Systémové navrhování technických produktů Katedra konstruování strojů Fakulta strojní Systémové navrhování technických produktů KKS/ZKM Prof. Ing. Stanislav Hosnedl, CSc. Podklady k přednáškám – Kapitola 4 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 4 Metodické poznatky k Technickým systémům (TS) Podklady k přednáškám Prof. Ing. Stanislav Hosnedl, CSc. 30.12.2009 © S. Hosnedl 2

k Technickým systémům (TS) 4 Metodické poznatky k Technickým systémům (TS) OBSAH 4.1 Základní poznatky 4.2 Predikce vlastností TS (PoX) a konstruování TS z hledisek vlastností (DfX) 4.3 Poznatky PoX a DfX ke třídám vlastností TS 4.4 Predikce vývoje vlastností TS v čase 30.12.2009 © S. Hosnedl 3 3

Podkapitola 4.1 Základní poznatky 4 Metodické poznatky k Technickým systémům (TS) Podkapitola 4.1 Základní poznatky 30.12.2009 © S. Hosnedl 4 

i 4 Metodické poznatky k TS 4.1 Základní poznatky DŮLEŽITÉ ÚČEL A CÍL METODICKÝCH POZNATKŮ K TS Účel : Racionalizace konstrukčních prací metodickou podporou predikce vlastností TS a predikce vývoje TS v čase. Cíl : Metody, principy a údaje pro racionální: predikci („zjišťování “) vlastností TS ve fázi konstruování, konstruování TS z  hledisek jednotlivých (požadovaných) vlastností (viz pozn.*), predikci vývoje vlastností TS (komplexně i jednotlivě) v čase, apod. Poznámky: *Poznatky pro konstruování TS obecně i z hledisek jejich jednotlivých vlastností systémově patří až do (teor. a metod.) poznatků ke konstrukčnímu procesu (kap. 5¨a 6). Pro jejich přímé relace s poznatky k vlastnostem TS je však vhodnější (přehlednější) zařadit je již sem (tj. k metodickým poznatkům vázaných ke vlastnostem TS, které se přímo vztahují k příslušným teoretickým poznatkům, tj. k TTS). Jak již bylo uvedeno, při běžném vyjadřování se vynechávají pojmy „hodnota charakteristiky“, teoreticky přesně by tedy mělo být: „identifikace, příp. predikce, hodnot charakteristik vlastností TS“ , „konstruování TS z hledisek hodnot charakteristik jeho jednotlivých vlastností“, apod. Metodické poznatky k TS vycházejí (podobně jako poznatky k TrfS a TrfP) z řady obecných i speciálních věd a oborů. Svým zaměřením na vlastnosti TS jsou však podstatně více vázány zejména na stavební strukturu TS. Proto je zde o této problematice na rozdíl od metodických poznatků k procesům (viz předchozí kapitola) pojednáno více, i když vzhledem k zaměření předmětu, jen pro obecný TS. i 30.12.2009 © S. Hosnedl 5 

Podkapitola 4.2 Predikce vlastností TS (PoX) a konstruování TS 4 Metodické poznatky k Technickým systémům (TS) Podkapitola 4.2 Predikce vlastností TS (PoX) a konstruování TS z hledisek vlastností (DfX) 30.12.2009 © S. Hosnedl 6 

4 Metodické poznatky k TS 4.2 Predikce vlastn. TS (PoX) a konstr. z hled. vlastn. TS (DfX) POTŘEBNÉ ZÁKLADNÍ POZNATKY Účel: PoX k predikci („zjišťování “) (hodnot identifikátorů) jednotlivých vlastností navržené stavební struktury TS dříve, než se ve skutečnosti (v životním cyklu TS) projeví (např. pevnost, vyrobitelnost, dopravitelnost, apod. ). DfX pro docílení („stanovení“) (hodnot identifikátorů) deskriptivních vlastností stavební struktury TS optimálně vyhovujících požadavkům na požadované vlastnosti TS. Kladené požadavky vedou většinou k protichůdným požadavkům na stavební strukturu TS (např. požadavky na tloušťku plechu karoserie vyplývající z požadavků na pevnost, vyrobitelnost, výrobní náklady, bezpečnost, provozní náklady, apod.).  Nezbytnost hledání (sub)optimální stavební struktury TS 30.12.2009 © S. Hosnedl 7 

