SYSTÉMOVÉ NAVRHOVÁNÍ TECHNICKÝCH PRODUKTŮ

Prezentace na téma: "SYSTÉMOVÉ NAVRHOVÁNÍ TECHNICKÝCH PRODUKTŮ"— Transkript prezentace:

1 SYSTÉMOVÉ NAVRHOVÁNÍ TECHNICKÝCH PRODUKTŮ
KONSTRUKČNÍ NÁVRH PŘÍSTROJE NA PŘÍPRAVU NÁPOJŮ Z ČERSTVÉ ZELENINY Case Study Podklad ke konstrukčním projektům KKS/ZKM Prof. Ing. Stanislav Hosnedl, CSc. Ing. Josef Dvořák a Ing. Martin Kopecký

2 OBSAH Zadání I. Rozpracování a zpřesnění úkolu 2
i. Výchozí situace ii. Cíl iii. Zadání úkolu - problému I. Rozpracování a zpřesnění úkolu 2 i. Vyjasnění problematiky ia. Průzkum stavu techniky (State of the Art) ib. Studie proveditelnosti ii. Vyjasnění zadaného problému iii. Metodika řešení 1a. Specifikace požadavků na TS (vč. úvodního hodnocení a analýz) 5 Specifikace tržních „PRODUCT-BUSINESS“ požadavků na TS Specifikace konstrukčních „PRODUCT-DESIGN“ požadavků na TS iii. Výchozí hodnocení konstrukčního splnění specifik. P-DESIGN požadavků pro dosavadní a srovnatelné TS iv. Výchozí hodnocení tržního splnění specifik. P-BUSINESS požadavků pro dosavadní a srovnatelné TS 1b. Časový plán řešení návrhu TS 2 © S. Hosnedl 2

3 OBSAH II. Koncepční návrh TS
2. Návrh Funkční struktury TS (vč. průběžného hodnocení a analýz alternativ řešení) i. Navržení provozního transformačního procesu TS ii. Navržení Funkční struktury TS 3. Návrh Orgánové struktury TS (vč. průběžného hodnocení a analýz alternativ řešení) i. Navržení orgánů TS, které mohou zajistit požadované funkce TS ii. Kombinace orgánů TS do altern./var. Orgánové struktury TS iii. Hodnocení vybraných alternativ Orgánových struktur TS  III. Konstrukční návrh TS 4. Návrh hrubé Stavební struktury TS (vč. hrubého hodnocení a analýz) i. Navržení hrubé Stavební struktury TS ii. Výpočty k hodnocení hrubé Stavební struktury TS 5. Návrh úplné Stavební struktury TS (vč. závěrečného hodnocení a analýz) i. Navržení úplné Stavební struktury TS ii. Výpočty k hodnocení úplné Stavební struktury TS iii. Souhrnné hodnocení konstrukčního splnění specifik. požadavků pro dosavadní, srovnatelné a navržené TS iv. Souhrnné hodnocení tržního splnění specifikovaných požadavků pro dosavadní, srovnatelné a navržené TS v. Vizualizace navrženého TS pro PR prezentace, marketing ap. IV. Detailní propracování konstrukčního návrhu TS 6. Detailování úplné stavební struktury TS a dokumentace řešení (včetně prezentace, předání a archivace) 3 © S. Hosnedl 3

4 Přístroj na přípravu nápojů z čerstvé zeleniny - Case Study
PŘEDMLUVA Obsahem Case Study je komentovaná ukázka základních kroků zjednodušeného systémového návrhu technického produktu chápaného jako technický systém (TS). Hlavním cílem je metodická podpora konstrukčních projektů řešených v rámci předmětu „Systematické navrhování technických produktů“ KKS/ZKM na Katedře konstruování strojů Fakulty strojní Západočeské univerzity v Plzni. Vzhledem ke zjednodušenému pojetí je podklad vhodný především pro individuálně řešené konstrukční projekty. Může však samozřejmě přispět i jako východisko pro interdisciplinární konstrukční a designérské projekty ZKM2+ týmově řešené v prezenčním studiu KKS/ZKM, pro rozsáhlejší konstrukční projekty v bakalářských* a diplomových** pracích, příp. i pro reálné projekty v praxi. Komentář: Pro větší názornost jsou v Obsahu Case Study uvedeny všechny základní kroky komplexního systémového návrhu a v něm jsou šedým písmem vyznačeny kroky, které nejsou kvůli zjednodušení v předložené Case Study řešeny. Do předložené formy Case Study zpracoval autor s využitím podkladů od Ing. J. Dvořáka a Ing. M. Kopeckého, doktorandů na Katedře konstruování strojů Fakulty strojní, kteří využili jako ukázky vypracování jednotlivých kroků práce studentů Fakulty strojní a Fakulty aplikovaných věd. Jejich společným východiskem byla dokumentace semestrálního projektu [Hanáček 2011] vypracovaného v rámci kombinovaného studia předmětu „Systémové navrhování technický produktů“ KKS/ZKM. Potřebné teoretické a metodické poznatky vč. jejich terminologie lze nalézt v [Hosnedl 2014], příp. [Hosnedl 2012], *[Hosnedl 2012a], **[Hosnedl 2012b] a v další literatuře uvedené na závěr. Vzhledem k uvedeným východiskům uváděných technických a zejména konstrukčních řešení je však nutná tolerantnost při jejich posuzování neboť bylo možné upravit nebo vyžádat upravení jen některých. © S. Hosnedl 4 

