Katedra konstruování strojů

Prezentace na téma: "Katedra konstruování strojů"— Transkript prezentace:

1 Katedra konstruování strojů
Navrhování a hodnocení technického produktu z hlediska vlastností KKS/DFX Podklady k přednášce – Kapitola 3 Prof. Ing. Stanislav Hosnedl, CSc. g_DFX/ Plzeň, 2016 Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.

2 - Technický systém (TS) a jeho vlastnosti
Navrhování a hodnocení technického produktu z hlediska vlastností PRO ÚPLNOST K INFORMACI POTŘEBNÉ DŮLEŽITÉ Technický produkt - Technický systém (TS) a jeho vlastnosti © S. Hosnedl 2

3 - Technický systém (TS) a jeho vlastnosti
3 Technický produkt - Technický systém (TS) a jeho vlastnosti TECHNICKÝ PRODUKT JAKO TECHNICKÝ SYSTÉM (TS) TS(s) LIFE CYCLE STAGES FOCUSED ON THE RESPECTIVE TRANSFORMATIONS Produkt ? Technický produkt ? 3 

4 - Technický systém (TS) a jeho vlastnosti
3 Technický produkt - Technický systém (TS) a jeho vlastnosti DŮLEŽITÉ PRODUKT a TECHNICKÝ PRODUKT (1) Produkt - výsledek procesu [CSN-EN-ISO , odst ]. © S. Hosnedl 4 

5 i 3 Technický produkt - Technický systém (TS) a jeho vlastnosti
DŮLEŽITÉ PRODUKT a TECHNICKÝ PRODUKT (2) Technický produkt (oproti: umělecký, potravinářský, …): vyrobený přemístitelný výrobek (komplexní strojní zařízení, stroj, přístroj, … ) i technické zařízení (budovy, dopravní stavby, inženýrské sítě, továrny, elektrárny …) , tj. objekt s výrazným inženýrským obsahem včetně jeho částí a to i v rozpracovaných fázích (základy, hrubá stavba … , komplexy, montážní jednotky, součásti, polotovary, suroviny) a návrhové etapě (tj. ve formě technické dokumentace). - produkt s dominantním inženýrským obsahem [Eder&Hosnedl 2008] Poznámky: - Stroj = technický výrobek na bázi mechanismů, který ulehčuje a nahrazuje fyzickou, příp. zčásti i duševní práci člověka - Nástroj = technický výrobek, který ulehčuje práci člověka - Toto je tradiční pojetí technického produktu/TS s výhradním zaměřením na jeho hmotnou realizaci (viz i dřívější verze přednášek ZKM), které je nutné podstatně rozšířit, jak je dále uvedeno. i © S. Hosnedl 5 

6 - Technický systém (TS) a jeho vlastnosti
3 Technický produkt - Technický systém (TS) a jeho vlastnosti TECHNICKÝ PRODUKT JAKO TECHNICKÝ SYSTÉM (TS) TS(s) LIFE CYCLE STAGES FOCUSED ON THE RESPECTIVE TRANSFORMATIONS Technický produkt ? Technický systém ? © S. Hosnedl 6 

7 - Technický systém (TS) a jeho vlastnosti
3 Technický produkt - Technický systém (TS) a jeho vlastnosti DŮLEŽITÉ TECHNICKÝ PRODUKT JAKO TECHNICKÝ SYSTÉM (TS) Technický systém (TS): technický produkt chápaný jako systém. Technický produkt je chápán jako Technický systém (TS) ve všech jeho vznikových fázích a nehmotných i hmotných formách vyskytujících se v etapách jeho životního cyklu. Obecně obsahuje všechny generické složky technického produktu [CSN-EN-ISO , odst ] v komplexním pojetí EDSM [Hosnedl 2006c] . Budeme však především zaměřeni na hmotné (tj. objektové) strojní produkty s dominantní HW složkou. © S. Hosnedl 7 

8 – příklady u osobního automobilu
3 Technický produkt K INFORMACI - Technický systém (TS) a jeho vlastnosti TECHNICKÝ PRODUKT JAKO HETEROGENNÍ TECHNICKÝ PRODUKT (4) ASSISTANCE- WARE (AW) FORMLESS- (FW) HARDWARE (HW) SOFTWARE (SW) ENERGY- (EW) HW pro SW HW pro AW HW pro FW HW pro EW Obr. : Generické složky technického produktu v komplexním systémovém pojetí EDSM [Hosnedl 2006c] – příklady u osobního automobilu © S. Hosnedl 8 

9 - Technický systém (TS) a jeho vlastnosti
3 Technický produkt K INFORMACI - Technický systém (TS) a jeho vlastnosti TECHNICKÝ PRODUKT JAKO HETEROGENNÍ TECHNICKÝ PRODUKT (5) Heterogenní inovace technických produktů (1) Obr.: Příklady heterogenních inovací konstrukčních orgánů technických produktů [Kopecký&Hosnedl 2012] 9 

10 - Technický systém (TS) a jeho vlastnosti
3 Technický produkt K INFORMACI - Technický systém (TS) a jeho vlastnosti TECHNICKÝ PRODUKT JAKO HETEROGENNÍ TECHNICKÝ PRODUKT (6) Heterogenní inovace technických produktů (2) Obr.: Příklady heterogenních inovací konstrukčních orgánů technických produktů [Kopecký&Hosnedl 2012] 10 10  

11 - Technický systém (TS) a jeho vlastnosti
3 Technický produkt - Technický systém (TS) a jeho vlastnosti ŽIVOTNÍ ETAPY TSLC Etapy životního cyklu TS jeho sekvence Transformační ch procesů? Etapy životního cyklu TS jeho sekvence Transformační ch procesů? Integrace životních cyklů TS ?  11

