Komputerowe

Wspomaganie

Zarządzania Projektami

Computer Aided Project Management

Zespół: Łuczak Barbara
Tokarek Witold
Zielińska Justyna

Rok akademicki: 2011/2012

Prowadzący: prof. dr hab. inż. Z.
Ignaszak

Politechnika Poznańska
Wydział Budowy Maszyn i
Zarządzania
Zarządzanie i Inżynieria
Produkcji

Politechnika Poznańska
Wydział Budowy Maszyn i
Zarządzania
Zarządzanie i Inżynieria
Produkcji

I. Stenzel, F. Pourroy; Integration of experimental and computational
analysis in the product development and proposals for the sharing
of

technical

knowledge;

Grenoble;

France;

May 17 – 19; 2006

I. Stenzel, F. Pourroy; Integracja analizy doświadczalnej i
komputerowej w procesie rozwoju produktu oraz sugestie dotyczące
udostępniania

wiedzy

technicznej;

Grenoble;

Francja;

17 – 19 maja; 2006

Politechnika Poznańska
Wydział Budowy Maszyn i
Zarządzania
Zarządzanie i Inżynieria
Produkcji

1. Abstract

2. Introduction

3. The context and the field of application

4. The chain drive functioning

5. Possible analysis of a chain drive system

6. Proposal for knowledge sharing and collaboration

fostering support

7. Conclusion and outlook

Politechnika Poznańska
Wydział Budowy Maszyn i
Zarządzania
Zarządzanie i Inżynieria
Produkcji

The automotive industry with both vehicle manufactures and

suppliers is a highly competitive branch. The rising customers’ demand for
new models with lower prices and higher performances reinforces the
pressure on the research and development departments. Design processes
of highly complex and customer adjusted products is challenging and
requires a high quantity of analysis. Designers’ proposals need to be
optimised

and

verified.

In general, several loops are necessary to fulfil all customers’ requests.

Przemysł motoryzacyjny, obejmujący zarówno producentów, jak i

dostawców, stanowi bardzo konkurencyjną gałąź gospodarki. Rosnące
zapotrzebowanie klientów na nowe modele (samochodów – red.), tańsze i
wydajniejsze,

wzmacnia

presję

na

realizację

badań

i rozwój działów w obrębie całego przemysłu. Procesy projektowania
wysoce

złożonych

i przystosowanych do potrzeb klientów produktów są trudne i wymagają
dużej ilości analiz. Propozycje konstruktorów muszą być zoptymalizowane i
zweryfikowane. Generalnie rzecz ujmując, podjętych musi zostać wiele
działań, aby spełnione zostały potrzeby ostatecznych klientów.

Politechnika Poznańska
Wydział Budowy Maszyn i
Zarządzania
Zarządzanie i Inżynieria
Produkcji

One possibility to reduce the number of loops is the integration of

a product or/and system orientated knowledge management system. In
this work, an approach of a structured product/system-based knowledge
identification and storage is presented. The first uses of the support
highlight its interest and it can be shown how it acts as a boundary object.
Different actors are enabled to discuss and share their opinion of expected
or observed product/system behaviours.

Jedną z możliwości zmniejszenia liczby działań jest integracja

produktów i / lub systemu zarządzania opartego na wiedzy. W tej pracy
zaprezentowano podejście do zorganizowanego produktu / systemu
identyfikacji opartego na wiedzy i jej przechowywaniu. Pierwszy z
obszarów wsparcia uwypukla swoje zastosowanie (udziały) i można
wykazać, iż działa jako element graniczny (integrujący – red.) Do dyskusji
włączono różne podmioty, które dzielą się swoją opinią dotyczącą
oczekiwanych i obserwowanych produktów / zachowań systemu.

Politechnika Poznańska
Wydział Budowy Maszyn i
Zarządzania
Zarządzanie i Inżynieria
Produkcji

The present article is based on our work in the R&D department of

an automotive supplier. The company develops and manufactures chains
and timing chain drives for combustion engines. In these systems
rotational vibrations emerge. In relation with the hydraulic or mechanic
tensioning elements they create linear vibrations as well, and lead to
highly complex non-linear systems. The knowledge necessary to design
and optimise a chain
drive is hence comprehensive and cannot be acquired easily.

Niniejszy artykuł oparty jest na naszej pracy w dziale R & D

(Research & Development – Badania i Rozwój) dostawcy w branży
motoryzacyjnej.

Firma

opracowuje

i produkuje łańcuchy i napędy łańcuchowe rozrządu do silników
spalinowych. W układach tych występują wibracje wirowe (rotacyjne). W
powiązaniu z naprężanymi elementami hydraulicznymi lub
mechanicznymi, tworzą wibracje liniowe, co z kolei powoduje, iż stają się
one skomplikowanymi układami nieliniowymi. Wiedza niezbędna do
projektowania
i optymalizacji napędu łańcuchowego jest więc kompleksowa i wcale nie
tak łatwa do zdobycia.

Politechnika Poznańska
Wydział Budowy Maszyn i
Zarządzania
Zarządzanie i Inżynieria
Produkcji

As well as tests on physical prototypes, today numerical simulation

of systems’ behaviour represents an integrated part in the processes of
the development of products. Traditionally, numerical simulation was
executed by specialists after the development process as a task of
validation of a product or during urgent expertise activities on failures.
Today its integration in studies is enhanced and the need of
communication and coordination with other activities participating at the
validation of design choices is created. The cooperation between the
action of study, testing and simulation is hence indispensable (figure 1).

