Jak dál v metodice konstruování obráběcích strojů? HOW TO GO FURTHER IN DESIGNING METHODOLOGY OF MACHINE TOOLS? HOW TO GO FURTHER IN DESIGNING METHODOLOGY OF MACHINE TOOLS? AEDS 2006 Workshop, , Pilsen – CZECH REPUBLIC Doc.Dr.Ing.Jiří MAREK – technický ředitel TOSHULIN,a.s. Hulín,

Adresa :Wolkerova HULÍN CZECH REPUBLIC Generální ředitel:Ing. Marian Sedlář Počet zaměstnanců:390 Rozloha firmy: m 2 Telefon: Fax: Internet:

Hlavní zákazníci  ABB Vetco Gray - Venezuela  ABC Compresores – Spain  Bendix France  BHEL Tiruchirappali – India  Cincinnati Milacron Austria  Daimler Chrysler Adtrans – Sweden  GTRE Bangalore – India  GE Aircraft Engines – USA  GE Power Systems – USA  HV Turbo – Denmark  Hindustan Aeronautics - India  Jean Gallay – Switzerland  PT Siemens Jakarta – Indonesia  Rolls Royce Plc. – Great Britain  Sandvik Rock Tools, Inc. - USA  Saudi Iron & Steel – Saudi Arabia  SNECMA – France  Tusas Engine Industries – Turkey  Wyman Gordon – Great Britain  Xi‘an Aero – China Společnost zaujímá 15% světového trhu se svislými soustruhy

Nepsané konstrukční zákony Teorie kolegy Sýkory Všichni konstruktéři jsou v podstatě hrdi na to jak své dílo vykonstruovali složitě Markův dovětěk : Markův dovětěk : a draze Markův teorém: Porušení fyzikálních zákonů je pro konstruktéra dílem okamžiku, zejména pokud se jedná o neprostupnost hmoty Konstatování finančního ředitele Čejky: A to chtějí pořád peníze a efekt žádný Bajka výrobního ředitele Ničajevského: Co na tom kreslíte tak dlouho? Však máte ty CADy tak to jenom zvětšete a na těch obrazovkách se s tím popasujte

1) ÚVOD Introduction  Určuje vlastnosti výrobku (obráběcího stroje) trh nebo nebo je to naopak? Are properties of a product (of a machine tool) determined by the market or rather the opposite is true ?  V každém případě je obráběcí stroj úspěšný pouze tehdy, je-li nakoupen a je-li o něj zájem. In every case, the machine tool can be successful only if it is bought and if customers are interested in it.  Kdo bude stanovovat tyto užitné hodnoty zákazník nebo vývojové oddělení? Opět nemůžeme jednoznačně odpovědět. Who will specify these utility values, a customer or the development department ? Again, it is not possible to give an explicit answer.  TOSHULIN, a.s. má obsazeno % světového trhu. TOSHULIN, a.s. covers % of the world market.

 Vývojové oddělení (konstrukce) tvoří dle našich zkušeností 70 % nákladů budoucího obráběcího stroje. Z toho plyne, že cesta k udržení trhu a snížení nákladů vede přes vývojové (konstrukční) oddělení, které musí: 1) technicky optimalizovat výrobek 2) cenově optimalizovat výrobek 3) učinit opatření pro to aby výrobek byl funkčně spolehlivý a bezpečný According to our experience, the development department (designing department) creates 70 % of the costs necessary for the future machine tool. It follows from this fact, that the way how to keep the market and to decrease the costs leads through the development (designing) department which must: 1) optimize the product technically 2) optimize the product regarding to its price 3) take all necessary measures to make the product safe and reliable regarding to its function  Konstrukce je tedy slabým (úzkým) místem v hierarchii firmy (obr.1). Therefore, the designing department is a weak (narrow) place in the company’s hierarchy (Fig. 1).

Designing Commer- cial section Marketing + offer Customer’s requirement Technology Purchase Produc- tion Assem- bly Finished machine knowledge  %  year delivery time  in months  year

 Systematické konstruování, metodika konstruování, teorie technických systémů a konstruování může být jednou z možností jak rozšířit hrdlo láhve, tím rychleji reagovat na požadavky zákazníka a držet podíl na světovém trhu. Na jaké problémy se naráží při aplikaci systematického konstruování to bude dále diskutováno. Systematic designing, designing methodology, theory of technical systems and designing theory can represent one of the possibilities how to increase the bottle neck, and due to this, to be able to respond to customers’ requirements more quickly and to keep the share on the world market. Hereinafter, the problems will be discussed which can be met at application of systematic designing. 2) Vliv trhu na konstrukci obráběcího stroje Influence of the market on machine - tool design

 TOSHULIN, a.s. provádí vývoj nových strojů dvojím způsobem: 1) Vývoj zákaznicky orientovaných strojů –přímo na zákazníka. Pro prototyp existuje zákazník a firma dodává tzv. customizovaný stroj. 2) Vývoj prototypů bez zákazníka. I zde mohou být aplikovány metody systematického konstruování. TOSHULIN, a.s. performs the development of new machines in two ways: 1) Development of customer oriented machines – a machine is specified for a particular customer. There is a customer for the prototype available and the company supplies a customized machine. 2) Development of prototypes without a customer. Also here it is possible to apply the systematic designing methods. 3) Systematické konstruování obráběcích strojů v TOSHULIN Systematic designing of machine tools at TOSHULIN