12 i 3 Technický produkt - Technický systém (TS) a jeho vlastnosti
DŮLEŽITÉ ŽIVOTNÍ ETAPY TSLC Životní cyklus technického systému (TS) je racionální rozdělit do jednotlivých etap. To lze provést podle různých hledisek, např. podle místa jejich realizace (management, konstrukce, technologie, dílna, expedice, … ). Pro potřeby konstruování TS je optimální rozdělení životních etap TS do etap podle klíčových životních přeměn (transformačních procesů), protože mají shodnou obecnou strukturu [Hosnedl 2006c]. To potom např. umožňuje do požadavků na TS, návrhu TS, do hodnocení TS apod. jednoduše zahrnout řadu důležitých hledisek týkajících se celého životního cyklu, jako např. bezpečnost, ekologičnost, atd., které se převážně chybně vztahují pouze k provozu TS, likvidaci TS apod. Přitom obecném procesním pojetí životního cyklu TS lze racionálně zahrnout i rozdílnou kvalitu jednotlivých faktorů (např. člověka, technických prostředků apod.) v  jednotlivých etapách (např. ve výrobní etapě , v provozní etapě, v likvidační etapě , apod.)! Poznámky: - Životní etapy TS je souhrnný pojem pro: = Etapy vývoje a existence TS, nebo správně: = Etapy vývoje, existence a likvidace TS - Pozor, v oblasti CA technologií se jako životní cyklus označují pouze vývojové etapy životního cyklu technického produktu/systému (TS) viz např. [Mezihradský 2008], , a řízení/management odpovídajících CA dat jako Product Life Cycle Management (PLM) viz např. [Berger 2008], a mnoho dalších. Podobně se v obchodní sféře označuje jako životní cyklus TS období od jeho uvedení na trh až po jeho stažení. Nejužší používané pojetí životního cyklu TS je pak uživatelské pojetí od pořízení TS až po jeho vyřazení z provozu. i © S. Hosnedl 12 

13 - Technický systém (TS) a jeho vlastnosti
3 Technický produkt - Technický systém (TS) a jeho vlastnosti DŮLEŽITÉ ŽIVOTNÍ ETAPY TSLC SE ZŘETELEM K TRANSF. PROCESŮM/SYSTÉMŮM (TrfP/TrfS) (1) Člověk HuS Tech.Syst. TS Inf.Syst. IS Manaž.Syst. MgS Plánování vzniku TSLC Konstruování TSLC Technologická a organizační přípr. výroby a ost. živ. etap TSLC Výroba TSLC vč.montáže, test.,kontr. kval. výr. ap. Distribuování TSLC vč. balení, skladov., instalování, ap. Provozování TSLC provozní proces vč.údržby, oprav,ap. Likvidace TSLC vč. demontáže, separace, recyklace, ap A.&R.Prostř. AR Env TS≥TSLC Obr.: Životní cyklus TSLC jako série Transformačních procesů (TrfP) a příslušných Transformačních systémů (TrfS) © S. Hosnedl 13 

14 - Technický systém (TS) a jeho vlastnosti
3 Technický produkt - Technický systém (TS) a jeho vlastnosti INDIKÁTORY VLASTNOSTÍ a jejich HODNOTY TS(s) LIFE CYCLE STAGES FOCUSED ON THE RESPECTIVE TRANSFORMATIONS Indikátory vlastností ? Rozměry indikátorů vlastností ? Hodnoty indikátorů vlastností ? 14 

15 i 3 Technický produkt - Technický systém (TS) a jeho vlastnosti
DŮLEŽITÉ INDIKÁTORY VLASTNOSTÍ TS A JEJICH HODNOCENÍ (1) Každá vlastnost TS je specifikována (a dále měřena, porovnávána a hodnocena) smluvní nebo normativní množinou kritérií zde nazývaných jako “indikátory vlastnosti”. Velikost každého “indikátoru vlastnosti” je dále specifikována (a dále měřena, porovnávána a hodnocena) pomocí jedné (přímé) nebo více (nepřímých), (smluvních nebo normativních) souřadnicových „rozměrů“ (v nejširším slova smyslu, tj. měřitelných numericky i nenumericky), tj. pomocí velikosti odpovídajících “proměnných” měřených pomocí smluvních nebo normativních stupnic. Poznámky: - Např. u kvádru jsou takovými rozměrovými “indikátory vlastností” délka, šířka a výška, u koule průměr , apod.. Když je vlastnost definována pouze jedním “indikátorem vlastnosti”, pak se pojmy vlastnost a indikátor vlastnosti překrývají. Je však doporučeno i v tomto případě oba tyto pojmy rozlišovat. - Např. délka hrany součásti může být definována přímo pomocí jednoho délkového rozměru/proměnné nebo nepřímo jako délka vektoru určeného dvou nebo trojrozměrnými souřadnicemï jeho koncových bodů; dalším příkladem je tvar složité prostorové plochy TS definované např. množinou trojrozměrných souřadnic – tj. soustavou trojic „souřadnicových“ rozměrů/proměnných.) i © S. Hosnedl 15 

16 i 3 Technický produkt - Technický systém (TS) a jeho vlastnosti
DŮLEŽITÉ INDIKÁTORY VLASTNOSTÍ TS A JEJICH HODNOCENÍ (4) „Stav vlastnosti TS“ je definovaný pomocí stavů jejích indikátorů definovaných jejich (měřitelnými, specifikovatelnými, zjistitelnými/predikovatelnými, hodnotitelnými, …) hodnotami: Hodnota indikátoru vlastnosti TS se zjišťuje/měří (přímo nebo zprostředkovaně pomocí jiných vlastností/indikátorů vlastností TS) porovnáním s odpovídající měřicí stupnicí. Pro tutéž vlastnost může existovat i více měřicích stupnic!  Hodnota indikátoru vlastnosti TS  Stav indikátoru vlastnosti TS  Stav vlastnosti TS Poznámky: - V každodenní praxi, výuce, ale i v odborných publikacích se pod pojmem „vlastnost TS“ obvykle zjednodušeně rozumí „stav vlastnosti TS“ * (např. „změna vlastnosti TS“ znamená „změna stavu (indikátorů) vlastnosti TS“ , což v důsledku znamená „změna hodnot indikátorů vlastnosti TS“) **. - Ze shodných důvodů se i pojem „indikátor vlastnosti TS“ běžně používá ve významu „stav (příp. i hodnota) indikátoru vlastnosti TS“ * (např. pro indikátor „délka hrany“: „délka hrany je 150 mm“ místo „hodnota délky hrany je 150 mm“ ) ** . Teoreticky přesně se dokonce jedná o „stav projevení vlastnosti TS“, příp. „stav projevení indikátoru vlastnosti TS“, apod., což je však nepřijatelné pro jakékoli používání). ** Analogická zjednodušení se však používají i v matematice, kde se např. i výraz „y= f(x)“ běžně interpretuje jako „y se rovná f(x)“ místo „y se rovná hodnotě f(x)“). Pozor však na nezbytnost rozlišení tehdy, když tato záměna není možná nebo může způsobit chyby! i © S. Hosnedl 16 

