چارچوب یکپارچه مبتنی بر طراحی برای انتخاب منبع در تولید افزایشی

Integrated design-oriented framework for Resource Selection in Additive Manufacturing

چکیده
1 مقدمه
1-1 انگیزه و هدف
1-2 ساختار
2-چارچوب مبتنی بر طراحی یکپارچه برای RS در AM
2-1RS در طراحی مفهومی
2-2 RS در طراحی تجسمی
3-مثال
3-1 RS در طراحی مفهومی
3-2 Rs در طراحی تجسمی
4-نتیجه گیری

چکیده
 انتخاب منابع(RS) یکی از نخستین مراحل طراحی محصول است که اثر بسزایی بر روی تولید محصول دارد. انتخاب مواد و فرایند تولید یک مولفه مهم از RS بوده و بایستی در مراحل اولیه طراحی در نظر گرفته شود. چون فناوری های نوظهور نظیر تولید افزایشی پتانسیل های تولید را با جهت دهی محرکی بازاری نظیر نیاز های با پیچیدگی بالا، فردیت سازی، چرخه تولید محصول کوتاه تر، مواد فراوان و فرایند ای تولید و جریان های متنوع تولید باز تعریف کرده اند، انتخاب مواد، فرایند های تولید و دستگاه های مربوطه در مراحل اولیه طراحی با در نظر گرفتن طراحی برای دستور لعمل های افزایشی تولید مهم است.از آن جا که چندین میار، ویژگی مواد وملزومات عملکرد فرایند برای تصمیم گیری در صنایع امروز در نظر گرفته می شود، یک چارچوب یکپارچه مبتنی بر طراحی در این مقاله برای RS در AM برای سازمان دهی دانش طراحی مربوط به فرایند طراحی در نظر گرفته شده است: طراحی مفهومی، تجسمی و جزیی. با این حال، تمرکز بیشتر بر روی مراحل طراحی مفهومی و طراحی مجدد حفظ خواهد شد. علاوه بر این، فرضیات برای کمک به تصمیم گیری و کمک به استخراج قوانین مربوط به هر یک از معیارهای طراحی تعریف شده است. این چارچوب به عنوان یک راهنما برای طراحان صنعت AM در نظر گرفته شده است تا ترکیبات متنی و ماشین را طراحی و طراحی نماید.
1- مقدمه
1-1 انگیزه و هدف
طراحی محصول نه تنها مستلزم رفع نیاز های مربوط به عملکرد و کار کرد قطعات است بلکه نیازمند تحقق و رفع محدودیت های مرتبط با فرایند تولید است. از آنجاییکه تولید بیشتر در مورد ساخت محصولات صرفا فیزیکی نیست، رانندگان بازار مانند اقتصاد تولید، سفارشی سازی انبوه، زمانهای کوتاهتر، مدلهای تجاری بهبود یافته، تغییرات در تقاضاهای مصرف کننده، ماهیت محصولات و زمینههای کاربردی (فضایی، خودرویی، بهداشتی مراقبت، و غیره)، به ذینفعان هدایت شده اند تا تصمیمات مهم در مراحل اولیه طراحی، و پس از آن کاهش هزینه های مونتاژ و تدارکات [1] را کاهش دهد.
تولید افزودنی (AM) در طول سالها، توانایی ساخت هر چیزی را نشان داده است. AM توسط انجمن آمریکایی تست مواد (ASTM) به عنوان “فرآیند پیوستن به مواد برای ایجاد اشیاء از داده های مدل 3D معمولا لایه بر لایه، به عنوان مخالف تکنولوژی تولید خرده مقیاس مانند ماشینکاری سنتی” [2] تعریف شده است. علاوه بر این، مونزون و همکاران [3] تقسیم AM به 7 مناطق مجزا؛ فتوپلیمریزاسیون وات، جت مواد، پودر کوره، جوشاندن اتصال دهنده، اکستروژن ماده، ورقه ورقه ورقه، و رسوب انرژی کارگردانی. برای هر یک از این 7 ناحیه، فرآیندهای مرتبط با AM بسیار ( ، مدل سازی رسوبدهی، انتخاب پاشش لیزر و غیره) است. بنابراین، محدودیت های مربوط به روش های مدل سازی سه بعدی برای هر فرایند، دیجیتالیزاسیون ایده ها، تقسیم بندی قطعات تولید شده، انتخاب تعادل مناسب مواد، فرایندهای تولید و ماشین آلات AM، محدودیت در انتخاب مواد، چرخه طراحی بیشتر نسبت به تولید چرخه، پردازش پس از آن و مسائل مربوط به پایان سطح، و غیره، از عوامل بسیاری هستند که طراحان کار در صنعت AM باید امروز تمرکز کنند [5،6].
طراحان AM با استفاده از محدودیت های مختلف، الزامات عملکردی و طراحی هایی که مربوط به عملکرد محصول می شوند، متقاعد شده اند که از دستورالعمل DFEM برای توسعه یک رویکرد یکپارچه در مرحله طراحی استفاده کنند که نه تنها می تواند طراحی و ساخت را پیوند دهد به عنوان یکپارچه طراحی فرآیند محصول (IPPD) از زمان حاضر] اما همچنین برای بسیاری از محدودیت های تولید و عوامل مرتبط با ماشینکاری سنتی، نظیر اجتناب از اتصالات جداگانه، طراحی مدولار، استفاده از اجزای استاندارد و به حداقل رساندن مسیرهای مونتاژ، برای به دست آوردن قطعات از هر گونه پیچیدگی هندسی بدون کمکهای ماشینکاری سنتی مانند ابزار [7، 8، 9]. همچنین لازم است که در اینجا به این نکته توجه کنیم که به دلیل طراحی بالغ از سطح مقدماتی تا تولید کامل، آزادی تغییر طرح بسیار کاهش می یابد. این به این معنی است که DFAM در فازهای اولیه طراحی به طور فزاینده ای قابل توجه است، زیرا می تواند در اجتناب از اشتباهات تولید و به حداکثر رساندن استفاده از قابلیت های AM کمک کند [10،11].
DfAM در تحقیقات مربوط به بهینه سازی مسیر ابزار، جهت گیری بخشی، طراحی وزن سبک و دقت ابعادی [12] مورد استفاده قرار گرفته است. یزدی و همکاران [13] استفاده از مدل اسکلت پوستی برای ادغام طراحی و تولید از طریق DfAM برای بهینه سازی توپولوژیک. سالونیت و زربان [14] از تجزیه و تحلیل تصمیم گیری چند معیاره برای پیدا کردن یک طرح نهایی از مجموعه ای از طرح های بهینه شده از طریق DfAM نیز استفاده کردند. از این رو، کارهای قابل توجهی در ادبیات در مورد بهینه سازی محصولات و نویسندگان مطرح می شود که به دنبال هر یک از استراتژی طراحی عملکردی یا استراتژی طراحی مبتنی بر تولید [15] است که در آن تاکید بیشتر بر اصلاح طراحی برای ساخت (DFM) برای AM DfAM با استفاده از ترکیبی از معیارهای طراحی (هزینه، محیط، و غیره). اما چنین دستورالعمل فقط یک نقطه شروع را فراهم می کند و اطلاعات مربوط به ماشین های AM و توانایی های تولید آنها را ارائه نمی دهد [16].