5 ZÁKLADNÍ GRAFICKÉ SYMBOLY
Operátor (příp. i Operand): „soudržný“ ucelený quazistatický objekt (příp. subjekt) např.: = Technický Systém (TS) = Informační Systém (IS) Účinek (Operátoru): schopnost M, E, I výstupů Operátoru způsobit požadovanou trvalou transformaci operandu Proces: soubor vzájemně souvisejících nebo vzájemně působících činností, který přeměňuje objekt/operand z jeho vstupního stavu na výstupní vlivem účinků subjektu/operátorů Vstup/VýstuP (Procesu, Objektu/Subkektu): M, E, I, příp. L ve vstupním/výstupním stavu Funkce (obecně): transformační schopnost operátoru nebo jeho prvku vyjadřovaná infinitivem) např.: = aktivní: otáčet, chladit, spojit = pasivní: otáčení/spojení umožnit - Funkce receptoru/efektoru TS: (schopnost subjektu/operátoru na jeho vstupech a výstupech) např.: = převzetí hnací energie od obsluhy / ze zdroje umožnit = požadované M, E, I účinky vyvodit 5 © S. Hosnedl 

6 Přístroj na přípravu nápojů z čerstvé zeleniny - Case Study
ZADÁNÍ i. Výchozí situace – uvedení do problematiky Příprava nápojů v domácnostech a kancelářích je často opakovanou a všeobecně známou činností. Konstrukční kancelář bez vlastní výrobní základny proto hodlá ve spojení se vhodným výrobcem uvést na trh přístroj, který bude vysoce konstrukčně konkurenceschopný vůči dosavadním přístrojům pro zadaný účel. ii. Cíl Konstrukční návrh má přispět k dalšímu zkvalitnění přípravy nápojů i jejich kvality v domácnostech, příp. na pracovištích inovativním řešením potřebného technického přístroje. iii. Zadání úkolu - problému Navrhněte inovativní vysoce konkurenceschopný přístroj na přípravu nápojů z čerstvé zeleniny (z mrkve, červené řepy, apod.) v menších množstvích pro domácnosti, kanceláře, sekretariáty, menší občerstvovací bufety, apod. Druh výroby - hromadná u externího výrobce s potřebnou výrobní základnou. Výrobní náklady - umožňující konkurenceschopnost na současném trhu. © S. Hosnedl 6 

7 Přístroj na přípravu nápojů z čerstvé zeleniny - Case Study
I. ROZPRACOVÁNÍ A ZPŘESNĚNÍ ÚKOLU Komentář : Cílem je zpřesnění, tj. vyjasnění a rozpracování zadaného úkolu s pomocí vyhledání a zpracování dostupných informací. Pro kvalitní řešení zadaného úkolu je zapotřebí zjistit co nejvíce informací o zadaném problému vč. vyhledání špičkových produktů v dané oblasti („State of the Art“). Tyto informace lze nejčastěji získat: z informací o konkurenčních produktech, z odborné literatury ze zákonů, norem, předpisů, z patentů a užitných vzorů apod. Tyto informace jsou k dispozici v nejrůznějších formách od reálných produktů, přes tištěné a elektronické „nosiče“ až po internetové zdroje. Toto vyhledávání informací se obecně označuje jako rešerše - produktové, literární, normalizační, patentové apod. Jedním z hlavních výstupů tohoto kroku je specifikace požadavků na všechny podstatné vlastnosti konstruovaného technického produktu a tím vytvořit komplexní zadání pro jeho konstrukční návrh a hodnocení. Závěrečným krokem je pak časový plán řešení návrhu TS © S. Hosnedl 7 

