Systémové navrhování technických produktů

Prezentace na téma: "Systémové navrhování technických produktů"— Transkript prezentace:

1 Systémové navrhování technických produktů
Katedra konstruování strojů Fakulta strojní Systémové navrhování technických produktů KKS/ZKM Prof. Ing. Stanislav Hosnedl, CSc. Podklady k přednáškám – Kapitola 5 Plzeň, 2012 Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.

2 SYSTÉMOVÉ NAVRHOVÁNÍ TECHNICKÝCH PRODUKTŮ
PRO ÚPLNOST K INFORMACI POTŘEBNÉ DŮLEŽITÉ Konstrukční systém (DesS) a Konstrukčním proces (DesP) – deskriptivně/topologicky (DDesP) 2

3 Konstrukční systém (DesS) a Konstrukčním proces (DesP)
– deskriptivně/topologicky (DDesP) OBSAH 5.1 Základní poznatky 5.2 Vliv DesS na DesP 5.3 Počítač v DesS a jeho využití v DesP 5.4 Taxonomie činností (operací) DesP 5.5 Strategie a taktiky DesP 5.6 Strategie znalostní podpory DesP 3

4 Podkapitola 5.1 Základní poznatky
Konstrukční systém (DesS) a Konstrukčním proces (DesP) – deskriptivně/topologicky (DDesP) Podkapitola 5.1 Základní poznatky 4 

5 5 DesS a DesP deskriptivně/topologicky (DDesP) 5.1 Základní poznatky
DŮLEŽITÉ KONSTRUKČNÍ SYSTÉM (DesS) a KONSTRUKČNÍ PROCES (DesP) Konstrukční systém jako TrfS a Konstrukční proces jako TrfP: Prvky obecného TrfS a TrfP jsou konkretizovány pro etapu konstruování TS. OPERAND Od2 Popis konstr. TS (informace ve st.2) KONSTRUKČNÍ PROCES (DesP) (TRANSF.) S KONSTR. METODIKOU/TECHNOLOGIÍ (Tg) KONSTRUKČNÍ SYSTÉM (DesS) Fb Zpětné vazby Hranice DesS Prováděcí systém Operátory Konstrukčního systému: Účinky operátorů : OPERAND Od1 Požad. na konstr. TS (informace ve st.1) Asistující vstupy Vedlejší výstupy Vedlejší vstupy AREnv Aktivní & Reaktivní okolí konstrukčního systému MgS Manaž.Inf.syst pro konstr. IS Odb.inf.syst. TS Tech.prostř. HuS Konstruktéři Navigační systém Obr.: Konstrukční systém (DesS) jako Transformační Systém (TrfS) s Konstrukčním procesem (DesP) ve formě Transformačního Procesu (TrfP) [Hubka 1988, 1995, aj. => Eder&Hosnedl 2008] 5 © S. Hosnedl 

6 i 5 DesS a DesP deskriptivně/topologicky (DDesP) 5.1 Základní poznatky
DŮLEŽITÉ ÚČEL A CÍL KONSTRUKČNÍHO PROCESU (DesP) (1) Účel DesP: DesP je jedním z transformačních procesů v životních etapách TS, jehož: - vstupem jsou zadané požadavky na konstruovaný TS, - výstupem je úplný popis TS potřebný pro jeho realizaci ve výrobní etapě. Poznámky: - Historicky byly všechny etapy (transformace) životního cyklu TS včetně konstruování prováděny jedinou osobou (viz např. příběh Robinsona), postupně však docházelo pro dosahování stále vyšší produktivity ke stále větší a větší dělbě práce (specializaci). - Dnes však již taková podstatná změna podmínek pro vznik nových technických produktů (TS), že opět postupně dochází „ve vývojové spirále“ k integraci vývojových („vznikových“) procesů TS a to nejen na informační úrovni („datově“ pomocí IT), ale i na samotné procesní úrovni (simultaneous engineering, concurrent engineering , apod.) (kap. 8) - Popis a organizační příprava procesů výroby, distribuce, provozováni (včetně údržby) a likvidace TS v navazujících životních etapách TS je úkolem etapy „Tg. a Org. přípravy výroby a ost. životních procesů“ (historicky v užším slova smyslu pouze „Tg. a Org. přípravy výroby“ ). i 6 © S. Hosnedl 

7 5 DesS a DesP deskriptivně/topologicky (DDesP) 5.1 Základní poznatky
DŮLEŽITÉ ÚČEL A CÍL KONSTRUKČNÍHO PROCESU (DesP) (2) Cíl DesP: DesP je transformační proces (TrfP) vykonávaný lidmi za pomoci technických prostředků a aktivního & reaktivního okolí, v jehož průběhu jsou informace ve formě požadavků na TS (stanovených, předepsaných a obecně předpokládaných [CSN-EN-ISO ]) transformovány (v optimálním čase a s optimálními náklady) na informace popisující navržený (jeho stavební strukturu) technický produkt (TS) vyhovujícího (optimálně) požadavkům. K tomu je zároveň využíván odborný informační a manažerský informační systém, které jsou k dispozici v daném konkrétním místě a čase. 7 © S. Hosnedl 