انتخاب منابع (RS) یک مرحله مهم از DFM است. همانطور که AM خود ترکیب متفاوتی از فرآیندها دارد، پیشنهاد ترکیبی صحیح از مواد، فرایندهای تولید و ماشینهای مرتبط با آن، می شود تلاش بین رشته ای با توجه به توانایی AM در هر دو جهت به منظور توسعه همزمان (یعنی IPPD) و حوزه های متعدد برنامه های کاربردی . اگر چه AM دارای پتانسیل نامحدود است، اما قابلیت تضمین نامحدود را تضمین نمی کند. منابع AM انتخاب باید با در نظر گرفتن عوامل مانند مهندسی طراحی، تولید، بازاریابی، زیبایی، قابلیت اطمینان و کیفیت [17] نیازهای مربوط به چرخه زندگی محصول را برآورده سازند.
به عنوان یک تمرین معمول، RS بر اساس تجربه یا دانش کارکنان طراحی / تولید انجام می شود. از آن جایی که دانستن همه چیز توسط یک فرد یا یک تیم دشوار است، یک سیستم انتخاب جامع و قوی برای کاربران برای انتخاب ترکیبی از پردازشگر مواد AM مورد استفاده قرار می گیرد [18] ضروری است. برای مورد تولید سنتی یا متعارف، روش های تصمیم گیری چند منظوره تصمیم گیری (MCDM) برای RS پیشنهاد شده است، مانند انتخاب مهندسی کمبریج (بر اساس نمودار انتخاب انتخاب مواد و روش Ashby) 19]، استدلال مبتنی بر مورد ( CBR) [20]، برنامه های انتخاب مواد [21]، سیستم های مبتنی بر دانش (KBS) [22] و غیره. با این حال، برای مورد AM، فرآیندهای مختلف نه تنها نشانگر همپوشانی قابل توجهی از نظر برنامه های کاربردی، بلکه قابل توجه تفاوت در شرایط مواد مناسب و کیفیت قطعات چاپی وجود دارد
[18]. بنابراین، داشتن یک فناوری نسبتا جدید، اکثر کاربران دانش و تجربه کافی برای خلق کردن ندارند
قضاوت برای RS در AM از فرایند سلسله مراتبی تحلیلی (AHP) برای انتخاب فرایندهای AM بر اساس الزامات تولید شده از یک بخش استفاده کرد. به همین ترتیب، آرمیلوتا 24 یک فرآیند AM مناسب را از مجموعه ای از گزینه ها برای نمونه های اولیه با استفاده از یک مدل تصحیح AHP انتخاب کرد. ویژگی های مورد نظر شامل ساخت سریع، دقت خوب و کاهش هزینه مواد است. این همچنین فرصتی برای استفاده از AHP در RS برای AM باز می کند؛ زیرا این روش به طور گسترده و با موفقیت از روش MCDM استفاده می کند [25]. از ادبیات نشان داده شده است که AHP به طور گسترده ای در نه تنها در مقیاس کوچک و بزرگ، بلکه در مناطقی که دارای معیارهای متعدد هستند مورد استفاده قرار می گیرد. علاوه بر این، آن را برای مناطق مانند بخش تولید مناسب است، زیرا بر خواسته های ذاتی انسان برای انجام مقایسه با توجه به ویژگی های ذهنی و عینی بستگی دارد [26]. این انتخاب برای انتخاب مواد در چرخ دنده ها [27]، انتخاب بهترین مواد برای طراحی سازه های فلزی سبک وزن هواپیما [28]، انتخاب فرآیندهای ماشینکاری غیر متعارف در مرحله طراحی مفهومی برای بدنه اندوپروتزی مفصل مفصل مفصل گردید [29]، و در انتخاب مواد و فرآیند برای یک شبکه حفاری در صنعت هوافضا [25].
پس از بحث در مورد راه های IPPD و RS برای AM، اکنون ضروری است که برخی از نکات در مورد چرخه طراحی را بیاموزیم. فعالیت طراحی را می توان به 3 مرحله اصلی تقسیم کرد. طرح های مفهومی، تجسم و جزئیات. برای هر یک از مراحل، اتصال بین مواد، اندازه جزء و فرآیندها، هزینه تعامل بین فرایندها و شاخص های پایداری مواد، باید مورد توجه قرار گیرد [30]. بنابراین، استراتژی هایی مانند رویکرد سیستم مبتنی بر قاعده [31] به طور گسترده ای برای کمک به کسب دانش، انتخاب معیارهای انتخاب، ایجاد تعریف سلسله مراتبی از دانش، انتخاب یک رابط کاربر و در نهایت پیاده سازی مورد استفاده قرار گرفته است. اما قبل از همه این، لازم است که صدای مشتری را از لحاظ نیازها، مشخصات، تنظیمات زیباشناختی، و محدودیت ها، برای تدوین الزامات و عملکرد، جذب کند [32]. مطالعات اندکی [30، 33] به ترتیب در RS در مراحل طراحی مفهومی و طراحی انجام شده است.
با توجه به ادبیات مورد بررسی، واضح است که نیاز به تکیه بر یک رویکرد سیستماتیک برای RS در AM برای پذیرش الزامات طراحی و ساخت دانش طراحی برای هر مرحله از فرایند طراحی است. ثانیا، از آنجا که RS بهترین راه حل تصمیم گیری است و به عنوان معیارهای متعدد و ویژگی های مربوط به هر دو محصول و فرایند درگیر هستند، دستورالعمل ها یا معیارها باید از ادبیات بررسی شده برای کمک به تصمیم گیری برای هر یک از معیارهای طراحی تعریف شود. علاوه بر این، رویکرد در این مقاله، متدولوژی های موجود را تشویق می کند و تلاش بیشتری برای توسعه یک سیستم مدیریت دانش می کند که می تواند ترکیبات متفاوتی از مواد و ماشین را برای طراحان AM به ارمغان آورد. این تحقیق اولین قدم به سمت یک رویکرد جامع برای حمایت از RS در AM است.

