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 2, část 2.3 Prof. Ing. Stanislav Hosnedl, CSc. g_DFX/ Plzeň, 2016 Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.

2 Katedra konstruování strojů
Navrhování a hodnocení technického produktu z hlediska vlastností KKS/DFX Podklady k přednášce – Kapitola 2, část 2.3 Prof. Ing. Stanislav Hosnedl, CSc. g_DFX/ Plzeň, 2016

3 2.3 Konstruování jako řešení problému
Navrhování a hodnocení technického produktu z hlediska vlastností PRO ÚPLNOST K INFORMACI POTŘEBNÉ DŮLEŽITÉ 2.3 Konstruování jako řešení problému - B. hledání řešení 3 © S. Hosnedl

4 TS(s) LIFE CYCLE STAGES FOCUSED ON THE RESPECTIVE TRANSFORMATIONS
2 Konstruování jako řešení problému - hledání řešení ZÁKLADNÍ POZNATKY TS(s) LIFE CYCLE STAGES FOCUSED ON THE RESPECTIVE TRANSFORMATIONS Metody a principy pro řešení operací Problem Solving? Konstrukční operace Hledání řešení ? 4 

5 2 Konstruování jako řešení problému - hledání řešení
DŮLEŽITÉ ŘEŠENÍ KONSTRUKČNÍHO ÚKOLU Základní operace: Základní operace řešení obecného tvůrčího problému lze konkrétizovat i pro řešení konstrukčního úkolu: - Seriové (hlavní): A. Upřesnění konstrukčního úkolu B. Hledání řešení konstrukčního úkolu C. Hodnocení řešení konstrukčního úkolu a Rozhodování D. Sdělování řešení konstrukčního úkolu - Paralelní (asistující) E. Vyhledávání a zpracování informací k řešení konstrukčního úkolu F. Zobrazování řešení konstrukčního úkolu G. Kontrolování řešení konstrukčního úkolu © S. Hosnedl 5 

6 2 Konstruování jako řešení problému - hledání řešení
DŮLEŽITÉ ŘEŠENÍ KONSTRUKČNÍHO ÚKOLU Základní operace: - paralelní: - seriové: B. HLEDÁNÍ ŘEŠENÍ - Syntéza C1. HODNOCENÍ - Analýza - Evaluace C2. ROZHODOVÁNÍ - Selekce D. SDĚLOVÁNÍ ŘEŠENÍ - Detailování a dokumentování - Prezentace a předání dokumentace - Archivace dokumentace X. MANAGEMENT E. VYHLEDÁVÁNÍ A ZPRACOVÁNÍ INFORMACÍ F. ZOBRAZOVÁNÍ G. KONTROLOVÁNÍ A. UPŘESNĚNÍ ÚKOLU - Analýza problému - Formulace úkolu Zadání : navrhnout konstrukci TS Řešení: konstrukční návrh TS Ohodnocené varianty řešení Specifikace požadavků na řešení Suboptimální varianta řešení Varianty řešení Konstrukční činnosti Obr.: Základní operace (A – G, X) jako obecný metodický rámec pro řešení činností na libovolné hierarchické úrovni konstrukčního procesu - základní operace se ve shodné struktuře „fraktálově“ opakují na všech hierarchických úrovních konstrukčního procesu vč. jeho fází, operací i dílčích kroků !!! [Hubka 1995, 1996, => Hosnedl 2004] © S. Hosnedl 6 

