Prozesskettenorientierte Herstellbarkeitsanalyse von Produkten durch die Nutzung eines Constraint-Satisfaction-Problems

Research output: Contribution to journalConference articleResearchpeer review

Authors

  • Kevin Herrmann
  • Felix Pusch
  • Stefan Plappert
  • Behrend Bode
  • Iryna Mozgova
  • Paul Christoph Gembarski
  • Roland Lachmayer

External Research Organisations

  • Paderborn University
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Details

Translated title of the contributionProcess chain-oriented manufacturability assessment of products by using a constraint satisfaction problem
Original languageGerman
Pages (from-to)79-90
Number of pages12
JournalStuttgarter Symposium fur Produktentwicklung
Volume2023-May
Publication statusPublished - 2023
Event2023 Stuttgart Symposium for Product Development, SSP 2023 - Stuttgart, Germany
Duration: 25 May 202325 May 2023

Abstract

This paper presents a computer-aided modeling strategy to formalize process chain knowledge, such as the design of manufacturing stages, cross-process manufacturing constraints or manufacturing tools, for product design and to provide it for product and process design decisions in the context of design for manufacturing. Using the example of a tailored forming process chain, the manufacturing steps of a multi-material shaft are modeled by means of a constraint satisfaction problem (CSP) by formulating the geometric transformations of individual manufacturing steps as well as manufacturing restrictions in the form of constraints, and manufacturing steps as well as manufacturing resources via parameters in the CSP variables. The CSP is thus able to perform a process-chain-oriented restriction check for manufacturability evaluation based on a geometry model of a component and to automatically configure manufacturing stages and manufacturing resources and tools.

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Prozesskettenorientierte Herstellbarkeitsanalyse von Produkten durch die Nutzung eines Constraint-Satisfaction-Problems. / Herrmann, Kevin; Pusch, Felix; Plappert, Stefan et al.
In: Stuttgarter Symposium fur Produktentwicklung, Vol. 2023-May, 2023, p. 79-90.

Research output: Contribution to journalConference articleResearchpeer review

Herrmann, K, Pusch, F, Plappert, S, Bode, B, Mozgova, I, Gembarski, PC & Lachmayer, R 2023, 'Prozesskettenorientierte Herstellbarkeitsanalyse von Produkten durch die Nutzung eines Constraint-Satisfaction-Problems', Stuttgarter Symposium fur Produktentwicklung, vol. 2023-May, pp. 79-90. https://doi.org/10.15488/14221
Herrmann, K., Pusch, F., Plappert, S., Bode, B., Mozgova, I., Gembarski, P. C., & Lachmayer, R. (2023). Prozesskettenorientierte Herstellbarkeitsanalyse von Produkten durch die Nutzung eines Constraint-Satisfaction-Problems. Stuttgarter Symposium fur Produktentwicklung, 2023-May, 79-90. https://doi.org/10.15488/14221
Herrmann K, Pusch F, Plappert S, Bode B, Mozgova I, Gembarski PC et al. Prozesskettenorientierte Herstellbarkeitsanalyse von Produkten durch die Nutzung eines Constraint-Satisfaction-Problems. Stuttgarter Symposium fur Produktentwicklung. 2023;2023-May:79-90. doi: 10.15488/14221
Herrmann, Kevin ; Pusch, Felix ; Plappert, Stefan et al. / Prozesskettenorientierte Herstellbarkeitsanalyse von Produkten durch die Nutzung eines Constraint-Satisfaction-Problems. In: Stuttgarter Symposium fur Produktentwicklung. 2023 ; Vol. 2023-May. pp. 79-90.
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TY - JOUR

T1 - Prozesskettenorientierte Herstellbarkeitsanalyse von Produkten durch die Nutzung eines Constraint-Satisfaction-Problems

AU - Herrmann, Kevin

AU - Pusch, Felix

AU - Plappert, Stefan

AU - Bode, Behrend

AU - Mozgova, Iryna

AU - Gembarski, Paul Christoph

AU - Lachmayer, Roland

N1 - Funding Information: Die Ergebnisse dieser Publikation sind im Rahmen des Sonderforschungsbereichs 1153 „Prozesskette zur Herstellung hybrider Hochleistungsbauteile durch Tailored Forming“ innerhalb des Teilprojekts C2 entstanden. Die Autoren danken der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) für die finanzielle und organisatorische Unterstützung des Projektes (Projektnummer: 252662854).

PY - 2023

Y1 - 2023

N2 - Dieser Beitrag stellt eine rechnergestützte Modellierungsstrategie vor, um Prozesskettenwissen, wie die Gestaltung der Fertigungsstufen, prozessübergreifende Fertigungsrestriktionen oder Fertigungshilfsmittel, für die Produktgestaltung zu formalisieren und im Kontext des Design for Manufacturing für Produkt- und Prozessgestaltungsentscheidungen bereitzustellen. Dabei werden am Beispiel einer Tailored-Forming-Prozesskette die Herstellungsschritte einer Multimaterial-Welle mittels eines Constraint Satisfaction-Problems (CSP) modelliert, indem die geometrischen Transformationen einzelner Fertigungsstufen sowie Fertigungsrestriktionen in Form von Constraints und Fertigungsstufen sowie Fertigungshilfsmittel über Parameter in den CSP-Variablen formuliert werden. Das CSP ist damit in der Lage, ausgehend von einem Geometriemodell eines Bauteils eine prozesskettenorientierte Restriktionsprüfung zur Herstellbarkeitsbewertung durchzuführen und automatisiert Fertigungsstufen sowie Fertigungshilfsmittel zu konfigurieren

AB - Dieser Beitrag stellt eine rechnergestützte Modellierungsstrategie vor, um Prozesskettenwissen, wie die Gestaltung der Fertigungsstufen, prozessübergreifende Fertigungsrestriktionen oder Fertigungshilfsmittel, für die Produktgestaltung zu formalisieren und im Kontext des Design for Manufacturing für Produkt- und Prozessgestaltungsentscheidungen bereitzustellen. Dabei werden am Beispiel einer Tailored-Forming-Prozesskette die Herstellungsschritte einer Multimaterial-Welle mittels eines Constraint Satisfaction-Problems (CSP) modelliert, indem die geometrischen Transformationen einzelner Fertigungsstufen sowie Fertigungsrestriktionen in Form von Constraints und Fertigungsstufen sowie Fertigungshilfsmittel über Parameter in den CSP-Variablen formuliert werden. Das CSP ist damit in der Lage, ausgehend von einem Geometriemodell eines Bauteils eine prozesskettenorientierte Restriktionsprüfung zur Herstellbarkeitsbewertung durchzuführen und automatisiert Fertigungsstufen sowie Fertigungshilfsmittel zu konfigurieren

KW - constraint satisfaction problem

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KW - Wissensbasierte Systeme

UR - http://www.scopus.com/inward/record.url?scp=85160202859&partnerID=8YFLogxK

UR - http://dx.doi.org/10.18419/opus-13131

U2 - 10.15488/14221

DO - 10.15488/14221

M3 - Konferenzaufsatz in Fachzeitschrift

AN - SCOPUS:85160202859

VL - 2023-May

SP - 79

EP - 90

JO - Stuttgarter Symposium fur Produktentwicklung

JF - Stuttgarter Symposium fur Produktentwicklung

SN - 2364-4885

T2 - 2023 Stuttgarter Symposium fur Produktentwicklung, SSP 2023

Y2 - 25 May 2023 through 25 May 2023

ER -