Objektum semleges géptervezés

Átírás

1 Előadásvázlat 1. rész Összeállította:, Takács Ágnes 1/185

2 A tantárgy óra felépítése: Előadások: 2 óra/hét Gyakorlatok: 2 óra/hét Kreditpont: 4 A tantárgy lezárása: Írásbeli és szóbeli vizsga A gyakorlati órák feladatainak teljesítése A tantárgy programja heti lebontásban: A következő fóliák tartalmazzák az előadások és gyakorlatok programját 2/185

3 Hetekre bontott tantárgyprogram /1 Hét Előadás Gyakorlat 1. Általános alapismeretek, fontosabb fogalmak. Rövid történeti áttekintés. A konstrukciótervezés jelentősége. A műszaki termékek életpályája és ismeretének jelentősége. Irányított csoportmunka: műszaki termékismeret (rendszerezés, csoportosítás), termékelemzés (a funkciók felismerésének alapjai: villanyborotva, vasaló, szegélynyíró, porszívó, többfunkciós visszapillantó tükör (Golf A5)). Eredmény bemutatása: a csoport együtt A1 papíron (munkacédulákkal együtt) órán. 3/185

4 Hetekre bontott tantárgyprogram /2 Hét Előadás Gyakorlat 2. Az előző előadás áttekintése (5 perc). A konstrukciótervezés alapjai (műszaki rendszerek felépítése, bonyolultsága, a rendszerek határai, illeszkedő felületei). A rendszeren belüli leképezések és azok kapcsolata. A funkciók hierarchiája. Irányított csoportmunka: Néhány műszaki termék bemeneti- és kimeneti paramétereinek felismerése. A rendszeren belül megvalósított leképezések feltárása. Eredmény bemutatása: a csoport együtt A1 papíron (munkacédulákkal együtt) órán. 4/185

5 Hetekre bontott tantárgyprogram /3 Hét Előadás Gyakorlat 3. Az előző előadás áttekintése (5 perc). Módszeres előrehaladás a konstrukciótervezésben (a problémamegoldás logikája, a tervezési folyamat felépítése, a tervezéstan vezérfonala, tevékenységek és eredmények a tervezési folyamatban, a tervezési módszer irányultsága) Csoportmunka (2-3 fő): Szabadon megfogalmazott műszaki termékek (pl.: hideg környezetben működő terepjáró, hajszárító, beépített autóemelő, autó hátsó lámpa, mozgáskorlátozottat segítő konyhai eszköz be- és kimeneti paramétereinek definiálása, megvalósítandó funkciók felismerése, indoklása). Eredmény bemutatása: a csoportonként A1 papíron (munkacédulákkal együtt) órán. 5/185

6 Hetekre bontott tantárgyprogram /4 Hét Előadás Gyakorlat 4. Az előző előadás áttekintése (5 perc). A feladatkitűzés felépítése (célleírás, igényjegyzék). Az igényjegyzék tartalma, felépítése és fontossága. A feladatkitűzés és a lehetséges megoldáshalmaz, ill. megoldás kapcsolata. Csoportmunka (2-3 fő): Csoportra szabott termék feladatkitűzésének összeállítása. Eredmény bemutatása: írásos dokumentáció készítése, csoportonként ppt prezentáció. 6/185

7 Hetekre bontott tantárgyprogram /5 Hét Előadás Gyakorlat 5. Az előző előadás áttekintése (5 perc). A megoldáskeresés általános lehetőségei, tervezői szemléletek (Pszichológiai szemlélet: intuitív tervezés, diszkurzív tervezés, kognitiv tervezés. A Német Iskola modelljei: algoritmus alapú-, katalógus alapú-, részegység alapú tervezés) Csoportmunka (2-3 fő): A csoportok által fejlesztendő termékeknél a felismert funkciók elemi szintű pontosítása, összevonás és továbbbontás lehetőségeinek vizsgálata. Egy reális funkcióstruktúra előállítása (előzetes segítséggel), ebből egy termékleírás megadása. Eredmény bemutatása: írásos dokumentáció készítése csoportonként. 7/185

8 Hetekre bontott tantárgyprogram /6 Hét Előadás Gyakorlat 6. Az előző előadás áttekintése (5 perc). A megoldáskeresés általános lehetőségei, tervezői szemléletek (Evolúciós szemlélet: genetikus algoritmusok). Megoldás variációk előállítása (funkciók-, funkcióstruktúrák) Csoportmunka (2-3 fő): Az előzetes funkcióstruktúra kibontása, új struktúrák előállítása, a generált termék leírása. A hatáselvek (fizikai elvek) lehetséges változatainak megkeresése. Eredmény bemutatása: írásos dokumentáció készítése csoportonként. 8/185

9 Hetekre bontott tantárgyprogram /7 Hét Előadás 7. Az előző előadás áttekintése (5 perc). Megoldás variációk előállítása (hatások-, hatásstruktúrák; hatáshordozókhatáshordozó struktúrák, megoldáshalmaz, megoldás kombinációk). Gyakorlat Csoportmunka (2-3 fő): A feladat folytatása, megoldások keresése. Hatáshordozókkal történő variálás. Eredmény bemutatása: írásos dokumentáció készítése csoportonként. 9/185

10 Hetekre bontott tantárgyprogram /8 Hét Előadás Gyakorlat 8. Az előző előadás áttekintése (5 perc). Értékelő módszerek (Az értékelés célja, az értékelés folyamata, értékelő eljárások). Csoportmunka (2-3 fő): A kidolgozott megoldások értékelése szabadon választott eljárás alapján. Az értékelés eredményének magyarázata a kritériumok és súlyozó tényezőik alapján. Eredmény bemutatása: írásos dokumentáció készítése, csoportonként ppt prezentáció. 10 /185

11 Hetekre bontott tantárgyprogram /9 Hét Előadás Gyakorlat 9. Az előző előadás áttekintése (5 perc). Elemek és szerkezetek építésének általános elvei (Elemek felépítési elvei. Szerkezet építési elvek: egy- és több építőcsoportos elv, építőszekrény elv) Csoportmunka (2-3 fő): A kiválasztott megoldás vagy megoldások kialakításának elkezdése. A szerkezetépítés elvének rögzítése. Előzetes alakadás. A részfeladatok egyénekre lebontva. Eredmény bemutatása: vázlat színtű dokumentáció készítése. 11 /185