 Proces vzniku obráběcího stroje (technického systému) se děje pod vlivem 3 vnitřních faktorů a 3 vnějších The origination process of a machine tool (of a technical system) is performed under the influence of 3 internal factors and 3 external factors.

competition price time market quality frame conditions  Vnitřní faktory (kvalita, cena, čas) může firma řešit společně aplikací metod tvůrčí a systematické práce. Hledání řešení systematicky je časově náročnější (obr. 4) ovšem přínos by měl být efektivnější. The company can solve internal factors (quality, price, time) applying creative and systematic work. If the solution is searched systematically, it takes more time, but the contribution should be more effective.

TARGET attempt, error system approach time Investment  Při konstruování působí tzv. synergický efekt. The so called synergy effect acts during designing.

DESIGNING PROCESS MANAGEMENT OF INFLUENCE OF offer process standards (CE, safety of work, etc.) designing process itself CA technologies quality customer’s requirements heredity internal factors – designing process innovation external factors – technical development state risk management virtual prototyping crisis situations

Offer  technical  financial  after ‑ warranty Design building of a machine tool  Hubka, Eder, Hosnedl  M. Andreasen  Shetty  a others Control system  operational safety Risk management  related to the CE declaration Shape design  supporting structures  protective guards Management of crises  at designing  at assembly of the prototype SYNERGY EFFECT Management of the machine ‑ tool designing process PRICE TIME QUALITY

 Nicméně všeobecně vzato v současné době brání masovému nasazení jakýkoliv metodik konstruování ve firmě TOSHULIN následující aspekty: a) Nelze aplikovat myšlenku, že touto metodiku bude řešit konstrukční problémy každý tvůrčí konstruktér. Brání mu v tom různé faktory. b) Ne všichni mají vlohy pro systematické přemýšlení a tím jsou omezeny schopnosti aplikace. c) Někteří tvůrčí konstruktéři mají velmi vyvinutý cit pro intuitivní složku řešení problémů a nedokáží popsat vznik svých myšlenek. Přitom však jimi navržená řešení bez chyby fungují. Pak se ptají proč by měli měnit své myšlení. d)Některé metodiky konstruování neřeší celou souvislost, kterou autor nazývá synergický efekt Nevertheless, considered in general, the following aspects restrict the mass application of any designing methodologies at TOSHULIN company at the current time: a) It is not possible to apply the idea that every creative designer will solve design problems by means of this methodology. Various factors restrict him. b) Not all designers have abilities to think systematically and due to this, application facilities are restricted. c) Some creative designers have a very well developed feeling for the intuitive component of problem solution, but they are not able to describe origination of their ideas. However, the solutions designed by them function without any mistakes. Then, these designers ask why they should change their thinking. d) Some designing methodologies do not solve the complete context and relationship called "synergy effect" by the author

4) Poznámky a úvahy Notes and considerations  Aplikace některých metodik konstruování je pro konstrukci obráběcích strojů v TOSHULIN, a.s. v současné době ve slepé uličce.  Masové nasazení nemůže být provedeno z důvodů rozličných konstrukčních povah jednotlivých konstruktérů  Vlastní metodiku může provádět pouze jeden až dva lidé, kteří k tomu mají předpoklady (systematičnost, trpělivost a vytrvalost). Tito lidé se nemůžou zabývat už jinou činností.  Některé metodiky konstruování jsou mnohdy příliš složité a pracné. Jistým řešením by mohly být úvahy prof. Hosnedla (obr. 8).Tudy by mohla vést cesta.  Considering the machine ‑ tool designing process at TOSHULIN, a.s., application of some designing methodologies goes down a blind alley at the current time.  Mass application cannot be performed for the reasons that particular designers have various designing nature and disposition.  Methodology can be performed only by one person or two people who have preconditions for it (orderliness and systematism, patience and perseverance). These people cannot deal with any other activities more.  In many cases, some designing methodologies are very complicated and work ‑ demanding. A particular solution could be seen in Prof. Hosnedl’s considerations. The correct method may lead this way.

Types of design engineers spouter of ideas he makes designs and problem solutions without any consideration of all possible results and consequences system designer he examines all ideas and thoughts systematically finisher of ideas he elaborates independently in details the ideas which he gets to elaborate routine engineer efficient and reliable engineer; however, he has little creative approach attendance engineer he provides current agenda [1%] [5%] [54%][30%][10%]

5) Závěr Acknowledgement  Cestou z této slepé uličky by mohly být úvahy prof. Hosnedla (viz výše), které modifikují metodiky konstruování, tak aby bylo konstrukční problém možno řešit na různých úrovních složitosti (tzv. integrace strategií). The method how to get off from this blind alley could be seen in Prof. Hosnedl’s considerations (see above) which modify designing methodologies so that the design problem can be solved on various complexity levels (so ‑ called strategy integration).

Příklad Example – design of new VTL ?

DfF DfADfC DfF DfADfC DfF DfADfC

Děkuji za pozornost. tel.: TOSHULIN,a.s, Wolkerova 845,CZ HULÍN