Mô phỏng và thiết kế

Trong thời kì công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước, cùng với sự phát triển của hệ thống truyền thông đa phương tiện, nhiều đơn vị nghiên cứu khoa học, đã nghiên cứu và xây dựng thành công hệ thống phần mềm mô phỏng những hoạt động phức tạp trong các hệ thống máy móc trang bị dựa trên công nghệ mô phỏng 3D.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Mô phỏng và thiết kế LỜI MỞ ĐẦU Trong thời kì công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước, cùng với sự  phát triển của hệ  thống truyền thông đa phương tiện, nhiều đơn vị nghiên cứu khoa học, đã nghiên cứu   và xây dựng thành công hệ  thống phần mềm  mô phỏng những hoạt động phức tạp  trong các hệ thống máy móc trang bị dựa trên công nghệ mô phỏng 3D. Những sản phẩm mô phỏng sẽ được áp dụng trong việc thiết kế các thiết bị trong nhà   máy sản xuất, cụ  thể là giới thiệu cấu trúc, cơ  chế  hoạt động của các thiết bị  dùng  trong sản xuất, thông thường bằng các sản phẩm đồ  họa  3D từ  Maya, 3DS max,  Invertor, Solidworks, AutoCAD,… Đặc điểm của các sản phẩm này là mô phỏng tương đối chính xác các chi tiết về các  thiết bị, các hoạt động của các bộ phận cơ khí không quan sát được. Với khả năng đồ  họa và lập trình của công nghệ mô phỏng 3D, người học có thể  quan sát được từng  chi tiết các hoạt động của các bộ phận thiết bị trong quá trình sản xuất, quy trình hoạt   động và tương tác của các bộ phận thiết bị. Cùng với việc mô tả các hoạt động vật lý trong trang thiết bị, công nghệ mô phỏng 3D  cho phép mô tả những tác động ảnh hưởng của môi trường, của người sử dụng thiết   bị  đến kết quả  đạt được. Hệ  thống phần mềm mô phỏng các thí nghiệm bằng hình  ảnh minh họa sống động, giúp cho người xem dễ nhận biết, dễ tiếp thu. Trong thời kì công nghệ phát triển thì việc sử dụng mô phỏng thiết kế cũng ngày càng  cao. Việc mô phỏng một thiết bị trước khi thiết kế là rất quan trọng và cần thiết. Mô   phỏng thiết bị nhằm xác định hiệu quả kinh tế ­ kỹ thuật của thiết bị để  có thể  triển  khai áp dụng rộng rãi trong thực tiễn sản xuất. Mô phỏng thiết bị  để  nghiên cứu một số  thông số  tối  ưu làm cơ  sở  hoàn thiện quá   trình công nghệ  và thiết kế  chế  tạo thiết bị  bằng phương pháp sấy thăng hoa nhằm  nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm, giảm chi phí cho quá trình. Đây chính là lý do chúng em chọn đề tài “Mô phỏng và thiết kế thiết bị trong quá trình   sản xuất”. 1 I. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÔ PHỎNG VÀ THIẾT KẾ I.1. Khái niệm mô phỏng Mô phỏng là việc nghiên cứu trạng thái của mô hình để  qua đó hiểu được hệ  thống thực, mô phỏng là tiến hành thử nghiệm trên mô hình. Đó là quá trình tiến hành   nghiên cứu trên vật thật nhân tạo, tái tạo hiện tượng mà người nghiên cứu cần để  quan sát và làm thực nghiệm, từ đó rút ra kết luận tương tự với vật thật.  Ta có thể thực hiện việc mô phỏng từ  những phương tiện đơn giản như  giấy,  bút đến các nguyên vật liệu tái tạo lại nguyên mẫu (mô hình bằng gỗ, gạch, sắt,…)   hay hiện đại hơn là dùng máy tính điện tử.   