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

Prof. Ing. Stanislav Hosnedl, CSc. SYSTÉMOVÉ NAVRHOVÁNÍ TECHNICKÝCH PRODUKTŮ PRO ÚPLNOST K INFORMACI POTŘEBNÉ DŮLEŽITÉ 0 Úvod Podklady k přednáškám Prof. Ing. Stanislav Hosnedl, CSc. 31.10.2009 © S. Hosnedl 2 2

0 Úvod 0.1 Základní poznatky 0.2 Systémový přístup OBSAH 31.10.2009 © S. Hosnedl 3 3

0 Úvod Podkapitola 0.1 Základní poznatky 31.10.2009 © S. Hosnedl 4 

Základní situace a základní potřeby: 0 Úvod 0.1 Základní poznatky POTŘEBNÉ ROBINSONŮV PŘÍBĚH (1) Základní situace a základní potřeby: Robinson: hlad, zima, nebezpečí, spánek , … POTŘEBA („ÚČEL ") Robinson: utišit banánem, zajistit přístřeškem, … CÍL Robinson: banán, přístřešek … OBJEKT – V POŽADOVANÉM „STAVU“ (tj. mající požadované vlastnosti) avšak: banán na stromě, překážející větve , … tj. OBJEKT – V DOSTUPNÉM „STAVU“ (tj. s „překážkami“) Robinson: kámen, „sekera“ , … NÁSTROJE (PROSTŘEDKY) PRO PŘEMĚNU 31.10.2009 © S. Hosnedl 5 

Postupně složitější situace a potřeby: 0 Úvod 0.1 Základní poznatky POTŘEBNÉ ROBINSONŮV PŘÍBĚH (2) Postupně složitější situace a potřeby: Robinson: dopravení na blízký ostrov , … analogický postup jako výše, ale složitější připravení prostředků Další vývoj situace a potřeb: Robinson: kouření, lepší jídelníček … rovněž analogie, ale stále na vyšší úrovni vývoj techniky 31.10.2009 © S. Hosnedl 6 

Engineering Design Science - EDS 0 Úvod 0.1 Základní poznatky DŮLEŽITÉ ROBINSONŮV PŘÍBĚH (3) Vývoj strategie navrhování technických prostředků, tj. konstruování: Zkusmo, uvažováním, využitím předchozích znalostí, nástrojů atd., až po výzkum a vývoj poznatků pro racionální konstruování, které: - bude mít výstupy s vyšší užitnou hodnotou (s vyšší konstrukční konkurenceschopností) - bude ekonomičtější (méně nákladné) - bude rychlejší (méně časově náročné) Vědecky se tímto výzkumem a vývojem zabývá v posledních 70ti letech konstrukční věda, nazývaná ve světě: Engineering Design Science - EDS 28.12.2009 © S. Hosnedl 7 

Konstruování - konstrukční proces: 0 Úvod 0.1 Základní poznatky DŮLEŽITÉ VÝZNAM KONSTRUOVÁNÍ Konstruování - konstrukční proces: syntetizující technická tvůrčí činnost, která: - svými výsledky významně ovlivňuje: = úspěšnost národního hospodářství = stav životního prostředí = spokojenost, zdraví i životy všech lidí - u technických produktů ovlivňuje podle kvalifikovaných odhadů např. : = kvalitu výsledného produktu až z : 90% = využití materiálu až z :   80% = jednotkové výrobní náklady až ze : 70% = režijní výrobní náklady až z : 20% - spotřebuje náklady na vývoj produktu jen okolo: 10 % 31.10.2009 © S. Hosnedl 8 

0 Úvod 0.1 Základní poznatky VÝZNAM KONSTRUOVÁNÍ (i)  Náklady [%] POTŘEBNÉ VÝZNAM KONSTRUOVÁNÍ (i) Náklady [%] Spotřebované náklady Ovliv. nákl. na produkt Konstru-ování Tg. přípr. výroby Org. přípr. výroby Výroba Prodej a servis Obr. : Podíl etapy konstruování na celkových nákladech spotřebovaných na dodání technického produktu na trh a podíl této etapy na ovlivnění těchto celkových nákladů [Ehrlenspiel 1998, s. 12; 2007] 14.11.2009 © S. Hosnedl 9 

