Τμήμα Μηχανολόγων και Αεροναυπηγών Μηχανικών (ΜΔΕ)
Permanent URI for this collection
Browse
Recent Submissions
- ItemOpen AccessΔυναμικοί οδικοί χάρτες τεχνολογίας : συνδυάζοντας τους οδικούς χάρτες τεχνολογίας με την προσομοίωση δυναμικών συστημάτων(2023-02-24)Οι Οδικοί Χάρτες Τεχνολογίας (ΟΧΤ) αποτελούν ένα εργαλείο και μια μεθοδολογία για τη σύνδεση των αποφάσεων που αφορούν την τεχνολογία και τις επενδύσεις με τους επιχειρηματικούς στόχους, υποστηρίζοντας τόσο τη στρατηγική διαχείριση, όσο και την καινοτομία στους οργανισμούς. Η οδική χαρτογράφηση, ως διαδικασία, είναι δυναμική και το αποτέλεσμα της απαιτεί συνεχή αναθεώρηση και προσαρμογή στις συνθήκες που επιβάλλονται στις επιχειρήσεις από το εξωτερικό περιβάλλον. Σκοπό της παρούσας εργασίας αποτέλεσε η παρουσίαση και ανάλυση βασικών ζητημάτων που σχετίζονται με τους δυναμικούς ΟΧΤ, εστιάζοντας δηλαδή στον συνδυασμό των ΟΧΤ και της προσομοίωσης δυναμικών συστημάτων. Το θέμα καλύφθηκε μέσω της ανασκόπησης της ελληνικής και διεθνούς βιβλιογραφίας σε θέματα όπως οι βασικές έννοιες της συστημικής δυναμικής, η μοντελοποίηση και προσομοίωση των δυναμικών συστημάτων, η διαδικασία της οδικής χαρτογράφησης τεχνολογίας, η ιστορία των ΟΧΤ, τα στάδια ανάπτυξης τους και ο συνδυασμός τους με την προσομοίωση των δυναμικών συστημάτων και τον προγραμματισμό σεναρίων. Διαπιστώνεται πως όλα τα στοιχεία ενός ΟΧΤ, όπως οι συνθήκες της αγοράς, τα προϊόντα, οι υπηρεσίες και οι τεχνολογίες θα πρέπει να εξετάζονται από δυναμική άποψη και να ενσωματώνονται στην προσομοίωση δυναμικής του συστήματος. Επιπρόσθετα, οι ΟΧΤ που βασίζονται σε σενάρια παρέχουν μια ολοκληρωμένη βάση για τον σχεδιασμό τεχνολογιών και καινοτομιών και στην ουσία αντιπροσωπεύουν μια μέθοδο τεχνολογικής πρόβλεψης που επιτρέπει στους οργανισμούς να αναλύουν τεχνολογίες σε πολύ δυναμικά περιβάλλοντα και να αναπτύσσουν τεχνολογίες με υψηλές δυνατότητες. Οι εταιρείες επωφελούνται έτσι από τη συνεχή παρακολούθηση των αλλαγών του περιβάλλοντος, που ασκούν επίδραση στην τεχνολογία τους και προσαρμόζονται κατάλληλα, σε σχέση με τους στόχους τους. Προκειμένου τέτοιες διαδικασίες να εφαρμοστούν και στην πράξη, είναι απαραίτητο να συνταχθούν κατευθυντήριες γραμμές για την πρακτική της δυναμικής οδικής χαρτογράφησης, ώστε να διευκολυνθεί η διαδικασία εφαρμογής και υιοθέτησης της από τις επιχειρήσεις και οργανισμούς.
- ItemOpen AccessVirtual reality environment for intuitive robot control and path design(2023-02-28)The current market trends have focused on personalization, where products based on the same platform can have different variations so they can satisfy multiple market segments. The industry trying to follow the market trends has introduced hybrid Human Robot Collaborative stations that offer sort throughput times, along with the flexibility to process different tasks. For this kind of flexibility to be achieved in production, but with the use of the currently installed industrial robots and automation equipment, a concept is examined for remotely reprograming industrial robots. As a result, a fully automated assembly line or a production station, could be reprogramed to handle different products or processes. In this way, the flexibility required for mass customizable products could be achieved using the current equipment that exists in the factories with minor adjustments. The concept that is described in this paper presents an intuitive method of programming industrial robots utilizing Virtual Reality tools. The main aim is to reduce the time required for reprogramming the procedure that is executed by the robot, as well as enable this change to be applied remotely without the physical presence of a robot operator at the shop floor. This could allow an automated robotic cell to be easily reconfigurable, able to handle multiple variations of the same product, or even perform the same process (e.g., riveting or welding) to different products that will be introduced. A case study is presented to demonstrate the above-described concept.