17 Obr.: Příklad systematického popisu vlastností pro osobní automobil
3 Technický produkt - Technický systém (TS) a jeho vlastnosti NEEDED Příklady (pro osobní automobil): INDIKÁTORY VLASTNOSTÍ TS A JEJICH HODNOCENÍ (5) Struktura:  Hodnoty indikátoru vlastnosti TS  Indikátory vlastnosti TS  Vlastnost TS  TS: Osobní automobil  Třída: Vlastnosti k člověku (a ostatním živým bytostem)  Vlastnost: bezpečnost TS  Indikátor vlastnosti: počet airbagů [1]  Hodnota indikátoru vlastnosti: 4  Doména: Desktiptivní vlastnosti  Indikátor vlastnosti: brzdná vzdálenost (při 50 km/h, betonový podklad, suchý, …) [m]  Hodnota indikátoru vlastnosti: m  Třída: Behaviorální (reaktivní) konstrukční vlastnosti  Vlastnost: posunutí od deformací (např. hřídele B)  Indikátor vlastnosti: max. posunutí od ohybu uomax [mm] (při max. provozní zatížení)  Hodnota indikátoru vlastnosti: mm  Vlastnost: vzhled TS  Indikátor vlastnosti: celkový vzhled [stupnice: špatný; uspokojivý; dobrý; výborný]  Hodnota indikátoru vlastnosti: dobrý  Třída: Definiční (elementární) konstrukční vlastnosti  Vlastnost: rozměry součásti (např. poz. 6)  Indikátor vlastnosti: délka hrany b [mm]  Hodnota indikátoru vlastnosti: mm  Doména: Reflektované vlastnosti Příklady: Obr.: Příklad systematického popisu vlastností pro osobní automobil © S. Hosnedl 17  17

18 - Technický systém (TS) a jeho vlastnosti
3 Technický produkt - Technický systém (TS) a jeho vlastnosti TAXONOMIE VLASTNOSTÍ TECHNICKÉHO SYSTÉMU TS(s) LIFE CYCLE STAGES FOCUSED ON THE RESPECTIVE TRANSFORMATIONS Taxonomie vlastností ? Je to opravdu třeba ? © S. Hosnedl 18 

19 soustružit obrobek osvětlit prostor dopravovat náklad bezpečnost
3 Technický produkt K INFORMACI - Technický systém (TS) a jeho vlastnosti TAXONOMIE VLASTNOSTÍ TECHNICKÉHO SYSTÉMU TS(s) LIFE CYCLE STAGES FOCUSED ON THE RESPECTIVE TRANSFORMATIONS rychlost soustružit obrobek výkon osvětlit prostor otáčky síla bezpečnost dopravovat náklad snadná vyrobitelnost max. délka oblé tvary snadná manipulace snadná údržba jednoduchá montáž krátké dodací termíny nízké výrobní náklady snadné skladování šetrnost k životnímu prostředí snadná likvidovatelnost atd., atd, atd. ⇒ „ ∞ “ ? ? ? Obr. : Příklady vlastností (a tudíž i požadavků na) TS ⇒ naléhavá potřeba jejích uspořádání, tj. třídění (taxonomie) © S. Hosnedl 19 

20 - Technický systém (TS) a jeho vlastnosti
3 Technický produkt K INFORMACI - Technický systém (TS) a jeho vlastnosti INSTRUKTIVNÍ TŘÍDĚNÍ VLASTNOSTÍ TS (1) V minulosti se všeobecně předpokládalo, že je nekonečné množství vlastností TS a že vlastnosti různých druhů TS nemají nic společného. Shrnutím a zobecněním nahromaděných poznatků a zkušeností však byla postupně vyvinuta řada, nejprve oborových a následně i obecných, Instruktivních systémů třídění vlastností TS. © S. Hosnedl 20  20

21 - Technický systém (TS) a jeho vlastnosti
3 Technický produkt - Technický systém (TS) a jeho vlastnosti TEORIÍ PODLOŽENÉ TŘÍDĚNÍ VLASTNOSTÍ TS EDSM TS(s) LIFE CYCLE STAGES FOCUSED ON THE RESPECTIVE TRANSFORMATIONS Teorií podložené třídění vlastností TS ? Je to opravdu třeba ? © S. Hosnedl 21 

22 DESKRIPTIVNÍ VLASTNOSTI REFLEKTOVANÉ VLASTNOSTI
3 Technický produkt - Technický systém (TS) a jeho vlastnosti DŮLEŽITÉ PRINCIP TŘÍDĚNÍ VLASTNOSTÍ TS DO DOMÉN (2) DESKRIPTIVNÍ VLASTNOSTI Objektivní popis TS exaktními technickými znaky, konstrukcí, a chováním při definovaném zatížení (podnětu) REFLEKTOVANÉ VLASTNOSTI Subjektivní vnímání TS jeho posuzovateli Obr. : Základní roztřídění vlastností TS do dvou domén © S. Hosnedl 22 