Obr.: Struktura procesu řešení standardního úkolu [ Hosnedl 2001] 0 Úvod PRO ÚPLNOST 0.1 Základní poznatky PROBLÉM KONSTRUOVÁNÍ (1) : [X] Kx 1.    Kx Kx :   X  = λ (X, [X]) = λ (X, [X1])  λ (X, [X2])  … 2.  X[X][ λ*(X)]  X if X[X]=Φ go to 1 λ*(X) = λ (X, [X]) if λ (X, [X]) = 1 X[X] … all solutions satisfying the requirements [X] (i. e. satisfying the condition  = 1) X[X] X λ*(X)  1 2 ZÁKLADNÍ PROBLÉM Obr.: Struktura procesu řešení standardního úkolu [ Hosnedl 2001] 31.10.2009 © S. Hosnedl 10 

Obr.: Struktura procesu řešení konstrukčního úkolu [ Hosnedl 2001] 0 Úvod PRO ÚPLNOST 0.1 Základní poznatky PROBLÉM KONSTRUOVÁNÍ (2) : 1. d Kr Kr : d  (d)´ d = λ (S,[S])  λ (A,[A]), [R]i = [ S]i  [A]i (d)´ = λ (S,[S]´)  λ (A,[A]´), [S]+ = [S]  [S]´ 2. (d)+  Ks Ks : (d)+  (S)+ (d)+ = d  (d)´, [A]+ = [A]  [A]´ 3. (S[S])+[λ*(S)+]  (S)+ if (S[S])+ = Φ go to 1 λ*(S)+ = λ ((S[S])+, [S]+) if λ ((S[S])+, [S]+) = 1 4. (S[S])+ [A]+  Ka Ka : S[S]+  (A)+ 5. (A[A])+[ λ*(A)+]  (A)+ if (A[A])+ = Φ go to 1 λ*(A)+ = λ ((A[A])+, [A]+) if λ ((A[A])+, [A]+) = 1 6. A[P]+  (S[S][A])+ Ka : (S[S][A])+  (A[A])+ (S[S][A])+ … all solutions satisfying the requirements [R]+ = [S]+[A]+ (i. e. satisfying the condition (D)+ = 1) (S[S])+ (S)+ (A[A])+ (A)+ K´a K a d [A] [S] (d)´ (d)+ [A]+ [S]+ [A]´ [S]´ K s λ*(A)+ (S[S] [A])+ 2 K r 1 λ*(S)+ 3 4 6 5 Obr.: Struktura procesu řešení konstrukčního úkolu [ Hosnedl 2001] 31.10.2009 © S. Hosnedl 11 

i 0 Úvod 0.1 Základní poznatky DESIGN: DESIGN / DESIGNING: DŮLEŽITÉ DESIGN vs. KONSTRUOVÁNÍ A PRŮMYSLOVÝ DESIGN DESIGN: Uspořádání dílů (M, E, I ) objektu nebo (nehmotného) procesu DESIGN / DESIGNING: Navrhování objektu nebo procesu (ve formě informačního popisu/reprezentace, vč. skic, výkresů, textů, CA modelů …) - KONSTRUOVÁNÍ (DESIGN ENGINEERING ): Navrhování technických (objektových) produktů / systémů (TS) „zevnitř  ven“ , tj.: od technicko-ekonomických hledisek (funkčnosti, vyrobitelnosti, ekonomičnosti, …) ke vztahu k člověku a životnímu prostředí (estetičnosti, ergonomičnosti, ekologičnosti, ….) - PRŮMYSLOVÝ DESIGN (INDUSTRIAL DESIGNING): Navrhování technických (objektových) produktů / systémů (TS) „zvenku  dovnitř“, tj.: od vztahu k člověku a životnímu prostředí (estetičnosti, ergonomičnosti, ekologičnosti, ….) k technicko-ekonomickým hlediskům (funkčnosti, vyrobitelnosti, ekonomičnosti, …) Poznámky: POZOR, v ANGLIČTINĚ znamená výraz DESIGN, příp. DESIGNING : NÁVRH, příp. NAVRHOVÁNÍ (všeho druhu!) i 18.02.2014 © S. Hosnedl 12 