4 Metodické poznatky k TS 4.2 Predikce vlastn. TS (PoX) a konstr. z hled. vlastn. TS (DfX) DŮLEŽITÉ ÚČEL A CÍL POZNATKŮ PoX a DfX (1) Účel: PoX k predikci („zjišťování “) (hodnot identifikátorů) jednotlivých vlastností navržené stavební struktury TS dříve, než se ve skutečnosti (v životním cyklu TS) projeví (např. pevnost, vyrobitelnost, dopravitelnost, apod. ). DfX pro docílení („stanovení“) (hodnot identifikátorů) deskriptivních vlastností stavební struktury TS optimálně vyhovujících požadavkům na jednotlivé vlastnosti TS. Kladené požadavky vedou většinou k protichůdným požadavkům na stavební strukturu TS (např. požadavky na tloušťku plechu karoserie vyplývající z požadavků na pevnost, vyrobitelnost, výrobní náklady, bezpečnost, provozní náklady, apod.).  Nezbytnost hledání (sub)optimální stavební struktury TS 30.12.2009 © S. Hosnedl 8 

Cíl : 4 Metodické poznatky k TS 4.2 Predikce vlastn. TS (PoX) a konstr. z hled. vlastn. TS (DfX) DŮLEŽITÉ ÚČEL A CÍL POZNATKŮ PoX a DfX (2) Cíl : Metodické poznatky, tj. metody, pravidla a údaje: PoX: jak je na dané konstrukci (stavební struktuře) TS závislá únosnost, spolehlivost, vhodnost pro vyrobení, … , pevnost, tuhost, korozivzdornost, … atd. DfX: jak optimálně volit konstrukci (stavební strukturu) TS pro požadovanou a jak závisejí tyto a další jednotlivé reflektivní, reaktivní a deskriptivní vlastnosti TS navzájem. 30.12.2009 © S. Hosnedl 9 

4 Metodické poznatky k TS 4.2 Predikce vlastn. TS (PoX) a konstr. z hled. vlastn. TS (DfX) POTŘEBNÉ STANOVENÍ, PROJEVENÍ A PREDIKCE VLASTNOSTÍ TS . Procesy konstruování, tj. „stanovení“ vlastností TS(s) - využítí poznatků DfX Procesy životního cyklu TS, tj. skutečného projevení vlastností TS(s) - projevení skutečné kvality TS Procesy (včasného) „zjišťování“, tj. predikce vlastností TS(s) - využití poznatků PoX Člověk HuS Tech.Syst. TS A.&R.ok. AEnv Inf.Syst. IS Manaž.Syst. MgS Plánování vzniku TS(s) Konstruování TS(s) Technologická a organizační přípr. výroby a ost. živ. proc. TSs) Výroba TS(s) vč. montáže, testování, ap. Distribuování TS(s) vč. balení, skladov., instalování, ap. Provozování TS(s) provozní.proces vč. údržby,oprav, ap. Likvidace TS(s) vč. demont., separace, recyklace, ap TS(s) Obr. : Vztah mezi stanovením, projevením a predikcemi (hodnot indikátorů) vlastností TS v jeho životním cyklu 07.09.2011 © S. Hosnedl 10 

4 Metodické poznatky k TS 4.2 Predikce vlastn. TS (PoX) a konstr. z hled. vlastn. TS (DfX) DŮLEŽITÉ VYUŽITÍ TEORIE VLASTNOSTÍ TS PRO POZNATKY PoX a DfX Konkrétní princip poznatků PoX a DfX: Všechny reaktivní a reflektivní vlastnosti TS závisejí na jediné třídě vlastností (která patří spolu se znakovými vlastnostmi TS do domény deskriptivních vlastností): Elementární konstrukční vlastnosti: • Pro stavební strukturu TS: - prvky stavební struktury - jejich uspořádání • Pro prvky stavební struktury TS: - tvary - rozměry - materiály - způsoby výroby - stavy povrchů - odchylky od jmenovitých hodnot Všechny (hodnoty indikátorů vlastností) pro volný i zamontovaný stav (odlišnost od [Hubka&Eder 1988]!) 30.12.2009 © S. Hosnedl 11 

