Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Systémové navrhování technických produktů KKS/ZKM Katedra konstruování strojů Fakulta strojní Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Systémové navrhování technických produktů KKS/ZKM Katedra konstruování strojů Fakulta strojní Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem."— Transkript prezentace:

1 Systémové navrhování technických produktů KKS/ZKM Katedra konstruování strojů Fakulta strojní Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. Prof. Ing. Stanislav Hosnedl, CSc. Podklady k přednáškám – Kapitola 5 Plzeň, 2012

2 SYSTÉMOVÉ NAVRHOVÁNÍ TECHNICKÝCH PRODUKTŮ DŮLEŽITÉ POTŘEBNÉ K INFORMACI PRO ÚPLNOST 2 5Konstrukční systém (DesS) a Konstrukčním proces (DesP) – deskriptivně/topologicky (DDesP) – deskriptivně/topologicky (DDesP)

3 5.1 Základní poznatky 5.1 Základní poznatky 5.2 Vliv DesS na DesP 5.2 Vliv DesS na DesP 5.3 Počítač v DesS a jeho využití v DesP 5.3 Počítač v DesS a jeho využití v DesP 5.4 Taxonomie činností (operací) DesP 5.4 Taxonomie činností (operací) DesP 5.5 Strategie a taktiky DesP 5.5 Strategie a taktiky DesP 5.6 Strategie znalostní podpory DesP 5.6 Strategie znalostní podpory DesP OBSAH 3 5Konstrukční systém (DesS) a Konstrukčním proces (DesP) – deskriptivně/topologicky (DDesP) – deskriptivně/topologicky (DDesP)

4 Podkapitola 5.1 Základní poznatky  5Konstrukční systém (DesS) a Konstrukčním proces (DesP) – deskriptivně/topologicky (DDesP) – deskriptivně/topologicky (DDesP)

5 Obr.: Konstrukční systém (DesS) jako Transformační Systém (TrfS) s Konstrukčním procesem (DesP) ve formě Transformačního Procesu (TrfP) [Hubka 1988, 1995, aj. => Eder&Hosnedl 2008] OPERAND Od 2 Popis konstr. TS (informace ve st.2) KONSTRUKČNÍ PROCES (DesP) (TRANSF.) S KONSTR. METODIKOU/TECHNOLOGIÍ (Tg) KONSTRUKČNÍ SYSTÉM (DesS) Fb Zpětné vazby Hranice DesS Prováděcí systém Operátory Konstrukčního systému: Účinky operátorů Konstrukčního systému: : OPERAND Od 1 Požad. na konstr. TS (informace ve st.1) Asistující vstupy Vedlejší výstupy Vedlejší vstupy AREnv Aktivní & Reaktivní okolí konstrukčního systému MgS Manaž.Inf.syst pro konstr. IS Odb.inf.syst. pro konstr. TS Tech.prostř. pro konstr. HuS Konstruktéři KONSTRUKČNÍ SYSTÉM (DesS) a KONSTRUKČNÍ PROCES (DesP) Konstrukční systém jako TrfS a Konstrukční proces jako TrfP: DŮLEŽITÉ 5.1 Základní poznatky Prvky obecného TrfS a TrfP jsou konkretizovány pro etapu konstruování TS. Navigační systém © S. Hosnedl 5  5 DesS a DesP deskriptivně/topologicky (DDesP)

6 Účel DesP: DesP je jedním z transformačních procesů v životních etapách TS, jehož: - vstupem jsou zadané požadavky na konstruovaný TS, - výstupem je úplný popis TS potřebný pro jeho realizaci ve výrobní etapě. Poznámky: - Historicky byly všechny etapy (transformace) životního cyklu TS včetně konstruování prováděny jedinou osobou (viz např. příběh Robinsona), postupně však docházelo pro dosahování stále vyšší produktivity ke stále větší a větší dělbě práce (specializaci). - Dnes však již taková podstatná změna podmínek pro vznik nových technických produktů (TS), že opět postupně dochází „ve vývojové spirále“ k integraci vývojových („vznikových“) procesů TS a to nejen na informační úrovni („datově“ pomocí IT), ale i na samotné procesní úrovni (simultaneous engineering, concurrent engineering, apod.) (kap. 8) - Popis a organizační příprava procesů výroby, distribuce, provozováni (včetně údržby) a likvidace TS v navazujících životních etapách TS je úkolem etapy „Tg. a Org. přípravy výroby a ost. životních procesů“ (historicky v užším slova smyslu pouze „Tg. a Org. přípravy výroby“ ) ÚČEL A CÍL KONSTRUKČNÍHO PROCESU (DesP) (1) DŮLEŽITÉ i © S. Hosnedl 6  5.1 Základní poznatky 5 DesS a DesP deskriptivně/topologicky (DDesP)