Anglicky: Engineering Design Science - EDS Design Science 0 Úvod K INFORMACI 0.1 Základní poznatky TEORETICKÉ A METODICKÉ ZÁKLADY KONSTRUOVÁNÍ - EDS (1) Anglicky: Engineering Design Science - EDS Design Science Německy: Konstruktionswissenschaft Konstuktionslehre Česky: Konstrukční věda Konstrukční nauka 31.10.2009 © S. Hosnedl 13 

Engineering Design Science – EDS: 0 Úvod 0.1 Základní poznatky DŮLEŽITÉ TEORETICKÉ A METODICKÉ ZÁKLADY KONSTRUOVÁNÍ - EDS (2) Engineering Design Science – EDS: Obsahem EDS jsou systematicky uspořádané poznatky - „mapa“ poznatků z teorie i praxe pro výzkum, výuku a konstrukční praxi EDS tudíž neřeší konstrukční problémy, ale dává systematický přehled poznatků o objektech, procesech a vazbách, které proces konstruování ovlivňují. EDS proto v mezích daných možností umožňuje: - znát racionální poznatky a metody konstruování a tvořivě je využívat analyzovat a připravit se přitom i na mimořádné situace/rizika. EDS však samozřejmě nemá smysl tam, kde jsou mimořádné situace/rizika způsobovány chronickými manažerskými/řídícími a dalšími nedostatky!!! 31.10.2009 © S. Hosnedl 14 

Proč to doposud „šlo“ a „jde“ i bez EDS: 0 Úvod 0.1 Základní poznatky DŮLEŽITÉ TEORETICKÉ A METODICKÉ ZÁKLADY KONSTRUOVÁNÍ - EDS (3) Proč to doposud „šlo“ a „jde“ i bez EDS: Takovou „mapu“ poznatků a metod má samozřejmě po letech praxe vybudovanou v podstatě každý zkušený tvůrčí konstruktér i manažer, zásadním problémem však je, že u každého z nich v závislosti zejména na jejich vlastnostech, schopnostech a na druhu a délce jeho předchozího vzdělání a především praxe tato „mapa“: obsahuje obecně jinou odbornou oblast a v rozdílném měřítku (hloubce) má jiný a jinak orientovaný „souřadný systém“ (někdo má „sever“ „nahoře“, jiný „vpravo“, další dole, a některý „vůbec“ …) je jinak „strukturovaná“ a jinak „pojmenovaná“ (terminologie!) atd., atd. Jak bude dále vysvětleno, ani zobecnění i těch nejlepších dostupných „map“ ve formě metodických „procedurálních“ pokynů/směrnic tyto problémy řeší pouze zčásti a navíc paradoxně omezuje vlastní tvořivou technickou práci. 31.10.2009 © S. Hosnedl 15 

i 0 Úvod 0.1 Základní poznatky Proč začíná být potřeba EDS aktuální: POTŘEBNÉ TEORETICKÉ A METODICKÉ ZÁKLADY KONSTRUOVÁNÍ - EDS (4) Proč začíná být potřeba EDS aktuální: 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 snad 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 nástroje. Ve všech těchto případech však EDS prokazatelně zvyšuje efektivnost využití těchto i dalších prostředků. Poznámka: Konstruování v konstrukčním týmu bývá velmi často přirovnáváno a zobrazováno jako orchestr, v němž je vedoucí týmu dirigentem. To je ale pravda jen z malé části. Je to velmi nepřesné přirovnání vycházející z nepochopení podstaty konstruování a konstrukčních projektů, které se „nehrají“ podle „předem zkomponovaných not“, ale podle zadaných požadavků „na zahranou skladbu“, a které jsou obecně pokaždé jiné (dokonce „nesedí“ ani přirovnání k „jazovému“ apod. orchestru, který sice může improvizovat i bez not, ale pouze na dané „téma“ (obvykle zvolené) a nikoli na zadání, navíc nemusí skladby zdokumentvat tak, aby se daly opakovaně znovu zahrát, tj. „vyrobit“). Proto pro konstruování nestačí pouze společné „noty“ (tj. instrukce“), ale je nutná „mapa“ poznatků, v níž je třeba hledat a najít cestu! i 31.10.2009 © S. Hosnedl 16 