Obecnie, podobnie jak i testy prototypów, symulacja zachowań

układów stanowi zintegrowaną część procesów rozwoju produktów.
Tradycyjnie,

symulacja

numeryczna

jest

przeprowadzana

przez

specjalistów po zakończeniu procesu rozwoju jako zadanie atestacji
produktu lub podczas ekspertyz dotyczących niepowodzeń w eksploatacji
tego produktu.

Stopień integracji symulacji numerycznych w badaniach jest

obecnie

zaawansowany

i wskazuje się na konieczność komunikacji i koordynacji z innymi
działaniami uczestniczącymi w zatwierdzaniu wyborów konstrukcyjnych.
Zatem współpraca pomiędzy procesami badań, testów i symulacji jest
niezbędna (rysunek 1).

Politechnika Poznańska
Wydział Budowy Maszyn i
Zarządzania
Zarządzanie i Inżynieria
Produkcji

Politechnika Poznańska
Wydział Budowy Maszyn i
Zarządzania
Zarządzanie i Inżynieria
Produkcji

Simulation cannot be seen as an isolated task but as a permanent

part of the design process. The integration of the simulation during
designing has been treated in literature in several works. A first type of
approach is to facilitate the use of simulation tools for designers. More
and more sophisticated systems supporting the meshing of finite element
tools are proposed, which permit to idealise the geometries, taking into
account the criteria concerning the target of the analysis. These systems
attempt to automate or to facilitate the procedure of transition from the
geometrical models to the models of analysis.

Przeprowadzanie symulacji nie może stanowić niezależnego elementu, lecz

musi zajmować stałe miejsce w procesie projektowania. Integracja symulacji
podczas projektowania została przedstawiona w literaturze w kilku pozycjach
zwartych. Pierwszym rodzajem podejścia do tematu jest ułatwianie projektantom
(konstruktorom) użytkowania narzędzi używanych do symulacji. Proponowane są
coraz bardziej wyrafinowane systemy mające na celu wsparcie zazębienia się
ostatecznych elementów, które pozwalają na coraz lepsze wyidealizowanie
geometrii, biorąc pod uwagę kryteria odnoszące się do przedmiotu analiz. Systemy
te mają na celu zautomatyzowanie oraz ułatwienie procesu przekształcania modeli
geometrycznych w modele będące przedmiotem analiz.

Politechnika Poznańska
Wydział Budowy Maszyn i
Zarządzania
Zarządzanie i Inżynieria
Produkcji

An important problem, which is cited during several interviews of

actors in simulation and testing, is the difficulty to access necessary data
for simulation. Secondly, there is the problem of incorrect definition of the
need concerning a simulation or a test. However, that formulation is
extremely important and determines in great party the quality and the
pertinence of the result. Here the difficulties are located in the lack of
mutual knowledge of the departments engineering, simulation and testing
and in the lack of tools interfacing between the professions.

Ważnym problemem, przytaczanym podczas wywiadów z osobami

biorącymi

udział

w symulacjach oraz testach, jest trudność w dostępie do niezbędnych
danych potrzebnych do symulacji. Po drugie, istnieje problem w
zdefiniowaniu potrzeby, która wymaga symulacji czy też testu. Jednakże,
sformułowanie tego jest niezmiernie ważne i w dużym stopniu wpływa na
jakość oraz istotność wyników. Trudności te wynikają z braku wspólnej
wiedzy działów zajmujących się konstruowaniem, symulacjami oraz
testowaniem, a także z braku narzędzi tworzących wspólną płaszczyznę
między zawodami.

Politechnika Poznańska
Wydział Budowy Maszyn i
Zarządzania
Zarządzanie i Inżynieria
Produkcji

Nevertheless, the question of integration between design-

simulation-testing cannot only be reduced to the instrumental dimension.
In fact, more and more complex tools require specialists dedicated to the
modelling and its utilisation. In industry, we can see the development or
the continuity of specialised professions in simulation. The actors of
simulation, testing and engineering are often distributed in different
departments or even in different companies. That represents an
organisational dimension, which needs to be taken into account and
supported.

Niemniej jednak, problem integracji pomiędzy projektowaniem,

symulacjami oraz testowaniem, nie może być sprowadzony jedynie do
wymiaru instrumentalnego. W zasadzie, coraz bardziej kompleksowe
narzędzia

wymagają

specjalistów

zaangażowanych

w modelowanie oraz jego użytkowanie. W przemyśle, można zauważyć
rozwój

oraz

ciągłość

udziału

wyspecjalizowanych

zawodów

w

symulowaniu. Osoby biorące udział w symulacjach, testowaniu oraz
konstruowaniu, często pochodzą z różnych działów, a nawet firm. Pokazuje
to wymiary organizacyjne, jakie muszą zostać wzięte pod uwagę i
wspierane.

Politechnika Poznańska
Wydział Budowy Maszyn i
Zarządzania
Zarządzanie i Inżynieria
Produkcji

Calculation specialists need to maintain a certain proximity to the product

in order to be able to reply to those requirements. Moreover, both testing and
simulation create knowledge of the product and its behaviour. Often the acquired
knowledge is much more than the one contained in the report of an analysis. For
example, a simulation can provide information of an influence between design
parameters, which can help a designer to know his product better or a technician,
who can now better control his. qualification tests. Hence, it is important for the
different actors to dispose of means for sharing this knowledge, which surpasses the
perimeter of their proper profession.