8 Přístroj na přípravu nápojů z čerstvé zeleniny - Case Study
I. ROZPRACOVÁNÍ A ZPŘESNĚNÍ ÚKOLU i. Vyjasnění problematiky ia. Průzkum stavu techniky (State of the Art) Průzkumem trhu byly vyhledány tři nejvýznamnější konkurenční produkty v oblasti přístrojů k přípravě nápojů : A - Catler Je 4010 B – XL Wide Mouth Juicer C – Mini Vitaljuicer Pro zjednodušení budou zároveň považovány za představitele (špičkového) stavu techniky v oblasti přístrojů k přípravě nápojů, tj. přístrojů se shodnou hlavní funkcí jako u navrhovaného přístroje. © S. Hosnedl 8 

9 Přístroj na přípravu nápojů z čerstvé zeleniny - Case Study
I. ROZPRACOVÁNÍ A ZPŘESNĚNÍ ÚKOLU A - Catler Je 4010 Výrobce: Breville Základní informace: [ 2013] Velice kvalitní produkt, který využívá mnoho moderních technologií: kontrolní LCD, max ot/min, šířka plnícího otvoru 84 mm Cena vč. DPH: 4740 Kč [ 2013] © S. Hosnedl 9 

10 Přístroj na přípravu nápojů z čerstvé zeleniny - Case Study
I. ROZPRACOVÁNÍ A ZPŘESNĚNÍ ÚKOLU B - XL Wide Mouth Juicer Výrobce: L’EQUIP Základní informace: [ 2013] Standardní produkt: max ot/min, šířka plnící trubice 75 mm, Cena vč. DPH: 4199 Kč [ 2013] © S. Hosnedl 10 

11 Přístroj na přípravu nápojů z čerstvé zeleniny - Case Study
I. ROZPRACOVÁNÍ A ZPŘESNĚNÍ ÚKOLU C - Mini Vitaljuicer Výrobce: Oranfresh Základní informace: [www. oranfresh.com, 2013] Produkt odlišující se kvalitou zpracování a vybavení: max ot/min, šířka plnicí trubice 75 mm (jako konkurenční produkt B) Cena vč. DPH: 6900 Kč [ 2013] © S. Hosnedl 11 

12 Přístroj na přípravu nápojů z čerstvé zeleniny - Case Study
I. ROZPRACOVÁNÍ A ZPŘESNĚNÍ ÚKOLU 1a Specifikace požadavků Komentář : Specifikace požadavků je komplexní seznam požadavků na vlastnosti konstruovaného, příp. porovnávaného technického produktu. Cílem je zajistit, aby žádná důležitá vlastnost (zadaná, předepsaná nebo i obecně předpokládaná a nikde neuvedená - ISO 9000:2000), nezůstala opomenuta. Existuje značné množství pokynů pro obsah a formu specifikace požadavků, které se vzájemně značně odlišují. Důvodem je to, že většinou vycházejí ze specifických tradic, poznatků a zkušeností jednotlivých autorů. Zde proto bude využito obecně platné uspořádání požadavků vycházející z Teorie technických systémů (TTS), která je součástí poznatků Engineering Design Science – EDS („konstrukční nauky“). Jednotlivé požadavky jsou zde objektivně a systematicky obecně uspořádány nezávisle na konkrétní aplikaci a okolnostech. Pro tuto specifikaci požadavků byla na KKS vyvinuta SW podpora v MS Excel PS&EA, která ji ještě rozšiřuje o hodnocení splnění těchto požadavků u dosavadního, konkurenčních a navrhovaného technického produktu – systému TS(s). Tato SW podpora však svým rozsahem i náročností přesahuje rámec této zjednodušené Case Study, nebude zde proto využita. © S. Hosnedl 12 

13 technického přístroje.
Přístroj na přípravu nápojů z čerstvé zeleniny - Case Study I. ROZPRACOVÁNÍ A ZPŘESNĚNÍ ÚKOLU 1a Specifikace požadavků technického přístroje. Komentář Specifikace požadavků je rozdělena do tří domén: Požadavky na reflektivní vlastnosti (třídění podle životního cyklu TS(s) ) a) požadavky na technické a technologické vlastnosti TS(s) v provozním procesu b) požadavky vztažené k operátorům procesů ve všech etapách životního cyklu TS(s) (od plánování až po likvidaci) Požadavky na reaktivní vlastnosti (třídění podle přírodních věd a technických oborů) Požadavky na deskriptivní vlastnosti (axiomatické třídění) © S. Hosnedl 13 

14 technického přístroje.
Přístroj na přípravu nápojů z čerstvé zeleniny - Case Study I. ROZPRACOVÁNÍ A ZPŘESNĚNÍ ÚKOLU 1a Specifikace požadavků technického přístroje. Komentář : Základní model životního cyklu technického produktu/systému – TS(s) (východisko pro třídění reflektivních vlastností) © S. Hosnedl 14 