4 Metodické poznatky k TS 4.2 Predikce vlastn. TS (PoX) a konstr. z hled. vlastn. TS (DfX) DŮLEŽITÉ TAXONOMIE (TŘÍDĚNÍ) POZNATKŮ PoX a DfX (1) Výchozí poznatky: Poznatky PoX jsou podle všech dostupných pramenů doposud nesystematicky soustřeďovány pouze podle vědních, společenských, inženýrských, výrobních a řady dalších druhů oborů, do které příslušná skupina vlastností X náleží (je jejím předmětem). Poznatky DfX jsou podle všech dostupných pramenů doposud nesystematicky soustřeďovány pouze do tematicky příbuzných skupin označovaných na principu: Poznatky pro „Konstruování z hlediska X“ (anglicky : Design for X (DfX), německy: X-gerechtes Konstruieren) kde: X je obecně nějaká vlastnost TS, např.: poznatky pro Konstruování z hlediska výroby, pevnosti, apod., (anglicky : Design for Manufacturing (DfM), německy: Fertigungsgerechtes Konstruieren) Vzhledem k podstatě poznatků PoX a DfX je zřejmé, že optimální základnou pro jejich systematické (a navíc i shodné) třídění pro potřeby EDS a konstruování vůbec je taxonomie vlastností TS (viz kap. 2, podkap. 2.4). 30.12.2009 © S. Hosnedl 12 

Plánování vzniku TS(s) Technologická a organizační 4 Metodické poznatky k TS 4.2 Predikce vlastn. TS (PoX) a konstr. z hled. vlastn. TS (DfX) POTŘEBNÉ TAXONOMIE (TŘÍDĚNÍ) POZNATKŮ PoX a DfX (2) Člověk HuS Tech.Syst. TS Akt.&R.okolí AEnv Inf.Syst. IS Manaž.Syst. MgS Likvidace TS(s) vč. demont., separace, recyklace, ap Plánování vzniku TS(s) Konstruování TS(s) Technologická a organizační příprava výroby a ost. živ. proc. TS(s) Výroba TS(s) vč. montáže, testování, ap. Distribuování TS(s) vč. balení, skladov., instalování, ap. Provozování TS(s) provozní proces vč.údržby, oprav,ap. TS(s) Vlastnosti reflexe (odezev z okolí) na TSLC Vlastn.k AR Mg Env MgS vč. ARNSEnv AR TS Env TS AR HuS Env HuS AR IS Env IS Ostatní vlastnosti k provozu Vlastnosti k distribuci k výrobě k předvýrobním etapám k likvidaci (I) Doména REFLEKTIVNÍCH VLASTNOSTÍ TS Vlastnosti reakce (odezev, chování ) TS na zatížení (obecně) Vlastnosti deskripce (popisu) TS (Ia) Technické & technologické Reflektivní vlastnosti TS k provozní etapě LC : (1) Vlastnosti k transformačním funkcím/účinkům (2) Vlastnosti k provozuschopnosti ADT&Tg Prov (Ib) Ostatní Reflektivní vlastností TS (každá třída ke všem etapám LC!): BD BD (3) Vlastnosti k člověku (lidem) a ostatním živým bytostem (HuS) (4) Vlastnosti k ostatním technickým systémům a k technologiím (TS & Tg) (7) Vlastnosti k manažerskému informačnímu systému (MgS) (5) Vlastnosti k akt&reakt. M&E prostředí (AR ME Env) (6) Vlastnosti k odbornému informačnímu systému (IS) ADOst (II) Doména REAKTIVNÍCH VLASTNOSTÍ TS (každá třída ke všem etapám LC!) : (8) Obecné konstrukční vlastnosti (potenciální (pod)třídy viz dále) Tech.&Tg vlastnosti k provozu ADT&Tg Prov AD Ost (III) Doména DESKRIPTIVNÍCH VLASTNOSTÍ TS (třídy invariantní k etapám LC): (9) Elementární konstrukční vlastnosti (10) Znakové konstrukční vlastnosti (charakteristiky TS) Obr. : Vztah mezi životním cyklem, doménami vlastností a třídami vlastností TS podle stanovených principů (kap.2, podkap.2.4) © S. Hosnedl 13 21.06.2013 