12 Hetekre bontott tantárgyprogram /10 Hét Előadás Gyakorlat 10. Az előző előadás áttekintése (5 perc). A kialakítás folyamata (A kialakítás folyamatának általános leírása. A mérnöki számítások helye és szerepe a kialakításban. A kialakítás alapszabályai: az egyértelműség, az egyszerűség, a biztonságosság) Csoportmunka (2-3 fő): A feladat kialakításának folytatása. Méretadás, részletek pontosítása. A részfeladatok egyénekre lebontva. Eredmény bemutatása: vázlat színtű dokumentáció készítése. 12 /185

13 Hetekre bontott tantárgyprogram /11 Hét Előadás 11. Az előző előadás áttekintése (5 perc). A kialakítás folyamata (A kötöttségi feltételeket kielégítő kialakítás elvek: gyártáshelyesség, szereléshelyesség, újrahasznosítás helyesség, néhány specialitás) Gyakorlat Csoportmunka (2-3 fő): A kialakítás folytatása. A részmegoldások értékelése. Egy részegység kiválasztása, részletesebb kialakításának megkezdése Eredmény bemutatása: vázlat színtű dokumentáció készítése. 13 /185

14 Hetekre bontott tantárgyprogram /12 Hét Előadás Gyakorlat 12. Az előző előadás áttekintése (5 perc). A kialakítás folyamata (A megoldások számának növelése a kialakításban: hatásfelületek száma, alakja; kötési struktúra, sorrendváltoztatás, szimmetria, tükörkép stb.) Csoportmunka (2-3 fő): Egy részegység részletesebb kialakítá-sának folytatása. Eredmény bemutatása: vázlat színtű dokumentáció készítése. 14 /185

15 Hetekre bontott tantárgyprogram /13 Hét Előadás 13. Az előző előadás áttekintése (5 perc). Alkatrészek kapcsolásának kötéstechnikai lehetőségei (Elempárok kötése, szabadságfok. Kötési elvek: alakzárás elve, erőzárás elve, anyagzárás elve). Gyakorlat Csoportmunka (2-3 fő): A feladat dokumentáltságának áttekintése, a záró bemutató előkészítése. 15 /185

16 Hetekre bontott tantárgyprogram /14 Hét Előadás Gyakorlat 14. Az előző előadás áttekintése (5 perc). A dokumentáció felépítése (A dokumentációval szemben támasztott általános követelmények. Dokumentáció típusok (írott dokumentáció, rajzi dokumentáció). A dokumentáció tárolása). A kidolgozott feladat bemutatása (módja szabadon választható). 16 /185

17 Hetekre bontott tantárgyprogram /15 Hét Előadás 15. Az előző előadás áttekintése (5 perc). A termékfelelősség, termékmegfelelés, a CE jelzés alkalmazása. (). Gyakorlat A félévi munka értékelése (személyre, csoportra, az oktató hallgató kapcsolatra, az oktatói munkára fókuszálva). 17 /185

18 Felhasznált irodalom: FRENCH, M.: Conceptual Design for Engineers, ISBN , The Design Council, London, HANSEN, F.: A módszeres géptervezés, ETO , Műszaki Könyvkiadó, Budapest, HUBKA, V.- EDER, W. E.: Einführung in die Konstruktionswissenschaft, ISBN , Springer-Verlag, Berlin, KOLLER, R.: Konstruktionslehre für den Maschienenbau Grundlagen zur Neu- und Weiterentwicklung technischer Produkte, Springer-Verlag, Berlin, PAHL, G.- BEITZ W.: A géptervezés elmélete és gyakorlata, ISBN , Műszaki Könyvkiadó, Budapest, /185

19 Felhasznált irodalom: ROTH, K.: Tervezés katalógussal, ISBN , Műszaki Könyvkiadó, Budapest, VAJNA, S.- BERCSEY, T.- CLEMENT, S.- JORDAN, A.- MACK, P.: Autogenetische Konstruktionstheorie ein Beitrag für eine erweiterte Konstruktionstheorie, Konstruktion, Springer-Verlag, március 3., p: KAMONDI, L.- Takács, Á.:. Szakmérnöki jegyzet. Miskolci Egyetem, (Készült a CAD/CAM/FEM kompetencia kurzusok projekt keretében.) KAMONDI, L.: Módszeres géptervezés. Előadásvázlatok, Miskolci Egyetem, /185

20 Az előadások főfejezetei 1. ÁLTALÁNOS ALAPISMERETEK 2. A MŰSZAKI TERMÉKEK ÉLETPÁLYÁJA 3. A KONSTRUKCIÓTERVEZÉS ELMÉLETI ALAPJAI 4. A FELADATKITŰZÉS ÖSSZEÁLLÍTÁSA 5. A MEGOLDÁSKERESÉS ÁLTALÁNOS LEHETŐSÉGEI, TERVEZŐI SZEMLÉLETEK (Takács Ágnes) 6. MEGOLDÁS VARIÁCIÓK ELŐÁLLÍTÁSA 7. ÉRTÉKELŐ MÓDSZEREK 8. ELEMEK ÉS SZERKEZETEK ÉPÍTÉSÉNEK ÁLTALÁNOS ELVEI 9. A KIALAKÍTÁS FOLYAMATA 10. ALKATRÉSZEK KAPCSOLÁSÁNAK KÖTÉSTECHNIKAI LEHETŐSÉGEI 11. A DOKUMENTÁCIÓ FELÉPÍTÉSE (Sarka Ferenc) 12. A TERMÉKMEGFELELÉS, TERMÉKFELELŐSSÉG 20 /185

21 1. Általános alapismeretek A gépészetei tervezés szerepe és jelentősége Az innováció folyamata és benne a konstrukciós tervezés Fontosabb fogalmak és értelmezésűk 21 /185

22 1. Általános alapismeretek A gépészetei tervezés szerepe és jelentősége -Az idő, mint tényező - A költség fontossága - A forma és minőség 22 /185

23 1. Általános alapismeretek Az innováció folyamata és benne a konstrukciós tervezés Gyártási terv Stratégiai és célkitűzések megfogalmazása Termékpolitika Ötletek gyüjtése és szelektálása Új üzleti ötletek (termék elképzelések) Gyártásfejlesztés Termékkonstruálás Termék okumentáció Gyártás Értékesítés Alkalmazás Termékpolitika kialakítása Új ötletek keresése (termék elképzelések) Marketing tervezés Marke- Ting terv Terméktervezés folyamata A termékfejlesztés folyamata Fejlesztési folyamat Az innováció folyamata Megvalósítási és kereskedelmi folyamat 23 /185