This paper presents an example of the realisation of a tool at the interface

of the above mentioned professions. It concerns a company, which develops and
produces complete timing drive systems with chains for combustion engines in the
automotive industry.

Specjaliści zajmujący się obliczeniami muszą utrzymywać pewną bliskość z

produktem, aby być w stanie zrealizować te wymagania. Ponadto, symulacje oraz testy
zapewniają wiedzę na temat produktu oraz jego zachowania. Bardzo często, wiedza zdobyta w
ten sposób stanowi o wiele więcej, niż ta przedstawiona w raportach analitycznych. Na
przykład, symulacja może zapewnić wiedzę na temat wpływania na siebie zaprojektowanych
kryteriów, co może pomóc projektantowi lepiej poznać stworzony przez niego produkt, a także
technikowi pozwala lepiej prowadzić testy. Stąd niezwykle ważne jest dla różnych osób
zaangażowanych, aby uporały się ze sposobami na dzielenie się tą wiedzą, która przekracza
granice ich własnego zawodu.

Praca ta przedstawia przykład realizacji narzędzi na styku wymienionych wcześniej

profesji. Dotyczy ona firmy, która rozwija i produkuje kompletne napędy rozrządu wraz z
łańcuchami dla silników spalinowych w przemyśle motoryzacyjnym.

.

Politechnika Poznańska
Wydział Budowy Maszyn i
Zarządzania
Zarządzanie i Inżynieria
Produkcji

During the last decades, car manufacturer reinforced the

outsourcing of both development and production. As a result,
responsibility and therefore the need of very specific product related
knowledge rose. Employees working in the research and development
department are trained for several years and often highly specialised. If an
employee leaves the company, a large piece of experience and knowledge
disappears too.

This work was carried out in a medium-sized tier 1 supplier, which

is

part

of

a worldwide automotive group. The company develops and manufactures
chain drives systems for combustion engines.

W czasie ostatniej dekady, producenci samochodów wymusili zlecanie

rozwoju oraz produkcji firmom zewnętrznym. W rezultacie wzrosła ich
odpowiedzialność, a co za tym idzie potrzeba specjalistycznej wiedzy na temat
określonych produktów. Pracownicy działów zajmujących się rozwojem oraz
badaniami są szkoleni przez kilka lat, i bardzo często specjalizują się. Odejście
pracownika z firmy związane jest z utrata dużej części doświadczenia oraz
wiedzy.

Praca ta powstała w średniej wielkości dostawcy pierwszego rzędu,

który jest częścią międzynarodowej grupy motoryzacyjnej. Firma zajmuje się
rozwojem oraz produkcją łańcuchów do napędów stosowanych w silnikach
spalinowych.

Politechnika Poznańska
Wydział Budowy Maszyn i
Zarządzania
Zarządzanie i Inżynieria
Produkcji

In the highly competitive automotive sector, the constantly rising

customers’ demand for more comfortable, more economic, more powerful
and

less

expensive

vehicles

requires

a diminution of development cycles, and their costs. Two main instruments
are computational simulation and testing devices, which are used in loops
in order to find an optimised solution fulfilling the technical specifications.
It is an aim to reduce development cycle times and costs by proposing
optimised and ideal solutions without the need of excessive testing
activities.

W niezwykle konkurencyjnym środowisku jakim jest przemysł

motoryzacyjny, nieustanny wzrost wymagań klientów na to, aby samochody
były coraz bardziej ekonomiczne, komfortowe, mocniejsze, a jednocześnie
tańsze, powoduje zmniejszenie (skrócenie – red.) cyklu rozwojowego oraz
jego kosztów. Dwoma głównymi narzędziami są symulacje obliczeniowe
oraz testy urządzeń, które są stosowane na okrągło w celu znalezienia
optymalnego rozwiązania spełniającego specyfikacje techniczne. Ma to na
celu skrócenie czasu cyklu rozwoju i kosztów poprzez wysuwanie
zoptymalizowanych i idealnych rozwiązań bez konieczności realizacji
nadmiernych testów.

Politechnika Poznańska
Wydział Budowy Maszyn i
Zarządzania
Zarządzanie i Inżynieria
Produkcji

The chain is one of the oldest means of power transmission, which

is well investigated, controllable and commonly used for low linear
velocities. In combustion engines, where high linear velocities appear,
chains are used for timing drives and other applications.
A chain drive is composed at least of two sprockets and one chain. Figure
2 shows a timing drive of a five cylinder engine. Also in this configuration
the characteristic polygonal effect appears. It describes the occurrence of
longitudinal and transversal vibrations during inlet and outlet of the chain
links on all sprockets’ tooth.

Łańcuch jest najstarszym sposobem na przenoszenie mocy -

sprawdzonym, kontrolowalnym oraz powszechnie używanym do małych
liniowych prędkości. W silnikach spalinowych, gdzie prędkość liniowa jest
duża, łańcuchy są używane w elementach rozrządów, a także innych
częściach. Napęd łańcuchowy składa się co najmniej z dwóch tarcz i
jednego łańcucha. Rysunek 2 przedstawia napęd rozrządu w silniku
pięciocylindrowym. W tej konfiguracji uwidacznia się charakterystyczny
wielokąt. Istotne jest tu występowanie drgań podłużnych i poprzecznych
podczas zazębiania ogniw łańcucha z kołami zębatymi.