7 Cíl DesP: DesP je transformační proces (TrfP) vykonávaný lidmi za pomoci technických prostředků a aktivního & reaktivního okolí, v jehož průběhu jsou informace ve formě požadavků na TS (stanovených, předepsaných a obecně předpokládaných [CSN-EN-ISO ]) transformovány (v optimálním čase a s optimálními náklady) na informace popisující navržený (jeho stavební strukturu) technický produkt (TS) vyhovujícího (optimálně) požadavkům. K tomu je zároveň využíván odborný informační a manažerský informační systém, které jsou k dispozici v daném konkrétním místě a čase. DŮLEŽITÉ 5.1 Základní poznatky ÚČEL A CÍL KONSTRUKČNÍHO PROCESU (DesP) (2) © S. Hosnedl 7  5 DesS a DesP deskriptivně/topologicky (DDesP)

8 Poznámky: - Aplikovatelnost DesP se pohybuje od jednoduché součásti až po velmi komplikovaná technická zařízení (TS). - V DesP se vyskytují též „nekonstrukční“ operace jako např. řízení, archivování apod. - Vstupy (potřeby, požadavky na TS) i výstupy (popis TS) jsou informace, proto je DesP transformačním procesem „zpracování informací“. - Konstruování lze považovat za nadřazený (obecný) pojem pro řadu aktivit, jako např. [Hubka 1995] : Pozor však, uvedené pojmy se často používají i v jiných významech, např. : „Konstruování“ (angl. Design Engineering, něm.: Konstruieren) má shodný význam jako „Konstrukční proces“, který však nezpůsobuje podvědomé omezení na provádění pouze člověkem/konstruktéry. - Z [CSN-EN-ISO , 3.4.4] vyplývá, že pojmem nadřazeným ke „konstruování“ je „návrh a vývoj“: soubor procesů, který převádí požadavky na specifikované znaky nebo na specifikaci produktu, procesu nebo systému. Oba pojmy tedy nelze zaměňovat, pokud se nadřazený pojem nepoužije s rozlišovacím přívlastkem, např.: „návrh a vývoj TS“. Ani pak však není význam jednoznačný, protože „návrh“ a „vývoj“ se někdy používají jako synonyma a někdy pro označení různých etap celkového procesu návrhu a vývoje – viz. příkl. výše (./.)! - Specifikace dle [CSN-EN-ISO , 3.7.3]: Dokument, v němž jsou stanoveny požadavky - Dokument dle [CSN-EN-ISO , 3.7.2]: Inormace a jejich podpůrné medium (papír, počítač. disketa,..). Soubor dokumentů se nazývá „dokumentace“. - Informace dle [CSN-EN-ISO , 3.7.1]: Údaje obsahující význam (pro EDS je příliš „úzké“ – viz. Podkap. 0.1) K INFORMACI 5.1 Základní poznatky ÚČEL A CÍL KONSTRUKČNÍHO PROCESU (DesP) (3) i © S. Hosnedl 8  5 DesS a DesP deskriptivně/topologicky (DDesP)

9 Podkapitola 5.2 Vliv DesS na DesP  5Konstrukční systém (DesS) a Konstrukčním proces (DesP) – deskriptivně/topologicky (DDesP) – deskriptivně/topologicky (DDesP)

10 Konstrukční situace Každý konstrukční úkol je řešen za určité konkrétní Konstrukční situace, která ovlivňuje způsob konstruování a tím i produktivitu DesP a konstrukční kvalitu a konkurence- schopnost navržených TS. Jestliže vyjdeme z modelu DesS ve formě Transformačního systému, lze všechny základní ovlivňující faktory přehledně uspořádat, analyzovat a při řešení konstrukčních úkolů respektovat, vhodně využít, příp. i v dostupných možnostech aktivně ovlivnit ve prospěch produktivity DesP i konstrukční kvality a konkurenceschopnosti navržených TS. DŮLEŽITÉ ZÁKLADNÍ POZNATKY DŮLEŽITÉ 5.2 Vliv DesS na DesP © S. Hosnedl 10  5 DesS a DesP deskriptivně/topologicky (DDesP)

11 Aktivní a reaktivní okolí DesS: Faktory globální (světové/národní): - politika(ekonomická, sociální, …) - know-how(věda, znalosti, technologie, …) - trh: = zboží(konkurence, ceny, …) = pracovní síly (zaměstnanost, …) = subdodavatelů (materiály, polotovary, komponenty, …) = služeb(doprava, obchod, servis, …) = financí(dostupnost, podpory, …) Faktory podnikové (celkové/lokální): - výrobní program (sortiment, vazby, …) - strategie(dlouhodobý plán rozvoje, obchodu, …) - velikost podniku(malá, střední, velká, …) - typ výroby(kusová, dávková, sériová, hromadná, kontinuální, …) - potenciál podniku(lidský, výrobní, finanční, …) POTŘEBNÉ FAKTORY KONSTRUKČNÍ SITUACE (1) 5.2 Vliv DesS na DesP © S. Hosnedl 11  5 DesS a DesP deskriptivně/topologicky (DDesP)

