CAD integrated design automation utilization in the product engineering of an industrial company

Automaatteja on käytetty menestyksekkäästi jo pitkään teollisuusyritysten tuotantotehtävissä mutta tuotesuunnittelun osalta automaattien hyödyntäminen on edelleen harvinaista siitä huolimatta, että teknologia siihen on olemassa. Tätä teknologiaa edustavat CAD-integroidut suunnitteluautomaatit, jotka perustuvat KBE-menetelmien käyttöön. KBE-menetelmät pyrkivät yhdistämään tekoälyn, ohjelmoinnin ja tietokoneavusteisen suunnittelun tarjoamat mahdollisuudet, joiden avulla luoduilla suunnitteluautomaateilla pystytään tehostamaan insinöörien suunnittelutyötä ja tuottamaan entistä laadukkaampia tuotteita. CAD-integroitujen suunnitteluautomaattien hyödyt perustuvat mahdollisuuteen kerätä suunnittelusäännöt tuotemalliin, jonka avulla rutiinityötehtäviä pystytään huomattavasti nopeuttamaan sekä lisäämään iteratiivista tarkastelua tuotteen laadun optimoimiseksi. Täten automaattien hyödyntämisellä suunnittelutehtävissä voidaan saavuttaa merkittävää kilpailuetua seuraamalla alan edelläkävijöitä. Työssä tutkitaan olemassa olevia kaupallisia suunnitteluautomaatio-ohjelmistoja ja tehdään selvitys työn toimeksiantajayrityksen Metso Flow Control Oy:n tarpeista CAD-integroidulle suunnitteluautomaatille. Tutkimus toteutetaan ohjelmistontarjoajayritysten sekä Metso Flow Control Oy:n työntekijöiden haastatteluihin perustuen. Työssä valitaan löydettyjen ohjelmistovaihtoehtojen ja toimeksiantajayrityksen tarpeiden mukaan sopivin ohjelmistokokonaisuus. Valitulla ohjelmistokokonaisuudella toteutetaan käyttöönottokokeilu automaatilla saavutettavien hyötyjen todistamiseksi. Käyttöönottokokeilussa rakennetaan suunnitteluautomaatti toimeksiantajayrityksen yhden rajatun tuotesarjan suunnitteluun. Käyttöönottokokeilussa toteutettavalla automaatilla ei pyritä kattamaan kaikkea kyseisen tuotesarjan suunnitteluun liittyviä tehtäviä vaan suunnitteluautomaatin toimintaa demonstroidaan yksittäisillä tehtävillä ja ominaisuuksilla. Siten pyritään osoittamaan, kuinka automaattia voitaisiin jatkossa hyödyntää, jos automaatin kehitystyöhön asetettaisiin sen vaatimat resurssit. Työn lopussa analysoidaan suunnitteluautomaatilla saavutettuja hyötyjä sekä annetaan kirjoittajan ehdotuksia jatkotoimenpiteille ohjelmiston kehittämistä ja käyttöönottoa varten.Automatons have been successfully used in the production of industrial companies for years but in the product engineering the utilization of automatons is still rare, even though the technology is established. CAD integrated design automation represents this technology, which is based on knowledge-based engineering. Knowledge-based engineering tries to combine the possibilities of artificial intelligence, computer programming and computer aided design, which makes companies possible to create design automatons. Design automatons can be used for streamlining engineering work and for improving the quality of products. The benefits of CAD integrated design automation are based on the possibility to collect design rules into a product model, which can be utilized for reducing the time used in repetitive work and for increasing the iterative examination in order to optimize product quality. Thus, by following the pioneers in the utilization of CAD integrated design automation, companies may gain a remarkable competitive advantage. Research for commercial design automation software and for the requirements of the employer company Metso Flow Control Inc. is executed in this paper. The research is implemented by interviewing Metso Flow Control employees and companies that offer software for design automation. The most suitable system is selected based on the requirements of the employer company from the software options found in research. The chosen software is used for creating a proof-of-concept application in order to prove the possible benefits of design automation. During the proof-of-concept a design automaton is created for the engineering work of one restricted product series. The created automaton does not try to cover all the engineering work in the selected product series but the functionalities are demonstrated with individual tasks and features. The aim of the proof-of-concept is to demonstrate how design automation could be utilized in the future if needed resources are set to the development work of the automaton. At the end of this paper the gained benefits are analyzed and the writer gives some proposals for the next steps of developing and exercising the software and design automation