ItemOpen AccessΔιαδικασία ανάλυσης stress jacking σε μεταλλική πτέρυγα αεροσκάφους(2023-02-28)Η διάβρωση των αεροσκαφών είναι ένα φαινόμενο το οποίο όσο και να προοδεύει η τεχνολογία των υλικών και των δομικών κατασκευών των αεροσκαφών, είναι ένα κομμάτι που με βεβαιότητα θα επηρεάσει το αεροσκάφος σε κάποιο στάδιο της πτητικής του λειτουργίας. Η παρούσα μεταπτυχιακή διπλωματική εργασία έχει ως αντικείμενο την διαδικασία ανίχνευσης και επιδιόρθωσης της διάβρωσης στην εσωτερική επιφάνεια της πτέρυγας ενός Airbus A320. Το αεροσκάφος βρίσκεται σε υπόστεγο βαριάς συντήρησης για το προγραμματισμένο έλεγχο που περνάει στα δώδεκα έτη πτητικής λειτουργίας. Ο έλεγχος επιθεώρησης για ανίχνευση και αποφυγή διάβρωσης της πτέρυγας ξεκίνησε με οπτικό έλεγχο σε όλη την άνω επιφάνεια της πτέρυγας, όπου εντοπίστηκε αποκόλληση του προστατευτικού χρώματος ή προδιάθεση αποκόλλησης και σημειώθηκε για λεπτομερή έλεγχο με τη μη καταστροφική μέθοδο του phased array υπερήχου. Η μέθοδος του phased array ανέδειξε μεγάλο μέρος της εσωτερικής επιφάνειας της πτέρυγας να έχει διαβρωθεί. Αμέσως ξεκίνησε η λεπτομερής καταγραφή των σημείων αυτών με την βοήθεια πινάκων 12x12, 6x6 και 7x7, ώστε να εντοπιστούν τα κρίσιμα σημεία για να γίνει εκτίμηση και αξιολόγηση του μεγέθους της ζημιάς. Ο επικεφαλής μηχανικός συμπληρώνει αναλυτικές φόρμες της Airbus για τον υπολογισμό του βάρους του αεροσκάφους και το προετοιμάζει για την διαδικασία του stress jacking. Η διαδικασία αυτή περιλαμβάνει τρεις βασικούς γρύλους που θα σηκώσουν το αεροσκάφος από το έδαφος και σύνολο άλλους έξι σε συγκεκριμένα δομικά σημεία της δομής της ατράκτου και των κινητήρων ώστε να αποφορτιστεί το αεροσκάφος και να βρίσκεται σε κατάσταση μηδενικής φόρτισης για την διαδικασία της επιδιόρθωσης. Η επιδιόρθωση γίνεται από την ομάδα των μεταλλουργών και μηχανουργών υπό την επίβλεψη και την ευθύνη τη δική μου ως τον υπογράφοντα Β1.1 μηχανικό. Η πτέρυγα αποτελείται από aluminium sheets 7075, σε κατάσταση μηδενικής φόρτισης, ανασηκώνεται το άνω skin plate της πτέρυγας για να δημιουργηθεί πρόσβαση στα διαβρωμένα aluminium sheets. Μόλις αφαιρεθεί η διάβρωση με την βοήθεια υπερήχων μετριέται το εναπομένων πάχος στα aluminium sheets και ξαναγίνεται έλεγχος με phased array για την πιθανή ανίχνευση διάβρωσης σε κατώτερα στρώματα. Έπειτα η επισκευή γίνεται με την τοποθέτηση ενός doubler skin plate που θα τοποθετηθεί πάνω στην επιφάνειας που είχε την διάβρωση, θα γίνει επανατοποθέτηση του άνω skin plate και τέλος θα αφαιρεθούν οι γρύλοι υποστήριξης μηδενικού φορτίου και θα γίνει επαναφορά του αεροσκάφους στο έδαφος. Για την διασφάλιση επανεμφάνισης της διάβρωσης στο ίδιο σημείο, η επισκευή θα ελέγχεται με την μέθοδο του Phased Array ανά 6500 κύκλους.- ItemOpen AccessCentralized and decentralized manufacturing networks in the concept of circular economy(2023-02-23)A number of environmental issues have arisen in recent decades, as available natural resources are limited and emission levels are high and must be kept below certain limits. Due to the high variety of products, complexity occurs during production which in turn results in an increase in energy consumption. Since centralized mass production cannot cope with the production demands imposed by globalization there is a transition to "mass customization". The result of this adjustment is the reduction of the cost of transportation of the production products, the low cost of human labor in specific locations as well as the better quality of the products. Also, several countries have begun to orchestrate initiatives concerning the design and development of the human-centered aspect of technologies, systems and services, which has been coined as Industry 5.0. The developments focus on the social and human-centric aspect of the tools and technologies introduced in the context of Industry 4.0. The impact of Industry 5.0 will extend to social transformation, which ultimately leads to the creation of a new society, Society 5.0. Therefore, sustainability and human well-being will be at the heart of what follows, Industry 5.0, as a subset of Society 5.0. Industry 5.0 builds on the foundations laid during Industry 4.0 by emphasizing human-centered, resilient and sustainable design. The aim of this master's thesis is to study the concept of Industry 5.0 and Society 5.0 as well as to present the applications of Industry 5.0, the applications of circular models in Industry 5.0 and the sustainability with which they are largely connected. The circular economy is a concept which is linked to both Industry 5.0 and Society 5.0. as well as sustainability. In order to carry out the study of the concepts of Industry 5.0 and Society 5.0 a critical literature review was carried out through the use of VOSviewer software.