24 1. Általános alapismeretek Fontosabb fogalmak és értelmezésűk Feladat Minden formális megállapítás nélkül köznapi nyelven megfogalmazott közlés, amelyből legalább példaként következtetni lehet a szóban forgó műszaki alkotásra, amelyet ki kell fejleszteni (pl. tehergépkocsi, fék, zárszerkezet, stb.). Feladatkitűzés Utasítás műszaki termék tervezésére, vagyis kifejlesztésére és kialakítására a célszerű műszaki forma és a gyárthatóság figyelembevételével. A feladatkitűzés a tervezési tevékenység lefolytatására vonatkozó utasításon kívül (utasítás meghatározás) megadja a termék célját a teljesítendő főfunkciót funkció meghatározás formájában, valamint az elvárt igényeket követelmény, kötöttségek, korlátozások, kívánságok, azaz igényjegyzék formájában. 24 /185

25 1. Általános alapismeretek Fontosabb fogalmak és értelmezésűk Konstrukció Szűkebb értelemben a konstrukció az ember által kigondolt, a tervezés folyamán a legapróbb részletekig előre megtervezett, dokumentált mesterséges műszaki alkotás, amely megkívánt szükséges funkciója alapján bizonyos célt szolgál. Tágabb értelemben az előző mesterséges konstrukcióktól elkülöníthetők a természetesek. A természetes konstrukciók nem az ember tudatos, tervszerű cselekvése következtében létrejött képződmények - az atomoktól kezdve a kristályokig, egysejtűekig, növényekig, állatokig, emberekig és égitestekig -, amelyek az anyag, az energia vagy az információ megváltozása alapján valamilyen funkciót teljesítenek. 25 /185

26 1. Általános alapismeretek Fontosabb fogalmak és értelmezésűk Funkció Egy A halmaz elemeinek (pl. egy, a funkciót képviselő tag bemenetén levő mennyiségeknek) egyértelmű hozzárendelése egy B halmaz elemeihez (pl. egy, a funkciót képviselő tag kimenetén levő mennyiségekhez). Az egyik halmaz elemei (pl. a bemenő mennyiségek) független, a másik halmaz elemei (pl. a kimenő mennyiségek) pedig függőváltozóknak tekinthetők. A tervezéselméletben élesen meg kell különböztetni a szükséges és a tényleges funkciót egymástól. A szükséges funkció a feladatkitűzésből levezethető elvárt funkció. A tényleges funkció a megvalósítás során elért funkció, mely nem lehet kevesebb, mint a szükséges funkció. 26 /185

27 1. Általános alapismeretek Fontosabb fogalmak és értelmezésűk Funkció (kibernetikai) Egy dinamikus, de különösen egy kibernetikai rendszer funkciója a rendszer lehetséges viselkedésmódjainak absztrakciója. A rendszerelemek funkcióinak és a rendszer szerkezeti mátrixában (pl. a funkcióstruktúrában) rögzített elemkapcsolatok természetének ismeretében a rendszer funkciója felismerhető, illetve tervezhető. Az elemek funkciói, az elemkapcsolatok és a rendszer funkciói közötti kapcsolat szemléletes ábrázolása a blokkdiagram. Dinamikus és különösen kibernetikai rendszerben a rendszerelemnek az a funkciója, hogy bizonyos bemenő mennyiségeket meghatározott kimenő mennyiségekké alakítson át. 27 /185

28 2. A műszaki termékek életpályája Az általános fejlődés motiválói A termékmozgást (innovációt) segítő tényezők A termékkel foglalkozók felelőssége Az ember és a termékvilág kapcsolata A termékvilág felosztása A termékek külső funkciói A termék életpálya elemei 28 /185

29 2. A műszaki termékek életpályája Az általános fejlődés motiválói - Az emberi tudás fejlődése - Termékvilág fejlődése Emberi tudás fejlődése Termékvilág fejlődése 29 /185

30 2. A műszaki termékek életpályája A termékmozgást segítő tényezők -Új minőségek - Szokások változása - Újszerű ember-tárgy viszony - Nemzetközi kooperáció megjelenése Emberi tudás fejlődése Termékvilág fejlődése 30 /185

31 2. A műszaki termékek életpályája A termékkel foglalkozók felelőssége - Politikai tényezők hatása - Gazdasági érdekek érvényesülése - Környezetvédelmi elvárások - Kockázati elemek kézben tartása tevékenység motiváció Emberi tudás fejlődése Termékvilág fejlődése 31 /185

32 2. A műszaki termékek életpályája Az ember és a termékvilág kapcsolata Az ember természetes törekvése, hogy: öltözködjön étkezzen egészséges legyen lakjon valahol utazzon informálódjon szórakozzon röviden megfogalmazva, hogy civilizáltan éljen. 32 /185

33 2. A műszaki termékek életpályája A termékvilág felosztása/ 1 Az igények keltette termékelképzeléseket létre kell hozni Ahogy természetes az igény a ruhára, ugyanúgy természetes, hogy annak anyagát elő kell állítani, az anyagot meg kell varrni, a ruhát esetenként ki kell tisztítani, majd vasalni is kell. A termékvilág súlypontját ma az elsődleges- vagy emberközeli termékek adják. 33 /185

34 2. A műszaki termékek életpályája A termékvilág felosztása/ 2 Az emberek közvetlen, elsődleges igényei természetszerűleg hozzák magukkal a termékek egy másik csoportjának szükségességét, amelyek az innováció technikai bázisát jelentő technológiai eszközöket, tárgyakat foglalja magába. Ezt a csoportot gyűjtő néven előállító (technológiai)- vagy másodlagos termékeknek is nevezik. (Megjegyzés: a másodlagosság nem az elmarasztalás jele, hanem az emberek többségéhez viszonyított helyzetet kívánja kifejezni) 34 /185

35 2. A műszaki termékek életpályája A termékek külső funkciói/ 1 Az emberközeli termékek csoportjában jelentős fejlődésnek indultak a közlekedési-, a munkahelyi elektronikai-, a menedzserés a háztartási eszközök. A fejlődés megköveteli a termékekben a nagy szerkezeti integráltságot, a termékekkel szembeni felelősség vállalást, az intuitív motivációk erősödését. 35 /185

36 2. A műszaki termékek életpályája A termékek külső funkciói/ 2 Az igények differenciálódásával erősödik az önmegvalósulás, az önkifejezés igénye, ezzel új vevőcsoportok alakulnak ki, előtérbe kerül az egy termék- egy vevő megoldás. Változik, és egyben felértékelődik a termékek és tárgyak szociológiai, szociális-, és pszichológiai funkciója. 36 /185

37 2. A műszaki termékek életpályája A termékek külső funkciói/ 3 Gazdasági funkció A gazdaságossági funkció azt fejezi ki, hogy a termék előállításának folyamatába bevitt erőforrásokat milyen elveken, milyen technikákkal, milyen hatékonysággal alakítja át termékké, ill. nyereséggé. 37 /185