4 Metodické poznatky k TS 4.2 Predikce vlastn. TS (PoX) a konstr. z hled. vlastn. TS (DfX) POTŘEBNÉ TAXONOMIE (TŘÍDĚNÍ) POZNATKŮ PoX a DfX (3) (III) Doména DESKRIPTIVNÍCH VLASTNOSTÍ TS (třídy invariantní k etapám LC): (II) Doména REAKTIVNÍCH VLASTNOSTÍ TS (každá třída ke všem etapám LC!) : (I) Doména REFLEKTIVNÍCH VLASTNOSTÍ TS (Ia) Technické & technologické Reflektivní vlastnosti TS k provozní etapě LC : (Ib) Ostatní Reflektivní vlastností TS (každá třída ke všem etapám LC!): (1) Vlastnosti k transformačním funkcím/účinkům (2) Vlastnosti k provozuschopnosti (9) Elementární konstrukční vlastnosti (10) Znakové konstrukční vlastnosti (charakteristiky TS) (8) Obecné konstrukční vlastnosti (potenciální (pod)třídy viz dále) (3) Vlastnosti k člověku (lidem) a ostatním živým bytostem (HuS) (4) Vlastnosti k ostatním technickým systémům a k technologiím (TS & Tg) (7) Vlastnosti k manažerskému informačnímu systému (MgS) (5) Vlastnosti k akt&reakt. ME prostředí (AR ME Env) (6) Vlastnosti k odbornému informačnímu systému (IS) (III) Doména PoX&DfX pro DESKRIPTIVNÍ VLASTNOSTI TS (II) Doména PoX&DfX pro REAKTIVNÍ VLASTNOSTI TS (I) Doména PoX&DfX pro REFLEKTIVNÍ VLASTNOSTI TS (Ia) Třídy PoX&DfX pro Tech.&Tg. Reflektivní vlastnosti TS k provozní etapě LC : (Ib) Třídy PoX&DfX pro ost. Reflektivní vlastností TS (každá tř. ke všem et. LC!): (1) PoX&DfX pro vlastnosti k transformačním funkcím/účinkům (2) PoX&DfX pro vlastnosti k provozuschopnosti (9) PoX&DfX pro Elementární konstrukční vlastnosti (10) PoX&DfX pro Znakové konstrukční vlastnosti (charakteristiky TS) (8) PoX&DfX pro Obecné konstrukční vlastnosti (potenciální (pod)třídy viz dále) (3) PoX&DfX pro vlastnosti k člověku (lidem) a ostatním živým bytostem (HuS) (4) PoX&DfX pro vlastn. k ost. technickým systémům a k technologiím (TS & Tg) (7) PoX&DfX pro vlastnosti k manažerskému informačnímu systému (MgS) (5) PoX&DfX pro vlastn. k akt&reakt. ME prostředí (AR ME Env) (6) PoX&DfX pro vlastnosti k odbornému informačnímu systému (IS) Obr. : Vztah (1:1) mezi doménami vlastností a třídami vlastností TS a doménami a třídami poznatků PoX a DfX 21.06.2013 © S. Hosnedl © S. Hosnedl 14 

i 4 Metodické poznatky k TS 4.2 Predikce vlastn. TS (PoX) a konstr. z hled. vlastn. TS (DfX) DŮLEŽITÉ POZNATKY PoX PRO KONSTRUOVÁNÍ TS (1) Princip poznatků PoX: Poznatky (metody, pravidla, údaje) pro predikci, tj. včasné zjištění (identifikaci) (hodnot charakteristik ) dané vlastnosti X z elementárních konstrukčních vlastností dané (navrhované, příp. i existující) stavební struktury TS (obecně: stavební struktury uvažované třídy TS na libovolné hierarchické úrovni abstraktnosti, případně komplexnosti) Způsoby („technologie“) realizace PoX: - myšlenkové odhady na základě zkušeností a podkladů - výpočty reakcí a chování TS na základě přímých fyzikálních metod výpočty na základě fyzikální analogie, Case Based Reasoning, apod. příp. rozšíření o přímé zjišťování vlastností pomocí: - měření a testování na experimentálním modelu TS - měření a testování na existujícím TS - diagnostiky na existujícím TS a sběru informací od zákazníků TS : Rychlost Přesnost Náklady Poznámky: Při použití poznatků PoX je nutné uvažovat i pravděpodobné mezní stavy všech vstupů i výstupů TrfS a TS v jednotlivých životních etapách konstruovaného TS. - Všechny uvedené „technologie“ mohou být s počítačovou podporou i bez . Pojem „počítačová metoda“ je charakteristika podle „formy“ nikoli „obsahu“. Pozor, počítač je „nástroj“ (výstižněji: „zesilovač“!) nikoli metoda!!!- i 30.12.2009 © S. Hosnedl © S. Hosnedl 15 

