Over 70% of final product costs are determined by initial product design. Hence, to depict a capable and reliable part design is important during the part conceptual design phase. Case-Based Reasoning (CBR), based on analogical reasoning, is a problem solving methodology. This paper proposes the CBR architecture applied to assembly part design for effectively managing previous design experience and evaluating assemblability and manufacturability of assembly part design. The results can provide a useful reference for novices to reuse and revise previous experience and experienced designers to impart their expertise through CBR methodology.

Artificial intelligence (AI) approaches have been successfully applied to many fields. Among the numerous AI approaches, Case-Based Reasoning (CBR) is an approach that mainly focuses on the reuse of knowledge and experience. However, little work is done on applications of CBR to improve assembly part design. Similarity measures and the weight of different features are crucial in determining the accuracy of retrieving cases from the case base. To develop the weight of part features and retrieve a similar part design, the research proposes using Genetic Algorithms (GAs) to learn the optimum feature weight and employing nearest-neighbor technique to measure the similarity of assembly part design. Early experimental results indicate that the similar part design is effectively retrieved by these similarity measures.

Many conflicting issues exist between product design and manufacturing department. In the early design stage, designers often do not have enough expertise to successfully address all these issues. This results in a product design with a low level of assemblability and manufacturability. Hence, an intelligent decision support system is needed for early design stages to improve a design. This paper proposed a web-based intelligent decision support system, CBR-DFMA, connecting with a case base, database and knowledge base. Early experimental results indicate that potential design problems can be detected in advance, design expertise can be effectively disseminated and effective training is offered to designer by employing this system.

This thesis deals with the plastic parts design for VW Scirocco R front bumper. Plastic parts were designed for an injection molding mass production. Besides of designing a shape of the parts based on package, assembly concept, functional and aesthetic requirements, great deal of attention is applied to proper part molding with regard to technological and economic aspects.

Seitdem Faser-Kunststoff-Verbunde (FKV) als Leichtbauwerkstoffe für Hochleistungsanwendungen im Luftfahrzeug-, Automobil- und Sportgerätebau eingesetzt werden, erfolgt dies vorrangig mit Hilfe multiaxialer Mehrlagenlaminate. Vergleichsweise neue Fertigungstechnologien, wie die Tailored Fiber Placement (TFP-)Technologie, eröffnen jedoch die Möglichkeit einer gekrümmten, auch als variabelaxial bezeichneten, Ablage von Verstärkungsfäden. Der zugewonnene Freiheitsgrad, den Verstärkungsfasern an jeder beliebigen Stelle eine neue Richtung zuweisen zu können, bedingt aber auch ein komplexes Verständnis für eine beanspruchungsgerechte Auslegung von Faserverbundbauteilen. Ziel ist es dabei, die Fäden so zu orientieren, dass sie die angreifenden mechanischen Lasten mit einer möglichst gleichmäßigen Beanspruchung übertragen und das notwendige Matrixmaterial nur geringen Belastungen ausgesetzt ist. Nach einer Analyse bestehender theoretischer Auslegungsstrategien werden Vor- und Nachteile von reinen Materialoptimierungsansätzen bzw. in Kombination mit einer vorgeschalteten Topologieoptimierung diskutiert. Experimentelle Nachweise werden am Beispiel einer Zugscheibe mit ungleich breiten Einspannbereichen und einem steifigkeitsdimensionierten Fahrradbauteil (Brake Booster) erbracht. Dabei wird insbesondere das hohe Leichtbaupotential einer topologisch optimierten variabelaxialen FKV-Struktur gegenüber einer multiaxialen Laminatgestaltung herausgestellt. Anhand der TFP-Prozesskette wird deutlich gemacht, dass für eine numerische Auslegung variabelaxialer Strukturbauteile neue Softwarewerkzeuge sowie ein hinreichend genaues Analysemodell notwendig sind. Mit Hilfe des in der vorliegenden Arbeit entwickelten Softwarewerkzeugs AOPS kann die Auslegung beanspruchungsgerechter Strukturbauteile zukünftig effizienter erfolgen. Einen wesentlichen Bestandteil bildet dabei der vorgestellte Modellierungsansatz für die Finite Elemente Analyse. Damit ist es erstmals möglich ausgehend von einem beliebigen TFP-Ablagemuster, die spätere Struktursteifigkeit eines komplexen variabelaxialen TFP-Bauteils vorauszusagen. Der entwickelte Modellansatz konnte anhand der durchgeführten experimentellen Untersuchungen erfolgreich validiert werden.