Mô phỏng máy tính sử  dụng mô tả  toán học, mô hình của hệ  thống thực  ở  dạng chương trình máy tính. Mô phỏng máy tính thường được sử  dụng rất có hiệu  quả để nghiên cứu trạng thái động của nguyên mẫu trong những điều kiện nếu nghiên   cứu trên vật thật sẽ khó khăn, tốn kém và không an toàn.  Mô phỏng máy tính là hiển thị  một chuỗi các hình  ảnh hoặc khung hình trên  màn hình phỏng theo một chuyển động nào đó. Thực ra, mô phỏng là một dạng ảo ảnh   thị  giác, tạo nên sự năng động, truyền sinh khí và chuyển động cho những đối tượng   khô khan. 2  Mô phỏng trên máy tính là xu hướng dạy học mới, hiện đại đã và đang được   nghiên cứu và áp dụng rộng rãi trên nhiều lĩnh vực. Trong lĩnh vực giáo dục, các bài   giảng có ứng dụng mô phỏng kết hợp phương tiện nghe nhìn hiện đại sẽ tạo cho sinh   viên nhiều kỹ năng như: khả  năng hoạt động quan sát (các hình ảnh tĩnh hoặc động),   khả  năng thao tác trên đối tượng, khả  năng tự  do phát triển tư  duy, lựa chọn con   đường tối ưu để nhận thức. Hình 1.1 Thiết bị mô phỏng hình ảnh ứng dụng trên xe đạp I.2. Khái niệm thiết kế Thiết kế là việc tạo ra một kế hoạch hoặc quy ước cho việc xây dựng một đối   tượng hoặc một hệ  thống (như  trong bản thiết kế  kiến trúc, bản vẽ  kỹ  thuật, quy   trình kinh doanh, sơ  đồ  mạch và các mẫu may).  Thiết kế  có ý nghĩa khác nhau trong  các lĩnh vực khác nhau. Trong một số trường hợp, việc xây dựng trực tiếp của một đối  tượng (như trong đồ  gốm, kỹ thuật, quản lý, lập trình và thiết kế đồ  họa) cũng được   coi là thiết kế. Một định nghĩa khác cho thiết kế là một lộ trình hoặc một cách tiếp cận chiến  lược cho một người nào đó để  đạt được một kết quả  duy nhất. Nó định nghĩa các   thông số  kỹ  thuật, kế  hoạch, thông số, chi phí, hoạt động, quy trình và cách thức và   phải làm gì trong những ràng buộc pháp lý, chính trị, xã hội, môi trường, an toàn và   kinh tế trong việc đạt được mục tiêu đó. Quy trình thiết kế sản phẩm: thường là một chu trình lặp lại nhiều vòng, từ khi   hình thành ý tưởng sản phẩm tới khi đưa sản phẩm vào sản xuất, và có thể được mô  tả trong hình sau: 3 Hình 1.2 Quy trình thiết kế sản phẩm  Trong giai đoạn đầu: hình thành ý tưởng, ý đồ  về  sản phẩm/công nghệ. Mục  tiêu chủ  yếu là tìm kiếm các ý tưởng về  sản phẩm và công nghệ  có thể  sử  dụng và   khai thác trong tương lai. Nó có thể bắt đầu ngay từ khi một sản phẩm/công nghệ mới  khác bắt đầu được đưa ra thị  trường, nhưng cũng có thể  chỉ  xuất hiện khi các sản  phẩm đang được sử dụng đã tỏ rõ những ưu điểm và nhược điểm của chúng. Những ý  tưởng mới này có thể  được thu thập qua công tác nghiên cứu của bản thân doanh   nghiệp, qua các thông tin chuyên ngành, qua các quan sát của cán bộ, nhân viên công ty,   qua các hoạt động nghiên cứu của các bộ phận có liên quan của doanh nghiệp và qua   các nguồn thông tin khác. Nhiều khi, các doanh nghiệp tổ chức các cuộc thi để tìm tòi   các ý tưởng thích hợp cho mình.  Trong giai đoạn thiết kế chi tiết sản phẩm và công nghệ: các ý tưởng về sản   phẩm và công nghệ  mới sẽ  được lần lượt cụ  thể  hoá bằng các thiết kế  cụ  thể  (về  kiểu dáng, kết cấu, tính năng tác dụng, vật liệu, kỹ  thuật sản xuất, khả  năng sử  dụng,...) và kiểm định  ...