Abstract

Resource selection (RS) is one of the prime phases of product design that have substantiating impact on the manufacturing of products. Material and manufacturing process selection are considered an important ingredient of RS and must be dealt with in early stages of design. Since, emerging technologies such as Additive Manufacturing (AM) have re-defined the potentials of manufacturing by re-orienting market drivers such as high part-complexity needs, individualization, shorter product development cycles, abundant materials and manufacturing processes, diverse streams of applications, etc., it is imperative to select the right compromise of materials, manufacturing processes and associated machines in early stages of design considering the Design for Additive Manufacturing guidelines. As several criteria, material attributes and process functionality requirements are involved for decision making in the industries today, an integrated design-oriented framework is proposed in this paper for RS in AM to structure design knowledge pertaining to each stage of design process; conceptual, embodiment and detail designs. However, more focus will be kept on the conceptual and embodiment design phases. Moreover, axioms are defined to aid in decision making and help in extracting the rules associated with each of the design criteria. The framework is aimed to act as a guideline for designers in the AM industry to provide design oriented and feasible material-machine-process combinations.

چارچوب یکپارچه مبتنی بر طراحی برای انتخاب منبع در تولید افزایشی

Integrated design-oriented framework for Resource Selection in Additive Manufacturing

فرآیند طراحی با ادغام DEMATEL و روش های ANP

Design process by integrating DEMATEL, and ANP methods

Abstract

Product design planning is typically carried out by assessments on product functions by considering customer demands. The connection between product series is an important factor which affects consumers’ subjective perception. To optimise a product design, the structural relationship between product functions was determined in this study by the DEMATEL method so as to weigh the market connections and the importance of a product’s influence. The analytic network process (ANP) method was also use to create product designs based on the market segmentation consideration. The mutual relationship obtained from the modularization during the development process of new product designs can be combined with the new product features obtained from the systematic grouping methods. Based on the results of the case study, the capability of developing innovative product series can be enhanced.

1 Introduction

The objective of this study is to satisfy the market demand for the product systematized design and to help a designer select the optimal product concept and assess related problems. It is expected to reduce the risk of having various products in a unified form while the market demand may possibly be neglected. This study aims at satisfying various customer requirements on the highly competitive market under limited time and resources. The most relevant design conceptual idea can be determined and a designer can effectively master the relationship between consumer needs and critical product series attributes. However, during the selection and assessment of design concepts, the subjective perception typically affects the selection and thus a designer may fail to make a clear and definite decision.