0 Úvod 0.1 Základní poznatky Klíčové publikace: HISTORICKÉ POZADÍ EDS K INFORMACI 0.1 Základní poznatky HISTORICKÉ POZADÍ EDS Klíčové publikace: 1943 - Wörgerbauer: Die Technik des Konstruierens, D 1954 - Kesselring: Technische Kompositionslehre, D 1970 - Rodenacker: Methodisches Konstruieren, D 1974 – Hansen: Konstruktionswissenschaft, D 1976 - Koller: Konstruktionslehre für den Maschinenbau, D 1977 - Pahl, Beitz: Konstruktionslehre, D 1981 - Yoshikawa: General Design Theory and CAD, UK 1984 - Hubka, Eder: Theory of Technical Systems, D 1987 - Altschuller: Creativity as an Exact Science, UK 1987 - Andreasen: Integrated Product Development, UK 1992 - Hubka, Eder: Konstruktionswissenschaft / Design Science, D / UK 1995 - Roozenburg, Eekels: Product design: Fundam. and methods, UK 1998 - Frankerberger, Birkhofer, Badke-Schaub: Designers The Key … , D 2003 - Lindeman: Human Behaviour in Design, D 2008 - Eder, Hosnedl: Design Engineering … , USA 2010 - Eder, Hosnedl: Introduction to Design Engineering … , NL 2011 - Birkhofer Ed.: The Future of Design Methodology, D 09.04.2012 © S. Hosnedl 17 

Základní publikace pro předmět KKS/ZKM: 0 Úvod K INFORMACI 0.1 Základní poznatky KONKRÉTNÍ ODBORNÉ PRAMENY (1) Základní publikace pro předmět KKS/ZKM: 09.04.2012 © S. Hosnedl 18 

Základní publikace pro předmět KKS/ZKM: 0 Úvod PRO ÚPLNOST 0.1 Základní poznatky KONKRÉTNÍ ODBORNÉ PRAMENY (2) Základní publikace pro předmět KKS/ZKM: EDER, W. E., HOSNEDL, S. Design Engineering, A Manual for Enhanced Creativity CRC Press, Taylor & Franciss Group, Boca Raton, Florida USA ISBN 978-1-4222-4765-3, 600 pp. Exhibition and Sales Stand CRC Press, Taylor & Franciss Group, Boca Raton, Florida USA at the 16th International Conference on Engineering Design Science ICED 07 Paris, France, 27.-31.8.2007 31.10.2009 © S. Hosnedl 19 

& tech.,inf. a manaž.nástroje 0 Úvod 0.1 Základní poznatky DŮLEŽITÉ OBJEKT EDS Model objektu EDS: Subjekt: KONSTRUKTÉR (KONSTRUKČNÍ TÝM) & tech.,inf. a manaž.nástroje Proces: KONSTRUOVÁNÍ KONSTRUKČNÍ PROCES DesP Objekt: Konstruovaný TECHNICKÝ PROD./SYST. TS Konstruktér (konstr. tým&nástroje): Tvořivost Poznatky/Znalosti Schopnosti Zkušenosti Konstruování (konstrukční proces): Specifikace požadavků Hledání řešení Hodnocení a rozhodování Dokumentování Technický systém (tech. produkt): Životní cyklus Vlastnosti, kvalita, konkurenceschopnost Struktury 31.10.2009 © S. Hosnedl 20 