4 Metodické poznatky k TS K INFORMACI 4.2 Predikce vlastn. TS (PoX) a konstr. z hled. vlastn. TS (DfX) POZNATKY PoX PRO KONSTRUOVÁNÍ TS (2) Obr.: Příklady vlivu „technologie“ realizace PoX na čas potřebný na zjištění (hodnot charakteristik) vlastností TS 30.12.2009 © S. Hosnedl © S. Hosnedl 16  16

Deskriptivní vlastnosti TS 4 Metodické poznatky k TS 4.2 Predikce vlastn. TS (PoX) a konstr. z hled. vlastn. TS (DfX) POTŘEBNÉ POZNATKY PoX PRO KONSTRUOVÁNÍ TS (3) Vlastnosti k transformačním funkcím/účinkům Vlastnosti k provozuschopnosti: - spolehlivost - životnost - vhodnost pro údržbu - potřeba místa - potřeba energie Vlastnosti k ost. TS &Tg pro výrobu Vlastnosti k odb. informačnímu systému. Reflektivní vlastnosti TS Tuhost Odolnost proti mrazu Odolnost proti žáru Odolnost proti korozi Odolnost proti opotřebení atd. Tvrdost Pevnost Stavební struktura: - prvky - rozměry prvky: - tvary - uspořádání - materiály - druhy výroby - stavy povrchu - odchylky od jm.hodn. Reaktivní vlastn. TS Obecné konstr. vlastnosti TS Elem. konstr. vlastnosti TS ....Přímá úměrnost ....Nepřímá úměrnost - ergonomie - bezpečnost Vlastnosti k člověku: Vlastnosti k ost. TS &Tg pro distribuci Vlastnosti k ost. TS &Tg pro likvidaci Vlastnosti k manažerskému inf. systému - vzhled Vlastnosti k ost. TS &Tg pro předv. et. Vlastnosti k akt.&reakt. M&E prostředí í Konstr. znaky Technologický pricip a způsob Pracovní princip Funkční struktura Orgánová struktura Deskriptivní vlastnosti TS - čistitelnost Obr.: Příklady významu poznatků PoX pro predikci, tj. včasné zjištění (identifikaci, nevhodně „kontrolu“) (hodnot indikátorů) reflektivních, příp. reaktivních vlastností pro dané elementární konstrukční vlastnosti (navržené, příp. existující stavební struktury) TS. 21.06.2013 © S. Hosnedl © S. Hosnedl 17 

i 4 Metodické poznatky k TS 4.2 Predikce vlastn. TS (PoX) a konstr. z hled. vlastn. TS (DfX) DŮLEŽITÉ POZNATKY DfX PRO KONSTRUOVÁNÍ TS (1) Princip poznatků DfX: Poznatky (metody, pravidla, údaje), jak docílit požadované (hodnoty charakteristik) dané vlastnosti X pomocí elementárních konstrukčních vlastností navrhované („stanovované“) stavební struktury TS (obecně: stavební struktury uvažované třídy TS na libovolné hierarchické úrovni abstraktnosti, případně komplexnosti) . Způsoby („technologie“) realizace DfX: - myšlenkové syntézy na základě zkušeností a podkladů - výpočtové syntézy a optimalizace : Vzhledem ke složitosti a komplexnosti poznatků DfX se však běžně využívá i strategie iterativního využíváním jednodušeji aplikovatelných poznatků PoX : - navržení (části nebo celku) TS, využití poznatků PoX a následné zlepšení (z hlediska příslušné vlastnosti X) Poznámky: Při použití poznatků DfX je nutné uvažovat i pravděpodobné mezní stavy všech vstupů i výstupů TrfS a TS v jednotlivých životních etapách konstruovaného TS. Při konstruování TS nelze samozřejmě poznatky DfX používat izolovaně jen pro jednotlivé vlastnosti, ale jedině „souběžně“ pro všechny vlastnosti požadované na TS! i 30.12.2009 © S. Hosnedl © S. Hosnedl 18 © S. Hosnedl 