12 Konstrukční systém (DesS): Faktory konstrukčního potenciálu (oborové i speciální): - konstruktéři (vzdělání, zkušenost, postoje, …) - prac. prostředky(počítače, zařízení, pomůcky, …) - prac. okolí (prostředí)(tvůrčí klima, motivace, …) - odborné informace(dostupnost, druh, forma, kvalita, nosiče,..) - manažerský systém(hierarchický, maticový, projektový, …) - konstrukční proces(transparentnost, systémovost, flexibilita,...) POTŘEBNÉ FAKTORY KONSTRUKČNÍ SITUACE (2) 5.2 Vliv DesS na DesP © S. Hosnedl 12  5 DesS a DesP deskriptivně/topologicky (DDesP)

13 Vstup a výstup DesS/DesP: Faktory zakázkové: - produkt: = typ(unikátní, variantní, spotřební, …) = originalita(nový, rekonstruovaný, přizpůsobený, …) = komplexnost(komplexní strojní zařízení, stroj, mont. skupina,..) = náročnost (funkce, jejich parametry, …) = ostatní požadavky(bezpečnost, spolehlivost, …) - konstrukční etapa: = čas. Náročnost(termíny, koordinace, …) = ostatní požadavky (dokumentace, schvalování, …) - výrobní etapa(požadované množství, časové a cenové limity, …) - zákazník(náročnost, kvalifikace, zkušenost, solventnost, …) POTŘEBNÉ FAKTORY KONSTRUKČNÍ SITUACE (3) 5.2 Vliv DesS na DesP © S. Hosnedl 13  5 DesS a DesP deskriptivně/topologicky (DDesP)

14 Obr.: Příklad analýzy (obecného) vlivu operátorů (DesS) na charakteristiky konstrukčního procesu (DesP) (Analogicky lze analyzovat i další charakteristiky DesP a vlivy dalších faktorů DesS včetně jeho širšího okolí a vstupů/výstupů - viz faktory Konstrukční situace). K INFORMACI VLIV OPERÁTORŮ DesS na DesP 5.2 Vliv DesS na DesP © S. Hosnedl 14  5 DesS a DesP deskriptivně/topologicky (DDesP)

15 Podkapitola 5.3 Počítač v DesS a jeho využití v DesP  5Konstrukční systém (DesS) a Konstrukčním proces (DesP) – deskriptivně/topologicky (DDesP) – deskriptivně/topologicky (DDesP)

16 Význam počítače v DesS pro DesP: Počítač je jedním z technických prostředků pro DesP, patří tudíž mezi operátory DesS. Konstruovat lze i bez počítače, ale nikoli bez konstruktéra. Dříve častý termín „automatizace konstruování“ byl proto zcela nesprávný. Správně: „Počítačová podpora konstruování“ Computer Aided Design – CAD (Něm.: Rechnergestütze Konstruieren) ZÁKLADNÍ POZNATKY (1) POTŘEBNÉ 5.3 Počítač v DesS a jeho využití v DesP © S. Hosnedl 16  5 DesS a DesP deskriptivně/topologicky (DDesP)

17 Využití počítačů v konstrukčním procesu: Využití počítačů v konstrukčním procesu je věnována řada speciálních předmětů i odborných publikací, proto jen stručně: Vhodnost uplatnění počítačů obecně: Pro opakované provádění (dílčích) algoritmizovatelných činností (postupů). Vzhledem k rychlosti, kapacitě a spolehlivosti počítačů je tak často umožněno řešení úloh, které by byly jinak nerealizovatelné. Hlavní typy procesů pro využití počítačů: - zpracování geometrických informací - zpracování výpočtových informací - zpracování popisových informací K INFORMACI ZÁKLADNÍ POZNATKY (2) Počítač v DesS a jeho využití v DesP © S. Hosnedl 17  5 DesS a DesP deskriptivně/topologicky (DDesP)

18 Obr.: Hlavní oblasti využití počítačů v konstrukčním procesu (Symboly počítačů znamenají (možnost) použití počítače (počítačové podpory), nikoli fyzické počítače) ZÁKLADNÍ POZNATKY (3) K INFORMACI 5.3 Počítač v DesS a jeho využití v DesP © S. Hosnedl 18  5 DesS a DesP deskriptivně/topologicky (DDesP)

19 Hlavní rizika využívání počítačů v konstrukčním procesu: Nebezpečí zadání nesprávných vstupů a/nebo interpretace výsledků netransparentního počítačového řešení !!! Nekritické přeceňování a přejímání výsledků počítačového řešení !!! Počítačová technika nesmí být samoúčelnou „hračkou“, ale systémovým prvkem konstručního procesu. POTŘEBNÉ ZÁKLADNÍ POZNATKY (4) Počítač v DesS a jeho využití v DesP © S. Hosnedl 19  5 DesS a DesP deskriptivně/topologicky (DDesP)

20 Podkapitola 5.4 Taxonomie činností (operací) DesP  5Konstrukční systém (DesS) a Konstrukčním proces (DesP) – deskriptivně/topologicky (DDesP) – deskriptivně/topologicky (DDesP)