23 - Technický systém (TS) a jeho vlastnosti
3 Technický produkt - Technický systém (TS) a jeho vlastnosti DŮLEŽITÉ TŘÍDĚNÍ VLASTNOSTÍ TS DO DOMÉN A TŘÍD Plánování vzniku TSLC Konstruování TSLC Technologická a organizační příprava výroby a ost. LC etap TSLC Výroba TSLC vč. montáže, testování, kontrol výr. kvality ap. Distribuování TSLC vč. balení, skladování, instalování, ap. Provozování TSLC provozní proces vč.údržby, oprav,ap. Likvidace TSLC vč. demontáže, separace, recyklace, apod. TS≥TSLC Σ Man.Systémy Σ MgS .A.&R. Přír..Syst. AR NS Σ Tech.Systémy Σ TS Σ Lidé a o.ž.byt. Σ HuS Σ Inf.Systémy Σ IS k jeho reflektování v průběhu životního cyklu I. Vlastnosti TSLC k jeho kauzálnímu popisu - deskripci II. Vlastnosti TSLC I. Doména REFLEKTOVANÝCH VLASTNOSTÍ TS Ia. Reflektované vlastnosti TSLC k Provoznímu procesu vč. jeho Operandu ≈ Technické & technologické vlastnosti TSLC v provozní etapě LC : 1. Vlastnosti TSLC k provozním funkcím/účinkům 2. Vlastnosti TSLC k provozuschopnosti Ib. Reflektované vlastn. TSLC k Operátorům Transformačních systémů vč. jejich přísluš. AR Env (každá vlastnost se obecně vztahuje ke všem etapám LC!): 3. Vlastnosti TSLC k člověku (lidem) a ost. živým bytostem (Σ HuS: HuS & AR HuS Env ) 4. Vlastnosti TSLC k ost. technickým systémům , tj. k tech.& tg prostř. ≠ TSLC (Σ TS: TS & AR TS Env) 7. Vlastnosti TSLC k manažerským systémům (manaž.informacím) (Σ MgS: MgS & AR MgS Env ) 5. Vlastnosti TSLC k akt&reakt. přírodním systémům (přírodním prostředím) (AR NS: AR NS Env ) 6. Vlastnosti TSLC k informačním systémům (odborným informacím) (Σ IS: IS & AR IS Env ) II. Doména DESKRIPTIVNÍCH VLASTNOSTÍ TS (vlastnosti jsou invariantní k etapám LC): 8. Behaviorální (reaktivní) konstrukční vlastnosti TSLC 9. Definiční (elementární) konstrukční vlastnosti TSLC 10. Znakové konstrukční vlastnosti (charakteristiky ) TSLC Obr.: Vztahy mezi životním cyklem TSLC a Doménami (I – II) a Třídami vlastností ( 1 – 10 ) TS © S. Hosnedl 23 

24 - Technický systém (TS) a jeho vlastnosti
3 Technický produkt - Technický systém (TS) a jeho vlastnosti DŮLEŽITÉ DOMÉNA REFLEKTOVANÝCH VLASTNOSTÍ TS (1) I. REFLEKTOVANÉ VLASTNOSTI - vyjadřují subjektivní vnímání TS jeho posuzovateli Hodnoty (indikátorů) těchto vlastností nesmí překročit specifikované (stanovené, závazné, obecně předpokládané, příp. vlastní) mezní hodnoty. Reflektované vlastnosti TS se vztahují k celému životnímu cyklu (LC) TS. Optimální model tohoto cyklu (označovaného také jako Product Life Cycle – PLC) je proto optimálním prostředkem pro úplné a efektivní strukturování těchto vlastností do tříd. S využitím [Hosnedl&Vaněk 2006a] a dalších navazujících prací byla zpracována dále uvedená inovovaná verze jejich třídění. © S. Hosnedl 24  24

25 - Technický systém (TS) a jeho vlastnosti
3 Technický produkt - Technický systém (TS) a jeho vlastnosti DŮLEŽITÉ DOMÉNA REFLEKTOVANÝCH VLASTNOSTÍ TS (2) I. REFLEKTOVANÉ VLASTNOSTI I.a Technické & technologické Reflektované vlastnosti TS k provozní etapě životního cyklu TS: Tyto vlastnosti se vztahují výhradně : - k uvažovanému Technickému systému (TS) (dosavadnímu / srovnatelnému / navrhovanému TS) k jeho Provoznímu Transformačnímu procesu (TrfP) (vč. údržby) © S. Hosnedl 25 

26 - Technický systém (TS) a jeho vlastnosti
3 Technický produkt - Technický systém (TS) a jeho vlastnosti POTŘEBNÉ DOMÉNA REFLEKTOVANÝCH VLASTNOSTÍ TS (3) 1. Třída vlastností - Technické a technologické vlastnosti k (hlavním&asistujícím) provozním transformačním funkcím/účinkům TS: Vhodnost pro aktivní (tj. „akcí“ TS docílenou z přivedených a transformovaných M, E, I vstupů) a/nebo pasivní (tj. „reakcí“ TS na působení transformovaného M, E, I, příp. L operandu) schopnosti docílit transformaci operandu (hlavní/transformační funkce, příp. účinky) a/nebo asistujících vstupů (asistující/podpůrné funkce, příp. účinky), (např.: upnout pro účinek upnutí, otáčet pro účinek otáčení, chladit pro účinek chlazení, apod. ) včetně hodnot jejich charakteristik/parametrů (např. příslušných hodnot výkonu, rychlostí, otáček apod. , což bylo dříve [Hubka&Eder 1988] považováno za samostatnou třídu vlastností TS!). Podtřídy (produktově invariantních) vlastností: 1.1 Funkce/účinky transformujícího TECHNICKÉHO OPERÁTORU (tj. uvažovaného TS) 1.2 Vhodnost funkcí/účinků TS pro TRANSFORMOVANÝ OPERAND 1.3 Vhodnost funkcí/účinků TS pro provozní TRANSFORMAČNÍ PROCES © S. Hosnedl 26 