4 Metodické poznatky k TS PRO ÚPLNOST 4.2 Predikce vlastn. TS (PoX) a konstr. z hled. vlastn. TS (DfX) POZNATKY DfX PRO KONSTRUOVÁNÍ TS (2) Obr.: Symbolické znázornění individuálního a optimalizovaného komplexního využití vybraných skupin poznatků DfX 30.12.2009 © S. Hosnedl © S. Hosnedl 19 

Deskriptivní vlastnosti TS 4 Metodické poznatky k TS 4.2 Predikce vlastn. TS (PoX) a konstr. z hled. vlastn. TS (DfX) POTŘEBNÉ POZNATKY DfX PRO KONSTRUOVÁNÍ TS (3) Vlastnosti k transformačním funkcím/účinkům Vlastnosti k provozuschopnosti: - spolehlivost - životnost - vhodnost pro údržbu - potřeba místa - potřeba energie Vlastnosti k ost. TS &Tg pro výrobu Vlastnosti k odb. informačnímu systému. Reflektivní vlastnosti TS Tuhost Odolnost proti mrazu Odolnost proti žáru Odolnost proti korozi Odolnost proti opotřebení atd. Tvrdost Pevnost Stavební struktura: - prvky - rozměry prvky: - tvary - uspořádání - materiály - druhy výroby - stavy povrchu - odchylky od jm.hodn. Reaktivní vlastn. TS Obecné konstr. vlastnosti TS Elem. konstr. vlastnosti TS ....Přímá úměrnost ....Nepřímá úměrnost - ergonomie - bezpečnost Vlastnosti k člověku: Vlastnosti k ost. TS &Tg pro distribuci Vlastnosti k ost. TS &Tg pro likvidaci Vlastnosti k manažerskému inf. systému - vzhled Vlastnosti k ost. TS &Tg pro předv. et. Vlastnosti k akt.&reakt. M&E prostředí í Konstr. znaky Technologický pricip a způsob Pracovní princip Funkční struktura Orgánová struktura Deskriptivní vlastnosti TS - čistitelnost Obr.: Příklady významu poznatků DfX pro stanovení, tj. včasné navržení (hodnot charakteristik) elementární ch konstrukční vlastností (konstruované stavební struktury) TS pro požadované (hodnoty charakteristik) reflektivní, příp. reaktivní vlastnost 21.06.2013 © S. Hosnedl © S. Hosnedl 20 

Podkapitola 4.3 Poznatky PoX a DfX ke třídám vlastností TS 4 Metodické poznatky k Technickým systémům (TS) Podkapitola 4.3 Poznatky PoX a DfX ke třídám vlastností TS (s přílohou v samostatném souboru ) PRO ÚPLNOST 30.12.2009 © S. Hosnedl 21 

i 4 Metodické poznatky k TS K INFORMACI 4.3 Poznatky (PoX) a (DfX) ke třídám vlastností TS ZÁKLADNÍ POZNATKY Koncepce zpracování: Vzhledem k obecnému nedostatku systematicky zpracovaných poznatků PoX a DfX pro obecný TS a značnému počtu tříd vlastností TS, bylo nutné tuto podkapitolu zpracovat především jako systematickou taxonomii pro individuálně soustřeďované poznatky. Speciální poznatky PoX a DfX pro jednotlivé třídy vlastností lze získávat z příslušných vědních, společenských, inženýrských, výrobních a dalších oblastí oborů, často zaměřených i jen na některý výrobkový obor TS. Vybrané ukázky (viz samost. Příl. Podkap. 4.3) jsou soustředěny na poznatky pro konstruování TS z hledisek vlastností - DfX, neboť ty jsou dostupné obtížněji než poznatky pro predikci (tj. „zjišťování“ - nesprávně „kontroly“!) jednotlivých vlastností konstruovaného TS - PoX, které jsou na strojních fakultách často obvyklou součástí odborných konstrukčních i dalších souvisejících předmětů (i když není zmiňováno, že se jedná o poznatky PoX).. Poznámky: - Zpracované poznatky jsou vzhledem k informativnímu charakteru připojeny pouze jako příloha této podkapitoly a na následujících listech je uveden pouze obsah této přílohy. - Vzhledem k přehledovému a informativnímu charakteru uváděných poznatků je nebylo možné, ale ani nutné v rámci jednotlivých tříd podrobněji strukturovat jak je teoreticky uvedeno v  Podkapitole 4.2. - Pro přehlednost jsou u jednotlivých tříd vlastností uvedeny kromě metodických poznatků i základní teoretické poznatky. i 15.05.2013 © S. Hosnedl © S. Hosnedl 22  22

