Μοντελοποίηση Συστημάτων: Ανάπτυξη Μελέτης Αστοχίας DFMEA μέσω της μεθόδου MBSE

Model Based Systems Engineering: A MBSE approach for DFMEA creation (Αγγλική)

  1. MSc thesis
  2. Νίκλας, Θεόδωρος
  3. Διαχείριση και Τεχνολογία Ποιότητας (ΔΙΠ)
  4. 24 Σεπτεμβρίου 2022 [2022-09-24]
  5. Αγγλικά
  6. 117
  7. Σαπίδης, Νικόλαος
  8. Model Based Systems Engineering | MBSE | DFMEA | Μελέτη Αστοχίας | Μοντελοποίηση Συστημάτων
  9. 2
  10. 38
  11. Περιέχει: Πίνακες, διαγράμματα, εικόνες.
    • Η παρούσα Εργασία εξετάζει τη δημιουργία Μελέτης Αστοχίας κατά τη διάρκεια του Σχεδιασμού (DFMEA) μέσω του Μοντελοποιημένου Σχεδιασμού Συστημάτων (MBSE). Η μέθοδος MBSE είναι μια καινοτόμα μέθοδος με ισχυρές επιδράσεις από τη τεχνολογική πρόοδο που έφερε η 4η Βιομηχανική επανάσταση στο χώρο του Σχεδιασμού Συστημάτων. Η προοπτική αυτής της μεθόδου στην εξέλιξη του σχεδιασμού συστημάτων λειτούργησε ως βασικό κίνητρο στη δημιουργία αυτής της Εργασίας. Ο στόχος της Εργασίας είναι να αναλύσει την πρόταση μιας Top-down Μελέτης Αστοχίας βασισμένη σε μοντέλο και να αξιολογήσει τα πλεονεκτήματα ή τις προκλήσεις της νέας αυτής πρότασης. Τέλος, η Εργασία αυτή αναλύει τα χαρακτηριστικά μιας εκ των υπαρχουσών μεθοδολογιών για ανάπτυξη μοντέλων, της μεθόδου ARCADIA μέσω του προγράμματος Capella. Η μεθοδολογία που ακολουθήθηκε στη παρούσα Εργασία ήταν η ανάπτυξη Μελέτης Περίπτωσης για την εξαγωγή πίνακα DFMEA μέσω της μεθόδου MBSE. Ο σκοπός της Μελέτης Περίπτωσης είναι η αυτοματοποιημένη εξαγωγή πίνακα DFMEA για συγκεκριμένο μηχανολογικό σύστημα με τη χρήση της MBSE μεθοδολογίας ARCADIA. Ο εξοπλισμός που επιλέχθηκε για τη διεξαγωγή της μελέτης είναι ένας ενεργοποιητής (Actuator) του συστήματος ελέγχου πτήσης του Αεροσκάφους, στα πρώτα στάδια σχεδιασμού. Τα κύρια βήματα για την υλοποίηση της Μελέτης Περίπτωσης είναι η δημιουργία του Μοντέλου, ο καθορισμός των απαιτήσεων για τη Μελέτη Αστοχίας και η ανάπτυξη κατάλληλης μεθόδου για την εξαγωγή του πίνακα DFMEA μέσω της μεθόδου MBSE. Από την ανάλυση των αποτελεσμάτων εξήχθησαν ενδιαφέροντα συμπεράσματα. Η δημιουργία μιας Model-Based Μελέτης Αστοχίας μπορεί να συμβάλλει σε ένα πιο ευέλικτο τρόπο σχεδιασμού συστημάτων. Επίσης, η ανάπτυξη μιας Model-Based Μελέτης Αστοχίας μπορεί να έχει ως αποτέλεσμα την αύξηση της αποδοτικότητας αλλά και της περιεκτικότητας του σχεδιασμού κατά τα πρώτα στάδια του σχεδιασμού. Επιπλέον, η ανάλυση DFMEA μέσω της προτεινόμενης μεθόδου παρέχει μια βελτιωμένη ικανότητα επαναχρησιμοποίησης των υπαρχόντων στοιχείων αξιολόγησης. Από την άλλη πλευρά, κατά την αξιολόγηση των αποτελεσμάτων εντοπίζονται και αρκετές προκλήσεις για την εφαρμογή της προτεινόμενης πρότασης. Οι διαθέσιμες μέθοδοι και πλατφόρμες λογισμικού για MBSE χρειάζονται βελτιώσεις όσον αφορά την ικανοποίηση των απαιτήσεων των εταιρειών για σχεδιασμό συστημάτων. Επίσης, για την εφαρμογή σχεδιασμού συστημάτων με τη μέθοδο MBSE θα απαιτούνταν επιπλέον εκπαίδευση του ανθρώπινου δυναμικού και επενδύσεις σε νέα εργαλεία για την κάλυψη των αναγκών της νέας μεθόδου. Το γεγονός αυτό καθιστά τη μετάβαση σε Model-Based σχεδιασμό συστημάτων ως πρόκληση για τις Βιομηχανίες.
    • The present Study investigates the creation of a Design Failure Mode and Effect Analysis (DFMEA) with a Model Based Systems Engineering (MBSE) approach. MBSE is a novel approach for Systems Engineering which embraces the technological advances of the Industry 4.0 era. The high potential of this approach during the design phase, has established the motivation for the creation of this Master Thesis. The scope of this Thesis is to research and evaluate the benefits and challenges of the introduction of a Top-down DFMEA assessment based on a model-centric approach. Moreover, this Study analyzes the characteristics and functionalities of an available MBSE methodology, the ARCADIA method, through the Capella software. The methodology that has been used in this Study was the development of a Case Study toward a DFMEA export with the MBSE approach. The scope of the Case Study is to generate automatically a DFMEA table for an exemplary equipment with the use of specific MBSE platform with the ARCADIA method. The equipment that has been chosen is an Aircraft Flight Controls Actuator in the early design stage. The major milestones of this Case Study are the Model design, the definition of the DFMEA requirements and the development of applicable method to automatically export the DFMEA table. The analysis of the results elicited several useful conclusions. The Model-Based DFMEA can contribute to a more flexible way of systems designing. Also, the creation of a Model-Based DFMEA can lead to increased comprehensiveness and effectivity during the early design phases. Additionally, the DFMEA analysis of the proposed method provides an improved ability of reusing the existing evaluation assets. On the other hand, several challenges can be recognized by the evaluation of the results. The available methods and software platforms need improvements in terms of meeting the companies’ requirements for systems design. Also, the transition from the traditional Systems Engineering to the new approach is assessed as challenging considering the effort of the Industry branch for training and mindset shift toward the MBSE.
  13. Items in Apothesis are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.