15 Přístroj na přípravu nápojů z čerstvé zeleniny - Case Study
I. ROZPRACOVÁNÍ A ZPŘESNĚNÍ ÚKOLU 1 a. Specifikace požadavků - na reflektivní vlastnosti ad a) (1) Požadovaná hodnota: Váha: 1. Vlastnosti TS(s) k (hlavním i podpůrným) funkcím / účinkům: © S. Hosnedl 15 

16 Přístroj na přípravu nápojů z čerstvé zeleniny - Case Study
I. ROZPRACOVÁNÍ A ZPŘESNĚNÍ ÚKOLU 1 a. Specifikace požadavků - na reflektivní vlastnosti ad a) (2) Požadovaná hodnota: Váha: 2. Vlastnosti TS(s) k provozuschopnosti: © S. Hosnedl 16 

17 Přístroj na přípravu nápojů z čerstvé zeleniny - Case Study
I. ROZPRACOVÁNÍ A ZPŘESNĚNÍ ÚKOLU 1 a. Specifikace požadavků - na reflektivní vlastnosti ad b) (1) Požadovaná hodnota: Váha: 3. Vlastnosti TS(s) k člověku (& ost. živým bytostem) : © S. Hosnedl 17 

18 Přístroj na přípravu nápojů z čerstvé zeleniny - Case Study
I. ROZPRACOVÁNÍ A ZPŘESNĚNÍ ÚKOLU 1 a. Specifikace požadavků - na reflektivní vlastnosti ad b) (2) Požadovaná hodnota Váha: 4. Vlastnosti TS(s) k ost. tech. syst. a procesům v živ. cyklu: © S. Hosnedl 18 

19 Přístroj na přípravu nápojů z čerstvé zeleniny - Case Study
I. ROZPRACOVÁNÍ A ZPŘESNĚNÍ ÚKOLU 1 a. Specifikace požadavků - na reflektivní vlastnosti ad b) (3) 5 6 Požadovaná hodnota: Váha: 5. Vlastnosti TS(s) k aktiv. & reaktiv. mater. & energ. prostředí: 6. Vlastnosti TS(s) k (odbornému) informačnímu systému: 7. Vlastnosti TS(s) k (informačnímu) manažerskému systému © S. Hosnedl 19 

20 Přístroj na přípravu nápojů z čerstvé zeleniny - Case Study
I. ROZPRACOVÁNÍ A ZPŘESNĚNÍ ÚKOLU 1 a. Specifikace požadavků - na reaktivní vlastnosti 8 Požadovaná hodnota: Váha: 8. Obecné konstrukční vlastnosti TS(s) : © S. Hosnedl 20 

21 Přístroj na přípravu nápojů z čerstvé zeleniny - Case Study
I. ROZPRACOVÁNÍ A ZPŘESNĚNÍ ÚKOLU 1 a. Specifikace požadavků - na deskriptivní vlastnosti Požadovaná hodnota: Váha: 9. Elementární konstrukční vlastnosti TS(s): 10. Znakové konstrukční vlastnosti TS(s): © S. Hosnedl 21 

22 Přístroj na přípravu nápojů z čerstvé zeleniny - Case Study
I. ROZPRACOVÁNÍ A ZPŘESNĚNÍ ÚKOLU 1 a. Specifikace požadavků – stanovení vah pro hodnocení Komentář Stanovení váhy jednotlivých požadavků a hodnocení jejich splnění Po specifikaci požadavků na jednotlivé vlastnosti se stanoví jejich váha (významnost) v rozmezí 0 až 4: 0 – bezvýznamný požadavek 4 – velmi důležitý požadavek Při použití SW podpory PS&EA v MS Excel se dále u dosavadního a vybraných konkurenčních produktů hodnotí splnění specifikovaných požadavků, obvykle také v rozmezí 0 až 4 : 0 - nesplňuje vůbec 4 - splňuje dokonale Váženým průměrem všech hodnocení se pak získá celkové hodnocení vlastností porovnávaných produktů (TS), např. ve formě diagramu zobrazeného na následujícím snímku. Speciálním zpracováním lze získat diagram pro hodnocení vzájemné konkurenceschopnosti jednotlivých TS. Cílem je zkonstruovat takový technický produkt, jehož výsledné hodnocení a zejména konkurenceschopnost jsou lepší než u konkurenčních produktů! © S. Hosnedl 22 

23 Přístroj na přípravu nápojů z čerstvé zeleniny - Case Study
I. ROZPRACOVÁNÍ A ZPŘESNĚNÍ ÚKOLU 1 a. Specifikace požadavků – úvodní hodnocení Komentář: Diagram celkového hodnocení splnění specifikovaných požadavků pro porovnávaná řešení TS - ilustrativní příklad získaný s pomocí SW PS&EA © S. Hosnedl 23 