Politechnika Poznańska
Wydział Budowy Maszyn i
Zarządzania
Zarządzanie i Inżynieria
Produkcji

Politechnika Poznańska
Wydział Budowy Maszyn i
Zarządzania
Zarządzanie i Inżynieria
Produkcji

Politechnika Poznańska
Wydział Budowy Maszyn i
Zarządzania
Zarządzanie i Inżynieria
Produkcji

The dynamics of these kinds of systems is highly complex and due

to different reasons. Torsional vibrations appear in the crankshaft rotation
and are introduced to the chain drive. Additional vibrations occur in the
rotation of the other shafts. Diesel injection pumps and camshafts cause
the most important resistant moments. These do not affect the rotation of
the crankshaft but create a solicitation of all parts in the chain drive. A
hydraulic tensioner permits to amortise them partially. The above
mentioned dimensions and parameter are only a part off all characteristic
elements of a chain drive system.

Dynamika tego rodzaju układów jest z różnych powodów bardzo

skomplikowana. Drgania skrętne pojawiają się w wyniku obrotu wału
korbowego i wprowadzane są do napędu łańcuchowego. Dodatkowe
wibracje występują w wyniku rotacji innych wałów. Wysokoprężne pompy i
wały rozrządu powodują powstanie głównych momentów. Nie wpływają
one na obrót wału korbowego, ale stanowią impuls dla ruchu wszystkich
części w napędzie łańcuchowym. Napinacz hydrauliczny pozwala je
częściowo zamortyzować. Powyższe czynniki i parametry to tylko część
wszystkich

charakterystycznych

elementów

łańcuchowego

układu

napędowego.

Politechnika Poznańska
Wydział Budowy Maszyn i
Zarządzania
Zarządzanie i Inżynieria
Produkcji

The development of a chain drive must respect a technical

specification set by the car manufacturer. The corresponding
documentation

includes

several

requirements

with

regard

to

characteristics of the systems as well as information about the concerned
engine. Some of the central properties are: no maintenance during
lifetime, maximum chain elongation during lifetime e.g. 0,3%, wear on
linings less than e.g. 0,5mm, angular displacement between crankshaft
and camshafts maximum 2° in all working points, and others e.g. acoustics
and operating temperature.

Proces rozwoju napędu łańcuchowego musi przestrzegać

charakterystyki technicznej podanej przez producenta samochodu.
Odpowiednie dokumenty zawierają kilka wymagań w odniesieniu do
cech systemów jak również informacje na temat danego silnika. Do
głównych właściwości należą: brak wymogu konserwacji w trakcie
eksploatacji, maksymalne wydłużenie łańcucha podczas jego życia o np.
0,3%, maksymalne zużycie o np. 0,5mm., maksymalne przesunięcie kątowe
między wałem korbowym i wałkami rozrządu maksymalnie 2° we
wszystkich punktach pracy i inne np. akustyka i temperatura pracy.

Politechnika Poznańska
Wydział Budowy Maszyn i
Zarządzania
Zarządzanie i Inżynieria
Produkcji

On the other hand, there are the technical choices Turing

designing, which have great influence on the fulfilling of the technical
specification. The existing relations between parameters and effects are
numerous and often interconnected. This is one of the reasons why chain
drives are highly complex. By modifying one of the elements of the chain
drive or one of their parameters, the overall system will change its
behaviour since the influences are various. Therefore, each optimisation
leads to a conflict of aims.

Som of the relationships are presented in table 1.

Z drugiej strony, w trakcie konstruowania należy podejmować

decyzje

(wybory),

które

mają

ogromny

wpływ

na

spełnienie

charakterystyki technicznej. Istniejące relacje pomiędzy parametrami i
efektami są liczne i często ze sobą połączone. Jest to jeden z
powodów, dlaczego napędy łańcuchowe są bardzo skomplikowane.
Modyfikując jeden z elementów napędu łańcuchowego lub jeden z
jego parametrów, ogólny układ zmieni swoje zachowanie ponieważ to
wpłynie różnie na jego elementy. Dlatego każda optymalizacja prowadzi do
konfliktu celów.

Niektóre relacje są przedstawione w tabeli 1.

Politechnika Poznańska
Wydział Budowy Maszyn i
Zarządzania
Zarządzanie i Inżynieria
Produkcji

Politechnika Poznańska
Wydział Budowy Maszyn i
Zarządzania
Zarządzanie i Inżynieria
Produkcji

Chain drives can be analysed by multi body simulation. Different

software programs are available on the market and some of them are:
ADAMS by MSC Software, XKetSim by the Technical University of Munich,
SDS by Solid Dynamics and others. For pre-processing, all of them permit
a modelling of the system, which is different for each program. Some of
them are more specialised in chain drives and propose pre-constructed
models of certain hydraulic tensioners. Others do not have these options
but allow the modelling of any type of hydraulic tensioner.

Napędy łańcuchowe mogą być analizowane przez wiele symulacj.

Na rynku dostępne są różne aplikacje, np.: ADAMS firmy MSC Software,
XKetSim pochodzący z Uniwersytetu Technicznego w
Monachium, SDS od Solid Dynamics i inne. Przy obróbce wstępnej,
wszystkie z nich pozwalają na modelowanie układu, który jest inny dla
każdego programu. Niektóre z nich są bardziej wyspecjalizowane w
napędach

łańcuchowych

i proponują wstępnie zbudowany model z ustalonym napinaczem
hydraulicznym. Inne nie posiadają takich możliwości ale pozwalają na
modelowanie z dowolnym typem napinacza hydraulicznego.

