Engineering design work often involve time consuming simulations to check that structural properties are satisfactory under load. In order to streamline the process of early design work, this work will present a configuration tool which with use of a metamodel intends to provide a way of getting a design proposal without running simulations. The configuration tool will be implemented on a positioner from Yaskawa. This work will use a positioner as a case study in building a configuration tool based on a parametric CAD model that uses metamodel data to circumvent simulations in early design stages.

The challenge of properly exploring a design space when gathering data for a metamodel is performed by using the sampling method Latin Hypercube Sampling (LHS). In addition, to reduce complexity of metamodel creation reduction of amount of design parameters is performed with usage of a parameter sensitivity analysis method called the Morris method. By usage of 500 generated samples (LHS), input data for metamodeling was created. The process involves creating a simulation automation loop, in Autodesk Inventor, using iLogic rules.

Using the results from simulation automation, a configuration tool is created within the Autodesk Inventor environment. The configuration tool takes user specified inputs, such as height and load capacity, and runs optimization on the metamodel to find a design proposal for the given inputs. Resulting proposed design is showed within the Inventor environment to the user. Overall outcome of the performed work provides a case-study in integration of metamodel in design work, final metamodel used in configuration tool has a relative error of 24%. The configuration tool provides a design proposal which can be used to further develop the design and is intended as an early approximation of what a final design can look like.

Ingenjörsarbete inom design innefattar ofta tidskrävande simuleringar för att kontrollera strukturella egenskaper. För att effektivisera design processen i tidiga konstruktionsfaser presenterar detta arbete ett konfigurationsverktyg som med hjälp av en metamodell är avsett att erbjuda ett sätt att ta fram ett designförslag utan att genomföra simuleringar. Konfigurationsverktyget kommer att implementeras på en lägeställare från Yaskawa. Detta arbete använder en lägeställare som fallstudie för att utveckla ett konfigurationsverktyg baserat på en parametrisk CAD-modell, där metamodell-data används för att kringgå simuleringar i tidiga designfaser.

Utmaningen att på ett bra sätt utforska designrymden vid insamling av data till en metamodell hanteras genom användning av samplingsmetoden Latin Hypercube Sampling (LHS). För att minska komplexiteten vid framtagning av metamodellen reduceras dessutom antalet designparametrar med hjälp av en känslighetsanalysmetod kallad Morris-metoden. Genom användning av 500 genererade datapunkter skapades indata för metamodellering. Processen omfattar skapandet av en automatiserad simuleringsloop i Autodesk Inventor med hjälp av iLogic-kod.

Med hjälp av resultaten från den automatiserade simuleringsprocessen skapas ett konfigurationsverktyg i Autodesk Inventor. Konfigurationsverktyget tar användarspecificerad indata, såsom höjd och lastkapacitet, och utför optimering på metamodellen för att hitta ett designförslag för de givna indata. Det resulterande designförslaget visas för användaren i Inventor.

Det övergripande resultatet av det genomförda arbetet är en fallstudie av integrering av metamodeller i konstruktionsarbete. Den slutliga metamodellen som används i konfigurationsverktyget har ett relativt fel på 24%. Konfigurationsverktyget tillhandahåller ett designförslag som kan användas för vidareutveckling av konstruktionen och är avsett som en tidig approximation av hur en slutlig design kan se ut.