24 Obr. : Časový plán řešení konstrukčního návrhu TS
Přístroj na přípravu nápojů z čerstvé zeleniny - Case Study I. ROZPRACOVÁNÍ A ZPŘESNĚNÍ ÚKOLU 1b. Harmonogram řešení Rok: čas 2013  Měsíc: hod září říjen listopad prosinec Zadání 2  Analýza problému 10  Požadavkový list 15  Provozní transformační proces Funkční struktura Orgánová struktura Hrubá stavební struktura Úplná stavební struktura Zlepšování 20  Závěrečné hodnocení Dokumentování Odevzdání CELKEM 134 Obr. : Časový plán řešení konstrukčního návrhu TS © S. Hosnedl 24 

25 Přístroj na přípravu nápojů z čerstvé zeleniny - Case Study
II. KONCEPČNÍ NÁVRH TS Komentář: Po provedeném průzkumu trhu vč. vyhledání dalších potřebných informací, vypracování komplexní Specifikace požadavků a Harmonogramu řešení konstruovaného technického produktu (TS), v našem případě odšťavňovače, je cílem této další fáze hledání řešení koncepčního návrhu (orgánové struktury) TS. Budeme postupovat od nejabstraktnějšího modelu černé skříňky provozního procesu odšťavňovače až po konkrétní koncepční návrh (orgánové struktury) TS. Schéma postupu hledání řešení: 2. Návrh černé skříňky, technologie a operací Provozního procesu TS, stanovení funkcí funkční struktury TS 3. Návrhy variant orgánů (pro stanovené funkce) a návrhy alternativ/variant orgánové struktury TS, Hodnocení a výběr optimální varianty TS © S. Hosnedl 25 

26 Přístroj na přípravu nápojů z čerstvé zeleniny - Case Study
II. KONCEPČNÍ NÁVRH TS Návrh („scénář“) provozního transformačního procesu (TrfP) TS a) Návrh černé skříňky provozního TrfP Je to nejabstraktnější zobrazení provozního procesu konstruovaného technického produktu/systému (TS), znázorňující přeměnu příslušných vstupů na požadované výstupy při provozu TS. U řešeného úkolu se jedná o přeměnu zeleniny na šťávu (a odpad - vedlejší výstup provozního procesu) za pomoci účinků operátorů (“nástrojů“): člověka, konstr. TS, akt.&reakt.prostředí (+ nepřímo inf. a řídicího systému) Šťáva Zelenina Odšťavněná zelenina účinky člověka účinky konstr. tech. systému akt.&reakt .prostř. ost. operátorů Zpětné vazby © S. Hosnedl 26 

27 Přístroj na přípravu nápojů z čerstvé zeleniny - Case Study
II. KONCEPČNÍ NÁVRH TS b) Návrh technologie (Tg) provozního TrfP Model provozního transformačního procesu TS doplněný oproti černé skříňce o popis zvolené technologie výroby šťávy ze zeleninových polotovarů. Šťáva Zelenina účinky člověka účinky navrh. tech. systému akt.&reakt.prostředí ost. operátorů Technologie zhotovení šťávy z požadovaných druhů zeleniny, zejména z mrkve, červené řepy, okurek, apod. : rozdělení zeleniny na kousky a jejich odšťavnění pomocí odstředivé síly, kdy dochází ke kvalitnějšímu oddělení šťávy Zpětné vazby Odšťavněná zelenina © S. Hosnedl 27 

28 Přístroj na přípravu nápojů z čerstvé zeleniny - Case Study
II. KONCEPČNÍ NÁVRH TS c) Návrh operací provozního TrfP Účinky akt.&reakt prostředí © S. Hosnedl 28 

