Systémové navrhování technických produktů

Prezentace na téma: "Systémové navrhování technických produktů"— Transkript prezentace:

1 Systémové navrhování technických produktů
Katedra konstruování strojů Fakulta strojní Systémové navrhování technických produktů KKS/ZKM Prof. Ing. Stanislav Hosnedl, CSc. Podklady k přednáškám – Kapitola 9 Plzeň, 2012 Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.

2 SYSTÉMOVÉ NAVRHOVÁNÍ TECHNICKÝCH PRODUKTŮ
PRO ÚPLNOST K INFORMACI POTŘEBNÉ DŮLEŽITÉ 9 Závěr 2 © S. Hosnedl

3 9 Závěr OBSAH 9.1 Shrnutí a další výhled 3 3

4 9 Závěr REKAPITULACE (1) Engineering Design Science – EDS:
DŮLEŽITÉ REKAPITULACE (1) Engineering Design Science – EDS: Obsahem EDS jsou systematicky uspořádané poznatky, - „mapa“ poznatků z teorie i praxe pro výzkum, výuku a konstrukční praxi. EDS neřeší konstrukční problémy, ale dává systematický přehled o objektech, procesech a vazbách, které proces konstruování ovlivňují. EDS proto v mezích daných možností umožňuje: ke tvůrčí práci i k budování Cax využívat racionální poznatky a metody EDS analyzovat & predikovat a připravit se přitom i na mimořádné situac znát a ke tvůrčí práci využívat racionální poznatky a metody konstruování e a rizika. EDS však samozřejmě nemá smysl tam, kde jsou mimořádné situace/rizika způsobovány chronickými manažerskými/řídícími a dalšími nedostatky!!! 4 © S. Hosnedl 

5 9 Závěr DŮLEŽITÉ REKAPITULACE (2) Proč začíná být potřeba EDS tak aktuální až nyní? Komplexnost, složitost, náročnost a inovace technických produktů i podmínky řešení konstrukčních a vývojových projektů se natolik zvýšily, že se stále více projevuje, jak je neefektivní (až destruktivní) vysílat „na expedice do neznámých krajů týmy byť sebeschopnějších a sebelépe znalostně a technicky vybavených i řízených lidí , pokud každý z nich má ve své hlavě pouze „své“ mapy poznatků a svoji „dorozumívací řeč“. Výsledek stavby „Babylonské věže“ je nejznámějším a nejvýstižnějším extrémním příkladem/metaforou takového projektu. Samozřejmě, že však tvůrčí schopnosti konstruktérů zůstávají i nadále nezastupitelné, neboť sebelepší „mapa“ nemůže nahradit nedostatečný „orientační“ smysl. Stejně tak zůstávají nezbytné kvalitní technické, informační a řídicí/manažerské nástroje. Ve všech těchto případech však EDS prokazatelně zvyšuje efektivnost využití těchto i dalších prostředků. 5 © S. Hosnedl 

6 9 Závěr REKAPITULACE (3) Základní struktura „mapy“ poznatků EDS:  CAx
DŮLEŽITÉ REKAPITULACE (3) Základní struktura „mapy“ poznatků EDS: Metodické poznatky k technickým systémům MTS Ke konstrukčnímu procesu MDesP Teoretické poznatky TTS ke konstrukčnímu procesu TDesP Preskriptivní poznatky Metodické/navigační (vč. normativních) „JAK?“ Poznatky k objektu konstruování TS ke konstr. procesu DesP Preskriptinví poznatky Teoretické/popisné „CO?“ CÍL VĚDY: - popsat, objektivizovat - zobecnit (např. indukcí) - dokázat - uspořádat - vysvětlit CAx CAx CAx Obr.: Základní struktura - „mapa“ systému poznatků o a pro výzkum, výuku a praxi konstruování - struktura poznatků EDS [Hubka&Eder 1996], [Eder&Hosnedl 2008] 6 © S. Hosnedl 

7 9 Závěr REKAPITULACE (4) Použité klíčové publikace: 
PRO ÚPLNOST REKAPITULACE (4) Použité klíčové publikace:  Obr.: Klíčové publikace, které mají nejblíže prezentovanému pojetí EDS [Pahl&Beitz (1988, 1995) 2007] [Hubka&Eder 1988], [Hubka&Eder 1996], [Andreasen&Hein 2000], [Eder&Hosnedl 2008], [Eder&Hosnedl 2010] © S. Hosnedl 7 