21 Stanovení cílů Organizování InstruováníMotivování Plánování Evidování Odborné vzdělávání Inspirování Kontrolování Zkoumání Normování Vyhledávání Aktualizování Zkoušení Typizování a zpracování Konstrukční Experimentování Unifikování informací Dokumentování Poradenství Psaní Vazby Nabídky Kopírování na ost. etapy Zpracování Archivování živ. cyklu TS Konstruování fáze 1 Konstruování Fáze Konstruování Fáze n TS Tech. prostředky pro konstruování AEnv Aktivní&reaktivní okolí konstr. systému MgAssIn 2 Informace - řídící Informace - popis TS Informace - podpůrné Operand Od 2 SbAssIn 2 OPERÁTORY konstr. systému: Informace - řídící Informace - požadavky na TS Informace - podpůrné ÚČINKY OPERÁTORŮ: MgAssIn 1 Operand Od 1 SbAssIn 1 Asistující řídící procesy: Hlavní konstrukční proces: Asistující podpůrné procesy: HuS Konstruktéři IS Odb. inf. syst. pro konstruování MgS Manaž. systém pro konstruování POTŘEBNÉ ZÁKLADNÍ POZNATKY (1) 5.4 Taxonomie činností (operací) DesP Poznámky: -Procesní struktura znázorňuje rozčlenění: = konstrukčního procesu na hlavní konstrukční proces a na průběžné asistující procesy = hlavního konstrukčního procesu na postupové fáze - Hlavní konstrukční proces se člení na jednotlivé postupové fáze podle metodik konstruování, zde [Hubka &Eder 1996] příp. [Eder&Hosnedl 2008] „Strategie a taktiky DesP“ (podkap. 5.5) a z ní vyplývající metodiky „Obecného modelu postupu konstruování“ (OMPK) (podkap. 6.3). i Obr.: Členění konstrukčního procesu na hlavní postupové a na průběžné asistující činnosti (operace) Procesní struktura činností (operací) DesP: © S. Hosnedl 21  5 DesS a DesP deskriptivně/topologicky (DDesP)

22 Poznámky: - Hierarchická struktura znázorňuje rozčlenění činností konstrukčního procesu do 5 hierarchických úrovní. -Struktura má „fraktálový“ charakter, tzn. že každá z nižších úrovní může být obsažena v kterékoli operaci vyšší úrovně. -Ke každé z uvedených operací náleží teoretické i metodické poznatky. Pokud jsou metodické poznatky (tj. metody, principy a údaje) formalizovatelné, příp. i algoritmizovatelné, lze příslušné operace racionalizovat tradičními prostředky (např. tabulkami, formuláři) nebo i počítačovými prostředky (Computer Aided Software) (a ty pak modulárně skládat do vyšších hierarchických operací). Hierarchické členění operací tudíž umožňuje jejich relativně nezávislý racionální rozvoj i využití. Řada z nich, zejm. na nižších obecných úrovních se takto rozvíjí, osvojuje a uplatňuje i mimo oblast konstruování! -Uvedení základních teoretických (i metodických) poznatků ke všem uvedeným operacím přesahuje proto nejen rámec předmětu, ale i konstruování. Zde jsou proto tyto poznatky uvedeny (podkap. 6.2).jen pro vybrané, a to obecné „základní operace“ (3. hierarchická úroveň). Pro ucelenost jsou tyto teoretické poznatky uvedeny spolu s metodickými poznatky Hierarchická struktura činností (operací) DesP: Obr.: Členění konstrukčního procesu na hierarchické, opakující se činnosti (operace) 1. Konstrukční fáze II. KONCIPOVÁNÍ / PROJEKTOVÁNÍ III. NAVRHOVÁNÍ / „TVAROVÁNÍ 1.4 IV. DETAILNÍ PROPRACOVÁNÍ I. ROZPRACOVÁNÍ ZADÁNÍ Základní operace (Problem Solving) 3.1 A.SPECIFIKACE ÚKOLU B. HLEDÁNÍ ŘEŠENÍ 3.3 C.HODNOC.& ROZHOD. 3.4 D. SDĚLOVÁNÍ ŘEŠENÍ 3.6 E. VYHL. A ZPRAC. INF. 3.7 F. ZOBRAZOVÁNÍ G. KONTROLOVÁNÍ 3.5 X. ŘÍZENÍ. - postupové: - průběžné: 4. Elementární činnosti ⋅⋅⋅ Diskutování 4.1 Učení 4.3 Experimentování Posuzování 4.2 Vedení porad 4.4 Optimalizování Konstrukční operace Navržení technologie Navržení prov.transf Navrž převz.org.TS 2.10 Navrž funk.strukt.TS ⋅⋅⋅ 2.14 Navržení operací Navrž org..strukt.TS Nav. mat.&zp.výr.TS 2.12 Nav. tvarů&rozm.TS 2.11 Navrž uspoř.org.TS Navrž funk.princ.TS Navrž int.procesů TS Navrž transf.účinků 2.4 Nav.odch.&st.pov.TS 2.13 Návrhy jednotlivých reaktivních a reflektivních vlastností TS (s využ. pozn. DfX a PoX) 5. Elementární operace Pozorování Čtení Naslouchání Interpretování Zapamatování Reprodukování ⋅⋅⋅ 07 Mluvení, vysvětlování Psaní, reportování Skicování Kreslení Stanovení rozměrů Vypracování seznamu ⋅⋅⋅ 17 Počítání Vypracování poznámek Zapisování Uspořádání ⋅⋅⋅ 25 Porovnávání Kombinování Analyzování, Syntetizování Indukování, Dedukování Abstrahování, Konkretizování Nalezení analogie, Invertování ⋅⋅⋅ 37 KONSTRUKČNÍ PROCES POTŘEBNÉ ZÁKLADNÍ POZNATKY (2) 5.4 Taxonomie činností (operací) DesP © S. Hosnedl 22  5 DesS a DesP deskriptivně/topologicky (DDesP)