Mezníky vývoje a objekt EDS v publikacích ve světě (1940 – 1969): 0 Úvod PRO ÚPLNOST 0.1 Základní poznatky MEZNÍKY VÝVOJE A OBJEKT EDS (1) Mezníky vývoje a objekt EDS v publikacích ve světě (1940 – 1969): 1943 - Wörgerbauer, H.: Die Technik des Konstruierens, UK 1948 - Zwicky, F.: The morphological method …, USA 1952 - Wallace, P. J.: The techniques of design, UK 1954 - Kesselring, F.: Technische Kompositionslehre, D 1956 - Hansen, F.: Konstruktionssystematik, D 1963 - Feilden, G. B. R.: Eng. Design - Report of Royal Comission, UK 1963 - Leyer, A.: Maschinenkonstruktionslehre, CH 1965 – 1st issue of the journal: Konstruktion, D 1966 - Dixon, J. R.: Design Engineering - Inventiveness …, UK 31.10.2009 © S. Hosnedl 21 

Mezníky vývoje a objekt EDS v publikacích ve světě (1970 – 1979): 0 Úvod PRO ÚPLNOST 0.1 Základní poznatky MEZNÍKY VÝVOJE A OBJEKT EDS (2) Mezníky vývoje a objekt EDS v publikacích ve světě (1970 – 1979): 1970 - Rodenacker, W.G.: Methodisches Konstruieren, D 1973 - Hubka, V.: Theorie der Maschinenesysteme, D 1974 - Hansen, F.: Konstruktionswissenschaft, D 1975 - VDI 2225 Technisch-wissenschaftliches Konstruieren, D 1976 - Hubka, V.: Theorie der Konstruktionsprozesse, D 1976 - Koller, R.: Konstruktionslehre für den Maschinenbau, D 1976 - Orlov, P. I.: Osnovy konstruirovania, R 1977 - Pahl, G., Beitz, W.: Konstruktionslehre, D 1979 - Ropohl, G.: Eine Systemtheorie der Technik, D 1979 – 1st issue of the journal: Design Studies, USA 31.10.2009 © S. Hosnedl 22 

Mezníky vývoje a objekt EDS v publikacích ve světě (1980 – 1989): 0 Úvod PRO ÚPLNOST 0.1 Základní poznatky MEZNÍKY VÝVOJE A OBJEKT EDS (3) Mezníky vývoje a objekt EDS v publikacích ve světě (1980 – 1989): 1981 - Hubka, V. et al.: Fachbegriffe der wissenschaftlichen Konstruktions- lehre in 6 Sprachen, CH 1981 - Yoshikawa,H.: General design theory and CAD, USA 1981 - 1st International Conference on Engineering Design ICED 1984 - Cross, N.: Developments in design methodology, UK 1984 - Hubka, V., Eder, W. E.: Theory of technical systems, D 1987 - Andreasen, M. M.: Integrated product development, UK 1987 - Altschuller, G.S.: Creativity as an exact science, UK 1989 - BS 7000 Guide to managing product design, UK 1989 - 1st issue of the journal: Research in Engineering Design, USA 31.10.2009 © S. Hosnedl 23 

Mezníky vývoje a objekt EDS v publikacích ve světě (1990 – 1999): 0 Úvod PRO ÚPLNOST 0.1 Základní poznatky MEZNÍKY VÝVOJE A OBJEKT EDS (4) Mezníky vývoje a objekt EDS v publikacích ve světě (1990 – 1999): 1990 - Suh, A.P.: The principles of design, USA 1990 - 1st issue of the: Journal of Engineering Design, UK 1991 - Pugh, S.: Total design: Integrated methods …, UK 1992 - Hubka, V., Eder, W.E.: Einführung in die Konstruktionswissenschaft, D 1995 - Roozenburg, A., Eekels, J.: Product design …, , UK 1997 - Albers, A. aj.: Heligenberger Manifest - Die Zukunft der Maschinen- elemente-Lehre, D 1997 - Banse, G.: Auf dem Wege zum Konstruktionswissenschaft, D 1998 - Frankerberger, Birkhofer, Badke-Schaub: Designers The Key … , D 31.10.2009 © S. Hosnedl 24 