With the benefit of a strategic decision and assessment method by using the decision-making trial and evaluating laboratory (DEMATEL) approach, it is different from conventional multi-criteria decision making method which usually assumes that the criteria are independent of each other. Wu and Tsai [1] proposed that the DEMATEL approach can further help decision-makers confirm the causal relationships among designs and also proposed an evaluation method for the measurement and a strategic decision testing by DEMATEL. Tseng and Wu et al. [1,3] proposed to integrate different aspects of thinking into a single reason and influence. For combining with hybrid evaluation method of the strategic decision testing and assessment by the DEMATEL technique, Shen [2] used the ANP method to build related techniques for selecting models. Wu [7] combined the ANP method with the DEMATEL method based on solution packages so as to assist in the necessary assessments and selection of knowledge management strategies. In addition, the DEMATEL method can transform the relationship between a conversion factor and its standardisation effect into a visualized interpretive structural model. It can also serve as a standard method for determining the dependency or correlation between a factor and its effect. Tseng [3] proposed a mixed ANP method for the analysis from the dependency aspect. A strategic decision testing and assessment by the DEMATEL approach was used to clarify the correlation and the fuzzy set theory was used for the assessment of the uncertainty. The results justified the real effects on the assessment of samples and the analysis of the assessment results provided a definite assessment of the key standard management performance. Hsu [4] determined the key factors which affect designs and investigated the causal relationship between standard factors. Since a design problem involves a multi-criteria decision, he used a model which was created from the results of integrating the factor analysis and the DEMATEL method. The DEMATEL method is used for the simplicity and the visualization of the correlation between standards so as to make a decision. Yeh et al. [5] applied the DEMATEL method and the ANP method to the environmental and ecological factors to determine the relative weights of the related standards. Yang et al. [6] integrated the multi-objective decision model with DEMATEL and ANP so as to resolve some conflicting problems and tried to eliminate the risk of network engineering information being leaked. Their approach was verified to be able to reduce risks to an acceptable level.

ارزیابی مفهوم طراحی محصول با استفاده از مجموعه های راف و روش VIKOR

Product design concept evaluation using rough sets and VIKOR method

خلاصه

1.معرفی

2. مقالات وابسته

3. اعداد راف

4. روش ویکور با اعداد فاصله ای

5.متودولوژی ارائه شده

5.1 محاسبه رتبه بندی اهمیت نسبی معیارهای طراحی(مرحله ی اول)

5.2. توسعه ی مدل ارزیابی (فاز دوم)

5.3. روش ویکور بر اساس اعداد راف اصلاح شده با اعداد فاصله ای

6.مطالعه موردی: ارزیابی مفهوم محصول در رابطه با ازمایش machine rig

6.1.محاسبه ی رتبه بندی و ارزیابی اهمیت نسبی معیار های طراحی

6.2. توسعه ی مدل ارزیابی

6.3 روش VIKOR بر اساس عدد راف اصلاح شده (MR-VIKOR)

7. مقایسه با دیگر متدها

8. نتیجه گیری

منابع

خلاصه

یکی از مهمترین مراحل در مراحل اولیه ی فرایند طراحی، ارزیابی مفهوم طراحی می باشد، این کار  نه تنها تاثیر قابل توجهی در مراحل بعدی فرایند طراحی دارد، بلکه بر موفقیت طرح های نهایی طراحی تاثیر گذار می باشد. هدف اصلی  این مقاله کاهش محتوای نادرست مرتبط با فرایند ارزیابی مشتری می باشد و بنابراین، کارایی و عینیت طراحی محصول را بهبود می دهد. در این مقاله شیوه ی جدیدی برای ارزیابی مفهوم طراحی ارائه شده است که به جای در نظر گرفتن مشخصه های سود و قیمت که مربوط به معیارهای طراحی می باشند، بهترین مفهوم را ارائه می دهد، به شیوه ای که محدودیت های تحمیل شده از طریق تیم طراحی را در رابطه با معیارهای طراحی، و همچنین ترجیحات مربوط به اکثر مشتریان را براورده می کند. در این مقاله به منظور ارزیابی طراحی محصول، متد ویکور (یکی از مدل های تصمیم گیری چندمعیاره برای انتخاب بهترین گزینه) را با استفاده از اعداد راف (rough number)، به کار می بریم که این کار از طریق ایجاد تغییراتی در متد ویکور اصلاح شده با اعداد فاصله ای، صورت می گیرد. تکنیک ارائه شده به عنوان تحلیل ویکور بر اساس عدد راف اصلاح شده  (MR-VIKOR)  نام گذاری شده است. این مقاله که در رابطه با ارزیابی مفهوم می باشد، شامل دو مرحله می باشد. در مرحله ی اول، طراحان و تصمیم گیرندگان (DM)؛ رتبه بندی اهمیت نسبی و وزن اولیه ی معیارهای طراحی را از طریق اهمیت تخصیص داده شده به هر معیار طراحی محاسبه نموده و در مرحله ی دوم، ترجیحات مشتری را در رابطه با نیازهای کاربر، به شکل اعداد راف، بدست می اورند.  