38 2. A műszaki termékek életpályája A termékek külső funkciói/ 4 Technikai funkció Amíg a gazdasági funkció a termék előállítási folyamatának gazdaságossági oldalát fedi le, addig a technikai funkció a termék használhatóságát, felhasználásának módját fejezi ki. Minden célzás nélkül, találkozhatunk olyan termékekkel, amelyeket gazdaságosan állítanak elő, de rövid idő után nyilvánvalóvá válik, hogy technikai funkciók okán nem használhatók semmire, tehát bóvlik. 38 /185

39 2. A műszaki termékek életpályája A termékek külső funkciói/ 5 Pszichológiai funkció A pszichológiai funkció azt fejezi ki, hogy a termék milyen lelki, érzelmi hatást vált ki a felhasználójából. Ez a termék és a vevő találkozásának a pillanatában dől el, tehát a piacon. Itt meg kell említeni a reklám által kiváltott előzetes várakozás és a tényleges találkozás pillanatában kiváltott hatást. Hasonló jelenség, ill. hatás játszódik le az ember - munkaeszköz kapcsolatban is, mely a munkaeszköztől való megválást vagy ahhoz való ragaszkodást válthatja ki. 39 /185

40 2. A műszaki termékek életpályája A termékek külső funkciói/ 6 Szociológiai funkció A szociológiai funkciót a felhasználók, evők társadalmi hovatartozása hordozza és mindez kapcsolatos a szokásrendszerükkel. Nagy jelentőséggel bírhatnak akár a nemi-, életkori-, nemzetiségi-, szokásbeli hovatartozások is. Ez a funkció sokszor a gazdasági- és technikai funkcióknál is fontosabbá válhat. 40 /185

41 2. A műszaki termékek életpályája A termékek külső funkciói/ 7 Dokumentális funkció A dokumentális funkció a vásárlók és a terméktervezők számára egyaránt sok és pótolhatatlan információt hordoz. A termékről leolvasható mindaz, ami a konkurencia elemzés során csak más eszközökkel és fáradságos munkával szerezhető meg. Ezért a termék ma is a legfontosabb és leghatékonyabb információhordozó eszközök egyike. 41 /185

42 2. A műszaki termékek életpályája A termékek életpálya elemei/ 1 Technikai megközelítés 42 /185

43 2. A műszaki termékek életpályája A termékek életpálya elemei/ 2 Gazdasági megközelítés Nyereség Forgalom Terméktervezés Termékfejlesztés Termék bevezetés Bevezetési szakasz Növekedési, egerosödési szakasz Telítodési szakasz Forgalom Hanyatlási szakasz Újra emelkedés Költség (Ráfordítások) Veszteség (Megvalósítási költség) Nyereség 43 /185

44 2. A műszaki termékek életpályája A termékek életpálya elemei/ 3 A technikai megközelítésű életpálya fontossága - a fejlesztési, tervezési folyamatban minden életpálya elemmel foglalkozni kell, - leképezi azokat a szabályokat (elvhelyes kialakítási szabályok), amelyeket a tervezéskor figyelembe kell venni, -elősegíti a team jellegű munkát, - segíti kezelni a gazdasági- és környezeti feltételek betartását. 44 /185

45 2. A műszaki termékek életpályája A termékek életpálya elemei/ 4 A technikai megközelítésű életpálya fontossága - a fejlesztési-, tervezési folyamatban jól szemlélteti a ráfordítás és az eredményesség változását, - jelzi a piac reakcióját, a szükséges műszaki változtatások szükségességét és mélységét, - figyelmeztet a termék teljes megújításának szükségességére. 45 /185

46 3. A konstrukciós tervezés elméleti alapjai Az alkotás folyamatának elemei A feladat előkészítése A megoldások keresése A megoldások kidolgozása és dokumentálása Tevékenységi formák és erőforrásaik A konstrukciós tervezés legfontosabb tevékenységelemei A humán erőforrás ismérvei A technikai erőforrások és elvárások 46 /185

47 4. A feladatkitűzés összeállítása Terméktervezés A terméktervezés folyamat jellege A terméktervezés jelentősége A tervezést motiváló tényezők A terméktervezés folyamata Feladatkitűzés Célleírás és szerepe Igényjegyzék Az igényjegyzék rögzítése Esettanulmány Ellenőrző kérdések 47 /185

48 3. A konstrukciós Igény és megjelenítése tervezés elméleti alapjai Tevékenységi formák és erőforrásaik A feladatkitűzés megvilágítása, A konstrukciós tervezés legfontosabb tevékenységelemei pontosítása Feladatkitűzés Funkció felismerés Funkcióstruktúrák Követelmények kiegészítése Formaadás, formaszintézis Minőségi tervek 1 A Hatás felismerés Hatásstruktúrák Hatáshordozó felismerés Megoldáselvek Vizsgálat, értékelés, kiválasztása kötöttségek alapján Hibáknak és zavaró hatásoknak a felismerése Méretadás, méretszintézis Mennyiségi-, méretes tervek Termékpróba Gyártás 48 /185 1 A

49 4. A feladatkitűzés összeállítása A terméktervezés folyamat jellege A céltudatos terméktervezést a folyamatjelleg jellemzi. Ez azt jelenti, hogy az inspirációtól a termék megvalósításának elindításáig több fontos, nem kihagyható lépést kell megvalósítani, az ott jelentkező feladatot megoldani. E lépéseket jellemzi, hogy mindig tevékenységeket, tevékenység elemeket és eredményt tartalmaznak. A folyamat jellegből adódóan, azt bemenő-és kimenő információk jellemzik. A bemenő információk forrása, ill. szolgáltatója a piac, a környezet és a vállalat. A kimenő információt a fejlesztési folyamat eredményessége határozza meg. Ezen azt kell érteni, hogy a az elvárásokat milyen mértékben sikerült transzformálni a megvalósított termékkel. 49 /185

50 4. A feladatkitűzés összeállítása A terméktervezés jelentősége A termék életútból is látható, hogy egy bizonyos idő után csökken a termék iránta a kereslet, tehát indokolttá válik az un. termékváltás. A ma termékeinél ez az idő kb. 3-5 évre becsülhető. A termék ebben a korban már nem tudja betölteni valamelyik funkcióját, pl. esztétikait. Miközben új korszerű terméket rövid idő alatt kell az elképzeléstől a megvalósításig eljuttatni, azaz sokkal rövidebb idejűnek kell lenni az innovációs ciklusnak. Az idő rövidítéséhez biztosítani kell egyrészt az emberi tudást és kreativitást, másrészt a folytonosan fejlődő módszereket és segédeszközöket. Eszközök vonatkozásában lényeges szerep jutott a számítógépeknek. Lehetővé teszik nem csak a nagy mennyiségű információ tárolását, hanem azok gyors feldolgozását, továbbá elemzések, ajánlások készítését. 50 /185