Mezníky vývoje a objekt EDS v publikacích ve světě (2000 – ): 0 Úvod PRO ÚPLNOST 0.1 Základní poznatky MEZNÍKY VÝVOJE A OBJEKT EDS (5) Mezníky vývoje a objekt EDS v publikacích ve světě (2000 – ): 2000 - Eekels, J.: On the fundamentals of Engineering Design Science, UK 2002 - Chakrabarti, A. (Ed.): Engineering Design Synthesis, … , UK 2003 – Lindeman, U.: Human Behaviour in Design, D 2008 – Eder, W. E., Hosnedl, S.: Design Engineering … , USA 2010 – Eder, W. E., Hosnedl, S.: Introduction to Design Engineering … , NL 2011 - Birkhofer H., Ed.: The Future of Design Methodology, D 09.04.2012 © S. Hosnedl 25 

Mezníky vývoje a objekt EDS v publikacích u nás (1960 – ): 0 Úvod PRO ÚPLNOST 0.1 Základní poznatky MEZNÍKY VÝVOJE A OBJEKT EDS (6) Mezníky vývoje a objekt EDS v publikacích u nás (1960 – ): 60th - Bačkovský,K., Hubka,V., Šmilauer, J., Vít,S., Johánek, Kočí ... Metodika konstruování, ČSVTS Conference Proceedings, Praha 1977 - Kovář, J.: Metodika konstruování, Praha 1982 - Jeřábek, K.: Metodika konstruování, Praha 1988 - Jirouš, F.: Teorie konstruování, Praha 1989 - Ženíšek, J.: Metodika konstruování s podporou počítače, Plzeň 1990 - Wimmer, M.: Jak rozvíjet technickou tvořivost, Praha 1990 - Čásenský, M., Maňas, S.: Metodika konstruování, Praha 1992 - Maruna,Z. aj.: Metodika konstruování kolej. vozidel, Praha 1993 - Skařupa, J.: Metodika konstruování, Ostrava 1994 - Kočí: Od historie technické tvorby ke konstruologii, Jihlava 1995 - Beneš, P., Valášek, M.: Metody tvůrčí práce, Praha 1996 - Bušov, B., et al.: Tvorba a řešení inovačních zadání (TRIZ), Brno 31.10.2009 © S. Hosnedl 26 

0 Úvod 0.1 Základní poznatky Zahraničí: Česká republika: K INFORMACI 0.1 Základní poznatky ZAMĚŘENÍ VÝZKUMU NA SLOŽKY MODELU EDS Zahraničí: Česká republika: Objekt Subjekt Proces Objekt Subjekt Proces 31.10.2009 © S. Hosnedl 27 

i 0 Úvod 0.1 Základní poznatky Informace: K INFORMACI 0.1 Základní poznatky INFORMACE , POZNATKY, ZKUŠENOSTI , ZNALOSTI (1) Informace: Podle tradiční definice; slovník cizích slov: - význam přisouzený na základě konvencí nějakému statickému nebo dynamickému jevu Podle [CSN-EN-ISO-9000 2006, 3.7.1 ] : - údaje obsahující význam Vzhledem ke zjevně podstatně užšímu pojetí pojmu informace podle uvedené normy (orientované zřejmě pouze na použití v  uvedené normě) je nutné i nadále chápat pojem „informace“ ve výše uvedeném obecnějším významu. Poznámky: - Informace je nehmotná, ale je vždy nerozlučně spjata s nějakým hmotným objektem - Informace přenášené prostorem mezi dvěma hmotnými objekty jsou označovány jako signály i 31.10.2009 © S. Hosnedl 28 

Poznatky - provázané aplikovatelné informace: 0 Úvod 0.1 Základní poznatky POTŘEBNÉ INFORMACE , POZNATKY, ZKUŠENOSTI , ZNALOSTI (2) Poznatky - provázané aplikovatelné informace: Teoretické (popisné, deskriptivní) Metodické (instruktivní, preskriptivní): a) Strategické (na úrovni komplexního procesu) b) Taktické (na úrovni dílčích procesů a operací) kde: a) & b) obsahově: - procedurální (postupy, metody) - výrokové (pravidla, principy) - deklarativní (údaje, fakta) – „informace“ v užším pojetí! a) & b) formálně: - formalizované (zpracované): = strukturované = nestrukturované - neformalizované (nezpracované) 28.12.2009 © S. Hosnedl 29 