8 i 5 DesS a DesP deskriptivně/topologicky (DDesP) 5.1 Základní poznatky
K INFORMACI 5.1 Základní poznatky ÚČEL A CÍL KONSTRUKČNÍHO PROCESU (DesP) (3) Poznámky: - Aplikovatelnost DesP se pohybuje od jednoduché součásti až po velmi komplikovaná technická zařízení (TS). - V DesP se vyskytují též „nekonstrukční“ operace jako např. řízení, archivování apod. - Vstupy (potřeby, požadavky na TS) i výstupy (popis TS) jsou informace, proto je DesP transformačním procesem „zpracování informací“. - Konstruování lze považovat za nadřazený (obecný) pojem pro řadu aktivit, jako např. [Hubka 1995] : Pozor však, uvedené pojmy se často používají i v jiných významech, např. : „Konstruování“ (angl. Design Engineering, něm.: Konstruieren) má shodný význam jako „Konstrukční proces“, který však nezpůsobuje podvědomé omezení na provádění pouze člověkem/konstruktéry. - Z  [CSN-EN-ISO , 3.4.4] vyplývá, že pojmem nadřazeným ke „konstruování“ je „návrh a vývoj“: soubor procesů, který převádí požadavky na specifikované znaky nebo na specifikaci produktu, procesu nebo systému. Oba pojmy tedy nelze zaměňovat, pokud se nadřazený pojem nepoužije s rozlišovacím přívlastkem, např.: „návrh a vývoj TS“. Ani pak však není význam jednoznačný, protože „návrh“ a „vývoj“ se někdy používají jako synonyma a někdy pro označení různých etap celkového procesu návrhu a vývoje – viz. příkl. výše (./.)! - Specifikace dle [CSN-EN-ISO , 3.7.3]: Dokument, v němž jsou stanoveny požadavky Dokument dle [CSN-EN-ISO , 3.7.2]: Inormace a jejich podpůrné medium (papír, počítač. disketa,..). Soubor dokumentů se nazývá „dokumentace“. - Informace dle [CSN-EN-ISO , 3.7.1]: Údaje obsahující význam (pro EDS je příliš „úzké“ – viz. Podkap. 0.1) i 8 © S. Hosnedl 

9 Podkapitola 5.2 Vliv DesS na DesP
Konstrukční systém (DesS) a Konstrukčním proces (DesP) – deskriptivně/topologicky (DDesP) Podkapitola 5.2 Vliv DesS na DesP 9 

10 5 DesS a DesP deskriptivně/topologicky (DDesP) 5.2 Vliv DesS na DesP
DŮLEŽITÉ DŮLEŽITÉ ZÁKLADNÍ POZNATKY Konstrukční situace Každý konstrukční úkol je řešen za určité konkrétní Konstrukční situace, která ovlivňuje způsob konstruování a tím i produktivitu DesP a konstrukční kvalitu a konkurence- schopnost navržených TS. Jestliže vyjdeme z modelu DesS ve formě Transformačního systému, lze všechny základní ovlivňující faktory přehledně uspořádat, analyzovat a při řešení konstrukčních úkolů respektovat, vhodně využít, příp. i v dostupných možnostech aktivně ovlivnit ve prospěch produktivity DesP i konstrukční kvality a konkurenceschopnosti navržených TS. 10 © S. Hosnedl 

11 5 DesS a DesP deskriptivně/topologicky (DDesP) 5.2 Vliv DesS na DesP
POTŘEBNÉ FAKTORY KONSTRUKČNÍ SITUACE (1) Aktivní a reaktivní okolí DesS: Faktory globální (světové/národní): - politika (ekonomická, sociální, …) - know-how (věda, znalosti, technologie, …) trh: = zboží (konkurence, ceny, …) = pracovní síly (zaměstnanost, …) = subdodavatelů (materiály, polotovary, komponenty, …) = služeb (doprava, obchod, servis, …) = financí (dostupnost, podpory, …) Faktory podnikové (celkové/lokální): - výrobní program (sortiment, vazby, …) - strategie (dlouhodobý plán rozvoje, obchodu, …) - velikost podniku (malá, střední, velká, …) - typ výroby (kusová, dávková, sériová, hromadná, kontinuální, …) - potenciál podniku (lidský, výrobní, finanční, …) 11 © S. Hosnedl 

12 5 DesS a DesP deskriptivně/topologicky (DDesP) 5.2 Vliv DesS na DesP
POTŘEBNÉ FAKTORY KONSTRUKČNÍ SITUACE (2) Konstrukční systém (DesS): Faktory konstrukčního potenciálu (oborové i speciální): - konstruktéři (vzdělání, zkušenost, postoje, …) - prac. prostředky (počítače, zařízení, pomůcky, …) - prac. okolí (prostředí) (tvůrčí klima, motivace, …) - odborné informace (dostupnost, druh, forma, kvalita, nosiče, ..) - manažerský systém (hierarchický, maticový, projektový, …) - konstrukční proces (transparentnost, systémovost, flexibilita, ...) 12 © S. Hosnedl 