Politechnika Poznańska
Wydział Budowy Maszyn i
Zarządzania
Zarządzanie i Inżynieria
Produkcji

In order to execute a simulation, experimental data like a high

resolution rotational speed of the crankshaft and oil feeding pressure are
necessary.

Today, results of simulation in this field still remain qualitative,

which means that representative tests on a fired engine need to be
executed in order to receive absolute values and to validate a solution. The
huge advantage of simulation is that out of a pool of solutions, the most
promisingly proposals can be identified and investigated closer.
Furthermore, single components can be investigated and optimised
separately.

Aby wykonać symulację konieczne są dane doświadczalne takie

jak: prędkość obrotowa wału korbowego w wysokiej rozdzielczości i
ciśnienie podawania oleju.

Obecnie, wyniki symulacji w tej dziedzinie nadal mają charakter

jakościowy, co oznacza że reprezentatywny test na pracującym silniku
musi być wykonywany w celu uzyskania wartości bezwzględnej i musi być
sprawdzona poprawność rozwiązania. Ogromną zaletą symulacji jest to, że
z puli rozwiązań najbardziej obiecujące wnioski mogą być identyfikowane
i zbadane bliżej. Ponadto pojedyncze elementy mogą być badane i
oddzielnie optymalizowane.

Politechnika Poznańska
Wydział Budowy Maszyn i
Zarządzania
Zarządzanie i Inżynieria
Produkcji

Even if simulation gains more and more importance during the

development, the execution of tests is still essential.

The field of testing variants as well as the necessary equipment

are very large. The choices during the three phases have influence on the
final outcome. There is a multitude of items to take into account, which
makes an organised approach necessary.

Nawet jeśli symulacja nabiera coraz większego znaczenia w fazie

rozwojowej, wykonywanie testów jest nadal niezbędne.

Możliwości wariantów badawczych oraz niezbędnych narzędzi jest

bardzo dużo. Dokonywane wybory w ciągu tych trzech faz mają wpływ na
końcowy efekt. Istnieje wiele elementów które brane są pod uwagę co
sprawia że konieczne jest zorganizowane podejście.

Politechnika Poznańska
Wydział Budowy Maszyn i
Zarządzania
Zarządzanie i Inżynieria
Produkcji

Politechnika Poznańska
Wydział Budowy Maszyn i
Zarządzania
Zarządzanie i Inżynieria
Produkcji

Figure 3 shows the secondary hydraulic tensioner of the timing

chain drive in figure 2.Central points of interest of a tensioner for the
analysis of the whole system are: feeding pressure, pressure in the high
pressure chamber and the displacement of the piston or the rail. The
instrumentation in this case is composed of two pressure sensors and one
displacement sensor. The pressure sensor is placed in the oil feeding
conduit where the normally expected pressure is about 5 bars. Pressure
sensor is directly connected to the high pressure chamber, which
generates a negligible clearance volume. The displacement sensor is
placed directly in the axe of the piston. The main advantage of the
measuring position is that, in this zone, the rail deformation is zero.

Rysunek 3 przedstawia średni napinacz hydrauliczny z napędem

łańcuchowym rozrządu z rysunku 2. Centralnymi punktami zainteresowania
napinacza do analizy całego systemu są: ciśnienie zasilające, ciśnienie w
komorze

wysokociśnieniowej

i

przemieszczenie

tłoka

prowadnicy.

Oprzyrządowanie w tym przypadku składa się z dwóch czujników ciśnienia i
jednego czujnika przemieszczenia. Czujnik ciśnienia jest umieszczony w
przewodzie zasilającym olej gdzie normalnie spodziewane ciśnienie wynosi
około 5 barów. Czujnik ciśnienia jest bezpośrednio podłączony do komory
wysokociśnieniowej, która generuje pomijalną przestrzeń sprężenia. Czujnik
przemieszczenia jest umieszczony bezpośrednio w osi tłoka.

Politechnika Poznańska
Wydział Budowy Maszyn i
Zarządzania
Zarządzanie i Inżynieria
Produkcji

The essential part of the whole process is the interpretation of the

results. In that phase, experience in both testing and chain drives is
necessary in order to understand and interpret correctly.

Istotnym elementem całego procesu jest interpretacja wyników. W

tej fazie doświadczenie zarówno z badań, jak i samych napędów
łańcuchowych jest niezbędne dla zrozumienia wyników i ich prawidłowej
interpretacji.

Politechnika Poznańska
Wydział Budowy Maszyn i
Zarządzania
Zarządzanie i Inżynieria
Produkcji

Since the subjects presented are only a part of the entire

development, it is now possible to imagine the complexity of these
transmissions. We saw that experience in the products needs to be
completed by practical knowledge enabling to analyse new products in
development.

Ponieważ przedmioty prezentowane są tylko częścią całego

rozwoju to jest teraz możliwe wyobrażenie sobie złożoności tych
transmisji.

Widzieliśmy,

że

doświadczenie

w produkcie musi zostać zakończone żeby praktyczna wiedza umożliwiła
analizowanie nowych produktów w rozwoju.

Politechnika Poznańska
Wydział Budowy Maszyn i
Zarządzania
Zarządzanie i Inżynieria
Produkcji

Politechnika Poznańska
Wydział Budowy Maszyn i
Zarządzania
Zarządzanie i Inżynieria
Produkcji

Figure 4 shows the very simplified work flow during an analysis

problem. On the left
hand side, there is the time axis. In the central column, the four main
actions are indicated: question, test, answer and conclusion/decision. On
the right hand side, the influencing variables for each phase are pointed
out. The two abbreviations A and B are short hand for:
A-influence on the costs and the delay of the analysis; B-influence on the
quality

of

the

result

of the analysis. It is interesting to distinguish between the two types since
great optimisation potential is possible in this field when having them
located and differentiated.