23 Podkapitola 5.5 Strategie a taktiky DesP  5Konstrukční systém (DesS) a Konstrukčním proces (DesP) – deskriptivně/topologicky (DDesP) – deskriptivně/topologicky (DDesP)

24 Účel a cíl: Aby bylo řešení konstrukčního návrhu (stavební struktury) TS efektivní a účinné a vedlo k optimálnímu výsledku je nezbytné, aby koncepční „páteří“ DesP byly „integrující“ strategické metody a principy. DŮLEŽITÉ STRATEGICKÉ METODY A PRINCIPY DesP (1) 5.5 Strategie a taktiky DesP © S. Hosnedl 24  5 DesS a DesP deskriptivně/topologicky (DDesP)

25 Strategická metoda pro konstruování TS: Strategický (postupový) model pro nalezení konstrukčního návrhu (stavební struktury) TS na základě logicky definovaných strategických (postupových) fází a (jejich dílčích) kroků (operací) řešení. Takových modelů (metodik) existuje mnoho [Pahl&Beitz (1995), 2007], [Roth 1994], [Roozenburg&Eekels 1995], často i ve formě směrnic [VDI ], [BS ]. Jako optimální se osvědčil Obecný model postupu při konstruování (OMPK) [Hubka&Eder 1996], příp. [Eder&Hosnedl 2008], který je podložen teorií, zejména teorií vlastností a struktur TS a teorií konstrukčního procesu (viz násl. snímek). Model je díky tomu transparentní, flexibilní, otevřený i kompatibilní s pokračujícím vývojem CAD SW, i s ostatními známými metodikami konstruování (což naopak obecně neplatí). 5.5 Strategie a taktiky DesP POTŘEBNÉ STRATEGICKÉ METODY A PRINCIPY DesP (2) © S. Hosnedl © S. Hosnedl 25  5 DesS a DesP deskriptivně/topologicky (DDesP)

26 Obr.: Vzniková spirála konstruování TS [Hubka&Eder 1996] Poznámky: - „Vzniková spirála“ je teoretickým východiskem pro „Obecný model postupu (metodiku strategie) konstruování“ (OMPK) TS: Vyjadřuje strategii postupu konstruování od požadavků na vlastnosti TS, až po popis stavební struktury TS pomocí elementárních konstrukčních vlastností. - Jednotlivé postupové fáze jsou definovány docílením jednotlivých konstrukčních struktur TS K INFORMACI 5.5 Strategie a taktiky DesP STRATEGICKÉ METODY A PRINCIPY DesP (3) i © S. Hosnedl 26  5 DesS a DesP deskriptivně/topologicky (DDesP)

27 Konkrétizace Obecného modelu postupu konstruování: Podle konkrétnosti konstrukční situace (zakázka, DesS, okolí) lze sestavit/ popsat tyto konkretizace „modelu“ strategického postupu při konstruování : - Obecný model postupu konstruování (OMPK) pro obecnou a průměrnou zakázku, DesS a okolí - Plán (konkrétizovaný model) postupu konstruování pro konkrétní zakázku, DesS a okolí -Technika („osobní model) postupu konstruování pro konkrétního konstruktéra Poznámky: - Základní teoretické poznatky k OMPK jsou pro ucelenost uvedeny spolu s metodickými poznatky (Podkap. 6.3) - Vzhledem k obecnosti i omezenému rozsahu předmětu nejsou „plán postupu“ ani „techniky postupu“ dále zmiňovány. 5.5 Strategie a taktiky DesP STRATEGICKÉ METODY A PRINCIPY DesP (4) K INFORMACI i © S. Hosnedl 27  5 DesS a DesP deskriptivně/topologicky (DDesP)