51 4. A feladatkitűzés összeállítása A tervezést motiváló tényezők/ 1 Külső tényezők: - a világgazdaság (pl. az árfolyam politikájával), - a nemzetgazdaság (pl. az infláció mértékével, a munkaerő minőségével és foglalkoztatásával), - a beszerzési piacok (pl. beszállítói- és alapanyagpiac), - a politika és a törvények (pl. az embargóval, környezetvédelmi előírásokkal), - a technika (pl. az alkalmazott eljárások színvonalával), -a felvevő piac. 51 /185

52 4. A feladatkitűzés összeállítása A tervezést motiváló tényezők/ 2 Belső tényezők: - a termelőbázis (vállalat) felépítése (pl. a termékorientáltsága milyen), - a személyi összetétel (pl. a tervezőgárda képzettsége), -gazdasági erőforrások (pl. befektető képesség és lehetőség), - a termelőbázis nagysága (pl. a vállalás és teljesítés kérdése), - a gyártórendszer felépítése (pl. a gyártási technológiák változtathatósága), - a termékprogram (pl. az egymásra- ill. egymásból épülés lehetősége), - vállalatirányítás (menedzsment), - know-how (pl. fejlesztési, gyártási tapasztalatok). 52 /185

53 4. A feladatkitűzés összeállítása A terméktervezés folyamata/ 1 53 /185

54 4. A feladatkitűzés összeállítása A terméktervezés folyamata/ 2 Az 1. lépés a helyzet elemzése, melynek eredményeképpen világossá válik a piac és a vállalat kapcsolatában a lehetőség kérdése. Világossá válik, hogy hogyan lehet pl. meglévő termékkel új piacokon, új termékkel meglévő piacokon és új termékkel új piacokon megjelenni. Egy ilyen előrejelzés a legkockázatosabb, de egyben a legkifizetődőbb is lehet. 54 /185

55 4. A feladatkitűzés összeállítása A terméktervezés folyamata/ 3 A 2. lépés a kutatási stratégia kijelölése. Az eredmény egy javaslat azokra a kutatási területekre, amelyeken érdemes a befektetés, az új termékelképzelések keresésére. 55 /185

56 4. A feladatkitűzés összeállítása A terméktervezés folyamata/ 4 56 /185

57 4. A feladatkitűzés összeállítása A terméktervezés folyamata/ 4 A 3. lépés a termék elképzelések keresését és megtalálását foglalja magába. Új termékfunkciók (feladatok), új megoldáselvek kereshetők. Általában két megoldási út lehetséges, egyrészt egy új feladatkitűzés (új piaci igény), mely egy új vagy régi megoldáselvvel valósul meg, másrészt egy új megoldáselv, mellyel egy régi feladatkitűzés kerül megoldásra. A lépés eredményei az új termék elképzelések. Az eddigi lépések megoldásában nagy segítséget jelentenek a vásárlói kívánságok, a közvélemény kutatás, a szabadalmak, a piaci prognózis, a csoportdinamikai módszerek (Brainstorming, 635 stb.). 57 /185

58 4. A feladatkitűzés összeállítása A terméktervezés folyamata/ 5 A 4. lépésben gazdasági-műszaki megfontolások (kritériumok) alapján az elképzelések válogatására kerül sor. Felismerhetővé kell tenni a fejlesztésre érett elgondolásokat. A kiválasztást az ismert értékelő eljárásokkal lehet megvalósítani. Ehhez mindig figyelembe kell venni a termék konkretizáltsági szintjéhez tartozó információ mennyiségét és milyenségét. 58 /185

59 4. A feladatkitűzés összeállítása A terméktervezés folyamata/ 6 59 /185

60 4. A feladatkitűzés összeállítása A terméktervezés folyamata/ 7 A kiválasztott elképzelések az 5. lépésben még pontosításra (átvilágításra) kerülnek és végül rögzítődik, mint termékjavaslat. Ez a termékjavaslat kerül át a konstrukciós területre, ahol először a feladat pontosítására kerül sor, mely alapvetően mérnöki megközelítésű szemlélet kell, hogy tükrözzön. 60 /185

61 4. A feladatkitűzés összeállítása Célleírás és szerepe/ 1 A célleírás alatt a fejlesztendő terméktől elvárt célok, célfunkciók (szolgáltatás, tevékenység, működés) rögzítését kell érteni úgy, hogy közben nem jelöltük ki a megoldás(ok) útját, és nem korlátoztuk azok számát sem. Egy cél elérhető több különböző műszaki funkción keresztül is, de igaz ennek a ellenkezője is, egy műszaki funkció több célt is szolgálhat. Pl. egy ventilátor felhasználható hűtéshez (energia szállítási funkció) vagy egy tér levegőjének cseréjéhez (anyagszállítási funkció), ahol mindkettőnek más a célja. 61 /185

62 4. A feladatkitűzés összeállítása Célleírás és szerepe/ 2 Az előző gondolatmenet kifejezhető matematikai formalizmussal is, azaz egy meghatározott feladat a kigondolt célnak a függvénye: M C = f (cél) Minden kitűzött cél számára általában több megoldás létezik. A létező megoldások összessége a kitűzött céltól, a fejlesztő lehetőségétől (rendelkezésre álló egyéni és csapattudástól) függ, mely szűkebb, mint amelyet csak a cél határozna meg: M l = f (cél, lehetőség) M l = < M C 62 /185

63 4. A feladatkitűzés összeállítása Célleírás és szerepe/ 3 A célleírás mellett a feladatkitűzés másik fontos eleme a feltételrendszer, melynek figyelembevétele nélkül a feladat nem oldható meg. A feltételrendszert az igényjegyzék foglalja egységbe. Az igényjegyzék a benne foglalt feltételrendszer figyelembevételével a létező megoldásokat leszűkíti egy kisebb megoldásszámú halmazra. M k = f (cél, lehetőség, igény) M k = < M l = < M C 63 /185

64 4. A feladatkitűzés összeállítása Célleírás és szerepe/ 4 Az igényjegyzék által korlátozott megoldások száma tovább csökkenthető, ha az a kérdés vetődik fel, hogy optimális-e a megoldás? Ebben az esetben valamilyen optimalizálási feltétel kapcsolódik be a további megoldás szelektálásba. Az optimalizálási cél lehet a költségtakarékos megoldás vagy a funkció-biztos megoldás, esetleg ezek valamilyen kombinációs elvárása, az igények súlyozása (s i I i ). 64 /185