1. معرفی

یکی از مراحل مهم در فرایند طراحی، ارزیابی مفهوم می باشد، این مرحله ، میزان سودمندی جایگزین های طراحی را در برابر اهداف طراحی ارزیابی می نماید. ارزیابی اولیه ی مفهوم، سبب ذخیره ی زمان و هزینه می شود، چنانچه 80 درصد از کیفیت جامع محصول و 70 تا 80 درصد هزینه ی توسعه ی محصول، در مراحل اولیه ی فرایند طراحی صورت می گیرد (1-4). ارزیابی مفهوم طراحی از اهمیت بالایی برخوردار است، و این به این خاطر می باشد که اگر مفهوم طراحی به شیوه ای نا مناسب انتخاب شود، در مراحل پایانی فرایند طراحی به سختی امکان جبران ان  وجود دارد و ممکن است که منجر به هزینه های بالای مربوط به طراحی مجدد شود (5). ارزیابی مفهوم، مساله ی تصمیم گیری چند معیاره و پیچیده ای می باشد که با برخی مشکلات همراه می باشد. بسبب پیچیدگی های حل مساله و بررسی معیار تصمیم گیری متضاد و ارزیابی عملکرد محصول، تصمیم گیری در طول این فرایند با موانعی روبرو می شود (6). نیاز به مشارکت ترجیحات ذهنی مشتری در فرایند ارزیابی، ارزیابی مبادلات  بین شاخص های طراحی متضاد، قضاوت ذهنی طراحان (یا تصمیم گیران) با تجربه ، محاسبه ی میزان درجه ی رضایت مشتری در برابر جایگزین های طراحی و توانایی عملکرد جایگزین های طراحی از لحاظ  مشخصات تکنیک های نهایی، سبب ایجاد میزان متفاوتی از عدم قطعیت، در فرایند ارزیابی مفهوم می باشد. 

8. نتیجه گیری

این مقاله اعداد راف را ارائه می دهد که متد ویکور را، با هدف توسعه ی چارچوب سیستماتیک، قادر به فرایند ارزیابی مفهوم می کنند و ذهنیت گرایی وابسته به این فرایند را کاهش می دهند. در متد ارائه شده، ادراکات ذهنی، خام و مبهم طراحان  و ترجیحات مداوما در حال تغییر مشتریان بدست امده و به فرم اعداد راف نمایش داده می شوند. مفهوم جدیدی که شامل رتبه بندی اهمیت مشارکت در شاخص طراحی و در چارچوب فرایند ارزیابی مفهوم و همراه با ترجیحات مشتری می باشد، در مراحل اولیه ی توسعه ی محصول، جایگزین جدیدی را برای وظایف اساسی،  فراهم می کند. متد ارائه شده، بهترین مفهوم را انتخاب می کند که محدودیت های تحمیل شده توسط طراح و ترجیحات مشتری را براورده میکند. نتایج مطالعه ی موردی ارائه شده در این مقاله، نشان می دهد که متد ارائه شده، چارچوب جدید و رتبه بندی جایگزین طراحی موثر تری را ارائه می دهد و این در حالی است که تفکرات متعارض مشتری و طراح را مد نظر قرار می دهد. ممکن است که یکی از محدودیت های مفهوم ارائه شده این باشد که مفهوم انتخاب شده به انتظارات طراح نزدیک تر باشد تا انتظارات مشتری.

Abstract

Design concept evaluation is one of the most important phases in the early stages of the design process as it not only significantly affects the later stages of the design process but also influences the success of the final design solutions. The main objective of this work is to reduce the imprecise content of customer evaluation process and thus, improve the effectiveness and objectivity of the product design. This paper proposes a novel way of performing design concept evaluations where instead of considering cost and benefit characteristics of design criteria, the work identifies best concept which satisfy constraints imposed by the team of designers on design criteria’s as well as fulfilling maximum customers’ preferences. In this work, the rough number enabled modified Vlsekriterijumska Optimizacija I Kompromisno Resenje (VIKOR) method for design concept evaluation is developed by modifying the extended VIKOR method with interval numbers. The proposed technique is labeled as modified rough VIKOR (MR-VIKOR) analysis. The work primarily involves two phases of concept evaluation. In the first phase, relative importance ranking and initial weights of design criteria are computed through the importance assigned to each design criteria by the designers or the decision makers (DM); and in the second phase, customers’ preferences to the generated user needs are captured in the form of rough numbers. The relative importance ranking computed in first phase along with customers’ preferences is incorporated in the second phase to select the best concept.

1. Introduction

Concept evaluation is an important stage in the design process as it helps to assess the overall utility of design alternatives against the design objectives. Early concept evaluation can save both time and cost as 80% of overall product quality and 70–80% of product development cost is committed in the early stages of the design process [1–4]. The importance of design concept evaluation is obvious because the poor selection of a design concept can hardly ever be compensated at later stages of design process and may lead to large redesign costs [5]. Concept evaluation is a complex multi-criteria decision making problem inherent with a number of difficulties. Decision making during this process is hindered due to the complexity of problem solving, handling of conflicting decision-making criteria and assessment of product performance [6]. The need to incorporate highly subjective customer preferences in evaluation process, evaluation of trade-offs between conflicting design criteria, subjective judgments of experienced designers (or decision makers), calculating degree of satisfaction level of customers against the generated design alternatives and performance capabilities of design alternatives in terms of meeting the final technical specifications introduces various degree of uncertainty in the concept evaluation process.