13 5 DesS a DesP deskriptivně/topologicky (DDesP) 5.2 Vliv DesS na DesP
POTŘEBNÉ FAKTORY KONSTRUKČNÍ SITUACE (3) Vstup a výstup DesS/DesP: Faktory zakázkové: - produkt: = typ (unikátní, variantní, spotřební, …) = originalita (nový, rekonstruovaný, přizpůsobený, …) = komplexnost (komplexní strojní zařízení, stroj, mont. skupina, ..) = náročnost (funkce, jejich parametry, …) = ostatní požadavky (bezpečnost, spolehlivost, …) konstrukční etapa: = čas. Náročnost (termíny, koordinace, …) = ostatní požadavky (dokumentace, schvalování, …) - výrobní etapa (požadované množství, časové a cenové limity, …) - zákazník (náročnost, kvalifikace, zkušenost, solventnost, …) 13 © S. Hosnedl 

14 - viz faktory Konstrukční situace).
5 DesS a DesP deskriptivně/topologicky (DDesP) K INFORMACI 5.2 Vliv DesS na DesP VLIV OPERÁTORŮ DesS na DesP Obr.: Příklad analýzy (obecného) vlivu operátorů (DesS) na charakteristiky konstrukčního procesu (DesP) (Analogicky lze analyzovat i další charakteristiky DesP a vlivy dalších faktorů DesS včetně jeho širšího okolí a vstupů/výstupů - viz faktory Konstrukční situace). 14 © S. Hosnedl 

15 Podkapitola 5.3 Počítač v DesS a jeho využití v DesP
Konstrukční systém (DesS) a Konstrukčním proces (DesP) – deskriptivně/topologicky (DDesP) Podkapitola 5.3 Počítač v DesS a jeho využití v DesP 15 

16 5 DesS a DesP deskriptivně/topologicky (DDesP)
5.3 Počítač v DesS a jeho využití v DesP POTŘEBNÉ ZÁKLADNÍ POZNATKY (1) Význam počítače v DesS pro DesP: Počítač je jedním z technických prostředků pro DesP, patří tudíž mezi operátory DesS. Konstruovat lze i bez počítače, ale nikoli bez konstruktéra. Dříve častý termín „automatizace konstruování“ byl proto zcela nesprávný. Správně: „Počítačová podpora konstruování“ Computer Aided Design – CAD (Něm.: Rechnergestütze Konstruieren) 16 © S. Hosnedl 

17 5 DesS a DesP deskriptivně/topologicky (DDesP)
K INFORMACI 5.3 Počítač v DesS a jeho využití v DesP ZÁKLADNÍ POZNATKY (2) Využití počítačů v konstrukčním procesu: Využití počítačů v konstrukčním procesu je věnována řada speciálních předmětů i odborných publikací, proto jen stručně: Vhodnost uplatnění počítačů obecně: Pro opakované provádění (dílčích) algoritmizovatelných činností (postupů). Vzhledem k rychlosti, kapacitě a spolehlivosti počítačů je tak často umožněno řešení úloh, které by byly jinak nerealizovatelné. Hlavní typy procesů pro využití počítačů: - zpracování geometrických informací - zpracování výpočtových informací - zpracování popisových informací 17 © S. Hosnedl 

18 Obr.: Hlavní oblasti využití počítačů v konstrukčním procesu
5 DesS a DesP deskriptivně/topologicky (DDesP) K INFORMACI 5.3 Počítač v DesS a jeho využití v DesP ZÁKLADNÍ POZNATKY (3) Obr.: Hlavní oblasti využití počítačů v konstrukčním procesu (Symboly počítačů znamenají (možnost) použití počítače (počítačové podpory), nikoli fyzické počítače) 18 © S. Hosnedl 

19 5 DesS a DesP deskriptivně/topologicky (DDesP)
5.3 Počítač v DesS a jeho využití v DesP POTŘEBNÉ ZÁKLADNÍ POZNATKY (4) Hlavní rizika využívání počítačů v konstrukčním procesu: Nebezpečí zadání nesprávných vstupů a/nebo interpretace výsledků netransparentního počítačového řešení !!! Nekritické přeceňování a přejímání výsledků počítačového řešení !!! Počítačová technika nesmí být samoúčelnou „hračkou“, ale systémovým prvkem konstručního procesu. 19 © S. Hosnedl 

20 Podkapitola 5.4 Taxonomie činností (operací) DesP
Konstrukční systém (DesS) a Konstrukčním proces (DesP) – deskriptivně/topologicky (DDesP) Podkapitola 5.4 Taxonomie činností (operací) DesP 20 