Rysunek 4 pokazuje bardzo uproszczony przepływ pracy podczas

analizy problemu. Po lewej stronie znajduje się oś czasu. W środkowej
kolumnie wskazane są cztery główne działania: pytania, testy,
odpowiedzi, konkluzje/decyzje. Po prawej stronie wypunktowane zostały
zmiany wpływające na każdą fazę. Zmienne A i B oznaczają: A – wpływ
na koszty i opóźnienia w analizie, B – wpływ na jakość wyniku
analizy. Warto rozróżnić dwa rodzaje ponieważ gdy je znajdziemy i
zróżnicujemy możliwy jest wielki potencjał optymalizacji w tej dziedzinie.

Politechnika Poznańska
Wydział Budowy Maszyn i
Zarządzania
Zarządzanie i Inżynieria
Produkcji

The consideration of variables of type A is typically forming the

basis of a profession’s knowledge, which is not always directly link to a
certain product. It is therefore interesting to formalise and register all
information in order to share it afterwards in the department.

Rozważenia zmiennych typu A, zwykle formułują podstawę

wiedzy zawodowej, która nie zawsze jest połączona z konkretnym
produktem. Jest zatem ważnym, aby sformalizować i zarejestrować
wszystkie informacje, aby udostępnić je następnie w oddziale.

Politechnika Poznańska
Wydział Budowy Maszyn i
Zarządzania
Zarządzanie i Inżynieria
Produkcji

Prostokąt po lewej, reprezentuje bazę danych, w której dane,

informacje i obiekty wiedzy, są ze sobą powiązane. Kilka nieznacznie
różnych definicji tych trzech podmiotów opisanych w pozycji zostało
wybranych jako najbardziej adekwatnych dla tej pracy. Dane mają
charakter dyskretny i obiektywny (np. temperatura w pokoju wynosi
teraz

20°C),

podczas

gdy

informacje

są

zorganizowanymi

nagromadzeniami danych w celu utworzenia wiadomości. Z drugiej
strony

wiedza,

jest

obowiązkowo

osobista

i

zintegrowana

w indywidualnym systemie reprezentacji.

The box on the left with dashed lines represents the database

where all data, information and knowledge objects are associated. Several
slightly different definitions for these three entities exist and the point of
view described in was chosen as the most adequate for this work. In data
is discrete and objective (e.g. room temperature now is 20°C), while
information is an organised accumulation of data in order to create a
message. On the other hand, knowledge is compulsorily personal and is
integrated in an individual system of representations.

Politechnika Poznańska
Wydział Budowy Maszyn i
Zarządzania
Zarządzanie i Inżynieria
Produkcji

Wiedza zawodowa wynikająca z analizy przeprowadzanej przez

symulacje i testowanie, jest istotna dla zrozumienia systemu
dynamicznego. Szczególnie brane pod uwagę, w odniesieniu do wyniku,
musi być poznanie zmiennych wpływających typu B, znajdujących się
bezpośrednio w dziedzinie analizy.

Profession-knowledge of analysis by simulation and testing is

essential for the understanding of a dynamical system. Especially the
cognition of the influencing variables type B located directly in the field of
the analysis need to be taken into account when concluding with regard to
the result.

Politechnika Poznańska
Wydział Budowy Maszyn i
Zarządzania
Zarządzanie i Inżynieria
Produkcji

W tym projekcie, pierwszym krokiem było uchwycenie istoty

wpływu parametrów napędów łańcuchowych, która byłaby bardziej
wszechstronna

niż

w

tabeli

1.

W połączeniu ze szczegółowym kwestionariuszem, nowy model został
wykorzystany w trakcie rozmów z pracownikami wydziału badań i
rozwoju (BiR).

Wszyscy uczestnicy zostali poproszeni o wypełnienie tabeli relacji

pomiędzy parametrami napędu łańcuchowego, a ich wpływem na
zachowanie się układu. Główne wnioski znajdują się w następujących
liniach:

In this project, the first step was to create a support of influencing

parameters of chain drives, which was much more comprehensive than
table 1. Combined with a detailed questionnaire the new model was used
for interviews with employees of the R&D department.

All participants were asked to fill a table with relationships

between chain drive parameters and their influence on the system
behaviour. The major conclusions are given in the following lines:

Politechnika Poznańska
Wydział Budowy Maszyn i
Zarządzania
Zarządzanie i Inżynieria
Produkcji

• Wiedza w zakresie projektowania jest głównie osobista, lub

sformalizowana w podręcznikach;

• Istnieje duże zainteresowanie szczegółowymi informacjami na temat

produktu;

• Przedstawione podejście jest powszechnie uznane za bardzo

przydatne;

• Wsparcie daje podstawę do dyskusji, którą jest łatwo dostosować;

• Istnieją silne sprzeczności w odniesieniu do wpływu różnych

parametrów napędu łańcuchowego.