8. Conclusions

This work proposes a rough number enabled VIKOR method with the objective of developing a systematic framework for concept evaluation process and to reduce subjectivity associated with this process. In the proposed method, the vague, raw and subjective perceptions of designers’ and continuously changing preferences of customers are captured and represented in the form of rough numbers. The new concept of incorporating importance ranking of design criteria in the framework of concept evaluation process along with customers’ preferences provides a novel alternative for this critical task during early stages of product development. The proposed method selects the best concept, which satisfies both the constraints imposed by the designers and satisfies the preferences of customers. The results of the case study presented in this work, shows that proposed method provides novel and more effective design alternative ranking framework, while considering both designers’ and customers’ conflicting thoughts. One of the limitation of the proposed best concept might be that selected concept might be more close to designers’ expectation than the customers’ expectations.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

ارزیابی مفهوم طراحی محصول با استفاده از مجموعه های راف و روش VIKOR

Product design concept evaluation using rough sets and VIKOR method

آنالیز پوششی داده های شبکه‌ دو مرحله ‌ای برای بررسی کارایی طراحی محصول پایدار

A new methodology for evaluating sustainable product design performance with two-stage network data envelopment analysis

چکیده

1- پیشگفتار

2- مرور تحقیقات

3- چارچوب پژوهشی

3-1- مرحله‌ 1: عملکرد طراحی صنعتی

3-2- مرحله‌ 2: عملکرد طراحی زیستی

3-3- ارزیابی عملکرد طراحی

3-4- پیامدهای استراتژیک

4- جمع‌آوری داده‌ها و روش تحقیق

4-1- داده‌ها

4-2- روش تست

5- نتایج تحقیق

5-1- مقایسه‌ عملکرد کلی

5-2- مقایسه‌ عملکرد کارلین انفرادی

6- نتیجه‌گیری ها

چکیده

طراحی محصول پایدار به عنوان یکی از مهمترین شیوه‌های دستیابی به پایداری در نظر گرفته شده است. با این حال، به منظور بهبود عملکردهای زیست محیطی یک محصول از طریق طراحی محصول، یک شرکت اغلب نیاز به ایجاد سازش فنی سختی بین ویژگی‌های سنتی و زیست محیطی که نیازمند مفاهیم جدید طراحی و مشخصات فنی هستند دارد. ما در این مقاله، کاربرد نوینی از تحلیل پوششی داده‌های (DEA) شبکه‌ی دو مرحله‌ای را برای ارزیابی عملکردهای طراحی مناسب محصول ارائه می‌دهیم. ما «کارایی طراحی» را به عنوان معیاری کلیدی از عملکرد طراحی با توجه به میزان خوب بودن ترکیب مشخصات و ویژگی‌های متعدد محصول در یک طراحی محصول به طوری که منجر به کاهش اثرات زیست محیطی یا بهبود عملکردهای زیست محیطی شود مفهوم‌سازی می‌کنیم. یک مدل DEA شبکه‌ی دو مرحله‌ای، برای ارزیابی عملکرد طراحی پایدار با یک «مدول طراحی صنعتی» و یک «مدول طراحی زیستی» توسعه می‌یابد. ما برای نشان دادن کاربردهای روش DEA-محور خود، از داده‌های مشخصات کلیدی فنی، ویژگی‌های محصول، و عملکردهای انتشار (گازهای گلخانه‌ای) در پایگاه داده آزمایش‌های انتشارات خودرو، منتشر شده توسط EPA ایالات متحده، برای ارزیابی عملکردهای طراحی پایدار تولیدکنندگان مختلف خودرو استفاده می‌کنیم. نتایج آزمایش ما نشان می‌دهند که طراحی پایدار ما نیاز به ایجاد سازش بین ویژگی‌های سنتی و زیست محیطی ندارد. از طریق پردازش همبستگی سیستم‌های فرعی در طراحی محصول، یک شرکت می‌تواند موثرترین روش برای ترکیب مشخصات و ویژگی‌های محصول را به طوری که منجر به کاهش اثرات زیست محیطی یا بهبود عملکردهای زیست محیطی شوند پیدا کند. این مقاله به وسیله‌ی توسعه‌ی چارچوب تحقیقاتی جدیدی برای ارزیابی عملکردهای طراحی پایداری و همچنین به وسیله‌ی ارائه‌ی کاربرد جدیدی از DEA شبکه‌ی دو مرحله‌ای برای یافتن سازگارترین راهکار با محیط زیست برای دستیابی به عملکردهای زیست محیطی بهتر از طریق طراحی محصول، به تحقیقات موجود کمک می‌کند.