21 i 5 DesS a DesP deskriptivně/topologicky (DDesP)
5.4 Taxonomie činností (operací) DesP POTŘEBNÉ POTŘEBNÉ ZÁKLADNÍ POZNATKY (1) Procesní struktura činností (operací) DesP: Stanovení cílů Organizování Instruování Motivování Plánování Evidování Odborné vzdělávání Inspirování Kontrolování Zkoumání Normování Vyhledávání Aktualizování Zkoušení Typizování a zpracování Konstrukční Experimentování Unifikování informací Dokumentování Poradenství Psaní Vazby Nabídky Kopírování na ost. etapy Zpracování Archivování živ. cyklu TS Konstruování fáze 1 Fáze 2 ..... Fáze n TS Tech. prostředky pro konstruování AEnv Aktivní&reaktivní okolí konstr. systému MgAssIn2 Informace - řídící - popis TS - podpůrné Operand Od2 SbAssIn2 OPERÁTORY konstr. systému: - požadavky na TS ÚČINKY OPERÁTORŮ: MgAssIn1 Operand Od1 SbAssIn1 Asistující řídící procesy: Hlavní konstrukční proces: podpůrné procesy: HuS Konstruktéři IS Odb. inf. syst. MgS Manaž. systém Poznámky: Procesní struktura znázorňuje rozčlenění: = konstrukčního procesu na hlavní konstrukční proces a na průběžné asistující procesy = hlavního konstrukčního procesu na postupové fáze - Hlavní konstrukční proces se člení na jednotlivé postupové fáze podle metodik konstruování, zde [Hubka &Eder 1996] příp. [Eder&Hosnedl 2008] „Strategie a taktiky DesP“ (podkap. 5.5) a z ní vyplývající metodiky „Obecného modelu postupu konstruování“ (OMPK) (podkap. 6.3). i Obr.: Členění konstrukčního procesu na hlavní postupové a na průběžné asistující činnosti (operace) 21 © S. Hosnedl 

22 reaktivních a reflektivních
5 DesS a DesP deskriptivně/topologicky (DDesP) 5.4 Taxonomie činností (operací) DesP POTŘEBNÉ POTŘEBNÉ ZÁKLADNÍ POZNATKY (2) Hierarchická struktura činností (operací) DesP: 1. Konstrukční fáze II. KONCIPOVÁNÍ / PROJEKTOVÁNÍ 1.2 1.3 III. NAVRHOVÁNÍ / „TVAROVÁNÍ 1.4 IV. DETAILNÍ PROPRACOVÁNÍ I. ROZPRACOVÁNÍ ZADÁNÍ 1.1 3. Základní operace (Problem Solving) 3.1 A.SPECIFIKACE ÚKOLU 3.2 B. HLEDÁNÍ ŘEŠENÍ 3.3 C.HODNOC.& ROZHOD. 3.4 D. SDĚLOVÁNÍ ŘEŠENÍ 3.6 E. VYHL. A ZPRAC. INF. 3.7 F. ZOBRAZOVÁNÍ 3.8 G. KONTROLOVÁNÍ 3.5 X. ŘÍZENÍ. - postupové: - průběžné: 4. Elementární činnosti ⋅⋅⋅ Diskutování 4.1 Učení 4.3 Experimentování 4.6 4.8 Posuzování 4.2 Vedení porad 4.4 Optimalizování 4.7 2. Konstrukční operace Navržení technologie 2.2 Navržení prov.transf. 2.1 Navrž převz.org.TS 2.10 Navrž funk.strukt.TS 2.7 2.14 Navržení operací 2.3 Navrž org..strukt.TS 2.8 Nav. mat.&zp.výr.TS 2.12 Nav. tvarů&rozm.TS 2.11 Navrž uspoř.org.TS 2.9 Navrž funk.princ.TS 2.6 Navrž int.procesů TS 2.5 Navrž transf.účinků 2.4 Nav.odch.&st.pov.TS 2.13 reaktivních a reflektivních (s využ. pozn. DfX a PoX) Návrhy jednotlivých vlastností TS 5. Elementární operace Pozorování Čtení Naslouchání Interpretování Zapamatování Reprodukování 01 02 03 04 05 06 07 Mluvení, vysvětlování Psaní, reportování Skicování Kreslení Stanovení rozměrů Vypracování seznamu 11 12 13 14 15 16 17 Počítání Vypracování poznámek Zapisování Uspořádání 21 22 23 24 25 Porovnávání Kombinování Analyzování, Syntetizování Indukování, Dedukování 31 32 33 34 35 36 Abstrahování, Konkretizování Nalezení analogie, Invertování 37 KONSTRUKČNÍ PROCES Poznámky: Hierarchická struktura znázorňuje rozčlenění činností konstrukčního procesu do 5 hierarchických úrovní. Struktura má „fraktálový“ charakter, tzn. že každá z nižších úrovní může být obsažena v kterékoli operaci vyšší úrovně. Ke každé z uvedených operací náleží teoretické i metodické poznatky. Pokud jsou metodické poznatky (tj. metody, principy a údaje) formalizovatelné, příp. i algoritmizovatelné, lze příslušné operace racionalizovat tradičními prostředky (např. tabulkami, formuláři) nebo i počítačovými prostředky (Computer Aided Software) (a ty pak modulárně skládat do vyšších hierarchických operací). Hierarchické členění operací tudíž umožňuje jejich relativně nezávislý racionální rozvoj i využití. Řada z nich, zejm. na nižších obecných úrovních se takto rozvíjí, osvojuje a uplatňuje i mimo oblast konstruování! Uvedení základních teoretických (i metodických) poznatků ke všem uvedeným operacím přesahuje proto nejen rámec předmětu, ale i konstruování. Zde jsou proto tyto poznatky uvedeny (podkap. 6.2).jen pro vybrané, a to obecné „základní operace“ (3. hierarchická úroveň). Pro ucelenost jsou tyto teoretické poznatky uvedeny spolu s metodickými poznatky Obr.: Členění konstrukčního procesu na hierarchické, opakující se činnosti (operace) 22 © S. Hosnedl 