65 4. A feladatkitűzés összeállítása Célleírás és szerepe/ 5 Lehet az igények szintjét olyan magasra is emelni ahonnan már nem származik megoldás. Az igények sokfélesége, azok fontossága mind olyan tényező, amely a létező megoldások halmazát, sokféleségét szűkíti. Ez a szűkítés mindig a célt legjobban kielégítő megoldás irányába mutat. A feladatkitűzésben megfogalmazottakat kielégítő termék az előbbi gondolatmenet alapján az alábbi általános függvénnyel irható le: M t = f (cél, lehetőség, igény, optimum) M t = < M k = < M l = < M 65 /185

66 4. A feladatkitűzés összeállítása Igényjegyzék/ 1 A teljesség igénye nélkül a műszaki termékekre vonatkozóan, mint mankót, az alábbi területeket lehet az igényjegyzék összeállításába bevonni, mint feltételszállítókat: - a piac feltételei, - környezeti- és társadalmi feltételek, - termelési-, kereskedelmi- és más rendszerfüggő feltételek, - rendszersajátos feltételek. 66 /185

67 4. A feladatkitűzés összeállítása Igényjegyzék/ 2 Költség: A megengedhető gyártási-, üzemeltetési-, karbantartási-, javítási- és semlegesítési költségek. Darabszám: Darabszám évenként vagy összesen. Határidő: A fejlesztésre, a gyártásra, a kipróbálásra, a szállításra, stb. vonatkozó ismeretek. A technikai helyzet: A konkurens termékek jellemzői, versenyhelyzet megítélése. Piac: Vevők, országok, célcsoportok ismérvei. Képesség: Milyen képességekkel rendelkezzen a termék és milyen funkciókat kell a terméknek megvalósítani? 67 /185

68 4. A feladatkitűzés összeállítása Igényjegyzék/ 3 Teljesítőképesség: Teljesítmény, sebesség, fordulatszám, erő, nyomás, forgatónyomaték, hossz, szög, bit/sec, stb. Hatásfok: A szükséges megadása, a várható nyereség megítélése. A feldolgozandó anyag: A kimenő-és bemenő oldali feldolgozandó anyagok (alapanyag, termék, stb.) állapotának ill. fizikai, kémiai sajátosságainak leírása. Pontosság: Méretpontosság, reprodukálhatóság, megengedett hiba. 68 /185

69 4. A feladatkitűzés összeállítása Igényjegyzék/ 4 Környezeti hőfok: Maximális és minimális környezeti hőmérséklet. Méret: A méretetekre vonatkozó korlátozás, térfogat, építési nagyság. Súly: Tömegre, súlyra, tehetetlenségi nyomatékra vonatkozó korlátozás, stb. Környezet: A környezet hatása a műszaki rendszerre, pl. az eső, köd, pára, napsugárzás, hó, jég, hőmérséklet, légszennyezés, légnyomás, gravitáció. Az emberek, az állatok és/vagy a virágok hatása a termékre. A termék hatása a környezetre a káros anyag kibocsátás, a zaj, rezgés és sugárzás révén. 69 /185

70 4. A feladatkitűzés összeállítása Igényjegyzék/ 5 Biztonsági előírások és törvények: Az élet és az egészség biztonságára, a baleset elleni védelemre, zaj és gázemisszióra, stb. vonatkozó törvények, vizsgálati előírások, szabványok. Termék felépítés: A fejlesztendő termék építősor vagy építőszekrény vagy más eleven legyen-e kialakítva? Milyen kiegészítés és/vagy különleges megjelenés kell indokolt esetben? Anyagok: Az előzetesen meghatározott, kizárólagosan felhasználandó, alkalmazható anyagok. 70 /185

71 4. A feladatkitűzés összeállítása Igényjegyzék/ 6 Gyártás: Az előzetesen meghatározandó gyártási eljárások, ill. előnyben részesítés, pl. a termék műagyag vagy sajtolt elemekből álljon-e. Szerelés: A már meglévő gyártó- és/vagy szerelő szerszámok alkalmazása, szerelőrobotok, stb. igénybevétele. Szállítás: A szállító eszközökkel (daruk, közlekedési eszközök, robotok, konténerek, stb.) szembeni feltételek. Karbantartás: Karbantartási- és javítási feltételek. Újrahasznosítás: A szétszerelés, az újraértékesítés, a felújítás, a semlegesítés, stb. feltételei. 71 /185

72 4. A feladatkitűzés összeállítása Igényjegyzék rögzítése/ 1 72 /185

73 4. A feladatkitűzés összeállítása Igényjegyzék rögzítése/ 1 73 /185 * A módosítás dátuma ** Megjelölés: Követelmény (K); kívánság, óhaj (O); Korlátozás (Kr); ((mennyiség, minőség) megjelöléssel)

74 4. A feladatkitűzés összeállítása Esettanulmány/ 1 Kerékpár szállítás személygépkocsin A vevő belső kérdése: Hol helyezhetem el? 74 /185

75 4. A feladatkitűzés összeállítása Esettanulmány/ 2 Célleírás: Személygépkocsira szerelhető, egy család számára elegendő számú kerékpár szállítására alkalmas eszköz fejlesztése. 75 /185

76 4. A feladatkitűzés összeállítása Esettanulmány/ 3 Igényjegyzék vagy szabályrendszer: Karbantartás: könnyű javíthatóság pótalkatrészek biztosítása (nem mindig cél) Újrahasznosítás: anyaga más célokra is felhasználható legyen (ne legyenek integrált anyagkombinációk) 76 /185

77 4. A feladatkitűzés összeállítása Esettanulmány/ 4 Részfunkciók: a tartó rögzítése az autóhoz a kerékpár rögzítése a tartóhoz világítás rögzítése, üzembe helyezése többcélú felhasználhatóság (síléc, szánkó, snowboard, kerti gépek, stb.) rendszámtábla láthatóvá tétele (kialakítással, átszereléssel) Képesség (funkció): egy család számára használható legyen (3-4 kerékpár) fényezett felülettel ne érintkezzen 77 /185

78 4. A feladatkitűzés összeállítása Esettanulmány/ 5 Teljesítőképesség: lengésmentes, útviszonyoktól független legyen a kerékpárok egyenként stabilan rögzíthetők legyenek a kerékpár mérete ne jelentsen rögzítési korlátot Környezeti feltétel: ellenálljon a hőmérsékleti ingadozásoknak csapadéknak, felverődéseknek és pornak ellenálljon a működést ne zavarja 78 /185