27 - Technický systém (TS) a jeho vlastnosti
3 Technický produkt - Technický systém (TS) a jeho vlastnosti DŮLEŽITÉ DOMÉNA REFLEKTOVANÝCH VLASTNOSTÍ TS (4) 2. Třída vlastností - Ostatní technické a technologické vlastnosti TS pro provoz: Vhodnost pro spolehlivost a životnost, prostor a energie, a ostatní provozní podmínky. vč., údržby, oprav apod. Podtřídy (produktově invariantních) vlastností: 2.1 Vhodnost TS pro provoz v požadovaném místě • provozní prostředí, • základ, nosný TS, • připojení/spojení s okolním systémem, apod. 2.2 Vhodnost TS pro provoz v požadovaném časovém období • životnost, • četnost použití, • spolehlivost, apod. 2.3 Vhodnost TS pro asistující procesy • údržba&opravy, apod. © S. Hosnedl 27 

28 - Technický systém (TS) a jeho vlastnosti
3 Technický produkt - Technický systém (TS) a jeho vlastnosti DŮLEŽITÉ DOMÉNA REFLEKTOVANÝCH VLASTNOSTÍ TS (5) REFLEKTOVANÉ VLASTNOSTI I.b Reflektované vlastnosti TS k jednotlivým Operátorům TrfS : Každá z těchto vlastností se již vztahuje ke všem životním etapám (LC) TS !!!. © S. Hosnedl 28 

29 - Technický systém (TS) a jeho vlastnosti
3 Technický produkt - Technický systém (TS) a jeho vlastnosti DŮLEŽITÉ DOMÉNA REFLEKTOVANÝCH VLASTNOSTÍ TS (6) 3. Třída vlastností - Vlastn. k člověku a ost. živ. bytostem (vč. přísl. akt.&reakt.okolí): Vhodnost pro hodnoty, bezpečnost, zdravotní nezávadnost, ergonomičnost, příjemnost (zraková/ estetická, sluchová/zvuková, hmatová, čichová/pachová, příp. i chuťová), apod. pro člověka/živé bytosti : Podtřídy vlastností: (Každá podtřída se vztahuje ke všem etapám životního cyklu TS !!!) 3.0 Vhodnost TS pro hodnoty člověka & ost živé bytosti soulad se: • Sociál., • Kultur., apod. hodnotami člověka v politice, mínění, zvyklostech, ... 3.1 Vhodnost TS pro zdraví člověka: • bezpečnost, • hygieničnost, • ergonomičnost, apod. 3.2 Příjemnost TS pro smysly a vnímání člověka: • vzhled, • tichost, • vůně, apod.: pro zrak, sluch, hmat, čich, chuť & pocity apod. © S. Hosnedl 29 

30 - Technický systém (TS) a jeho vlastnosti
3 Technický produkt - Technický systém (TS) a jeho vlastnosti DŮLEŽITÉ DOMÉNA REFLEKTOVANÝCH VLASTNOSTÍ TS (7) 4. Třída vlastností - Vlastn. k ostatním TS (kromě navrhovaného, hodnoceného, …) (vč. přísl. akt.&reakt. okolí): Vhodnost pro nenáročnost na potřebné technické prostředky, kompatibilitu s ostatními aktivními nebo spolupracujícími TS apod., např. : v předvýrobních procesech Plánování, Konstruování, Tg. a Org. přípr. výroby vč. jejich dílčích procesů v procesu Výroby vč. dílčích procesů kooperací, nákupu, montáže, testování, apod. v procesu Distribuce vč. dílčích procesů balení, konzervování, skladování, manipulace, dopravy, apod. v procesu Likvidace vč. dílčích procesů demontáže, separace, recyklace, uložení nepouži-telného odpadu, apod. Podtřídy vlastností: (Podtřída se vztahuje ke všem etapám životního cyklu TS (viz dtto!!! ) s výjimkou provozu, který je uvažován samostatně v rámci Technických&technologických vlastností & chování TS k provoznímu procesu a jeho operandu (viz výše)) 4.1 Vhodnost pro dostupné technické prostředky & technologie 4.2 Vhodnost pro vyvolané technické prostředky & technologie © S. Hosnedl 30 

31 - Technický systém (TS) a jeho vlastnosti
3 Technický produkt - Technický systém (TS) a jeho vlastnosti DŮLEŽITÉ DOMÉNA REFLEKTOVANÝCH VLASTNOSTÍ TS (8) 5. Třída vlastností - Vlastn. k akt.&reakt. M&E prostředí: Vhodnost pro (vstupní i výstupní!) materiálovou i energetickou ekologičnost, odolnost apod., tj. pro kompatibilitu se společností, přírodou, vesmírem, apod. Podtřídy vlastností: (Každá podtřída se vztahuje ke všem etapám životního cyklu TS !!!) 5.1 Odolnost TS k materiálovým & energetickým vstupům z  prostředí 5.2 Materiálová & energetická náročnost vstupů&výstupů TS z/do prostředí © S. Hosnedl 31 

32 - Technický systém (TS) a jeho vlastnosti
3 Technický produkt - Technický systém (TS) a jeho vlastnosti POTŘEBNÉ DOMÉNA REFLEKTOVANÝCH VLASTNOSTÍ TS (9) 6. Třída vlastností - Vlastnosti k odbornému informačnímu systému (vč. přísl. akt.&reakt. okolí): Vhodnost pro nenáročnost na potř. odborné informace, na poskytované inf., apod. Podtřídy vlastností: (Podtřída se vztahuje ke všem etapám životního cyklu TS !!!) 6.1 Optimální náročnost na předchozí: • vzdělání, • praxi apod. 6.2 Min. požadavky na: • inf. štítky, popisky, • průvodní dokumentaci, • školení obsluhy, . apod. © S. Hosnedl 32 