6- نتیجه‌گیری‌ها

ما در این مقاله روشی جدیدی را با استفاده از DEA شبکه‌ی دو مرحله‌ای برای ارزیابی عملکردهای طراحی محصول پایدار ارائه می‌دهیم. ما کارایی طراحی را به عنوان یک معیار کلیدی عملکرد طراحی مفهوم‌سازی می‌کنیم و یک مدل DEA شبکه را برای پیوند مشخصات کلیدی مهندسی، ویژگی‌های محصول و عملکرد‌های زیست محیطی در طراحی محصول توسعه می‌دهیم. ما همچنین چگونگی استفاده از مدل‌های متمرکز و نامتمرکز برای تجزیه و تحلیل رویکردهای همزمان، کنشگرا و واکنشی اتخاذ شده توسط شرکت‌ها برای طراحی پایدار را مورد بحث قرار می‌دهیم. علاوه‌براین، ما از داده‌های مشخصات مهندسی، ویژگی‌های محصول و عملکردهای انتشارات گلخانه‌ای در پایگاه داده‌ی آزمایش انتشارات خودرو برای نشان دادن کاربردهای جهان واقعی مدل DEA خود در ارزیابی عملکردهای طراحی پایدار در هر دو بخش خصوصی و دولتی استفاده می‌کنیم. پیام اصلی که در اینجا ارائه می‌شود این است که طراحی پایدار نیاز به در نظر گرفتن سازش بین ویژگی‌های سنتی و زیست محیطی ندارد. از طریق تصمیمات طراحی نوآرانه برای انتخاب مواد، مهندسی محصول، و همچنین توسعه‌ی پوشش/مرز تکنولوژی، یک شرکت می‌تواند کارامدترین روش برای ترکیب مشخصات و ویژگی‌های محصول که منجر به عملکردهای زیست محیطی بهتر می‌شوند را بیابد. روش مبتنی بر DEA ما، ابزار نوآورانه‌ای را برای تصمیم گیرندگان به منظور اجرای نوع برنده-برنده‌ی طراحی محصول و استراتژی‌های نوآوری برای دستیابی به پایداری طولانی مدت جامعه‌ی انسانی فراهم می‌کند.

Abstract

Sustainable product design has been considered as one of the most important practices for achieving sustainability. To improve the environmental performances of a product through product design, however, a firm often needs to deal with some difficult technical trade-offs between traditional and environmental attributes which require new design concepts and engineering specifications. In this paper, we propose a novel use of the two-stage network Data Envelopment Analysis (DEA) to evaluate sustainable product design performances. We conceptualize “design efficiency” as a key measurement of design performance in terms of how well multiple product specifications and attributes are combined in a product design that leads to lower environmental impacts or better environmental performances. A two-stage network DEA model is developed for sustainable design performance evaluation with an “industrial design module” and a “bio design module.” To demonstrate the applications of our DEA-based methodology, we use data of key engineering specifications, product attributes, and emissions performances in the vehicle emissions testing database published by the US EPA to evaluate the sustainable design performances of different automobile manufacturers. Our test results show that sustainable design does not need to mean compromise between traditional and environmental attributes. Through addressing the interrelatedness of subsystems in product design, a firm can find the most efficient way to combine product specifications and attributes which leads to lower environmental impacts or better environmental performances. This paper contributes to the existing literature by developing a new research framework for evaluating sustainable design performances as well as by proposing an innovative application of the two-stage network DEA for finding the most eco-efficient way to achieve better environmental performances through product design.

6- Conclusion

In this paper, we propose a new methodology with the use of two-stage network DEA for evaluating sustainable product design performances. We conceptualize design efficiency as a key measurement of design performance, and develop a network DEA model to link key engineering specifications, product attributes, and environmental performances in sustainable design. We also discuss how to use the centralized and decentralized models to analyze the simultaneous, proactive, and reactive approaches adopted by firms for sustainable design. In addition, we use data of engineering specifications, product attributes, and emissions performances in the vehicle emissions testing database to demonstrate the real-world applications of our DEA model for evaluating sustainable design performances in both the public and private sectors. The main message delivered here is that sustainable design does not need to mean compromise between traditional and environmental attributes. Through innovative design decisions for material selection, product reengineering, as well as expanding the technology envelope/frontier, a firm can find the most efficient way to combine product specifications and attributes which leads to better environmental performances. Our DEA-based methodology provides an innovative tool for decision makers to implement the win–win type of product design and innovation strategies for achieving the long-term sustainability of human society.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

آنالیز پوششی داده های شبکه‌ دو مرحله ‌ای برای بررسی کارایی طراحی محصول پایدار

A new methodology for evaluating sustainable product design performance with two-stage network data envelopment analysis

روند توسعه محصول با توجه به مهندسی ارزش و هزینه هدف: مطالعه موردی در یک شرکت خودرو

Product development process with focus on value engineering and target-costing: A case study in an automotive company

چکیده

1. مقدمه

2. نظریه هزینه یابی-هدف

2.1. مراحل تعیین هزینه یابی-هدف

3. تحقیق توسعه یافته

4. روش پیشنهادی

4.1. مفهوم-VE

4.2. پروژه-VE

4.3. اعتبار سنجی-VE

4.4. فلوچارت روش پیشنهادی

5. مطالعه موردی

5.1. مفهوم-VE

5.2. پروژه-VE

5.2.1. مقدماتی

5.2.2. اطلاعات

5.2.3. تحلیلی

5.2.4. خلاق

5.2.5. داوری

5.2.6. برنامه ریزی

5.3. اعتبار سنجی-VE

6. نتیجه گیری

چکیده

این تحقیقات, یک روش برای فرایند توسعه محصول در یک شرکت خودرو را با هدف یک رویکرد سیستماتیک صحیح از مهندسی ارزش (VE) و هزینه یابی-هدف در مدیریت هزینه نشان می دهد. VE و هزینه یابی-هدف, فرآیندهای مکمل هستند، زیرا در حالی که یکی از آنها شناسایی موقعیت دستیابی به کاهش هزینه را میسر می سازد، دیگری, هدفی را نشان می دهد که باید برای تضمین طرح سودآوری طولانی مدت یک شرکت به دست آید. مفهوم، پروژه و اعتبارسنجی: به منظور انجام این کار، برنامه های کار، با کاربرد روش VE در سه مرحله بعدی توسعه داده شد. این رویکرد پیشنهادی بر یک مطالعه موردی متمرکز بر یک سیستم موتور-استارتر یک وسیله نقلیه، با هدف بهبود هزینه محصول، بهبود عملکرد و کیفیت ، مطابق با نیازهای مشتری و استراتژی شرکت اعتبارسنجی شد.