7 INTEGRACE S TRADIČNÍMI INSTRUKTIVNÍMI METODICKÝMI FÁZEMI KONSTRUOVÁNÍ
2 Konstruování jako řešení problému - hledání řešení POTŘEBNÉ INTEGRACE S TRADIČNÍMI INSTRUKTIVNÍMI METODICKÝMI FÁZEMI KONSTRUOVÁNÍ B. HLEDÁNÍ ŘEŠENÍ - Syntéza C1. HODNOCENÍ - Analýza - Evaluace C2. ROZHODOVÁNÍ - Selekce D. SDĚLOVÁNÍ ŘEŠENÍ - Detailování a dokumentování - Prezentace a předání dokumentace - Archivace dokumentace X. MANAGEMENT E. VYHLEDÁVÁNÍ A ZPRACOVÁNÍ INFORMACÍ F. ZOBRAZOVÁNÍ G. KONTROLOVÁNÍ 6. Detailování úplné stavební strruktury TS úplné staveb. 5. Návrh struktury TS 4. Návrh hr.stavební 3. Návrh orgánové strukt.TS 2. Návrh funkční strukt. TS A. UPŘESNĚNÍ ÚKOLU - Analýza problému - Formulace úkolu 1. Vyjasnění a rozprac. požadavků na vlastnosti TS I. ROZPRACOVÁNÍ ZADÁNÍ ZPRACOCVÁNÍ IV. FINÁLNÍ II. KONC. NÁVRH / „KONCIPOVÁNÍ“ III. KOŃSTR. NÁVRH / „KONSTRUOVÁNÍ“ Zadání : navrhnout konstrukci TS Řešení: konstrukční návrh TS Specifikace požadavků na řešení Konstrukční činnosti - paralelní: - seriové: Ohodnocené varianty řešení Suboptimální varianta řešení Varianty řešení Seriové základní operace a jejich struktura: A. UPŘESNĚNÍ ÚKOLU I. ROZPRACOVÁNÍ PROBLÉMU 1. Vyjasnění a rozpracování požadavků na vlastnosti TS - ANALÝZA PROBLÉMU  zjišťování požadavků na vlastnosti TS (vč. analýzy konkurenčních TS, patentových rešerší, ap.) - FORMULACE ÚKOLU  stanovení požad. na vlastn. TS (vč. hodnoc.konkurencesch.,SWOT,rizik,realizovat.a čas.plánu úkolu ap.) B. HLEDÁNÍ ŘEŠENÍ - SYNTÉZA  Návrh/stanovení stavební struktury TS II. KONCEPČNÍ NÁVRH / “KONCIPOVÁNÍ“ („kvalitativní fáze“)( 2. Návrh funkční struktury TS 3. Návrh orgánové struktury TS III. KONSTRUKČNÍ NÁVRH / “KONSTRUOVÁNÍ“ („kvalitativní fáze“) 4. Návrh hrubé stavební struktury TS 5. Návrh úplné stavební struktury TS C. HODNOCENÍ A ROZHODOVÁNÍ C1. HODNOCENÍ - ANALÝZA a. Výběr kritérií pro hodnocení  výběr vlastnosti a jejich indikátorů TS pro hodnocení b. Stanovení měřítek kritérií  převzetí standardních stupnic, příp. vytvoření speciálních pro stavy indikátorů vybraných vlastností TS c. Zjišťování hodnot kritérií  predikce docílených hodnot indikátorů vlastností (navržených alternativ/variant) TS - EVALUACE d. Zpracování jednotlivých hodnot do dílčích hodnocení a/nebo do celkového hodnocení  hodnocení docílených vlastností a jejich indikátorů a celkové hodnocení (navržených alternativ/variant) TS C2. ROZHODOVÁNÍ - SELEKCE e. Rozhodnutí o nejlepší (sub-optimální) alternativě/variantě  výběr a rozhodnutí o sub-optimální alternativě/variantě TS D. SDĚLOVÁNÍ ŘEŠENÍ IV. FINÁLNÍ ZPRACOVÁNÍ 6. Detailování úplné stavební struktury TS a dokumentace řešení (včetně prezentace, předání a archivace) - DETAILOVÁNÍ ŘEŠENÍ a DOKUMENTOVÁNÍ ÚKOLU  detailování úplné staveb. strukt. TS, dokumentování návrhu TS (často jen popis deskript. vlastn. TS) - PREZENTACE A PŘEDÁNÍ DOKUMENTACE ÚKOLU  sdělení návrhu TS a předání /přenos dokumentace k řešení návrhu TS - ARCHIVACE DOKUMENTACE ÚKOLU  uložení dokumentace k řešení návrhu TS Paralelní základní operace: E. VYHLEDÁVÁNÍ A ZPRACOVÁNÍ INFORMACÍ F. ZOBRAZOVÁNÍ (všeho druhu) KONTROLOVÁNÍ (správnosti postupů!) X. MANAGEMENT Obr.: Strategické základní operace konstrukčního procesu (A – G, X) s tradičními instruktivními metodickými fázemi postupu konstruování (I – IV) a s teoreticky podloženými fázemi a kroky Obecného modelu postupu konstruování EDSM (1 – 6) [Hubka 1995, 1996, Eekels 1995, Pahl 1996, Eder 2004 aj. => Hosnedl 2012] © S. Hosnedl 7 