79 4. A feladatkitűzés összeállítása Esettanulmány/ 6 Méret: feleljen meg a közlekedésbiztonsági előírásoknak Súly: könnyű anyagokból készüljön Rendszerhez való tartozás: többféle személygépkocsira felszerelhető legyen Biztonsági előírás: ne zavarja a vezetőt a szabad kilátásban Szerkezeti bonyolultság: egyszerű elemekből épüljön fel 79 /185

80 4. A feladatkitűzés összeállítása Esettanulmány/ 7 Ergonómia: könnyű szerelhetőség a csomagtartóhoz való hozzáférést ne akadályozza könnyű szállíthatóság egyszerűség a kocsiszekrényhez való kapcsolódáskor egy elem elegendő legyen a szereléshez 80 /185

81 4. A feladatkitűzés összeállítása Esettanulmány/ 8 Szerelési feltétel: egyszerűen, különleges elemek és szerszámok nélkül is fel- ill. leszerelhető legyen függetleníthető legyen a kocsiszekrénytől a kocsiszekrény fényezésével nem kerülhet kapcsolatba a vonóhorog legyen a legfontosabb teherfelvevő elem kerékpár festését ne sértse 81 /185

82 4. A feladatkitűzés összeállítása Esettanulmány/ 8 Van új a nap alatt? Előzetes megoldások a figyelem felkeltéséhez: Fel kell hívni a figyelmet a már létező, szabadalmakkal is levédett megoldásokra. Azok elemzése segít a feladatkitűzés pontosításában, a tervezők számára a legfontosabb ismérvek megismétlést nem kívánó megfogalmazására Hartger Fitzgerald Berg te Putten szabadalma (2002, NL C) Vonóhorogra szerelhető megoldás 82 /185

83 4. A feladatkitűzés összeállítása Esettanulmány/9 Kerékpár szállítás személygépkocsin A kidolgozott megoldás látványterve (Német Péter szigorló gépészmérnök hallgató diplomaterve. Tervezésvezető: ) 83 /185

84 4. A feladatkitűzés összeállítása Ellenőrzőkérdések 1. Mi a célja a terméktervezési folyamatnak? 2. Melyek a folyamat jellemző lépései? 3. Mit tartalmaz a feladatkitűzés? 4. A cél és az igényjegyzék megfogalmazásánál mire kell ügyelni? 5. Lezártnak tekinthető-e a feladatkitűzés? 6. A feladatkitűzés irányt ad-e a megoldások halmazához, ha igen, hogyan? 7. Milyen fő csoportokat tartalmaz az igényjegyzék? 8. Egy szabadon választott termékre készítsen feladatkitűzést! 84 /185

85 5. A MEGOLDÁSKERESÉS ÁLTALÁNOS LEHETŐSÉGEI, TERVEZŐI SZEMLÉLETEK Tervezői szemléletek felosztása Pszichológiai szemlélet Intuitív tervezés Kognitív tervezés Diszkurzív tervezés Algoritmus alapú diszkurzív tervezés Katalógus alapú diszkurzív tervezés Tervezés irányelvekkel Részegység alapú diszkurzív tervezés 85 /185

86 5. 1. A tervezői szemléletek felosztása / 1 86 /185

87 5. 1. A tervezői szemléletek felosztása / 2 87 /185

88 5. 2. Pszichológiai szemlélet Intuitív tervezés / 1 88 /185

89 5. 2. Pszichológiai szemlélet Intuitív tervezés / 2 Az intuíció az emberi gondolkodásnak az a sajátossága, mely a felhalmozott tapasztalatok eredményeképpen a logikai folyamat elemeit átugorva szolgáltatja a feladat egy-egy lehetséges megoldását. Benedetto Croce ( , olasz kritikus) szerint az intuíció maga a művészet, vagyis a művészet nem más, mint benyomásokon alapuló szemléleti kép, mely az egyediség közvetlen megadására irányul. Croce gondolatait a műszaki nyelv szavaival úgy fogalmazhatjuk meg, hogy az intuitív tervezés nem más, mint benyomásokon alapuló tervezési módszer. 89 /185

90 5. 2. Pszichológiai szemlélet Intuitív tervezés- Csigaház modell Az intuitív tervezés nem más, mint benyomásokon alapuló tervezési módszer. Tajnafői-féle modell 90 /185

91 5. 2. Pszichológiai szemlélet Kognitív tervezés /1 91 /185

92 5. 2. Pszichológiai szemlélet Kognitív tervezés /2 Oshuga modellje 92 /185

93 5. 2. Pszichológiai szemlélet Diszkurzív tervezés / 1 93 /185

94 5. 2. Pszichológiai szemlélet Diszkurzív tervezés / 2 Igazi ötlet azonban ritkán születik a megfelelő időpontban Nem rendelkezik mindenki ugyanakkora kreativitással, szakmai tapasztalattal 94 /185

95 5. 2. Pszichológiai szemlélet Diszkurzív tervezés / 3 Pahl-Beitz 95 /185

96 5. 2. Pszichológiai szemlélet Az intuíció mindenhol jelen van, de nem bír mindenhol ugyanakkora jelentőséggel. 96 /185

97 5. 2. Pszichológiai szemlélet Diszkurzív tervezés / 4 97 /185

98 5. 2. Pszichológiai szemlélet Algoritmus alapú diszkurzív tervezés A tervezés folyamata Koller szerint Nagy súlypont a feladat számos munkalépésre való felosztásán Cél a tervezési folyamat algoritmizálása: a teljes tervezési folyamat számítógéppel való támogatása A tervezés folyamata Koller szerint 98 /185

99 5. 2. Pszichológiai szemlélet Katalógus alapú diszkurzív tervezés / 1 99 /185

100 5. 2. Pszichológiai szemlélet Katalógus alapú diszkurzív tervezés / 2 A tervezői katalógusok a tervezési problémák ismert és bizonyított megoldásainak gyűjteményei. Számos területen gyűjtöttek össze táblázatosan, adott problémára már létező megoldásokat. Pahl és Beitz 5 pontban foglalták össze a tervezői katalógusok legfontosabb tulajdonságait: 1. Gyors és probléma orientált kapcsolat a megoldással 2. A megoldások széles spektrumát kell lefedniük 3. Függetlennek kell lenni az alkalmazás specifikus területétől 4. Alkalmasnak kell lenniük mind a hagyományos, mind a számítógéppel segített tervezés számára 5. Egységes és érthető meghatározásokat, szimbólumrendszert kell tartalmazniuk 100 /185