28 Strategické postupové principy pro konstruování TS: Přímý přechod od zadaných požadavků ke konstrukčnímu návrhu (stavební struktuře) TS podle Obecného modelu postupu konstruování není pro svoji složitost obecně možný, proto jsou při jeho řešení využívány Obecné strategické postupové principy: - Iterativní kroky: od předpokládaného přibližného/hrubého řešení k jeho přesnějšímu zjištění v řadě kroků/aproximací. - Postup od abstraktního ke konkrétnímu: od významných hledisek k méně významným. - Zpřesňování: od hrubého řešení k definitivnímu. - Zlepšování: od existujícího řešení k dokonalejšímu. Při konstruování se obvykle použití těchto principů překrývá. POTŘEBNÉ 5.5 Strategie a taktiky DesP STRATEGICKÉ METODY A PRINCIPY DesP (5) Poznámky: - Popis strategických postupových principů náleží mezi metodické poznatky. Protože však již není nutné věnovat této problematice v kapitole 6 samostatný prostor, je pro ucelenost výkladu uveden přehled 4 základních (strategických) postupových principů již zde mezi teoretickými/popisnými poznatky ke konstrukčnímu procesu (DesP). i © S. Hosnedl 28  5 DesS a DesP deskriptivně/topologicky (DDesP)

29 Účel a cíl: Jednotlivé postupové kroky konstruování (tj. „konstrukční operace“) jsou ještě obvykle dosti komplexní, proto ještě dále vyžadují (analogicky jako má konstrukční proces jako celek svoji strategii) jako navigační vodítko vhodné taktické pokyny pro racionální postup k optimálnímu dosažení stanoveného cíle za daných podmínek. 5.5 Strategie a taktiky DesP TAKTICKÉ METODY A PRINCIPY DesP (1) DŮLEŽITÉ © S. Hosnedl 29  5 DesS a DesP deskriptivně/topologicky (DDesP)

30 Taktické metody pro konstruování TS: Metodická podpora pro nalezení řešení (na základě taktických pokynů pro rozsáhlé komplexní činnosti (modelovací techniky, analýzy trhu, hodnotová analýza …) až po relativně jednoduché činnosti (brainstorming, metoda zpětných kroků, Descartova metoda, metoda agregace …). Metody lze rozdělit do skupin podle druhů operací, pro něž jsou určeny (pro hledání řešení, pro hodnocení, pro ověřování …). Metody proto často mají hierarchickou strukturu jako odpovídající operace (Podkap. 5.4) tzn., že komplexnější metody obsahují metody nižší hierachické úrovně! POTŘEBNÉ 5.5 Strategie a taktiky DesP TAKTICKÉ METODY A PRINCIPY DesP (2) © S. Hosnedl 30  5 DesS a DesP deskriptivně/topologicky (DDesP)

31 Poznámky: - Popis uvedených a dalších metod pro konstruování TS patří do metodických poznatků. Vzhledem k velkému počtu a rozsahu některých metod (např. hodnotové analýzy), je třeba vyhledat tyto poznatky ve speciální odborné literatuře [Pahl&Beitz 2007], [Roozenburg&Eeekels 1995] a v řadě dalších. Pozor však na terminologii, která se u jednotlivých publikací a metod může i zásadně odlišovat (např. v hodnotové analýze je pojem „funkce“ přiřazován všem vlastnostem TS, nikoli jen hlavním, asistujícím a vyvolaným, což je pro konstruování TS nepřehledné). - Několik doporučených metod (např. metoda systematické specifikace požadavků, metoda morfologické matice...) je vysvětleno v rámci metodických poznatků k jednotlivým fázím OMPK a použito v Case Study (podkap. 6.4). - Vlevo je pro informaci uveden alespoň abecední přehled vybraných známějších metod spolu s jejich charakteristikami a cíli. Obr.: Konstrukční taktiky – příklady metod POTŘEBNÉ 5.5 Strategie a taktiky DesP TAKTICKÉ METODY A PRINCIPY DesP (3) i © S. Hosnedl 31  5 DesS a DesP deskriptivně/topologicky (DDesP)

32 Taktické pracovní principy: Metodická podpora pro optimální princip postupu v různých pracovních situacích na základě jednoduchých, obecně platných doporučení (pravidel). Je doporučeno, aby si každý konstruktér vytvářel na základě svých zkušeností své osobní (taktické) pracovní principy. POTŘEBNÉ 5.5 Strategie a taktiky DesP TAKTICKÉ METODY A PRINCIPY DesP (4) © S. Hosnedl 32  5 DesS a DesP deskriptivně/topologicky (DDesP)

33 Poznámky: - Popis jednotlivých pracovních principů náleží mezi metodické poznatky. Vzhledem k velkému počtu principů přesahuje jejich systematický přehled a popis rámec předmětu. - Některé vhodné principy jsou však uvedeny u metodických poznatků k jednotlivým obecným základním operacím DesP (podkap. 6.2). - Zde je pro informaci uveden pouze přehled vybraných obecných pracovních principů. K INFORMACI POTŘEBNÉ 5.5 Strategie a taktiky DesP TAKTICKÉ METODY A PRINCIPY DesP (5) Obr.: Konstrukční taktiky – příklady obecných pracovních principů i © S. Hosnedl 33  5 DesS a DesP deskriptivně/topologicky (DDesP)

34 Podkapitola 5.6 Strategie znalostní podpory DesP  5Konstrukční systém (DesS) a Konstrukčním proces (DesP) – deskriptivně/topologicky (DDesP) – deskriptivně/topologicky (DDesP)