8 2 Konstruování jako řešení problému - hledání řešení
DŮLEŽITÉ B. HLEDÁNÍ ŘEŠENÍ KONSTRUKČNÍHO ÚKOLU (1) Význam: Ústřední krok celého řešení konstrukčního úkolu Účel: Hledání technických prostředků, které odstraňují nedostatky, a umožňují pomocí svých účinků docílit požadovaný stav operandu. Cíl: Návrh definičních (elementárních) konstrukčních vlastností (tj. stavební struktury) TS tak, aby byly optimálně splněny požadavky na vlastnosti TS. © S. Hosnedl 8 

9 2 Konstruování jako řešení problému - hledání řešení
DŮLEŽITÉ B. HLEDÁNÍ ŘEŠENÍ KONSTRUKČNÍHO ÚKOLU (2) Přístupy k řešení: Pokus – omyl/úspěch: řešení hledáme „zkusmo“ Intuitivní: řešení se vynoří „podvědomě“ na základě zkušeností a znalostí Instruktivní: blížíme se k  výslednému řešení malými obvykle iterativními kroky na základě více či méně závazných pokynů, směrnic, normativů Teoreticky podložený: řešení hledáme systémově s teoretickou podporou poznatků EDS. Znalostně integrovaný: hledáme řešení systémově s teoretickou podporou „mapy“ poznatků EDS avšak s  optimálním využitím instruktivních, intuitivních i zkusmých řešení dílčích problémů. © S. Hosnedl 9 

10 2 Konstruování jako řešení problému - hledání řešení
K INFORMACI - hledání řešení B. HLEDÁNÍ ŘEŠENÍ KONSTRUKČNÍHO ÚKOLU (3) Metody: Existuje mnoho metod, volba záleží na komplexnosti, složitosti, druhu a originalitě TS: - Intuitivní: brainstorming, 6-3-5, ... - Racionální: analogie, agregace, modelování, systémový přístup, inverze, ... Racionalizace: - Konstrukční katalogy, CA (TRIZ, ARIZ, ...), ... Obecné metodické principy: - Princip systematičnosti: dodržovat systematický postup - Orientační princip: pečlivě sledovat stav techniky v souvisejících oblastech. - Princip využívání hotových řešení: přejímat v rozumné míře osvědčená řešení. - Princip přesného stanovení úkolu: pro každý dílčí problém formulovat samostatný dílčí krok stanovení úkolu. © S. Hosnedl 10 

11 2 Konstruování jako řešení problému - hledání řešení
K INFORMACI - hledání řešení B. HLEDÁNÍ ŘEŠENÍ KONSTRUKČNÍHO ÚKOLU (4) - Princip abstrakce: abstrahovat od konkrétních podmínek pro nalezení nového způsobu řešení (příliš včasná konkretizace zužuje oblast řešení) - Princip členění: rozložit každý komplexní problém do účelných dílčích problémů. - Variačně-kombinační princip: kombinovat vhodné prvky do celku. - Inkubační princip: připustit podvědomou práci, střídat produktivní fáze s klidnými. - Princip variant: vždy hledat více řešení a vybírat (jinak nelze optimalizovat) - Princip týmové práce: spolupráce s dalšími odborníky je přínosná. - Princip dokumentace: ke všem řešením si dělat poznámky a komentáře (nejen pro nespolehlivost paměti, ale i pro zastupitelnost). © S. Hosnedl 11 

12 i 2 Konstruování jako řešení problému - hledání řešení Struktura:
POTŘEBNÉ B. HLEDÁNÍ ŘEŠENÍ KONSTRUKČNÍHO ÚKOLU (5) Struktura: B. Hledání řešení - Syntéza: II. Koncipování („Kvalitativní“ fáze)  Návrh funkční struktury TS  Návrh orgánové struktury TS III. Navrhování/“tvarování“ („Kvantitativní“ fáze)  Návrh hrubé stavební struktury TS  Návrh úplné stavební struktury TS Poznámky: A. – X. … Zobecněné základní operace řešení úkolu (platí obecně i pro všechny ostatní operace i jejich dílčí kroky) I. – IV. … Tradiční etapy řešení konstrukčního úkolu [VDI ], [BS ], apod. 1. – 6. … teoreticky podložené fáze Obecného modelu postupu konstruování EDSM (1 – 6) [Hubka&Eder 1988] i © S. Hosnedl 12 

13 2 Konstruování jako řešení problému - hledání řešení
K INFORMACI - hledání řešení B. HLEDÁNÍ ŘEŠENÍ KONSTRUKČNÍHO ÚKOLU (6) Znalostní podpora EDSM: Základ: Vztahy mezi vlastnostmi TS Konstrukční struktury TS Nadstavba: Design for X (DfX) a Prediction of X (PoX) © S. Hosnedl 13 

14 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“. 14