View Project

Norwegian AI Directory

Capture and Reuse of Engineering Knowledge in Digital Twins


Description:

I dag møter industrien utfordringer med å integrere data fra ulike programvareapplikasjoner og domener. Standardbaserte løsninger, som ISO 10303, er i økende grad anerkjent for å løse dette problemet. En sammenhengende og helhetlig digital tvilling kan tjene som kunnskapsbase for produktet mens det er i drift. Designets hensikt kan tas vare på samt hendelser under produktets levetid. Dagens manglende verktøyuavhengige tilgang til slik informasjon er et viktig hinder for innovasjon. I dag brukes store ressurser på å gjenskape ingeniørkunnskap som en gang fantes. Dette PhD-prosjektet adresserer slike spørsmål. Dermed berører det den strategiske betydningen av tekniske data som en representasjon av kunnskap for industrien. Prosjektet har i sitt første år konkludert med hvordan datamodellen ISO 10303-209 (AP209) burde anvendes og utvides for å representere strukturelle testdata med tilhørende simuleringsdata. Denne modellen vil muliggjøre dataforvaltning på tvers av FEM og strukturell testing. Følgende nye typer data kan nå bli representert ved hjelp av AP209: - Egenskaper for sensorer som brukes i fysiske tester - Tester utført på et produkt - Relasjoner mellom sensorer og FEM elementer - Relasjoner mellom tester og sensorer - Relasjoner mellom tester og laster i en FEM-modell - Relasjoner mellom strukturelle testresultater, tester og sensorer - Posisjoner og orienteringer av sensorer Prosjektet har også integrert analyse og strukturelle testdata med PDM data og konfigurasjonsmetadata som vanligvis brukes i produktutvikling, og har implementert dette i et SDM-verktøy. Prosjektet har i andre året designet, analysert og konstruert en kompleks flydel, som videre ble fysisk testet. - Arbeidet relatert til bruken og forbedringen av STEP AP209 standarden har fortsatt, spesielt ved implementering i SDM applikasjon. - En datakonverter for å prosessere strukturelle test og FEA data utviklet det første året, ble betydelig forbedret i det andre året. - Et verktøy for å prosessere AP209 modeller med strukturell test og FEA data har blitt utviklet. Verktøyet lar brukeren investigere strukturelle test resultater, FEA resultater og deres relasjoner vha. plottede grafer. - Et verktøy for å prosessere AP209 modeller med sensor informasjon og FEA modeller ble utviklet for å kunne visualisere strekklapper med posisjon og retning på relaterte FEA mesh. Forskningsartikkelen "Relating structural test and FEA data with STEP AP209" ble fullført og publisert i "Advances in Engineering Software". STEP er et relativt avansert format, og det kan være vanskelig å validere STEP filer/modeller generert fra forskjellige verktøy. Derfor ble det utviklet en applikasjon; STEP Explorer. Denne kan bli brukt til å visualisere og utforske STEP-modellinnhold på en enkel og intuitiv måte. Forskning på et nytt emnet ble startet; hvordan inkludere ikke-lineære analyser i AP209: - STEP AP209 var designet for å dekke lineære statiske og modale analyser. Vi undersøkte hvordan standarden kan bli forbedret til å dekke mer avanserte analyser, spesielt ikke-lineære analyser. Undersøkt velkjente simuleringsverktøy og hvordan analysene disse dekker kan bli standardisert. Begynt å utvikle en konverter mellom Ansys og AP209. Startet en forskningsartikkel på dette temaet. Under det tredje året av PhD-prosjektet fortsatte forskningen på hvordan AP209 kan dekke ikke-lineære analyser. En utvidet versjon av AP209 som dekker følgende FEM-emner ble laget: - Analyse-klassifikasjon basert på om analysen er; statisk eller dynamisk, "buckling", lineær eller ikke-lineær, modal eller frekvens respons, implisitt eller eksplisitt, osv. - Generisk representasjon av analyseparametere (f.eks. relatert til last-inkrementer, iterasjoner, konvergering osv.) - Tidsvarierende laster og "boundary conditions" - Elementkontakt - Ikke-lineære materialer Datakonverteren som var startet i år 2 ble videreutviklet og dekker nå følgende oversettelser: - NASTRAN til og fra AP209 - AP209 til ANSYS - Abaqus til AP209 FEM-testmodeller som dekker hoveddelene av den nye AP209 modellen ble laget i Abaqus. Disse ble oversatt til Nastran og Ansys, og ved å utføre og sammenligne resultatene på hver test, kunne den nye AP209 modellen bli validert ved å vise at all nødvendig data var dekket. Arbeidet og forskningen ble dokumentert i to akademiske artikler: 1) "ISO 10303 AP209 Why and how to embed nonlinear FEA" (under review) 2) "Extending ISO 10303-209 for Nonlinear Finite Element Analysis" (sendt inn) Begge artiklene ble sent til journalen Advances in Engineering Knowledge. En fjerde artikkel som dekker elementkontakt og ikke-lineære materialer ble ikke laget for publisering, men er dokumentert i et appendiks i PhD avhandlingen.


Project leader: Jochen Haenisch

Started: 2016

Ends: 2020

Category: Næringsliv

Sector: Næringsliv

Budget: 2187997

Institution: JOTNE EPM TECHNOLOGY AS

Address: NA