33 - Technický systém (TS) a jeho vlastnosti
3 Technický produkt - Technický systém (TS) a jeho vlastnosti POTŘEBNÉ DOMÉNA REFLEKTOVANÝCH VLASTNOSTÍ TS (10) 7. Třída vlastností - Vlastn. k informačnímu manažerskému systému (vč. přísl. akt.&reakt. okolí) Vhodnost pro optimální výrobkovou, výrobní, personální, technickou, informační/ znalostní, licenční, tržní, distribuční, prodejní, servisní, apod. strategii „věcného“ řízení procesů [Andreasen 2000] Vhodnost pro optimální náklady, investice, efektivnost, apod., pro dodržení požadovaných termínů, trvání procesů a jejich operací, apod. Podtřídy (produktově invariantních) vlastností: (Podtřída se vztahuje ke všem etapám životního cyklu TS vztaženým vždy k věcným vstupům z předchozích etap, k uvažované etapě a k řízeným činnostem v dalších etapách životního cyklu TS 7.1 Vhodnost pro produktově-orientovaná manažerská hlediska: • soulad se: zákony, předpisy, patenty, licencemi, závaznými normami • konkurenceschopnost vůči srovnatelným TS, • množství TS, apod.. 7.2 Vhodnost TS pro termínově-orientovaná manažerská hlediska: • řídicí termíny vývoje a výroby, apod. 7.3 Vhodnost pro nákladově-orientovaná manažerská hlediska: • řídicí náklady vývoje a výroby, apod. © S. Hosnedl 33 

34 - Technický systém (TS) a jeho vlastnosti
3 Technický produkt - Technický systém (TS) a jeho vlastnosti DŮLEŽITÉ DOMÉNA DESKRIPTIVNÍCH VLASTNOSTÍ TS (1) II. DESKRIPTIVNÍ VLASTNOSTI - vyjadřují objektivní popis TS jeho exaktními technickými znaky, konstrukcí, a chováním při definovaném zatížení (podnětu) 8. Třída vlastností – Behaviorální (reaktivní) konstrukční vlastnosti TS (1): Poznámka: vztahují se ke všem etapám životního cyklu TS !!! Změny hodnot (jednotlivých charakteristik) těchto vlastností vlivem působícího (vnějšího a/nebo vnitřního) zatížení (v obecném smyslu) nesmí překročit meze, které by změnily podstatu (požadovanou kvalitu) daného TS. Tyto vlastnosti jsou obvykle předmětem studia ve vědních a inženýrských oborech na zobecněných abstraktních modelech (např. tyč, nosník, deska, apod.). Proto jsou též v odborné literatuře nazývány jako „Obecné konstrukční vlastnosti“ [Hubka&Eder 1988]. S použitím [Medzinárodné 1981] a dalších pramenů mohou být strukturovány podle uvedených přírodních a aplikovaných věd/ oborů, jako je např. uvedeno dále [Hubka&Eder 1988 => Hosnedl 2006a]: © S. Hosnedl 34 

35 - Technický systém (TS) a jeho vlastnosti
3 Technický produkt K INFORMACI - Technický systém (TS) a jeho vlastnosti DOMÉNA DESKRIPTIVNÍCH VLASTNOSTÍ TS (2) Třída vlastností - Behaviorální (reaktivní) konstrukční vlastnosti TS (2): Podtřída vlastností - Mechanické vlastnosti (1): - (makro)povrchové vlastnosti (příp. i vč. souhrnných obecných konstrukčních charakteristik např. k povrchu, apod.) - (makro)objemové vlastnosti (příp. i vč. souhrnných obecných konstrukčních charakteristik např. k objemu, hmotnosti, apod.) - mikropovrchové vlastnosti (příp. i vč. souhrnných obecných konstrukčních charakteristik k drsnosti apod.) - mikroobjemové vlastnosti (příp. i vč. souhrnných obecných konstrukčních charakteristik k poréznosti, apod.) - … © S. Hosnedl 35  35

36 - Technický systém (TS) a jeho vlastnosti
3 Technický produkt K INFORMACI - Technický systém (TS) a jeho vlastnosti DOMÉNA DESKRIPTIVNÍCH VLASTNOSTÍ TS (3) Třída vlastností - Behaviorální (reaktivní) konstrukční vlastnosti TS (3): Podtřída vlastností - Mechanické vlastnosti (2): - pevnostní vlastnosti (příp. i vč. souhrnných obecných konstrukčních pevnostních průřezových charakteristik apod.) - deformační vlastnosti (příp. i vč. souhrnných obecných konstrukčních deformačních průřezových - dynamické vlastnosti (příp. i vč. souhrnných obecných konstrukčních charakteristik k vlastním kmitům, mechanickému tlumení apod.) - tribologické vlastnosti (příp. i vč. souhrnných obecných konstrukčních charakteristik k tribologickým vlastnostem apod.) - … © S. Hosnedl 36  36

37 - Technický systém (TS) a jeho vlastnosti
3 Technický produkt K INFORMACI - Technický systém (TS) a jeho vlastnosti DOMÉNA DESKRIPTIVNÍCH VLASTNOSTÍ TS (4) Třída vlastností - Behaviorální (reaktivní) konstrukční vlastnosti TS (4): Podtřída vlastností - Tepelné vlastnosti: (příp. i vč. souhrnných behaviorálních konstrukčních charakteristik k tepelné vodivosti, roztažnosti, kapacitě, emisivitě, apod.) Podtřída vlastností - Chemické vlastnosti: … Podtřída vlastností - Akustické vlastnosti: Podtřída vlastností - Optické vlastnosti: Podtřída vlastností - Elektrické vlastnosti: Podtřída vlastností - Nukleární vlastnosti: Podtřída vlastností - Chemicko-mechanické vlastnosti: © S. Hosnedl 37  37

38 - Technický systém (TS) a jeho vlastnosti
3 Technický produkt K INFORMACI - Technický systém (TS) a jeho vlastnosti DOMÉNA DESKRIPTIVNÍCH VLASTNOSTÍ TS (5) Třída vlastností - Behaviorální (reaktivní) konstrukční vlastnosti TS (5): Podtřída vlastností - Technologické vlastnosti: (příp. i vč. souhrnných behaviorálních konstrukčních charakteristik k tepelné zpracovatelnosti, svařitelnosti, obrobitelnosti svařitelnosti, apod.) Podtřída vlastností - Vlastnosti ve vztahu k botanice: … Podtřída vlastností - Vlastnosti ve vztahu k biologii: Podtřída vlastností - Vlastnosti ve vztahu k zoologii: Podtřída vlastností - Vlastnosti ve vztahu k člověku: atd. © S. Hosnedl 38  38