4 Metodické poznatky k TS K INFORMACI 4.3 Poznatky (PoX) a (DfX) ke třídám vlastností TS I TAXONOMIE POZNATKŮ PoX&DfX PRO DOMÉNU REFLEKTIVNÍCH VLASTNOSTI TS PoX&DfX pro Technické&Technolog. Reflektivní vlastnosti TS k provoz. etapě LC: PoX&DfX pro Tech. & Tg. vlastnosti k transformačním funkcím/účinkům TS PoX&DfX pro Ostatní Tech. & Tg. vlastnosti TS pro provoz PoX&DfX pro Ost. Reflektivních vlastnosti TS (každá třída ke všem etapám LC!): - PoX&DfX pro vlastnosti k člověku (lidem) a ostatním živým bytostem (HuS) PoX&DfX pro vlastnosti k ostatním tech. systémům a k technologiím (TS & Tg) PoX&DfX pro vlastnosti k akt.&reakt.okolnímu M&E přírodnímu systému (AR NS Env) PoX&DfX pro vlastnosti k odbornému informačnímu systému (IS) PoX&DfX pro vlastnosti k manažerskému infomačnímu systému (MgS) 15.05.2013 © S. Hosnedl © S. Hosnedl 23 

4 Metodické poznatky k TS K INFORMACI 4.3 Poznatky (PoX) a (DfX) ke třídám vlastností TS Il TAXONOMIE POZNATKŮ PoX&DfX PRO DOMÉNU REAKTIVNÍCH VLASTN. TS (1) PoX&DfX pro Mechanické vlastnosti: PoX&DfX pro (makro)povrchové vlastnosti PoX&DfX pro (makro)objemové vlastnosti PoX&DfX pro mikropovrchové vlastnosti PoX&DfX pro mikroobjemové vlastnosti PoX&DfX pro pevnostní vlastnosti PoX&DfX pro deformační vlastnosti PoX&DfX pro dynamické vlastnosti PoX&DfX pro tribologické vlastnosti PoX&DfX pro … 15.05.2013 © S. Hosnedl © S. Hosnedl 24 © S. Hosnedl 

4 Metodické poznatky k TS K INFORMACI 4.3 Poznatky (PoX) a (DfX) ke třídám vlastností TS Il TAXONOMIE POZNATKŮ PoX&DfX PRO DOMÉNU REAKTIVNÍCH VLASTN. TS (2) PoX&DfX pro Tepelné vlastnosti PoX&DfX pro Chemické vlastnosti PoX&DfX pro Akustické vlastnosti PoX&DfX pro Optické vlastnosti PoX&DfX pro Elektrické vlastnosti PoX&DfX pro Nukleární vlastnosti PoX&DfX pro Chemicko-mechanické vlastnosti PoX&DfX pro Technologické vlastnosti PoX&DfX pro Vlastnosti ve vztahu k biologii PoX&DfX pro Vlastnosti ve vztahu k botanice PoX&DfX pro Vlastnosti ve vztahu k zoologii PoX&DfX pro Vlastnosti ve vztahu k člověku PoX&DfX pro … 15.05.2013 © S. Hosnedl © S. Hosnedl 25 

4 Metodické poznatky k TS K INFORMACI 4.3 Poznatky (PoX) a (DfX) ke třídám vlastností TS IlI TAXONOMIE POZNATKŮ PoX&DfX PRO DOMÉNU DESKRIPTIVNÍCH VLASTNOSTÍ TS PoX&DfX pro Elementární konstrukční vlastnosti: • PoX&DfX pro stavební strukturu TS: PoX&DfX pro prvky stavební struktury PoX&DfX pro jejich uspořádání • PoX&DfX pro prvky stavební struktury TS: PoX&DfX pro tvary PoX&DfX pro rozměry PoX&DfX pro způsoby výroby PoX&DfX pro stavy povrchů PoX&DfX pro odchylky od jmen hodnot PoX&DfX pro Znakové konstrukční vlastnosti/charakteristiky: PoX&DfX pro strukturní (konstrukční) znaky PoX&DfX pro pracovní (funkční) znaky PoX&DfX pro transformační (technologické ) znaky PoX&DfX pro obecné (fyzikální, mechanické, tepelné apod. konstrukční) znaky PoX&DfX pro … 15.05.2013 © S. Hosnedl © S. Hosnedl 26 