8 9 Závěr PRO ÚPLNOST INTEGROVANÉ KONSTRUKČNÍ A DESIGNÉRSKÉ STUDENTSKÉ PROJEKTY ZKM (1) Validation: The presented approach has been validated during education design projects carried out for and evaluated by industrial partners. The projects have been carried out at the Department of Machine Design in cooperation with the Institute of Art and Design, University of West Bohemia in Pilsen over the last few years. Students were working in several multiple “competing” teams consisting of both engineering and industrial designers. 8 © Hosnedl, Srp, Dvořák 

9 9 Závěr PRO ÚPLNOST INTEGROVANÉ KONSTRUKČNÍ A DESIGNÉRSKÉ STUDENTSKÉ PROJEKTY ZKM (2) Témata doposud řešených projektů (1): 2004/2005 (st. FST) : - Přední sedadlo s aktivní opěrkou hlavy pro osobní automobil vyšší třídy GRAMMER, Tachov/Amberg, CZ/G – 16 týmů 2005/2006 (st. FST) : - Zavírací systém zavazadlového prostoru pro osobní automobil typu sedan VALUE ENGINEERING, Plzeň, CZ/G týmů 2006/2007 (st. FST a UUD) : - Stomatologická souprava pro třetí tisíciletí CHIRANA DENTAL, Piešťany, Slovensko - 6 týmů - Zařízení pro lepení otočných pantů na zrcadla koupelnových skříněk FLABEG, Domažlice, CZ/G - 4 týmy - Zdvihací a parkovací zařízení pro kupémobily systému ComplexTrans ŠKODA, Plzeň, CZ - 3 týmy 9 © Hosnedl, Srp, Dvořák 

10 9 Závěr PRO ÚPLNOST INTEGROVANÉ KONSTRUKČNÍ A DESIGNÉRSKÉ STUDENTSKÉ PROJEKTY ZKM (3) Témata doposud řešených projektů (2): 2007/2008 (st. FST a UUD): Intenzivní lůžko pro pacienty ve velmi kritickém stavu LINET, Želevčice Slaný, CZ - 5 týmů Zavazadlový prostor osobního automobilu typu Combi ŠKODA Auto, Mladá Boleslav, CZ - 5 týmů Ochranné krytování pracovního prostoru obráběcího stroje ASTOS, Aš, pro TOS Varnsdorf, CZ - 4 týmy - Disc Brake for a Passenger Car (anglicky) ZČU, FST, KKS - 1 tým (KKS ERASMUS studenti) 10 © Hosnedl, Srp, Dvořák 

11 9 Závěr PRO ÚPLNOST INTEGROVANÉ KONSTRUKČNÍ A DESIGNÉRSKÉ STUDENTSKÉ PROJEKTY ZKM (4) Témata doposud řešených projektů (3): 2008/2009 (st. FST a UUD): Dětské nemocniční lůžko LINET, Želevčice Slaný, CZ - 4 týmy Robotizované pracoviště pro svařování článkových dopravníků třísek ASTOS, Aš, CZ - 4 týmy Interiér vozidla pro tělesně postižené APC - Auto Projekt Centrum, Plzeň, CZ - 2 týmy - Wheel Chair for Disabled (anglicky) ZČU, FST, KKS, Plzeň, CZ - 1 tým (KKS ERASMUS a UUD studenti) 11 © Hosnedl, Srp, Dvořák 

12 INTEGROVANÉ KONSTRUKČNÍ A DESIGNÉRSKÉ STUDENTSKÉ PROJEKTY ZKM (5)
PRO ÚPLNOST INTEGROVANÉ KONSTRUKČNÍ A DESIGNÉRSKÉ STUDENTSKÉ PROJEKTY ZKM (5) Témata doposud řešených projektů (4): 2009/2010 (st. FST a UUD): - Universální nemocniční transportní lůžko LINET, Želevčice Slaný, CZ - 5 týmů Vozidlo s elektrickým pohonem pro tělesně postižené a seniory se sníženou pohybovou schopností Konstruktionsburo DOSTAL, Edstetten, G - 3 týmy Pracoviště pro automatizované balení chladicích boxů CARRIER Refrigeration Operation CR, Mýto, CZ - 3 týmy Rám a karoserie závodního vozidla formule SAE ZCU, FST, Plzeň, CZ - 1 tým. 12 © Hosnedl, Srp, Dvořák 