23 Podkapitola 5.5 Strategie a taktiky DesP
Konstrukční systém (DesS) a Konstrukčním proces (DesP) – deskriptivně/topologicky (DDesP) Podkapitola 5.5 Strategie a taktiky DesP 23 

24 5 DesS a DesP deskriptivně/topologicky (DDesP)
5.5 Strategie a taktiky DesP DŮLEŽITÉ STRATEGICKÉ METODY A PRINCIPY DesP (1) Účel a cíl: Aby bylo řešení konstrukčního návrhu (stavební struktury) TS efektivní a účinné a vedlo k optimálnímu výsledku je nezbytné, aby koncepční „páteří“ DesP byly „integrující“ strategické metody a principy. 24 © S. Hosnedl  24

25 5 DesS a DesP deskriptivně/topologicky (DDesP)
5.5 Strategie a taktiky DesP POTŘEBNÉ STRATEGICKÉ METODY A PRINCIPY DesP (2) Strategická metoda pro konstruování TS: Strategický (postupový) model pro nalezení konstrukčního návrhu (stavební struktury) TS na základě logicky definovaných strategických (postupových) fází a (jejich dílčích) kroků (operací) řešení. Takových modelů (metodik) existuje mnoho [Pahl&Beitz (1995), 2007], [Roth 1994], [Roozenburg&Eekels 1995], často i ve formě směrnic [VDI ], [BS ]. Jako optimální se osvědčil Obecný model postupu při konstruování (OMPK) [Hubka&Eder 1996], příp. [Eder&Hosnedl 2008], který je podložen teorií, zejména teorií vlastností a struktur TS a teorií konstrukčního procesu (viz násl. snímek). Model je díky tomu transparentní, flexibilní, otevřený i kompatibilní s pokračujícím vývojem CAD SW, i s ostatními známými metodikami konstruování (což naopak obecně neplatí). © S. Hosnedl 25 © S. Hosnedl  25

26 Obr.: Vzniková spirála konstruování TS
5 DesS a DesP deskriptivně/topologicky (DDesP) K INFORMACI 5.5 Strategie a taktiky DesP STRATEGICKÉ METODY A PRINCIPY DesP (3) Poznámky: - „Vzniková spirála“ je teoretickým východiskem pro „Obecný model postupu (metodiku strategie) konstruování“ (OMPK) TS: Vyjadřuje strategii postupu konstruování od požadavků na vlastnosti TS, až po popis stavební struktury TS pomocí elementárních konstrukčních vlastností. Jednotlivé postupové fáze jsou definovány docílením jednotlivých konstrukčních struktur TS i Obr.: Vzniková spirála konstruování TS [Hubka&Eder 1996] 26 © S. Hosnedl  26

27 5 DesS a DesP deskriptivně/topologicky (DDesP)
K INFORMACI 5.5 Strategie a taktiky DesP STRATEGICKÉ METODY A PRINCIPY DesP (4) Konkrétizace Obecného modelu postupu konstruování: Podle konkrétnosti konstrukční situace (zakázka, DesS, okolí) lze sestavit/ popsat tyto konkretizace „modelu“ strategického postupu při konstruování : Obecný model postupu konstruování (OMPK) pro obecnou a průměrnou zakázku, DesS a okolí Plán (konkrétizovaný model) postupu konstruování pro konkrétní zakázku, DesS a okolí Technika („osobní model) postupu konstruování pro konkrétního konstruktéra Poznámky: - Základní teoretické poznatky k OMPK jsou pro ucelenost uvedeny spolu s metodickými poznatky (Podkap. 6.3) - Vzhledem k obecnosti i omezenému rozsahu předmětu nejsou „plán postupu“ ani „techniky postupu“ dále zmiňovány. i 27 © S. Hosnedl  27

28 i 5 DesS a DesP deskriptivně/topologicky (DDesP)
5.5 Strategie a taktiky DesP POTŘEBNÉ STRATEGICKÉ METODY A PRINCIPY DesP (5) Strategické postupové principy pro konstruování TS: Přímý přechod od zadaných požadavků ke konstrukčnímu návrhu (stavební struktuře) TS podle Obecného modelu postupu konstruování není pro svoji složitost obecně možný, proto jsou při jeho řešení využívány Obecné strategické postupové principy: - Iterativní kroky: od předpokládaného přibližného/hrubého řešení k jeho přesnějšímu zjištění v řadě kroků/aproximací. Postup od abstraktního ke konkrétnímu: od významných hledisek k méně významným. Zpřesňování: od hrubého řešení k definitivnímu. Zlepšování: od existujícího řešení k dokonalejšímu. Při konstruování se obvykle použití těchto principů překrývá. Poznámky: - Popis strategických postupových principů náleží mezi metodické poznatky. Protože však již není nutné věnovat této problematice v kapitole 6 samostatný prostor, je pro ucelenost výkladu uveden přehled 4 základních (strategických) postupových principů již zde mezi teoretickými/popisnými poznatky ke konstrukčnímu procesu (DesP). i 28 © S. Hosnedl  28