35 0 Strategie „Pokus – omyl/úspěch“: I Intuitivní strategie: Znalostní podpora (včetně podpory procesní integrace): - žádná (pouze náhody) Znalostní podpora (včetně podpory procesní integrace): - individuální znalosti a zkušenosti DŮLEŽITÉ 5.6 Strategie znalostní podpory DesP STRATEGIE ZNALOSTNÍ PODPORY DesP (1) © S. Hosnedl 35  5 DesS a DesP deskriptivně/topologicky (DDesP)

36 II Instruktivní strategie: III Teorií podložená strategie: DŮLEŽITÉ 5.6 Strategie znalostní podpory DesP STRATEGIE ZNALOSTNÍ PODPORY DesP (2) Znalostní podpora (včetně podpory procesní integrace): - zobecněné instrukce (směrnice, pokyny, …) Znalostní podpora (včetně podpory procesní integrace): - zobecněná „mapa“ poznatků EDS (z teorie i praxe) © S. Hosnedl 36  5 DesS a DesP deskriptivně/topologicky (DDesP)

37 „Externí (recorded)“ integrace strategií znalostní podpory DesP: Obr.: Princip Knowledge Integrated DesP (KID) – kompatibilní integrace strategií 0 – III prostřednictvím „externí (recorded)“ znalostní „mapy“ © S. Hosnedl INTEGRACE STRATEGIÍ ZNALOSTNÍ PODPORY ŘEŠENÍ DesP (GPMD) (1)  III & ( II & I & 0 ) 0 II I III POTŘEBNÉ  Strategie znalostní podpory DesP 5 DesS a DesP deskriptivně/topologicky (DDesP)

38 Kompaktní „Externí (recorded) & Interní (tacit)“ integrace strategií znalostní podpory DesP: INTEGRACE STRATEGIÍ ZNALOSTNÍ PODPORY ŘEŠENÍ DesP (GPMD) (2) © S. Hosnedl Obr.: Princip Compact Integrated DesP (CID) – kompatibilní integrace strategií 0- lll prostřednictvím „ Externí (recorded) & Interní (tacit)“ znalostní „mapy“  { III & ( II & I & 0 ) } 0 II I III  38 POTŘEBNÉ 5.6 Strategie znalostní podpory DesP 5 DesS a DesP deskriptivně/topologicky (DDesP)

39 II I 0 Úroveň znal.podp.; Σ Operátorů; Vstup řešení; Výstup řešení; Znalostní podpora Pokus&omyl/úspěch strategie - Integrace pamětí, příp. žádná Instruktivní strategie - Integrace pokyny Intuitivní strategie - Integrace znalostmi&zkušenostmi Procesy řešení; (v „boční pohledu“ na obec.modely post. řeš.GMPD) INTEGRACE STRATEGIÍ ZNALOSTNÍ PODPORY ŘEŠENÍ DesP (GPMD) (3) Obr.: Obecná nekompatibilita úrovní 0 – ll znalostní podpory GPMD pro řešení konstrukčního úkolu !!! POTŘEBNÉ © S. Hosnedl Řešení ad. II ? ? Alternat. řešení ad. I Alternat. řešení ad. 0 * II  I  0 !!! => tyto strategie jsou obecně nekompatibilní Navázání alternativních řešení ad. I a 0 na instrukce pro řešení ad. II není zaručeno !!! *  Strategie znalostní podpory DesP 5 DesS a DesP deskriptivně/topologicky (DDesP)

40 INTEGRACE STRATEGIÍ ZNALOSTNÍ PODPORY ŘEŠENÍ DesP (GPMD) (4) * III  =  II  =  I  =  0 !!! => tyto strategie jsou obecně shora kompatibilní © S. Hosnedl III II I 0 Σ Operátorů; Vstup řešení; Úroveň znal.podp.; Proces řešení; (v „boční pohledu“ na obec.modely post. řeš.GMPD) Výstup řešení; Znalostní podpora Pokus&omyl/úspěch strategie - Integrace pamětí, příp. žádná Instruktivní strategie - Integrace pokyny Intuitivní strategie - Integrace znalostmi&zkušenostmi Teorií podložená strategie - Integrace vědeckými poznatky Alternat. řešení ad. 0 ! ! Řešení ad. III Navázání alternativních řešení ad. II, I a 0 na teoreticky podlož. (EDS-TTS) „GPMD“ ad. III je obecně zaručeno !!! * Alternat.řešení ad. II Alternat. řešení ad. I ! Obr.: Obecná kompatibilita úrovní 0 - I ll strategie znalostní podpory GPMD pro řešení konstrukčního úkolu (prostřednictvím teoreticky podloženého (EDS-TTS) „externího (recorded)“ GPMD (III) !!!)  40 POTŘEBNÉ 5.6 Strategie znalostní podpory DesP 5 DesS a DesP deskriptivně/topologicky (DDesP)