13 INTEGROVANÉ KONSTRUKČNÍ A DESIGNÉRSKÉ STUDENTSKÉ PROJEKTY ZKM (6)
PRO ÚPLNOST INTEGROVANÉ KONSTRUKČNÍ A DESIGNÉRSKÉ STUDENTSKÉ PROJEKTY ZKM (6) Témata doposud řešených projektů (5): 2010/11 (st. FST a UUD s konzultační podporou st. FZS): - Relaxační transportní křeslo LINET, Želevčice Slaný, CZ - 6 týmů - Průmyslová myčka součástí ASTOS AŠ, a.s., Aš, CZ - 5 týmů - Exteriér lehkého vozidla s elektrickým pohonem pro tělesně postižené a seniory se sníženou pohybovou schopností Konstruktionsbüro DOSTAL, Edenstetten a UNIVERSITY of Applied Sciences, DEGGENDORF, Germany - 4 týmy 13 © Hosnedl, Srp, Dvořák 

14 INTEGROVANÉ KONSTRUKČNÍ A DESIGNÉRSKÉ STUDENTSKÉ PROJEKTY ZKM (7)
PRO ÚPLNOST INTEGROVANÉ KONSTRUKČNÍ A DESIGNÉRSKÉ STUDENTSKÉ PROJEKTY ZKM (7) Témata doposud řešených projektů (6): 2011/12 (st. FST a UUD s  konzultační a spoluřešitelskou podporou st. FEL a FZS): 3 témata, 11 týmů, 3 fakulty a 1 ústav 40 st. FST st. UUD + 38 st. FZS + 6 st. FEL = 102 st. ZCU - Zařízení pro průmyslovou filtraci chladící kapaliny ASTOS AS, a.s., As, CZ - 4 týmy - Exterier lehkého čtyřkolového vozidla s elektrickým pohonem pro tělesně postižené a seniory se sníženou pohybovou schopností Konstruktionsbüro DOSTAL, Edenstetten and UNIVERSITY of Applied Sciences, DEGGENDORF, Germany - 3 týmy - Exterier lehkého tříkolového vozidla s elektrickým pohonem and UNIVERSITY of Applied Sciences, DEGGENDORF, Germany - 4 týmy  14 © Hosnedl, Srp, Dvořák 

15 Obr.: Foto z porad, exkurzí a konzultací v ak. r. 2007/2008
9 Závěr PRO ÚPLNOST INTEGROVANÉ KONSTRUKČNÍ A DESIGNÉRSKÉ STUDENTSKÉ PROJEKTY ZKM (8) Průběžné porady, exkurse a konzultace: Obr.: Foto z porad, exkurzí a konzultací v ak. r /2008 © Hosnedl, Srp, Dvořák 15 

16 Obr.: Foto ze soutěžních prezentací z ak. r. 2007/2008
9 Závěr PRO ÚPLNOST INTEGROVANÉ KONSTRUKČNÍ A DESIGNÉRSKÉ STUDENTSKÉ PROJEKTY ZKM (6) Závěrečné soutěžní prezentace: Interdisciplinární týmy studentů KKS a UUD soutěží se svými projekty před komisem složenými z vyučujících obou útvarů a z představitelů top managementu zadávajících průmyslových podniků. Týmy s nejlepším řešením jednotlivých témat dostali od zadávajících podniků diplomy a finanční odměny. Kromě toho děkan FST a ředitel UUD odměnil studenty s nejlepším konstrukčním a designérským řešením. Obr.: Foto ze soutěžních prezentací z ak. r /2008 16 © Hosnedl, Srp, Dvořák 

17 9 Závěr PRO ÚPLNOST INTEGROVANÉ KONSTRUKČNÍ A DESIGNÉRSKÉ STUDENTSKÉ PROJEKTY ZKM (7) Ukázky výsledků řešení pro Linet , Želevčice (ak. r. 2008/2009): 17 © Hosnedl, Srp, Dvořák 

18 9 Závěr PRO ÚPLNOST INTEGROVANÉ KONSTRUKČNÍ A DESIGNÉRSKÉ STUDENTSKÉ PROJEKTY ZKM (8) Ukázky výsledků řešení pro ŠKODA AUTO, Mladá Boleslav (ak. r. 2008/2009): 18 © Hosnedl, Srp, Dvořák 

19 9 Závěr PRO ÚPLNOST INTEGROVANÉ KONSTRUKČNÍ A DESIGNÉRSKÉ STUDENTSKÉ PROJEKTY ZKM (9) Ukázky výsledků řešení pro ASTOS, Aš (ak. r. 2008/2009): 19 © Hosnedl, Srp, Dvořák 

20 9 Závěr PRO ÚPLNOST INTEGROVANÉ KONSTRUKČNÍ A DESIGNÉRSKÉ STUDENTSKÉ PROJEKTY ZKM (10) Public relations a reference (1): 20 © Hosnedl, Srp, Dvořák 