29 HLAVNÍ/TRANSFORMAČNÍ
Přístroj na přípravu nápojů z čerstvé zeleniny - Case Study II. KONCEPČNÍ NÁVRH TS Návrh funkční struktury TS) pro realizaci účinků TS vyplývajících z provozního TrfP Nastavení vkládání zeleniny JISTIT 1.3 ŘÍZENÍ UMOŽNIT 1.1.1 PŘIJETÍ ENERGIE pro vklád. zeleniny 1.2.1 SEPARACE 4.3 ŘÍDICÍ INFORM. pro separaci PŘIJMOUT 4.1.1 ENERGII PŘEVZÍT 4.2.1 odšťavnění 3.3 pro pohon odšťavnění 3.1.1 ZELENINU ODŠŤAVNIT 3 3.2.1 ODV.&ZACHYC.šť. 5.3 odv.&zachyc.šťávy 5.1.1 pro odv.&zach.šťávy 5.2.1, Odšťavňovač s pracovní deskou SPOJIT 7 prostoru pro odšťav. 2.3 vel.prost.pro odšť. 2.1.1 PROSTOR pro odšťavnění VYTVOŘIT 2 pro nast.vel.prostoru 2.2.1 VLOŽENI zeleniny UMOŽNIT ODVOD a ZACHYC. šťávy ZAJISTIT ŠTÁVU od odpadu SEPAROVAT 4 Informace (I) o průběhu/stavu funkcí TS pro řízení transf. funkcí TS SPOJENÍ TS (odšťavňovače) s okolním systémem (pracovní deskou) PŮSOBENÍ účinků TS (odšťavňovače) na operand (zeleninu, vzniklou šťávu i odpad) stanovených pro uskutečnění všech operací navrženého provozního transformačního procesu (vč. potřebného řízení, přenosů&transf. jištění/držení a indikací) Přenos&Tansformace Energie (E) pro pohon Hlavní / transformační funkce TS INDIKACI 1.1.2 separace 4.1.2 Stav INDIKOVAT 3.1.2 odv.&zachyc.šť. 5.1.2 Velikost prostoru 2.1.2 Ef PŘEN.&TRANSF. 1.2.2 PŘENÉST&TRANSF. 4.2.2 3.2.2 PŘENÉST&TRANSF 5.2.2 Díly odšťavňovače vzájemně SPOJIT a NÉST Σi PŘEN.&TRANSF 2.2.2 Rc odv.&zach.šť.&odp. 6.3 odv.&zachyc.odpadu 6.1.1 pro odv.&zach.odpadu 6.2.1 odpadu ZAJISTIT 6.1.2 6.2.2 Energie (E) pro pohon Informace(I) & Energie(E) pro řízení& fixaci/jištění nastavení HLAVNÍ/TRANSFORMAČNÍ FUNKCE TS vč. asistujících funkcí 1 vč VLOŽENI zeleniny UMOŽNIT 2 vč PROSTOR pro odšťavnění VYTVOŘIT 3 vč ZELENINU ODŠŤAVNIT 4 vč ŠTÁVU od odpadu SEPAROVAT 5 vč ODVOD a ZACHYCENÍ šťávy ZAJISTIT 6 vč odpadu 7 vč. Σi Odšťavňovač s pracovní deskou SPOJIT Poznámka: Asistující funkce znázorněné vlevo a vpravo od hlavních/transformačních funkcí je nutné zajistit, zde jsou však uvedeny pouze pro úplnost . Jejich zajištění se obvykle řeší zároveň s řešením hlavních/transformačních funkcí, jak je naznačeno ve sloupci (základní funkční vpravo. Poznámka: Stanovené funkce lze seskupovat, příp. i dále členit tak, jak je pro další řešení TS optimální © S. Hosnedl 29 

30 HLAVNÍ/TRANSFORMAČNÍ
Přístroj na přípravu nápojů z čerstvé zeleniny - Case Study II. KONCEPČNÍ NÁVRH TS Navržení orgánů TS pro funkce TS do morfologické matice) a návrh spojení vybraných orgánů do alternativ orgánové struktury HLAVNÍ/TRANSFORMAČNÍ FUNKCE TS vč. asistujících funkcí Orgány 1 2 3 1.1 ÷ 1.3 VLOŽENI zeleniny UMOŽNIT vertikální nátrubek trubka/žlab ze zásobníku překlápěcí zásobník 2.1 ÷ 2.3 PROSTOR pro odšťavnění VYTVOŘIT pouzdro pro prac. orgán nádoba 3.1÷ 3.3 ZELENINU ODŠŤAVNIT šnek (v pouzdru) odstředivka (s filtrem) 4 4.1 ÷ 4.3 ŠTÁVU od odpadu SEPAROVAT filtr přepad bez separace (volitelně) 5 5.1 ÷ 5.3 ODVOD a ZACHYCENÍ šťávy ZAJISTIT odsávací trubka a nádoba výtoková hadice výtoková trubka 6 6.1 ÷ 6.3 odpadu trubka vyjimatelný pracovní orgán 7 Σi Odšťavňovač s pracovní deskou SPOJIT svěrka se šroubem přísavný materiál/orgán držení vlastní tíhou © S. Hosnedl 30 

31 A B Přístroj na přípravu nápojů z čerstvé zeleniny - Case Study
II. KONCEPČNÍ NÁVRH TS Návrhy alternativ Orgánové struktury TS) A B 1 2 © S. Hosnedl 31 