41 INTEGRACE STRATEGIÍ ZNALOSTNÍ PODPORY ŘEŠENÍ DesP (GPMD) (5) © S. Hosnedl Znalostní podpora Pokus&omyl/úspěch strategie - Integrace pamětí, příp. žádná Instruktivní strategie - Integration by Guidelines Intuitivní strategie - Integrace znalostmi&zkušenostmi Teorií podložená strategie - Integrace vědeckými poznatky III II I 0 Řešení ad. III Σ Operátorů; Vstupy řešení Úroveň znal.podp. Proces řešení (v „boční pohledu“ na obec.modely post. řeš.GMPD) Výstupy řešení Alternat.řešení ad. II Alternat. řešení ad. I Alternat. řešení ad. 0 Navázání alternativních řešení ad. II, I a 0 na teoreticky podlož. (EDS-TTS) „GPMD“ ad. III je obecně možné !!! * ! ! !  Teoreticky podložené ( III ) znalostně integrované konstruování Knowledge Integrated Designing K I D ! * III & II & I & 0 !!!  tyto strategie mohou být shora integrovány pro všechny konstrukční činnosti (operace) Obr.: Integrace úrovní 0 – I ll strategie znalostní podpory GPMD pro řešení konstrukčního úkolu (prostřednictvím teoreticky podloženého (EDS-TTS) „externího (recorded)“ GPMD (III) !!!)  41 POTŘEBNÉ 5.6 Strategie znalostní podpory DesP 5 DesS a DesP deskriptivně/topologicky (DDesP)

42 INTEGRACE STRATEGIÍ ZNALOSTNÍ PODPORY ŘEŠENÍ DesP (GPMD) (6) © S. Hosnedl  Teoreticky podložené ( III ) znalostně integrované konstruování Knowledge Integrated Designing K I D ! * III & II & I & 0 !!!  tyto strategie mohou obecně být shora integrovány pro všechny konstrukční činnosti (operace) III II I 0 Řešení ad. III Σ Operátorů; Vstupy řešení Úroveň znal.podp. Proces řešení („boční pohled“ na modely postupu řešení) Výstupy řešení Alternat.řeš. ad. II Alternat. řeš. ad. I Alternat. řeš. ad. 0 Navázání alternativních řešení ad. II, I a 0 na teoreticky podlož. (EDS-TTS) „GPMD“ ad. III je obecně možné !!! * ! ! !  Teoreticky podložené (III) znalostně integrované tvůrčí konstrukční myšlení Knowledge Integrated Creative Design Thinking K I T ! Postup integrovaného tvůrčího myšlení ad. III & II & I & 0 Úroveň znal.podp. Σ Operátorů; Vstup tvůr.myšlení Integrovaný proces tvůrčího myšlení (v „boční pohledu“ na obec.modely post. řeš.GMPD) Výstup tvůr. myšl. * III & II & I & 0 !!!  tyto strategie mohou tudíž být shora integrovány i pro příslušné duševní konstrukční činnosti (operace) Obr.: Integrace úrovní 0 - I ll strategie znalostní podpory GPMD při tvůrčím konstrukčním myšlení (prostřednictvím teoreticky podloženého (EDS-TTS) „interního (tacit)“ GPMD (III) !!!)  42 POTŘEBNÉ 5.6 Strategie znalostní podpory DesP 5 DesS a DesP deskriptivně/topologicky (DDesP)

43 Shrnutí: V konstrukční praxi převažuje využívání intuitivní strategie I, v univerzitní výuce konstruování instruktivní strategie II. Teoreticky podložená strategie III se intenzivně rozvíjí ve výzkumu, není však doposud celosvětově obsahově ani terminologicky sjednocena. Integrace strategií znalostní podpory konstruování na bázi strategie III: - Knowledge Integrated Designing (KID) - Knowledge Integrated Creative Design Thinking (KIT) jsou přirozeným vyústěním snah o efektivně využitelnou EDS ve výuce i v praxi. Každá „vyšší“ úroveň strategie totiž nutně vyžaduje v praxi i využívání úrovní nižších. Ve výzkumu, výuce ani v praxi nelze a ani není efektivní popsat a řešit vše teoreticky ani instrukcemi, protože není efektivní chodit „s kanonem na zajíce“. Jak ale vyplývá z předchozích snímků: - Strategie II je prakticky nekompatibilní se strategiemi I a 0. - Strategie III DTM na bázi TTS (DTM/TTS) je však s úrovněmi II, I i 0 obecně kompatibilní, což umožňuje optimální integraci všech úrovní znalostní podpory DesP 0 – III na úrovni KID, příp. i KIT !!! Řešení DesP jako celku (GMPD) i jeho dílčích aktivit (operací) pak může probíhat s využitím libovolné strategie (významná podpora kreativity a efektivnosti řešení !!!), musí však být plně zastřešeny na úrovni III ! INTEGRACE STRATEGIÍ ZNALOSTNÍ PODPORY ŘEŠENÍ DesP © S. Hosnedl DŮLEŽITÉ  Strategie znalostní podpory DesP 5 DesS a DesP deskriptivně/topologicky (DDesP)

44 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“.


Stáhnout ppt "Systémové navrhování technických produktů KKS/ZKM Katedra konstruování strojů Fakulta strojní Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem."

Podobné prezentace


Reklamy Google