• Knowledge in design is mainly personal or formalised in manuals;

• It exists a high interest in finely detailed product information;

• The presented approach is universally considered as very useful;

• The support gives a discussion basis, which is easily adaptable;

• Strong contradictions exist in peoples mind with regard to the influence

of the different chain drive parameters;

Politechnika Poznańska
Wydział Budowy Maszyn i
Zarządzania
Zarządzanie i Inżynieria
Produkcji

W wyniku obserwacji , przygotowany został bardziej szczegółowy

i uporządkowany przegląd. Jego część przedstawiono w tabeli 2.

As a result of the observations, a more detailed and structured

overview was prepared. A part of it is shown in table 2.

Politechnika Poznańska
Wydział Budowy Maszyn i
Zarządzania
Zarządzanie i Inżynieria
Produkcji

Politechnika Poznańska
Wydział Budowy Maszyn i
Zarządzania
Zarządzanie i Inżynieria
Produkcji

Politechnika Poznańska
Wydział Budowy Maszyn i
Zarządzania
Zarządzanie i Inżynieria
Produkcji

One of the features, which is not visible in the table, is that each

influence value is accompanied by a certain colour. The use of this
information by means of visual elements permits to represent a maturity
level associated with each influence value. E.g., green stands for an often
observed and confirmed behaviour. Red stands for contradictory results or
simply non-sufficient information. The graduation of an element in the
table

must

be

decided

in

a certain a committee, with the participation of experienced persons from
different departments.

Jedną z cech, która jest niewidoczna w tabeli, jest to, że każdej

wartości wpływu towarzyszy konkretny kolor. Wykorzystanie tych
informacji za pomocą elementów wizualnych pozwala na reprezentowanie
poziomu dojrzałości związanego z każdą wartością wpływu, np. Zielony
reprezentuje często obserwowane i potwierdzone zachowania, podczas
gdy czerwony oznacza informacje jeszcze nie potwierdzone. Klasyfikacja
elementów tabeli musi zostać dokonana przez wybraną komisję,
składającą się z doświadczonych osób, z różnych wydziałów.

Politechnika Poznańska
Wydział Budowy Maszyn i
Zarządzania
Zarządzanie i Inżynieria
Produkcji

The engineering processes of products with complex behaviour

suppose a strong support of the designing teams by specialists in
numerical simulation and testing. Nevertheless, disconnecting the
professions in companies often creates obstacles for a complete efficiency
of the exchanges between different departments. Stronger synergies could
be possible.

In order to reinforce the collaboration between testing, simulation

and design activities, we propose in this work the concepts of an interface
instrument for the different professions. The tool focuses on product
knowledge destined to instigate the communication between the actors
and to support their learning of the products’ behaviour.

Proces inżynierii produktów o skomplikowanych zachowaniach,

wymaga

wsparcia

zespołów

projektowych

przez

specjalistów

doświadczonych

w

symulacji

numerycznej

i testach. Niemniej jednak odłączenie zawodów w firmach, często tworzy
przeszkody dla pełnej skuteczności wymian pomiędzy różnymi działami.
Intensywniejsze synergie, są jednak możliwe.

W celu wzmocnienia współpracy między testowaniem, symulacją i

projektowaniem działań, proponowane są w tej pracy pojęcia interfejsu
instrumentu dla różnych zawodów. Narzędzie to skupia się na znajomości
produktu

przeznaczonego

do

wszczęcia

komunikacji

pomiędzy

podmiotami i wspierania uczenia się zachowań wyrobów.

Politechnika Poznańska
Wydział Budowy Maszyn i
Zarządzania
Zarządzanie i Inżynieria
Produkcji

The first positive element, generated by the definition of the tool

structure, came up during the discussions between different departments.
The characterisation tables with influences give a decomposition of the
products in components and parameters. The different departments were
asked to agree on those, which are considered as the most important. The
discussions for example led to the recognition for some actors of how
important several parameters are with regard to chain drive behaviours.

Pierwszy pozytywny element, generowany z definicji struktury

narzędzia, pojawił się podczas dyskusji międzyoddziałowych. Tabela
charakteryzacji wpływów pokazała rozkład produktów na komponenty i
parametry. Różne wydziały, zostały poproszone o wskazanie tych
najbardziej istotnych. Wyżej wymienione dyskusje doprowadziły do
uznania przez niektóre podmioty, jak ważne są niektóre parametry w
odniesieniu do zachowań napędu łańcuchowego.

Politechnika Poznańska
Wydział Budowy Maszyn i
Zarządzania
Zarządzanie i Inżynieria
Produkcji

The creation of the table permitted to observe technical

information exchange between departments, which were not used doing
so. Those exchanges’ aim was to construct or to modify knowledge.

Stworzenie tabeli pozwoliło zaobserwować wymianę informacji

technologicznych pomiędzy działami, które do tej pory tego nie robiły.
Celem tej wymiany, było skonstruowanie lub zmodyfikowanie obecnie
posiadanej wiedzy.

Politechnika Poznańska
Wydział Budowy Maszyn i
Zarządzania
Zarządzanie i Inżynieria
Produkcji

The tool, its structure and functioning were considered as very

constructive and useful for everyday work in multiple situations by all
participants. They also could benefit from the discussions and were willing
to exchange information on the different topics. During the analysis of the
questionnaires, the need of a reinforced communication was confirmed.
Sometimes contradictory answers prove that the different opinions should
be discussed and clarified in order to ameliorate efficiency.

Narzędzie, jego struktura i funkcjonalność zostały uznane za

wyjątkowo użyteczne i konstruktywne w codziennej pracy przez
wszystkich uczestników. Oni również mogli skorzystać z dyskusji i byli
gotowi wymienić się informacjami na różne tematy. Podczas analizy
ankiet, potrzeba wzmocnienia komunikacji została potwierdzona.
Sporadyczne, sprzeczne odpowiedzi potwierdziły, że opinie powinny
zostać omówione i wyjaśnione w celu polepszenia wydajności.