Seitdem Faser-Kunststoff-Verbunde (FKV) als Leichtbauwerkstoffe für Hochleistungsanwendungen im Luftfahrzeug-, Automobil- und Sportgerätebau eingesetzt werden, erfolgt dies vorrangig mit Hilfe multiaxialer Mehrlagenlaminate. Vergleichsweise neue Fertigungstechnologien, wie die Tailored Fiber Placement (TFP-)Technologie, eröffnen jedoch die Möglichkeit einer gekrümmten, auch als variabelaxial bezeichneten, Ablage von Verstärkungsfäden. Der zugewonnene Freiheitsgrad, den Verstärkungsfasern an jeder beliebigen Stelle eine neue Richtung zuweisen zu können, bedingt aber auch ein komplexes Verständnis für eine beanspruchungsgerechte Auslegung von Faserverbundbauteilen. Ziel ist es dabei, die Fäden so zu orientieren, dass sie die angreifenden mechanischen Lasten mit einer möglichst gleichmäßigen Beanspruchung übertragen und das notwendige Matrixmaterial nur geringen Belastungen ausgesetzt ist. Nach einer Analyse bestehender theoretischer Auslegungsstrategien werden Vor- und Nachteile von reinen Materialoptimierungsansätzen bzw. in Kombination mit einer vorgeschalteten Topologieoptimierung diskutiert. Experimentelle Nachweise werden am Beispiel einer Zugscheibe mit ungleich breiten Einspannbereichen und einem steifigkeitsdimensionierten Fahrradbauteil (Brake Booster) erbracht. Dabei wird insbesondere das hohe Leichtbaupotential einer topologisch optimierten variabelaxialen FKV-Struktur gegenüber einer multiaxialen Laminatgestaltung herausgestellt. Anhand der TFP-Prozesskette wird deutlich gemacht, dass für eine numerische Auslegung variabelaxialer Strukturbauteile neue Softwarewerkzeuge sowie ein hinreichend genaues Analysemodell notwendig sind. Mit Hilfe des in der vorliegenden Arbeit entwickelten Softwarewerkzeugs AOPS kann die Auslegung beanspruchungsgerechter Strukturbauteile zukünftig effizienter erfolgen. Einen wesentlichen Bestandteil bildet dabei der vorgestellte Modellierungsansatz für die Finite Elemente Analyse. Damit ist es erstmals möglich ausgehend von einem beliebigen TFP-Ablagemuster, die spätere Struktursteifigkeit eines komplexen variabelaxialen TFP-Bauteils vorauszusagen. Der entwickelte Modellansatz konnte anhand der durchgeführten experimentellen Untersuchungen erfolgreich validiert werden.

This investigation identifies how CAD models of typical automotive body assemblies could be defined to allow a continuous optimisation of the number of iterations required for the final design and the number of variants on the basis of Parametric Associative Design (PAD) and how methodologies for the development of surfaces, parts and assemblies of the automotive body can be represented and structured for a multiple re-use in a collaborative environment of concept phase of a Product Evolution (Formation) Process (PEP). The standardisation of optimised processes and methodologies and the enhanced interaction between all parties involved in product development could lead to improve product quality and reduce development time and hence expenses. The fundamental principles of PAD, the particular methodologies used in automotive body design and the principles of methodical development and design in general are investigated. The role which automotive body engineers play throughout the activities of the PEP is also investigated. The distribution of design work in concept teams of automotive body development and important methodologies for the design of prismatic profile areas is critically analysed. To address the role and distribution of work, 25 group work projects were carried out in cooperation with the automotive industry. Large assemblies of the automotive bodies were developed. The requirements for distributed design work have been identified and improved. The results of the investigation point towards a file based, well structured administration of a concept design, with a zone based approach. The investigation was extended to the process chain of sections, which are used for development of surfaces, parts and assemblies. Important methods were developed, optimised and validated with regard to an update safe re-use of 3D zone based CAD models instead of 2D sections. The thesis presents a thorough description of the research undertaken, details the experimental results and provides a comprehensive analysis of them. Finally it proposes a unique methodology to a zone based approach with a clearly defined process chain of sections for an update-safe re-use of design models.