21 9 Závěr PRO ÚPLNOST INTEGROVANÉ KONSTRUKČNÍ A DESIGNÉRSKÉ STUDENTSKÉ PROJEKTY ZKM (11) Public relations a reference (2): These projects were appreciated not only by the teachers and students involved but also by the participating industrial and cooperating partners, for example we can cite from the official letters sent : - by the director of Flabeg, Thomas Frey, its consultant Peter Blohman and Director for Production Jan Sleis to the Dean of Faculty of Mechanical Engineering (Flabeg Domazlice, January 2007): “We were very much surprised by the high quality of the solved students’ projects. We can appreciate that Department of Machine Design leads its students to so much needed broader view on technical tasks. We would like to express our admiration and thanks to those who participated on these projects“. - by Stephen Stott, Education Program Manager from the Autodesk to the Dean of Faculty of Mechanical Engineering company after visiting the exhibition Design2 (Autodesk, May 2007) : “I am immensely impressed with this initiative to align the functional aspects of the engineering curriculum with the aesthetic elements of the product design course. …. I was able to visit an exhibition of some of the students work and found that is equal to any examples I have seen in premier universities throughout Europe”. University of Cambridge, University of Bristol, University of Strathclyde ,University of Wales in Cardif, Ecole Normale Superieure Paris, Technical University in Munich, etc. were mentioned in the letter. 21 © Hosnedl, Srp, Dvořák 

22 9 Závěr PRO ÚPLNOST INTEGROVANÉ KONSTRUKČNÍ A DESIGNÉRSKÉ STUDENTSKÉ PROJEKTY ZKM (12) Public relations a reference (3): 22 © Hosnedl, Srp, Dvořák 

23 9 Závěr PRO ÚPLNOST INTEGROVANÉ KONSTRUKČNÍ A DESIGNÉRSKÉ STUDENTSKÉ PROJEKTY ZKM (13) Overview (2007/2008): Winter term 2007/2008, 13 weeks, 3 topics, 14 teams, ½ day company meetings: - both EDS theory and assigned tasks starting „from scratch“, any additional university expenses no deep theory & technology analyses, no detailed design & drawings, … however „no knowledge“, „no experience“, „unkonwn results“, „no team skills“, … Faculty of Mechanical Engineering: - 61 Mgr. students , 4th class teaching hours of lectures and 2 teacing. hours trainings per week senior lecturer (only lectures) and 2 PhD students (trainings having no experience & practice) Institut of Art and Design: - 15 Bc. Students, 3rd class 6 hours of seminars per week together for industrial design projects 1 senior lecturer Owerall working capacity of a team: stand. hours (i.e. ca a designer /month”) Students´ evaluation: high (mostly very high) acknowledgements and motivation - industrial topics, team work & management, prezentations, competitions , …. - company cooperation & awards, usage & industrial patterns … 23 © Hosnedl, Srp, Dvořák 

24 9 Závěr PRO ÚPLNOST INTEGROVANÉ KONSTRUKČNÍ A DESIGNÉRSKÉ STUDENTSKÉ PROJEKTY ZKM (14) Shrnutí celkově : & The property driven EDS based CID strategy presented in this material: - obviously gives engineering & industrial designers a common platform to increase their creativity and rationality, and consolidate their cooperation, - it can also help chief designers to rationally manage their interdisciplinary design teams, and thereby considerably support to achieve the designed technical product at a: higher reflected/perceived quality, with a lower expended cost, and with a shorter delivery time. © S. Hosnedl 24 

25 Design Theory and Methodology - TTS jako „jednotkový skok“
9 Závěr POTŘEBNÉ A JAK DÁL ? BUZENÍ ČAS ODEZVA Design Theory and Methodology - TTS jako „jednotkový skok“ Šarlatánství Neřízený přirozený průběh Řízený průběh – TOSHULIN ! Ignorace Negace Obr.: Typické odezvy dynamického systému na jednotkový skok jako paradigma pro možnosti využití EDS [S využitím: Prof. Ondráček, VUT v Brně. Přednáška pro ČSVTS. Praha: okolo 1980] © S. Hosnedl 25 

26 DĚKUJEME ZA VÁŠ ZÁJEM … 9 Závěr A JAK DÁL ? 
Prof. Ing. Stanislav Hosnedl, CSc. Ing. Josef Dvořák (PhD student) Ing. Martin Kopecký (PhD student) © S. Hosnedl 26 

27 … A TĚŠÍME SE NA DALŠÍ SPOLUPRÁCI 9 Závěr A JAK DÁL ?  31.10.2009
© S. Hosnedl © S. Hosnedl 27 

28 Děkuji Vám za pozornost
Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky v rámci projektu č. CZ.1.07/2.2.00/ „Inovace výuky v oboru konstruování strojů včetně jeho teoretické, metodické a počítačové podpory“. 28