32 Q C Alternativa A B Ideál
Přístroj na přípravu nápojů z čerstvé zeleniny - Case Study II. KONCEPČNÍ NÁVRH TS Hodnocení alternativ (příp. variant) orgánových struktur TS Alternativa A B Ideál Q vložení 2 3 4 množství/čas oddělení šťávy oddělení odpadu suchost odpadu celkový součet 15 16 20 normované hodnocení 0,75 0,80 1 C výrobní náklady 0,50 © S. Hosnedl 32 

33 Přístroj na přípravu nápojů z čerstvé zeleniny - Case Study
II. KONCEPČNÍ NÁVRH TS Diagram pro hodnocení konkurenceschopnosti alternativ/variant Orgánových struktur TS Ideál A Závěr: optimální varianta - A je výrazně levnější při srovnatelné posuzované kvalitě © S. Hosnedl 33 

34 Přístroj na přípravu nápojů z čerstvé zeleniny - Case Study
III. KONSTRUKČNÍ NÁVRH TS Komentář: Cílem tohoto kroku je hledání řešení pro vypracovanou Specifikaci požadavků, Funkční strukturu a koncepční schéma Orgánové struktury do úrovně konstrukčního návrhu (stavební struktury) TS, zde odšťavňovače včetně průběžného i finálního hodnocení a rozhodování (v závěru obvykle o zahájení závěrečného kroku konstrukčního návrhu přípravy dokumentace pro technologickou a organizační přípravu výroby a dalších etap životního cyklu ). Obvykle se postupuje od návrhu předběžného konstrukčního řešení (hrubé stavební struktury) TS k návrhu finálního konstrukčního řešení (úplné stavební struktury) TS. Schéma postupu hledání konstrukčního řešení: Návrh úplné stavební struktury přesahuje rámec této zjednodušené Case Study a není již proto zahrnut. 4. Návrh hrubé stavební struktury TS včetně hodnocení a analýz 5. Návrh úplné stavební struktury TS včetně hodnocení a analýz © S. Hosnedl 34 

35 Přístroj na přípravu nápojů z čerstvé zeleniny - Case Study
III. KONSTRUKČNÍ NÁVRH TS Návrh stavební struktury TS - pro variantu Orgánové struktury A (převzatý ilustrativní obrázek – nevyhovující kvalita) © S. Hosnedl 35 

36 Přístroj na přípravu nápojů z čerstvé zeleniny - Case Study
III. KONSTRUKČNÍ NÁVRH TS Návrh stavební struktury TS - pro optimální variantu Orgánové struktury B (převzatý ilustrativní obrázek – nevyhovující kvalita) © S. Hosnedl 36 

37 Přístroj na přípravu nápojů z čerstvé zeleniny - Case Study
III. KONSTRUKČNÍ NÁVRH TS Hodnocení splnění požadavků - na reflektivní vlastnosti ad a) (1) 1 splnění hodnocení váž.hodnocení 400 ot/min 2 8 500 W 3 12 300 mm 4 16 * * * * není 4 kg ruční 2 litry * * * 30 mm 1 © S. Hosnedl 37 

38 Přístroj na přípravu nápojů z čerstvé zeleniny - Case Study
III. KONSTRUKČNÍ NÁVRH TS Hodnocení splnění požadavků - na reflektivní vlastnosti ad a) (2) 2 splnění hodnocení váž.hodnocení * * * * 4 12 * * * 3 9 5 let * * 2 6 ne 16 © S. Hosnedl 38 

39 Přístroj na přípravu nápojů z čerstvé zeleniny - Case Study
III. KONSTRUKČNÍ NÁVRH TS Hodnocení splnění požadavků - na reflektivní vlastnosti ad b) (1) 3 splnění hodnocení váž.hodnocení * 1 4 * * * * 16 není * * * 3 12 překročeno 2 * * 6 © S. Hosnedl 39 

40 Přístroj na přípravu nápojů z čerstvé zeleniny - Case Study
III. KONSTRUKČNÍ NÁVRH TS Hodnocení splnění požadavků - na reflektivní vlastnosti ad b) (2) 4 4a 4b 4c Splnění hodnocení váž.hodnocení * * 2 6 * * * 3 12 * * * * 4 16 © S. Hosnedl 40 

41 Přístroj na přípravu nápojů z čerstvé zeleniny - Case Study
III. KONSTRUKČNÍ NÁVRH TS Hodnocení splnění požadavků - na reflektivní vlastnosti ad b) (3) 5 6 7 splnění hodnocení váž.hodnocení * * * * 4 16 * * * 3 12 nejsou třeba 2000 Kč 750 Kč Kč 1000 Kč © S. Hosnedl 41 

42 Přístroj na přípravu nápojů z čerstvé zeleniny - Case Study
III. KONSTRUKČNÍ NÁVRH TS Hodnocení splnění požadavků na reaktivní vlastnosti 8 splnění hodnocení váž.hodnocení * * * 3 9 12 * * * * 4 16 © S. Hosnedl 42 