39 - Technický systém (TS) a jeho vlastnosti
3 Technický produkt - Technický systém (TS) a jeho vlastnosti DŮLEŽITÉ DOMÉNA DESKRIPTIVNÍCH VLASTNOSTÍ TS (6) 9. Třída vlastností - Definiční konstrukční vlastnosti: Poznámka: vztahují se ke všem etapám životního cyklu TS !!! Třída vlastností TS, které plně popisují („definují“) stavební strukturu TS (podkap. 2.7). Změny hodnot (jednotlivých indikátorů) těchto vlastností vlivem působícího (vnějšího a/nebo vnitřního) zatížení (v obecném smyslu) nesmí překročit meze, které by změnily požadovanou (stanovenou, závaznou, obecně předpokládanou příp. vlastní) mezní hodnotu (stupeň) kvality TS (viz dále). © S. Hosnedl 39  39

40 - Technický systém (TS) a jeho vlastnosti
3 Technický produkt - Technický systém (TS) a jeho vlastnosti DŮLEŽITÉ DOMÉNA DESKRIPTIVNÍCH VLASTNOSTÍ TS (7) Třída vlastností – Definiční konstrukční vlastnosti (2): Axiomatický výčet vlastností [Hubka&Eder 1988]: • Pro stavební strukturu TS: - prvky stavební struktury (např. hřídel, šroub) - jejich uspořádání (např. vzájemná poloha, orientace) ve všech předpokládaných konstrukčních stavech (odlišnost od [Hubka&Eder 1988]!) • Pro prvky stavební struktury TS: - tvary, tj. tvarové charakteristiky (např. krychle, válec, šroubovice i části ploch) - rozměry, tj. rozměrové charakteristiky (např. průměr, délka hrany) - materiály, tj. materiálové charakteristiky fyzikální (např. hustota, plocha), mechanické (např. otěruvzdornost), tepelné, chemické, akustické, optické, elektrické, chemicko-mechanické, technologické (např. slévatelnost, tepelná zpracovatelnost, kalitelnost, tvařitelnost, obrobitelnost, svařitelnost) apod. - způsoby výroby, tj. charakteristiky způs. výroby (např. vrtání, soustruž.,válcov.) - stavy povrchů, tj. charakt. povrchu (např. stř. kvadratická odch.výšky nerovn.) - odchylky (mezní, tj. tolerance, příp. skutečné) od jmen hodnot, tj. Charakteristiky odchylek od jmenov. rozměrů (např. horní a dolní mezní odchylka, skut. odch.) Všechny (hodn.indikátorů) pro volný i zamontovaný stav (odlišnost od [Hubka&Eder 1988]!) © S. Hosnedl 40  40

41 i 3 Technický produkt - Technický systém (TS) a jeho vlastnosti
DŮLEŽITÉ DOMÉNA DESKRIPTIVNÍCH VLASTNOSTÍ TS (8) 10. Třída vlastností - Znakové konstrukční vlastnosti/charakteristiky (1): Poznámka: vztahují se ke všem etapám životního cyklu TS !!! Třída vlastností TS, která charakterizuje znaky stavební struktury TS . Hodnoty (jednotlivých indikátorů) těchto vlastností jsou invariantní vůči (vnějšímu i vnitřnímu) zatížení (v obecném smyslu), tj. v závislosti na zatížení se na rozdíl od všech ostatních vlastností nemění. Poznámka: - Pozor, nezaměňovat tyto znakové konstrukční vlastnosti/charakteristiky TS s obecným pojmem znaky/charakteristiky (jako rozlišující vlastnosti) produktu dle [CSN-EN-ISO , odst ]!!! i © S. Hosnedl 41  41

42 i 3 Technický produkt - Technický systém (TS) a jeho vlastnosti
POTŘEBNÉ DOMÉNA DESKRIPTIVNÍCH VLASTNOSTÍ TS (9) 9. Třída vlastností - Znakové konstrukční vlastnosti/charakteristiky (2): Mezi tyto znakové/charakteristické vlastnosti patří zejména: - Strukturní (konstrukční) znaky (např. konstrukční principy a způsoby stavební, orgánové a funkční struktury) Funkční (pracovní) znaky (např. pracovní princip a způsob) - Transformační (technologické ) znaky (např. technologický princip a způsob, principy transformačního procesu) - Obecné (fyzikální, mechanické, tepelné apod. konstrukční) znaky (např. povrch, objem, hmotnost, poloha těžiště) Poznámka: - Uvedené obecné konstrukční znaky se vztahují k jednotlivým (oborově speciálním) oblastem „behaviorálních konstrukčních vlastností“ a jsou proto obvykle z praktických důvodů přiřazovány až přímo k nim. Potom je však nutné rozlišovat, tyto „primární“ „obecné charakteristické/znakové konstrukční vlastnosti“ (vyplývající pouze ze stavební struktury TS, tj. z „definičních (elementárních )konstrukčních /strukturních vlastností“ TS), od „sekundárních“ charakteristik jednotlivých „behaviorálních konstrukčních vlastností“ TS (stanovených pro charakterizování těchto vlastností), jejichž velikost závisí i na definované velikosti a způsobu příslušného zatížení TS. i © S. Hosnedl 42  42

43 Obr.: Systematická taxonomie popisu vlastností TS
3 Technický produkt - Technický systém (TS) a jeho vlastnosti POTŘEBNÉ REKAPITULACE (1) invariantní TS  TS  Domény vlastností  Třídy vlastností (obecně hierarchický systém) specifické TS  Hodnoty indikátorů vlastnosti (obecně hierarchický systém)  Indikátory vlastnosti (obecně hierarchický systém)  Vlastnosti (obecně hierarchický systém) Obr.: Systematická taxonomie popisu vlastností TS © S. Hosnedl 43  

