetration Point”-a (OPP-a) eta gero garatu beharra eskatzen du, produktuaren entrega denbora luzatuz. Diseinu lan hauei dagokionez, produktu familia mekanikoen garapen prozesua moteltzen duten bi faktore nagusi identifikatu dira: (i) diseinuaren jatorri iteratiboa, eta (ii) eskatutako produktuaren funtzionaltasuna eta bere egituraren integritatea bermatzen duen prozesuaren garapen denbora.

Produktu mekanikoen familietan erabiltzen diren eskalatze arauak adierazgarriak ez izateak zuzenean handitzen du diseinu iterazio kopurua. Eskalatze arau adierazgarriak defini daitezke materialen mekanikaren teoriak jarraituz, baina hauen definizioa geometria konplexuetan asko zailtzen da. Hori dela eta, modelo subrogatuen teknikak asko erabiltzen dira alternatiba modura. Modelo subrogatu mota ezberdin ugari erabili ohi dira, zeinak modu ezberdin askotan konfigura daitezkeen. Modelo motaren eta bere konfigurazioaren aukeraketak efektu nabarmenak ditu modeloaren beraren zehaztasun mailan. Gainera, modelo optimoaren aukeraketa aplikazio kasuaren ez-linealtasun mailarekin baldintzatzen da, modeloaren aukeraketa zailduz. Horregatik, bibliografiako autore askok, kasu ezberdin bakoitzerako modelo subrogatu mota eta konfigurazio ezberdinak ebaluatzea planteatzen dute, norberaren aplikazio kasurako adierazgarria den modeloa aukeratzen laguntzeko. Prozesu hau luzea eta neketsua izan daiteke ordea, konkretuki garapen denbora azkarra izateko beharra duten enpresetan.

Bigarren faktore kritikoari dagokionez, CAE bidezko produktuen egiaztapena bezero askok eskatu ohi izaten dute, eurek eskatutako produktu mekanikoaren funtzionaltasuna eta egituraren integritatea bermatzeko asmoz. Hori dela eta, prozesua azkartuko duten CAD- CAE plantillen txertatzea oso ohikoa da produktuaren diseinu-azterketa fasean, edo pausu bat haratago joanda, prozesua imitatzen duten automatizazio aplikazioak txertatzea. Bi kasu hauetan, CAE-objektuek beharrezko dituzten entitate geometrikoak esleituta izatea beharrezkoa da, simulazioko kontaktu, karga, ingurune baldintza, eta malla baldintzen definiziorako. Horretarako entitate geometriko hauek CAD plantillako atributuei esleitzen zaizkie, eta atributu hauek CAE-objektuei, CAD-CAE modeloen artean komunikazio bide bat sortuz. Dena den, eskalatze prozesuak CAD plantillako geometrian sortzen dituen aldaketen ondorioz topologia aldaketak ematea posible da. Topologia aldaketa hauek atributuen entitate geometrikoen esleipena galbideratuz eta CAE simulazio modelo desegokiak sortuz. Horregatik, CAD-CAE modeloak berriro definitzea beharrezkoa da kasu hauetan, modu honetan produktu mekanikoen diseinu-azterketa prozesua geldotuz, edota erabat automatizatutako prozesuak mugatuz.

Doktoradutzako tesi honetan beraz eskalagarriak diren produktu familia mekanikoen garapen prozesua azkartzeko bi teknika proposatzen dira:

• Ez-linealtasun maila ezberdinetako kasuen joera konfigurazio berdin batekin modu adierazgarrian atzitzeko gai den modelo subrogatu berri bat proposatzen da, eskalatze prozesuan sortzen diren diseinu-azterketa iterazioak zerotik gertu, edo zerora, eramango dituena.
• Eskalatze prozesuan emandako topologia aldaketek sortzen dituzten atributuen galbideratze arazoa konpontzeko eskuzko eta automatizatutako prozedura bana proposatzen dira, honela CAD-CAE modeloak berriro definitzeko beharra saihestuz.

Proposatutako bi teknikak azterketa kasu ezberdinetan balioztatu dira modu honetan:

• Proposatutako modelo subrogatua balioztatzeko sei azterketa kasu definitu dira, ez- linealtasun maila ezberdinak dituztenak (2 baxu, 2 ertain, eta 2 altu). Proposatutako modeloa, bibliografian aski ezagunak diren beste 8 modelo subrogatu motekiko alderatu da, 14 konfigurazio ezberdinetan. Lortutako emaitzek errore maila egonkor mantentzen dela ez-linealtasun mailarekiko independente adierazten dute, eskalatze arau adierazgarriak eskuratzea ahalbidetuz, eta gainontzeko modeloekiko portaera sendoagoa izanik ez-linealtasun ezberdineko egoerak modelatzeko.
• Proposatutako eskuzko eta automatizatutako atributuen galbideratzea saihesteko prozedurak 6 azterketa kasutan balioztatu dira, zeinak hiru taldetan sailkatu dira: (i) dimentsio aldaketek sortutako topologia aldaketak, (ii) CAD-objektuen errepikazio patroien aldaketek sortutako topologia aldaketak, eta (iii) CAD-objektuen aktibazio egoeraren aldatzeak sortzen duen topologia aldaketa. Lortutako emaitzek, proposatutako bi prozedurak jarraituz, atributuen galbideratzea ez dela ematen frogatzen dute.

Azkenik, proposatutako teknikak balbula familia erreal bateko diseinu prozesuan txertatu dira, konkretuki slab API 17D balbula familian. Lan honen balidazioa modu honetara egin da: (i) proposatutako modelo subrogatua erabiliz garatutako lau balbulen portaera mekanikoa aztertu da fidagarritasun altuko FEM modeloen bidez, eta (ii) atributuaren galbideratze arazoa familiako bost zona ezberdinetan aztertu da lau balbuletan. Balidazio honetan lortutako emaitzek ondorengoa erakusten dute: (i) proposatutako modelo subrogatuaren teknika berriaren bidez, zehaztutako eskalatze arauak modu eraginkorrean balbula erreferentziak diseinatzeko gaitasuna erakutsi dute, diseinu-azterketa iterazio kopurua zerora murriztuz, eta (ii) identifikatutako atributuen galbideratze arazoa proposatutako bi teknikekin konpontzea lortzen da.