43 Přístroj na přípravu nápojů z čerstvé zeleniny - Case Study
III. KONSTRUKČNÍ NÁVRH TS Hodnocení splnění požadavků - na deskriptivní vlastnosti 9 10 splnění hodnocení váž.hodnocení není * * 2 4 * * * * 16 12 © S. Hosnedl 43 

44 Přístroj na přípravu nápojů z čerstvé zeleniny - Case Study
III. KONSTRUKČNÍ NÁVRH TS Vážené hodnocení splnění specifikovaných požadavků pro navržený TS - příklad pro předchozí ilustrativní (!) hodnocení Hodnocení splnění požadavků: = Výsl. váž. hodnocení = Σ dílčích váž.hodn. / ( 16 x poč.kritérií ) = = / ( 16 x 69 ) = 0,67 69x16=1104 736/1104=0,67 © S. Hosnedl 44  44

45 Přístroj na přípravu nápojů z čerstvé zeleniny - Case Study
III. KONSTRUKČNÍ NÁVRH TS Komentář Diagram celkového hodnocení splnění specifikovaných požadavků pro všechna porovnávaná řešení TS - ilustrativní příklad získaný s pomocí SW PS&EA © S. Hosnedl 45  45

46 Přístroj na přípravu nápojů z čerstvé zeleniny - Case Study
IV. DETAILNÍ PROPRACOVÁNÍ KONSTRUKČNÍHO NÁVRHU TS Komentář Závěrečná fáze konstrukčního návrhu: Tato fáze zahrnuje převážně rutinní práce (nejen pro uzavření konstrukční etapy, ale i pro navazující etapy životního cyklu TS), které přesahují rámec této zjednodušené Case Study a nejsou již proto zahrnuty. 6. Detailování úplné stavební struktury TS a dokumentace řešení (včetně prezentace, předání a archivace) © S. Hosnedl 46 

47 Přístroj na přípravu nápojů z čerstvé zeleniny - Case Study
LITERATURA [Eder 2008] Eder, W. E., Hosnedl, S.: Design Engineering: A Manual for Enhanced Creativity. 1. issue. Boca Raton, Florida USA: CRC Press, Taylor & Francis Group, pp. ISBN [Eder 2010] Eder, W. E., Hosnedl, S.: Introduction to Design Engineering: Systematic Creativity and Management. Boca Raton, Florida USA: CRC Press, Taylor & Francis Group, 2010, 456 pp., ISBN: [Hanáček 2011] Hanáček J.: Konstrukční návrh přístroje na přípravu nápojů z čerstvé zeleniny (z mrkve, červené řepy, okurek, apod.). Semestrální projekt KKS/ZKM Systémové navrhování technických produktů. Plzeň: Západočeská univerzita v Plzni, FST, KKS [Hosnedl 2012] Hosnedl S.: Systémové navrhování technických produktů. 1. vyd. Plzeň: Západočeská univerzita, FST, KKS s. ISBN (elektronická verze). [Hosnedl 2012a] Hosnedl S.: Doplňující podklady  k vypracování konstrukčně zaměřené bakalářské práce (BP) Západočeská univerzita, FST, KKS s. (elektronická verze). [Hosnedl 2012b] Hosnedl S.: Doplňující podklady  k vypracování konstrukčně zaměřené diplomové práce (DP) Západočeská univerzita, FST, KKS s. (elektronická verze) [Hosnedl 2014] Hosnedl, S.: Systémové navrhování technických produktů. Předmět KKS/ZKM. Podklady k přednáškám. Plzeň: ZČU, FST, KKS [Hosnedl et al 2014] Hosnedl, S. et al.: Vlastnostmi řízený management návrhu technického produktu: Komplexní specifikace tržních a konstrukčních požadavků, průběžné hodnocení & analýzy jejich plnění (vč. SWOT, predikce konkurenceschopnosti a indikace rizik) PS&EA - SW podpora v MS Excel. Plzeň: ZČU, FST, KKS [Hubka 1988a] Hubka, V., Andreasen, M.M.A Eder, W.E. Practical Studies in Systematic Design. London: Butterworths, 1988, ISBN [Hubka 1988b] Hubka, V., and Eder, W. E: Theory of Technical Systems. Berlin Heidelberg: Springer - Verlag, 1988, ISBN [Hubka 1992] Hubka, V. and Eder, W. E.: Engineering Design.. Zürich, Switzerland: Heurista, ISBN [Hubka 1996] Hubka,V. and Eder, W.E.: Design Science. London, Springer,1996, ISBN © S. Hosnedl 47 

48 Děkuji Vám za pozornost
48