Generic data model for modular high-value, low-volume capital goods: A graph database approach to managing design data in collaborative engineering environments
Loading...
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
School of Engineering |
Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Authors
Date
Department
Major/Subject
Mcode
Degree programme
Language
en
Pages
60
Series
Abstract
The design and delivery process of modular High-Value, Low-Volume capital goods require continuous collaboration between multiple engineering domains, particularly in the early-stages of product development. This thesis addresses the challenge of handling design data fragmented over multiple software tools in the context of modular product development by concepting a generic data model for the use of Design Science Labs at Tampere University. The research follows the Design Science Research Methodology for information technology with a scoping literature review of concurrent and collaborative engineering practices, focusing on implementations found in aerospace and marine industries. Key software architecture implementations, such as COGENT, Digital Thread, and CEDESK, are analysed to find best practices in data integration and sharing in collaborative engineering environments. Building on the foundations from literature, the thesis proposes a generic data model for modular High-value, Low-Volume products using a graph database solution to support data sharing between software tools and users. The architecture is implemented using Neo4j and evaluated with two case studies, 18-Wheeler, a simulation game with a modular product, and a case company study. The proposed model enables a unified, ontology-driven approach to managing design data, offering a scalable and customisable solution for academic and industrial uses in product development of modular investment goods.Modulaaristen kalliiden pienen volyymin investointihyödykkeiden suunnittelu ja toimitusprosessi vaatii jatkuvaa yhteistyötä useiden eri suunnittelijoiden välillä, erityisesti tuotekehityksen alkuvaiheessa. Tämä diplomityö käsittelee haasteita, jotka liittyvät ohjelmistotyökaluihin hajaantuneen suunnittelutiedon hallintaan modulaarisen tuotekehityksen kontekstissa. Työssä konseptoidaan geneerinen tietomalli Tampereen yliopiston Design Science Labsin käyttöön. Tutkimus seuraa tietojärjestelmätieteiden Design Science Research Methodology -lähestymistapaa, sisältäen kirjallisuuskatsauksen rinnakkais- ja yhteissuunnittelun käytäntöihin, keskittyen erityisesti ilmailu- ja meriteollisuuden sovelluksiin. Keskeisiä ohjelmistoarkkitehtuurien toteutuksia, kuten COGENT, Digital Thread ja CEDESK, analysoidaan parhaiden käytäntöjen löytämiseksi dataintegraation osalta yhteistyöympäristöissä. Kirjallisuudesta löydettyjen periaatteiden pohjalta diplomityössä kehitetään geneerinen tietomalli modulaarisille investiointihyödykkeille, hyödyntäen graafitietokantaa tiedon jakamisen tukemiseksi eri ohjelmistotyökalujen ja käyttäjien välillä. Tietomalli toteutettiin käyttämällä Neo4j graafitietokantaa. Kehitettyä ratkaisua arvioitiin kahdella tapaustutkimuksella, joista toinen oli simuloitu modulaarisen tuotteen kehitys, 18-Wheeler, ja toinen teollisuudesta saatuun tietoon perustuva tutkimus. Ehdotettu tietomalli mahdollistaa yhtenäisen, ontologiaan perustuvan lähestymis-tavan suunnittelutiedon hallintaan, tarjoten skaalautuvan ja projektiin mukautettavan ratkaisun sekä akateemisiin että teollisiin sovelluksiin modulaaristen investointihyödykkeiden tuotekehityksessä.Description
Supervisor
Björklund, TuaThesis advisor
Kirjavainen, SenniJuuti, Tero