29 5 DesS a DesP deskriptivně/topologicky (DDesP)
5.5 Strategie a taktiky DesP DŮLEŽITÉ TAKTICKÉ METODY A PRINCIPY DesP (1) Účel a cíl: Jednotlivé postupové kroky konstruování (tj. „konstrukční operace“) jsou ještě obvykle dosti komplexní, proto ještě dále vyžadují (analogicky jako má konstrukční proces jako celek svoji strategii) jako navigační vodítko vhodné taktické pokyny pro racionální postup k optimálnímu dosažení stanoveného cíle za daných podmínek. 29 © S. Hosnedl  29

30 5 DesS a DesP deskriptivně/topologicky (DDesP)
5.5 Strategie a taktiky DesP POTŘEBNÉ TAKTICKÉ METODY A PRINCIPY DesP (2) Taktické metody pro konstruování TS: Metodická podpora pro nalezení řešení (na základě taktických pokynů pro rozsáhlé komplexní činnosti (modelovací techniky, analýzy trhu, hodnotová analýza …) až po relativně jednoduché činnosti (brainstorming, metoda zpětných kroků, Descartova metoda, metoda agregace …). Metody lze rozdělit do skupin podle druhů operací, pro něž jsou určeny (pro hledání řešení, pro hodnocení, pro ověřování …). Metody proto často mají hierarchickou strukturu jako odpovídající operace (Podkap. 5.4) tzn., že komplexnější metody obsahují metody nižší hierachické úrovně! 30 © S. Hosnedl  30

31 Obr.: Konstrukční taktiky – příklady metod
5 DesS a DesP deskriptivně/topologicky (DDesP) 5.5 Strategie a taktiky DesP POTŘEBNÉ TAKTICKÉ METODY A PRINCIPY DesP (3) Poznámky: - Popis uvedených a dalších metod pro konstruování TS patří do metodických poznatků. Vzhledem k velkému počtu a rozsahu některých metod (např. hodnotové analýzy), je třeba vyhledat tyto poznatky ve speciální odborné literatuře [Pahl&Beitz 2007], [Roozenburg&Eeekels 1995] a v řadě dalších. Pozor však na terminologii, která se u jednotlivých publikací a metod může i zásadně odlišovat (např. v hodnotové analýze je pojem „funkce“ přiřazován všem vlastnostem TS, nikoli jen hlavním, asistujícím a vyvolaným, což je pro konstruování TS nepřehledné). - Několik doporučených metod (např. metoda systematické specifikace požadavků, metoda morfologické matice...) je vysvětleno v rámci metodických poznatků k jednotlivým fázím OMPK a použito v Case Study (podkap. 6.4). - Vlevo je pro informaci uveden alespoň abecední přehled vybraných známějších metod spolu s jejich charakteristikami a cíli. i Obr.: Konstrukční taktiky – příklady metod 31 © S. Hosnedl  31

32 Taktické pracovní principy:
5 DesS a DesP deskriptivně/topologicky (DDesP) 5.5 Strategie a taktiky DesP POTŘEBNÉ TAKTICKÉ METODY A PRINCIPY DesP (4) Taktické pracovní principy: Metodická podpora pro optimální princip postupu v různých pracovních situacích na základě jednoduchých, obecně platných doporučení (pravidel). Je doporučeno, aby si každý konstruktér vytvářel na základě svých zkušeností své osobní (taktické) pracovní principy. 32 © S. Hosnedl  32

33 Obr.: Konstrukční taktiky – příklady obecných pracovních principů
5 DesS a DesP deskriptivně/topologicky (DDesP) 5.5 Strategie a taktiky DesP K INFORMACI POTŘEBNÉ TAKTICKÉ METODY A PRINCIPY DesP (5) Poznámky: - Popis jednotlivých pracovních principů náleží mezi metodické poznatky. Vzhledem k velkému počtu principů přesahuje jejich systematický přehled a popis rámec předmětu. - Některé vhodné principy jsou však uvedeny u metodických poznatků k jednotlivým obecným základním operacím DesP (podkap. 6.2). - Zde je pro informaci uveden pouze přehled vybraných obecných pracovních principů. i Obr.: Konstrukční taktiky – příklady obecných pracovních principů 33 © S. Hosnedl  33

34 Podkapitola 5.6 Strategie znalostní podpory DesP
Konstrukční systém (DesS) a Konstrukčním proces (DesP) – deskriptivně/topologicky (DDesP) Podkapitola 5.6 Strategie znalostní podpory DesP 34 