Toky informací v cyklu  praxe  věda  výuka  studium  praxe :  0 Úvod 0.1 Základní poznatky POTŘEBNÉ INFORMACE , POZNATKY, ZKUŠENOSTI , ZNALOSTI (3) Toky informací v cyklu  praxe  věda  výuka  studium  praxe :  31.10.2009 © S. Hosnedl 30 

i 0 Úvod 0.1 Základní poznatky DŮLEŽITÉ ÚČEL EDS Účel Engineering Design Science jako Konstruční vědy: identifikace (rozpoznání a popis), zobecnění, ověření, systematické zpracování a vysvětlení poznatků pro racionální navrhování/konstruování technických produktů / technických systémů (TS). Účel Engineering Design Science jako Konstrukční nauky: - transformování poznatků EDS do výuky a praxe. Poznámky: Engineering Design Science, (německy: Konstruktionswissenschaft) je relativně mladý vědní obor, který je od 40. let minulého století intenzivně celosvětově rozvíjen. U nás se začal významněji rozvíjet až po r. 1990. Pod pojmem Konstrukční nauka se často rozumí i Konstrukční věda, tj. i systematický výzkum, zpracování a rozvoj poznatků o&pro konstruování. - Nadále však budeme využívat pro jednoznačnost a jednoduchost především originální celosvětově zavedený anglický termín Engineering Design Science a jeho zkratku - EDS, i 31.10.2009 © S. Hosnedl 31 

0 Úvod 0.1 Základní poznatky DŮLEŽITÉ CÍL A VÝZNAM EDS Zvýšení produktivity konstruování a kvality navrhovaných technických produktů zvýšením úrovně znalostní podpory konstrukčního procesu : - Vyšší kvalita a uspořádanost poznatků. - Vše, co je společné pro navrhování všech technických produktů lze efektivněji společně vysvětlovat a dále rozvíjet . - Jednodušší konkretizace obecných poznatků pro využití v  libovolném výrobkovém oboru pro libovolnou úroveň komplexnosti výrobku. - Vyšší úroveň přenositelnosti poznatků (transfer Know-how) mezi jednotlivými výrobkovými obory, úrovněmi komplexnosti i částmi výrobků. - Vyšší podpora flexibility konstruktérů z  hlediska výrobkových oborů, výrobků v oboru i jejich částí. - Vyšší využitelnost poznatků z jiných vědních oborů. - Vysoká systematičnost, přesto vysoká podpora kreativity, flexibility a kompatibility s tradičními postupy konstruování. - Přirozený postupný vznik znalostní báze zaznamenaných „tacit knowledge“ (osobních znalostí) konstruktérů v   terminologicky jednotné a shodně strukturované dokumentaci k vyřešeným konstrukčním projektům. 31.10.2009 © S. Hosnedl 32 

0 Úvod 0.1 Základní poznatky 0.0 Základní poznatky POTŘEBNÉ 0.0 Základní poznatky CÍLE PŘEDMĚTU KKS/ZKM - Seznámení se systematicky uspořádanými poznatky Engineering Design Science (EDS) o & pro racionální navrhování / konstruování technických produktů/ systémů (TS). - Příprava na racionální využívání těchto poznatků v  konstrukčních / vývojových projektech TS v dalším studiu a praxi. - Příprava na racionální využívání a rozvoj těchto poznatků v   dalším vědeckém studiu a výzkumu. - Příprava na racionální přenos a využívání těchto poznatků při výuce s studentů a při vzdělávání konstruktérů z  praxe i učitelů v  kurzech i při práci na společných konstrukčních projektech TS. 31.10.2009 © S. Hosnedl 33 

0 Úvod 0.1 Základní poznatky Poznatky: ZÁKLADNÍ DOMÉNY POZNATKŮ EDS DŮLEŽITÉ ZÁKLADNÍ DOMÉNY POZNATKŮ EDS Poznatky: k existujícím technickým produktům / systémům (TS) - ke konstruování / konstrukčnímu procesu (DesP) TS obojí v oblastech: teoretických poznatků, tj. vysvětlení/“popisu “ existujících poznatků metodických poznatků, tj. metod/“předpisu“ pro nalezení nových poznatků 31.10.2009 © S. Hosnedl 34 