44 Obr.: Příklad systematického popisu vlastností pro osobní automobil
3 Technický produkt - Technický systém (TS) a jeho vlastnosti POTŘEBNÉ Příklady (pro osobní automobil): REKAPITULACE (2)  TS: Osobní automobil  Třída: Vlastnosti k člověku (a ostatním živým bytostem)  Vlastnost: bezpečnost TS  Indikátor vlastnosti: počet airbagů [1]  Hodnota indikátoru vlastnosti: 4  Doména: Desktiptivní vlastnosti  Indikátor vlastnosti: brzdná vzdálenost (při 50 km/h, betonový podklad, suchý, …) [m]  Hodnota indikátoru vlastnosti: m  Třída: Behaviorální (reaktivní) konstrukční vlastnosti  Vlastnost: posunutí od deformací (např. hřídele B)  Indikátor vlastnosti: max. posunutí od ohybu uomax [mm] (při max. provozní zatížení)  Hodnota indikátoru vlastnosti: mm  Vlastnost: vzhled TS  Indikátor vlastnosti: celkový vzhled [stupnice: špatný; uspokojivý; dobrý; výborný]  Hodnota indikátoru vlastnosti: dobrý  Třída: Definiční (elementární) konstrukční vlastnosti  Vlastnost: rozměry součásti (např. poz. 6)  Indikátor vlastnosti: délka hrany b [mm]  Hodnota indikátoru vlastnosti: mm  Doména: Reflektované vlastnosti Obr.: Příklad systematického popisu vlastností pro osobní automobil © S. Hosnedl 44   44

45 - Technický systém (TS) a jeho vlastnosti
3 Technický produkt - Technický systém (TS) a jeho vlastnosti POTŘEBNÉ REKAPITULACE (3)  TS: Osobní automobil  Třída: Vlastnosti k člověku (a ostatním živým bytostem)  Vlastnost: bezpečnost TS  Indikátor vlastnosti: počet airbagů [1]  Hodnota indikátoru vlastnosti: 4  Doména: Desktiptivní vlastnosti  Indikátor vlastnosti: brzdná vzdálenost (při 50 km/h, betonový podklad, suchý, …) [m]  Hodnota indikátoru vlastnosti: m  Třída: Behaviorální (reaktivní) konstrukční vlastnosti  Vlastnost: posunutí od deformací (např. hřídele B)  Indikátor vlastnosti: max. posunutí od ohybu uomax [mm] (při max. provozní zatížení)  Hodnota indikátoru vlastnosti: mm  Vlastnost: vzhled TS  Indikátor vlastnosti: celkový vzhled [stupnice: špatný; uspokojivý; dobrý; výborný]  Hodnota indikátoru vlastnosti: dobrý  Třída: Definiční (elementární) konstrukční vlastnosti  Vlastnost: rozměry součásti (např. poz. 6)  Indikátor vlastnosti: délka hrany b [mm]  Hodnota indikátoru vlastnosti: mm  Doména: Reflektované vlastnosti Obr.: Příklad systematického seznamu/specifikace vlastností pro osobní automobil © S. Hosnedl 45  45

46 - Technický systém (TS) a jeho vlastnosti
3 Technický produkt - Technický systém (TS) a jeho vlastnosti KONSTRUKČNÍ ABSTRAKCE STRUKTURY TECHNICKÉHO SYSTÉMU TS(s) LIFE CYCLE STAGES FOCUSED ON THE RESPECTIVE TRANSFORMATIONS Struktura Technického systému ? Konstrukční abstrakce ? 46 

47 i 3 Technický produkt - Technický systém (TS) a jeho vlastnosti
DŮLEŽITÉ KONSTRUKČNÍ ABSTRAKCE STRUKTURY TECHNICKÉHO SYSTÉMU Technické systémy lze modelovat a zobrazovat ve formě abstraktních struktur, které jsou potřebné pro práci jednotlivých specialistů. Z hlediska konstruování TS jsou důležité: - Stavební struktura - Orgánová struktura - Funkční struktura ( ⇔ Procesní struktura) Černá skříňka („prázdná“ struktura) V opačném smyslu (tj. při postupné konkretizaci konstruovaného TS) charakterizují tyto struktury výstupy důležitých fází konstrukčního procesu. Abstrakce Konkretizace Poznámky: Struktura: vnitřní uspořádání (způsob složení) nějakého konkrétního nebo abstraktního objektu nebo procesu, příp. systému. Procesní struktura je uvedena na shodné úrovni s funkční strukturou (a v závorce za symbolem ⇔ ) protože jsou obě tyto struktury TS formálně zcela shodné. Jejich rozdíl je pouze v tom, že prvky procesní struktury jsou místo prvků (tj. funkcí ) funkční struktury , odpovídající („1:1“) operace vnitřních transformačních procesů ITrfP v TS. Pozor, jednotlivé úrovně abstrakce /konkretizace struktur TS „zůstávají“ trvale obsaženy v úrovních konkrétnějších, neboť vyjadřují pouze jiné modely téhož TS !!! To je velmi důležité u datových reprezentací TS v CAD systémech pro umožnění konstrukčních iterací. i © S. Hosnedl 47 

48 - Technický systém (TS) a jeho vlastnosti
3 Technický produkt - Technický systém (TS) a jeho vlastnosti POTŘEBNÉ KONSTRUKČNÍ ABSTRAKCE STRUKTURY TECHNICKÉHO SYSTÉMU Příklady konstrukčních struktur pro TS „židle“: - Funkční struktura: Hlavní funkce: „nesení sedící osoby umožnit“ příp. také: „podepření zad umožnit“, „podepření rukou umožnit“, „podepření hlavy umožnit“, „podepření chodidel umožnit“, apod. Asistující funkce: „změnu výšky sezeni umožnit“, „otáčení sezení okolo vertikální osy umožnit“, „spojit se zemí (nepohyblivě, příp. pohyblivě)“ Vyvolané funkce: pro (aktivní a/nebo reaktivní) zajištění hlavních a asistujících funkcí a dalších vlastností TS - Černá skříňka: Technický produkt/systém umožňující podepření sedící osoby - Orgánová struktura: - Stavební struktura: © S. Hosnedl 48 © S. Hosnedl 48  

49 Děkuji Vám za pozornost
Tato prezentace byla 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“. 49