35 5 DesS a DesP deskriptivně/topologicky (DDesP)
5.6 Strategie znalostní podpory DesP DŮLEŽITÉ STRATEGIE ZNALOSTNÍ PODPORY DesP (1) 0 Strategie „Pokus – omyl/úspěch“: Znalostní podpora (včetně podpory procesní integrace): - žádná (pouze náhody) I Intuitivní strategie: Znalostní podpora (včetně podpory procesní integrace): - individuální znalosti a zkušenosti 35 © S. Hosnedl 

36 5 DesS a DesP deskriptivně/topologicky (DDesP)
5.6 Strategie znalostní podpory DesP DŮLEŽITÉ STRATEGIE ZNALOSTNÍ PODPORY DesP (2) II Instruktivní strategie: Znalostní podpora (včetně podpory procesní integrace): zobecněné instrukce (směrnice, pokyny, …) III Teorií podložená strategie: Znalostní podpora (včetně podpory procesní integrace): - zobecněná „mapa“ poznatků EDS (z teorie i praxe) 36 © S. Hosnedl 

37 5 DesS a DesP deskriptivně/topologicky (DDesP)
5.6 Strategie znalostní podpory DesP POTŘEBNÉ INTEGRACE STRATEGIÍ ZNALOSTNÍ PODPORY ŘEŠENÍ DesP (GPMD) (1) „Externí (recorded)“ integrace strategií znalostní podpory DesP:  III & ( II & I & 0 ) II I III Obr.: Princip Knowledge Integrated DesP (KID) – kompatibilní integrace strategií 0 – III prostřednictvím „externí (recorded)“ znalostní „mapy“ © S. Hosnedl 37 

38 5 DesS a DesP deskriptivně/topologicky (DDesP)
5.6 Strategie znalostní podpory DesP POTŘEBNÉ INTEGRACE STRATEGIÍ ZNALOSTNÍ PODPORY ŘEŠENÍ DesP (GPMD) (2) Kompaktní „Externí (recorded) & Interní (tacit)“ integrace strategií znalostní podpory DesP:  { III & ( II & I & 0 ) } II I III Obr.: Princip Compact Integrated DesP (CID) – kompatibilní integrace strategií 0- lll prostřednictvím „ Externí (recorded) & Interní (tacit)“ znalostní „mapy“ © S. Hosnedl 38 

39 * II  I  0 !!! 5 DesS a DesP deskriptivně/topologicky (DDesP)
5.6 Strategie znalostní podpory DesP POTŘEBNÉ INTEGRACE STRATEGIÍ ZNALOSTNÍ PODPORY ŘEŠENÍ DesP (GPMD) (3) II I Úroveň znal.podp.; Σ Operátorů; Vstup řešení; Výstup řešení; Znalostní podpora Pokus&omyl/úspěch strategie - Integrace pamětí, příp. žádná Instruktivní strategie - Integrace pokyny Intuitivní strategie - Integrace znalostmi&zkušenostmi Procesy řešení; (v „boční pohledu“ na obec.modely post. řeš.GMPD) * II  I  0 !!! => tyto strategie jsou obecně nekompatibilní Navázání alternativních řešení ad. I a 0 na instrukce pro řešení ad. II není zaručeno !!! * Řešení ad. II ? ? Alternat. řešení ad. I Alternat. řešení ad. 0 Obr.: Obecná nekompatibilita úrovní 0 – ll znalostní podpory GPMD pro řešení konstrukčního úkolu !!! © S. Hosnedl 39 

40 5 DesS a DesP deskriptivně/topologicky (DDesP)
5.6 Strategie znalostní podpory DesP POTŘEBNÉ INTEGRACE STRATEGIÍ ZNALOSTNÍ PODPORY ŘEŠENÍ DesP (GPMD) (4) III II I Σ Operátorů; Vstup řešení; Úroveň znal.podp.; Proces řešení; (v „boční pohledu“ na obec.modely post. řeš.GMPD) Výstup řešení; Znalostní podpora Pokus&omyl/úspěch strategie - Integrace pamětí, příp. žádná Instruktivní strategie - Integrace pokyny Intuitivní strategie - Integrace znalostmi&zkušenostmi Teorií podložená strategie - Integrace vědeckými poznatky * III = II = I = 0 !!! => tyto strategie jsou obecně shora kompatibilní Navázání alternativních řešení ad. II, I a 0 na teoreticky podlož. (EDS-TTS) „GPMD“ ad. III je obecně zaručeno !!! * Řešení ad. III ! ! ! Alternat.řešení ad.II Alternat. řešení ad. I Alternat. řešení ad. 0 Obr.: Obecná kompatibilita úrovní 0 - Ill strategie znalostní podpory GPMD pro řešení konstrukčního úkolu (prostřednictvím teoreticky podloženého (EDS-TTS) „externího (recorded)“ GPMD (III) !!!) © S. Hosnedl 40 