Podkapitola 0.2 Systémový přístup 0 Úvod OBSAH  31.10.2009 © S. Hosnedl 35 

i 0 Úvod 0.2 Systémový přístup Charakteristika systémového přístupu: DŮLEŽITÉ ZÁKLADNÍ POZNATKY (1) Přístup založený na pohledu na zkoumané (řešené…) objekty (hmotné i nehmotné) jako na systémy. Charakteristika systémového přístupu: Cíl systémového přístupu: Pokud možno účinné a efektivní nalezení uceleného a systematicky uspořádaného řešení. Poznámky: - Systém : soubor vzájemně souvisejících nebo působících prvků [CSN-EN-ISO-9000 2006, 3.2.1.]. Systém může být hmotný i nehmotný, objektový i procesní, konkrétní i abstraktní … - Účinnost : vztah mezi dosaženým výsledkem a použitými zdroji [CSN-EN-ISO-9000 2006, 3.2.15.]. V  praxi též užity pojmy hospodárnost, produktivita (míra využití zdrojů v podobě výstupů) např. kolik Kč bylo vynaloženo na 1 Kč zisku, počet výrobku na zaměstnance apod. (tj.jak bylo výsledku dosaženo). Jinak též : „doing things right“ [Drucker 1964] - Efektivnost : rozsah, ve kterém jsou plánované činnosti realizovány a plánované výsledky dosaženy [CSN-EN-ISO-9000 2006, 3.2.14.] např. snaha dosáhnout plné spokojenosti zákazníka je vyjádřena 100%, skutečnost byla 80%, tzn. že efektivnost (např.příslušné metody) byla 80% (tj. jedná se o stupeň dosažení cíle). Jinak též : „doing right things“ [Drucker 1964]. - Systematický (objekt,postup): uspořádaný do systému (rozlišit od „systémový“) i 31.10.2009 © S. Hosnedl 36 

Výhody systémového přístupu: 0 Úvod 0.2 Systémový přístup DŮLEŽITÉ ZÁKLADNÍ POZNATKY (2) Výhody systémového přístupu: - „Zmapování“ dané oblasti - Potlačení nežádoucích duplicit - Vazby - Změny priorit bez nežádoucích efektů - Doplňování a rušení bez nežádoucích efektů - Splývání Informační integrace Procesní integrace 31.10.2009 © S. Hosnedl 37 

Nevýhody systémového přístupu: 0 Úvod 0.2 Systémový přístup DŮLEŽITÉ ZÁKLADNÍ POZNATKY (3) Nevýhody systémového přístupu: - Pracnost a „neviditelnost“ - Nutnost zahrnout i známé ( nové !!! ) - Lze opominout i známé - Zkresluje priority - Nebezpečí stereotypu 31.10.2009 © S. Hosnedl 38 

Uplatnění systémového přístupu při řešení tvůrčích úkolů: 0 Úvod 0.2 Systémový přístup POTŘEBNÉ ZÁKLADNÍ POZNATKY (4) Uplatnění systémového přístupu při řešení tvůrčích úkolů: HEURISTICKÁ SLOŽKA RACIONÁLNÍ Tvůrčí činnosti: Rutinní činnosti: - lze podpořit systémovým přístupem - lze provádět Obr.: Podíl heuristické a racionální složky aktivit člověka při různých typech činností 31.10.2009 © S. Hosnedl 39 

Uplatnění systémového přístupu při řešení tvůrčích činností: 0 Úvod 0.2 Systémový přístup POTŘEBNÉ ZÁKLADNÍ POZNATKY (4) Uplatnění systémového přístupu při řešení tvůrčích činností: CREATIVE SUPPORT RATIONALE Artistic activities Routine Obr.: Podíl heuristické a racionální složky aktivit člověka při různých typech činností 31.10.2009 © S. Hosnedl 40 

Děkuji Vám za pozornost Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky v rámci projektu č. CZ.1.07/2.2.00/07.0235 „Inovace výuky v oboru konstruování strojů včetně jeho teoretické, metodické a počítačové podpory“. © S. Hosnedl 41