- ItemOpen AccessΒελτιστοποίηση επισκευής αεροπορικής δομής από σύνθετα υλικά με στόχο τη μεγιστοποίηση της ανάκτησης των ιδιοτήτων και την ελαχιστοποίηση του αφαιρούμενου υλικού(2023-02-02)Η επισκευή δομών από σύνθετα υλικά με χρήση επιθεμάτων που σταθεροποιούνται μέσω ενός στρώματος κόλλας γνωρίζει ολοένα και πιο ευρεία εφαρμογή , ειδικά στην αεροπορική βιομηχανία. Στην παρούσα εργασία μελετήθηκε ο σχεδιασμός επιθεμάτων επισκευής που εισχωρούν σε κατάλληλα διαμορφωμένη εσοχή της επισκευαζόμενης δομής. Τα επιθέματα είναι τύπου stepped με ελλειπτικό σχήμα σε κάθε στρώση και οι ελλείψεις όλων των στρώσεων είναι παράλληλες μεταξύ τους. Συγκεκριμένα, εξετάζονται 5 διαφορετικές γεωμετρίες ελλειπτικών επιθεμάτων που εφαρμόζονται σε πολύστρωτη πλάκα και συγκρίνονται με το κυκλικό επίθεμα που έχει αποδειχθεί βέλτιστο για τη συγκεκριμένη πλάκα. Κάθε επίθεμα σχεδιάζεται με βάση συγκεκριμένες μεθόδους και εξισώσεις που αφορούν το είδος φόρτισης ως προς το οποίο σχεδιάζεται να έχει επαρκή αντοχή το επίθεμα, τον τρόπο υπολογισμού της γωνίας scarf και τον τρόπο υπολογισμού του μήκους step σε κάθε στρώση. Λόγω της πολυπλοκότητας της διαδικασίας βελτιστοποίησης ενός τέτοιου επιθέματος, έγινε προσπάθεια να διαμορφωθεί ένα ενιαίο παραμετρικό εργαλείο σχεδιασμού, μοντελοποίησης και αξιολόγησης ελλειπτικών επιθεμάτων επισκευής διαφορετικών γεωμετριών. Έτσι, κατασκευάστηκε αλγόριθμος σε Python μέσω του οποίου επιτελούνται οι εξής κύριες λειτουργίες : υπολογισμός των συνολικών αντοχών μιας πολύστρωτης πλάκας στις διευθύνσεις x και y, υπολογισμός των διαστάσεων ελλειπτικών επιθεμάτων, δημιουργία μοντέλων επισκευασμένης πλάκας με κάθε ένα από τα επιθέματα για καταπόνηση σε θλίψη και σε εφελκυσμό και σε 3 διαφορετικές διευθύνσεις (0⁰, 45⁰, 90⁰) και τέλος εξαγωγή , επεξεργασία και σύγκριση των αποτελεσμάτων των αναλύσεων και εντοπισμός του βέλτιστου επιθέματος επισκευής για κάθε φόρτιση ξεχωριστά, ξεχωριστά για εφελκυσμό και για θλίψη και ως προς το σύνολο των φορτίσεων που μοντελοποιήθηκαν. Επίσης. για τους σκοπούς της σύγκρισης των αποτελεσμάτων ορίζεται ο λόγος αφαιρούμενου υγιούς υλικού προς αντοχή ( r ) και αξιολόγηση γίνεται πρωτίστως ως προς το κλάσμα αυτό. Ωστόσο, ο κώδικας είναι πλήρως παραμετρικά διαμορφωμένος , έτσι ώστε να λειτουργεί ομαλά ανεξαρτήτως από τις τιμές που μπορεί να πάρουν οι διαστάσεις , η διαστρωμάτωση και τα υλικά της πλάκας και του επιθέματος, ο αριθμός των στρώσεων ή το είδος και η διεύθυνση φόρτισης. Τα συμπεράσματα δείχνουν ότι με εφαρμογή ελλειπτικού επιθέματος μπορούμε να έχουμε έως και 10.5 % υψηλότερη αντοχή και ταυτόχρονα 391.9 % υψηλότερο λόγο r από ότι με το βέλτιστο κυκλικό επίθεμα, ενώ ο κώδικας μπορεί να αποτελέσει βοηθητικό εργαλείο και βάση για τη γρήγορη και λεπτομερή μελέτη πολύ μεγάλου αριθμού και ποικιλίας επιθεμάτων.