41 5 DesS a DesP deskriptivně/topologicky (DDesP)
5.6 Strategie znalostní podpory DesP POTŘEBNÉ INTEGRACE STRATEGIÍ ZNALOSTNÍ PODPORY ŘEŠENÍ DesP (GPMD) (5) * III & II & I & 0 !!! tyto strategie mohou být shora integrovány pro všechny konstrukční činnosti (operace) Znalostní podpora Pokus&omyl/úspěch strategie - Integrace pamětí, příp. žádná Instruktivní strategie - Integration by Guidelines Intuitivní strategie - Integrace znalostmi&zkušenostmi Teorií podložená strategie - Integrace vědeckými poznatky III II I Řešení ad. III Σ Operátorů; Vstupy řešení Úroveň znal.podp. Proces řešení (v „boční pohledu“ na obec.modely post. řeš.GMPD) Výstupy řešení Alternat.řešení ad.II Alternat. řešení ad. I Alternat. řešení ad. 0 Navázání alternativních řešení ad. II, I a 0 na teoreticky podlož. (EDS-TTS) „GPMD“ ad. III je obecně možné !!! * !  Teoreticky podložené (III) znalostně integrované konstruování Knowledge Integrated Designing K I D ! Obr.: Integrace úrovní 0 – Ill strategie znalostní podpory GPMD pro řešení konstrukčního úkolu (prostřednictvím teoreticky podloženého (EDS-TTS) „externího (recorded)“ GPMD (III) !!!) © S. Hosnedl 41 

42 K I D ! K I T ! * III & II & I & 0 !!! * III & II & I & 0 !!!
5 DesS a DesP deskriptivně/topologicky (DDesP) 5.6 Strategie znalostní podpory DesP POTŘEBNÉ INTEGRACE STRATEGIÍ ZNALOSTNÍ PODPORY ŘEŠENÍ DesP (GPMD) (6)  Teoreticky podložené (III) znalostně integrované konstruování Knowledge Integrated Designing K I D ! * III & II & I & 0 !!! tyto strategie mohou obecně být shora integrovány pro všechny konstrukční činnosti (operace) III II I Řešení ad. III Σ Operátorů; Vstupy řešení Úroveň znal.podp. Proces řešení („boční pohled“ na modely postupu řešení) Výstupy řešení Alternat.řeš. ad.II Alternat. řeš. ad. I Alternat. řeš. ad. 0 Navázání alternativních řešení ad. II, I a 0 na teoreticky podlož. (EDS-TTS) „GPMD“ ad. III je obecně možné !!! * ! * III & II & I & 0 !!! tyto strategie mohou tudíž být shora integrovány i pro příslušné duševní konstrukční činnosti (operace) Úroveň znal.podp. Σ Operátorů; Vstup tvůr.myšlení Integrovaný proces tvůrčího myšlení (v „boční pohledu“ na obec.modely post. řeš.GMPD) Výstup tvůr. myšl.  Teoreticky podložené (III) znalostně integrované tvůrčí konstrukční myšlení Knowledge Integrated Creative Design Thinking K I T ! Postup integrovaného tvůrčího myšlení ad. III & II & I & 0 Obr.: Integrace úrovní 0 - Ill strategie znalostní podpory GPMD při tvůrčím konstrukčním myšlení (prostřednictvím teoreticky podloženého (EDS-TTS) „interního (tacit)“ GPMD (III) !!!) © S. Hosnedl 42 

43 5 DesS a DesP deskriptivně/topologicky (DDesP)
5.6 Strategie znalostní podpory DesP DŮLEŽITÉ INTEGRACE STRATEGIÍ ZNALOSTNÍ PODPORY ŘEŠENÍ DesP Shrnutí: V konstrukční praxi převažuje využívání intuitivní strategie I, v univerzitní výuce konstruování instruktivní strategie II. Teoreticky podložená strategie III se intenzivně rozvíjí ve výzkumu, není však doposud celosvětově obsahově ani terminologicky sjednocena. Integrace strategií znalostní podpory konstruování na bázi strategie III: - Knowledge Integrated Designing (KID) - Knowledge Integrated Creative Design Thinking (KIT) jsou přirozeným vyústěním snah o efektivně využitelnou EDS ve výuce i v praxi. Každá „vyšší“ úroveň strategie totiž nutně vyžaduje v praxi i využívání úrovní nižších. Ve výzkumu, výuce ani v praxi nelze a ani není efektivní popsat a řešit vše teoreticky ani instrukcemi, protože není efektivní chodit „s kanonem na zajíce“. Jak ale vyplývá z předchozích snímků: - Strategie II je prakticky nekompatibilní se strategiemi I a 0. - Strategie III DTM na bázi TTS (DTM/TTS) je však s úrovněmi II, I i 0 obecně kompatibilní, což umožňuje optimální integraci všech úrovní znalostní podpory DesP 0 – III na úrovni KID, příp. i KIT !!! Řešení DesP jako celku (GMPD) i jeho dílčích aktivit (operací) pak může probíhat s využitím libovolné strategie (významná podpora kreativity a efektivnosti řešení !!!), musí však být plně zastřešeny na úrovni III ! © S. Hosnedl 43 

44 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/ „Inovace výuky v oboru konstruování strojů včetně jeho teoretické, metodické a počítačové podpory“. 44