6. نتیجه گیری

مدیریت هزینه به معنای ایجاد محدودیت های ارزش نیست، بلکه تضمین این مورد، قبل از آغاز تولید، است که آنها به دست خواهند آمد. هر گونه تلاش برای پیش بینی سود و یا مشارکت در بازار بدون تعریف هزینه-هدف برای کل زنجیره مولد، بدون دخالت و تعهد تامین کنندگان و کارکنان برای هدف رسیدن به هزینه-هدف و بدون در نظر گرفتن چرخه عمر کالا ممانعت خواهد شد. بنابراین، گنجاندن VE و هزینه یابی-هدف در یک روش کار که در آن برای مشکلات PDP و تصمیم گیری که تاثیر مستقیم بر نتیجه اقتصادی یک شرکت دارد پیشرفت می کند, می تواند جالب باشد. VE و هزینه یابی هدف فرآیندهای مکمل هستند، زیرا در حالی که شناسایی موقعیت کسب کاهش هزینه را میسر می سازند، از سوی دیگر, هدفی را نشان می دهند که باید برای تضمین طرح سودآوری طولانی مدت یک شرکت به دست آید. این مطالعه, شناسایی برخی از نقاط مثبت را میسر نمود که کلیدهای موفقیت یک سیستم یکپارچه از VE و هزینه یابی-هدف می باشند. آنها به شرح زیر می باشند.

Abstract

This research suggests a methodology for the product development process in an automotive company, aiming at the correct systematic approach of Value Engineering (VE) and target-costing in cost management. VE and target-costing are complementary processes, because while one allows the identification of where cost reduction could be achieved, the other shows the target to be achieved to guarantee the long-term profitability plan of a company. In order to do that, work plans were developed, with the application of the VE methodology at three subsequent stages: concept, project and validation. This proposed approach was validated in a case study focused on the engine-starter system of a vehicle, aiming at improved product cost, functionality and quality accomplishment, in accordance with customer needs and the company strategy

6. Conclusion

Cost management does not mean establishing limits of value, but guaranteeing, prior to the beginning of production, that they will be reached. Any attempt to forecast profit or market participation will be hindered without the definition of target-cost for the whole productive chain, without the involvement and the commitment of suppliers and employees to the objective of reaching the target-cost and without taking into consideration the product life cycle. Therefore, the incorporation of VE and targetcosting in a work methodology could be interesting in that it advances for the PDP problems and decisions that would have direct impact on the economic result of a company. VE and targetcosting are complementary processes, because while one allows the identification of where cost reduction could be achieved, the other shows the target to be achieved to guarantee the long-term profitability plan of a company.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

روند توسعه محصول با توجه به مهندسی ارزش و هزینه هدف: مطالعه موردی در یک شرکت خودرو

Product development process with focus on value engineering and target-costing: A case study in an automotive company

ابعاد یکپارچه CAD / CAM برای ساخت و تولید پیشرفته

Aspects of integrated CAD/CAM for advanced manufacturing

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

ابعاد یکپارچه CAD / CAM برای ساخت و تولید پیشرفته

Aspects of integrated CAD/CAM for advanced manufacturing

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

طرح سیستم عملیاتی کارای آسانسور

The design of an efficient elevator operating system

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

طرح سیستم عملیاتی کارای آسانسور

The design of an efficient elevator operating system

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

استراتژی های مکان یابی و تخصیص کارامد برای تسهیلات نامطلوب با توجه به خواص اساسی آنها

Efficient location and allocation strategies for undesirable facilities considering their fundamental properties

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

راهبرد مکان یابی و تخصیص بهینه جهت تسهیلات نامطلوب با توجه به ویژگی اصلی آنها

Efficient location and allocation strategies for undesirable facilities considering their fundamental properties

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

روش جدیدی برای طراحی قوی همزمان تلرانس و پارامترهای محصولات با استفاده از مفاهیم فقدان کیفیت و ANOVA چند متغیره

A Novel Approach to Simultaneous Robust Design of Product Parameters and Tolerances Using Quality Loss and Multivariate ANOVA Concepts

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

یک رویکرد جدید برای طراحی یکپارچه تلرانس پارامترهای محصول با استفاده از ضریب کیفیت و مفاهیم چند متغیره ANOVA

A Novel Approach to Simultaneous Robust Design of Product Parameters and Tolerances Using Quality Loss and Multivariate ANOVA Concepts

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

تعدیل اثر عدم قطعیت فناوری در ارتباط میان سرعت نوآوری و موفقیت محصول: مطالعه ای بر صنعت زیست فناوری در مالزی

Moderating effect of Technology Uncertainty on Relationship between Innovation Speed and Product Success: A Survey in Malaysian Biotechnology Industry

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

اداره تاثیرعدم قطعیت تکنولوژی در رابطه سرعت نوآوری و موفقیت محصول:مطالعه ای بر صنعت زیست فناوری در مالزی

Moderating effect of Technology Uncertainty on Relationship between Innovation Speed and Product Success: A Survey in Malaysian Biotechnology Industry

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.