Podkapitola 4.4 Predikce vývoje vlastností TS v čase 4 Metodické poznatky k Technickým systémům (TS) Podkapitola 4.4 Predikce vývoje vlastností TS v čase 30.12.2009 27 © S. Hosnedl 

Obr. : Příklady vývoje TS v čase ve vybraných oborech 4 Metodické poznatky k TS K INFORMACI 4.4 Predikce vývoje vlastností TS v čase VÝVOJ TS V ČASE (1) čas Obr. : Příklady vývoje TS v čase ve vybraných oborech 30.12.2009 © S. Hosnedl © S. Hosnedl 28 

4 Metodické poznatky k TS 4.4 Predikce vývoje vlastností TS v čase POTŘEBNÉ VÝVOJ TS V ČASE (2) Inovace TS (vývojové stupně TS v čase): viditelné změny (velikost, tvar, … ) „skryté“ změny (spolehlivost, výkon, … ) Rozsah inovací TS: dílčí (mutace): kvantitativní změny vlastností TS podstatné (nové generace): kvalitativní změny (technologické, transformační, … principy) Rychlost inovací TS: trvale roste Inovace TS v čase: - vývoj (hodnot charakteristik) deskriptivních vlastností TS (a s nimi provázaných reaktivních vlastností), které jsou však vyvolávány požadavky na změny (hodnot charakteristik) vlastností reflektivních Stav techniky (State of the Art): - představován špičkovým TS v daném oboru v daném čase Vývojová řada TS určité třídy: - zdroj cenných poznatků pro predikci vývojových tendencí i při konstruování nových TS! 30.12.2009 © S. Hosnedl 29 

4 Metodické poznatky k TS 4.4 Predikce vývoje vlastností TS v čase K INFORMACI 4.4 Predikce vývoje vlastností TS v čase VÝVOJ (HODNOT IDENTIFIKÁTORŮ) REFLEKTIVNÍCH VLASTNOSTÍ TS V ČASE (1) Obr. : Příklady vývoje v čase mezních hodnot rychlosti dopravních prostředků obecně a v jednotlivých třídách 23.11.2010 © S. Hosnedl © S. Hosnedl 30 

4 Metodické poznatky k TS 4.4 Predikce vývoje vlastností TS v čase K INFORMACI 4.4 Predikce vývoje vlastností TS v čase VÝVOJ (HODNOT IDENTIFIKÁTORŮ) REFLEKTIVNÍCH VLASTNOSTÍ TS V ČASE (2) Závislost mezních hodnot na vývojových změnách: konstrukce stavební struktury TS, tj. na změnách hodnot indikátorů deskriptivních vlastností TS (a jimi vyvolaných změnách (hodnot indikátorů) reaktivních vlastností TS), tj. na změnách elementárních a zejména znakových konstrukčních vlastností TS např.: změna funkčního principu motoru: pístový motor  turbína, funkčního principu pohonu: vrtulí  tryskou, příp. technologického principu: doprava po silnici  doprava po železnici; aktivního a reaktivního okolí, v němž se transformace s TS uskutečňuje např.: změna povrchu vozovky: válcovaný asfalt  přebroušený beton. Vývojové křivky mezních hodnot: Křivky se asymptoticky přibližují k určitým mezním hodnotám. Mezní hodnoty jsou v každém období dány stavem poznání a aplikovatelnosti přírodních zákonitostí, proto se též vyvíjejí např. : omezení vyplývající z  pevnosti existujících/vyrobitelných materiálů. - Křivky jsou zdrojem cenných poznatků pro predikci vývojových tendencí (mezních hodnot indikátorů/partametrů) reflektivních vlastností TS při konstruování nových TS! 25.01.2013 © S. Hosnedl 31 

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 32