Politechnika Poznańska
Wydział Budowy Maszyn i
Zarządzania
Zarządzanie i Inżynieria
Produkcji

Finally, a major interest appears in communication of testing and

simulation capabilities to the designers. The project planning in the long
term

should

profit

of

a reinforced efficiency. It remains to take into account that the
formalisation and communication of capabilities is a possibility to
strengthen interactions between testing and simulation.

Wreszcie, główne zainteresowanie pojawiło się w trakcie

zestawienia testowania i symulacji zdolności przez konstruktorów.
Planowanie projektu w dłuższej perspektywie powinno korzystać ze
wzmocnionej wydajności. Pozostaje wziąć pod uwagę fakt, że formalizacja
i komunikacja możliwości jest drogą do wzmocnienia interakcji pomiędzy
testami i symulacjami.

Politechnika Poznańska
Wydział Budowy Maszyn i
Zarządzania
Zarządzanie i Inżynieria
Produkcji

The task is now to develop a more robust tool and to deploy it in a

larger circle in the company. The deployment gives the possibility to refine
and to develop some concepts of the tool, like the idea of maturity
associated to influences. Additionally, it is important to apply these
concepts to other industrial fields in order to verify their pertinence in a
more general context.

Obecnym zadaniem jest rozwój bardziej niezawodnego narzędzia

i wdrożenia go na większym obszarze w firmie. Rozmieszczenie daje
możliwość doskonalenia i rozwoju pewnych pojęć narzędzia, jak na
przykład pomysł skojarzenia dojrzałości do wpływów. Dodatkowo,
ważnym jest aby zastosować te koncepcje w innych dziedzinach
przemysłowych w celu zweryfikowania ich znaczenia w bardziej ogólnym
kontekście.

Politechnika Poznańska
Wydział Budowy Maszyn i
Zarządzania
Zarządzanie i Inżynieria
Produkcji

Stworzenie narzędzia pozwalającego polepszyć komunikację międzywydziałową,

a także międzyosobową w zespole projektowym pozwala zwiększyć efektywność

konstruowania i tworzenia produktu. Wykorzystywanie tego narzędzia pozwala

przełamać "wizję tunelową" i wzmocnić proces planowania projektu. Symulacje

numeryczne, w swej istocie, mają charakter interdyscyplinarny, a ich realizacja

wymaga stosowania szeroko rozumianych technik komputerowych.

UWAGA!

W opinii członków zespołu, kompleksowy przekład tekstu obcojęzycznego z
zachowaniem dokładnego sensu tegoż tekstu jest niezwykle trudnym zadaniem.
W prezentacji starano się przedstawić fragmenty artykułu, które w dość
jednoznaczny sposób oddają jego sens, jednakże autorzy są świadomi,
iż przekład pojedynczych akapitów artykułu mocno ogranicza stopień percepcji.

Politechnika Poznańska
Wydział Budowy Maszyn i
Zarządzania
Zarządzanie i Inżynieria
Produkcji

1. L. Fine, L. Rémondini, J.C. Leon, “automated generation of FEA models through idealization operators”, International

journal of Numerical Methods in Engineering, v49, 2000, pp 43-108.

2. R.M. O’Bara, M.W. Beal, M.S. Shephard, “Attribute Management System for Engineering Analysis”, Engineering with

Computers, v18, 2002, pp 339-351.

3. M.S. Shephard, “Meshing environment for geometry-based analysis”, International journal of Numerical Methods in

Engineering v47, Issue 1-3, 2000, pp 169-190.

4. H. Chang, K.K. Choi, J. Wang, C.S. Tsai, “A multilevel product model for simulation –based Design of mechanical

systems”, Concurrent Engineering : Reseach and Applications, v6, n2, 1998, pp 131-143.

5. O. Klaas, M.S. Shephard, “Embedding reliable Numerical Analysis Capabilities into Enterprise- Wide Information

System”, Engineering with Computers, v17, 2001, pp151-161.

6. P. Bartholomew, C. Paleczny, M. Harms, C. Sevin, G. Alléon, “The ENHANCE way”, Recommendations for common

working practices in scientific calculation,

http://www.enhanceproject.com

.

7. A. Müller-Wondorf, “Zulieferer werden zu Jobmaschinen”, VDI Nachrichten, Gelsenkirchen, Germany, 2003.

8. A. Hösl, “Entwicklung eines Kettenspannerbaukastens – Abschlussbericht über das Vorhaben 802”, Informationstagung

Motoren, Heft R 523, Frankfurt, Germany, 2004.

9. T.J. Kell, “Experimentelle Schwingungsuntersuchungen an Kettentrieben”, PHD thesis at the Technical University of

Munich, Germany, 1999.

10. J.Y. Prax, “Le guide du Knowledge Management – Concepts et pratiques de management de la connaissance”, DUNOD,

Paris, France, 2000.

11. I. Stenzel, “Etude du comportement acoustique, dynamique et de la durée de vie des chaînes de distribution à pas

réduit dans des moteurs thermiques modernes”, DRT de l’INP, Grenoble, décembre 2004.

Politechnika Poznańska
Wydział Budowy Maszyn i
Zarządzania
Zarządzanie i Inżynieria
Produkcji