101 5. 2. Pszichológiai szemlélet Katalógus alapú diszkurzív tervezés / 3 FELHASZNÁLÁSI TERÜLET Alapelvek tervezői katalógusokhoz Kötések Vezetések, csapágyak SZERZŐ Roth Diekhöner, Ersoy, Ewald, Fuhrmann, Gießner, Grandt, Hinterwalder, Kastner, Kollmann, Kopowski, Lohkamp, Roth, Wölse, Diekhöner, Ewald, Roth Hajtástechnika, energiatermelés, erőátviteli vezeték Kinematika, mechanizmuselmélet Hajtás Biztonságtechnika Ergonómia Ewald, Jung, Kopowski, Raab, Roth, Schneider Schneider, Raab, Roth, VDI 2727 Blatt 2, VDI 2222 Blatt 2 Diekhöner, Ewald, Lohkamp, VDI 2222 Blatt 2 Neudorfer Neudorfer Kikészítő eljárások 101 /185 Roth

102 5. 2. Pszichológiai szemlélet Katalógus alapú diszkurzív tervezés / 4 A tervezés folyamata Roth szerint Nagy súlypont a tervezési katalógusokon A tervezési katalógus nem más, mint a tapasztalat alapján összegyűjtött megoldásokat illetve ezen megoldások jellemzőit tartalmazó tulajdonság táblázatok. A tervezés folyamata Roth szerint 102 /185

103 5. 2. Pszichológiai szemlélet Katalógus alapú diszkurzív tervezés / /185

104 5. 2. Pszichológiai szemlélet Katalógus alapú diszkurzív tervezés / 5 CSOPORTOSÍTÁS FŐ RÉSZ KIEGÉSZÍTŐ TULAJDONSÁGOK A Roth-féle tervezési katalógus 3 fő részből tevődik össze A kiegészítő jellemzők oszlopainak egymást követő sorrendje nem fix. 104 /185

105 5. 2. Pszichológiai szemlélet Katalógus alapú diszkurzív tervezés / 6 CSOPORTOSÍTÁS FŐ RÉSZ KIEGÉSZÍTŐ TULAJDONSÁGOK fajta ábra sorsz n 105 /185

106 5. 2. Pszichológiai szemlélet Katalógus alapú diszkurzív tervezés / /185

107 5. 2. Pszichológiai szemlélet Katalógus alapú diszkurzív tervezés / 8 Genrich Saulowitsch Altschuller ( , orosz mérnök) 1946-ban kezdte kifejleszteni módszerét. Alap: számos szabadalom megvizsgálása szabályszerűségek feltárása Alapelvek megfogalmazása 40 fejlesztői alapelv (40 Inventive Principles). Altschuller szerint a fejlesztés 5 különböző szinten valósul meg: Nyilvánvaló =létező megoldások Fejlesztés =létező rendszer kisebb fejlesztése Találmány paradigmán belül =létező rendszer lényeges fejlesztéssel Találmány paradigmán kívül =létező rendszer új koncepciója, egy alapelv megváltoztatásán alapszik Felfedezés = úttörő jellegű találmány alapvetően új rendszerhez 107 /185

108 5. 2. Pszichológiai szemlélet Tervezés irányelvekkel /1 A TRIZ módszer általános modellje A TRIZ módszer alapgondolata: minden probléma ellentmondásokra épül. A cél ezen ellentmondások feloldása a 40 irányelv segítségével. Segít még az Ellentmondási mátrix. 108 /185

109 5. 2. Pszichológiai szemlélet Tervezés irányelvekkel /2 109 /185

110 5. 2. Pszichológiai szemlélet Részegység alapú tervezés /1 110 /185

111 5. 2. Pszichológiai szemlélet Részegység alapú tervezés /2 Tajnafői Tajnafői szerszámgépekre dolgozta ki módszertanát. Alapul véve Pahl és Beitz, Hansen, valamint Roth módszereit a követelmény-rendszer pontos felállítására nagy hangsúlyt fektet Gazdaságosság és pontosság a két legfőbb követelmény Funkció-összevonás, mint a gazdaságosság egyik eszköze 111 /185

112 6. Megoldás variációk előállítása Műszaki rendszerek, Funkciók, funkció szintek Funkció műveletek Hatáselvek Hatáshordozók Struktúrák Variációk Példa: Erőkorlátozás megoldása 112 /185

113 6. Megoldás variációk előállítása Műszaki rendszerek A műszaki rendszerek egy általános, célirányos leírása a ki- és bemeneti oldalak között az anyag-, az energia- és a jelfolyam/információ (a megváltoztatás három tárgya, eszköze) változásának megadásával lehetséges. A funkciók és szintjeik meghatározás 113 /185

114 6. Megoldás variációk előállítása Funkciók, funkció szintek 1. Összfunkció 2. Részfunkciók 3. Elemi funkciók 114 /185

115 6. Megoldás variációk előállítása Funkció műveletek 1. Anyagra irányuló műveletek 2. Energiára irányuló műveletek 3. Információra irányuló műveletek 4. Anyag- energia, anyag- információ kapcsolatra irányuló műveletek Műveletek: átalakítás, növelés-csökkentés, összekötés- elválasztás, gyűjtés- elosztás, keverés- szétválasztás, vezetés, irányváltoztatás, szigetelés, többszörözés, kódolásdekódolás, tárolás- ürítés. 115 /185

116 6. Megoldás variációk előállítása Funkció műveletek/1 a) Átalakítás, kódolás- dekódolás: Anyagot átalakít (pl. légneműből szilárddá, szilárdból folyadékká stb.), Energiát vagy annak komponenseit átalakítja (pl. fényenergiát hőenergiává, villamos energiát mechanikai energiává, mechanikai energiakomponenst egy másik komponenssé (nyomatékot erővé, lineáris mozgást forgó mozgássá). Információt átalakít (rendezettből rendezetlenné vagy viszont, olvashatóból fényjelzéssé stb.) 116 /185

117 6. Megoldás variációk előállítása Funkció műveletek/2 b) Növelés-csökkentés: Anyag, energiakomponens, információ jellemző tulajdonságának erősítése (növelése) vagy gyengítése (csökkentése). Pl. vezetőképesség, szilárdság, mágnesezhetőség növelés vagy csökkentése, erő vagy elmozdulás, nyomaték vagy szögelfordulás, a váltó- vagy egyenfeszültség, a láthatóság vagy rejtettség növelése vagy csökkentése. 117 /185

118 6. Megoldás variációk előállítása Funkció műveletek/3 c) Összekötés- elválasztás: Anyagokat egymásmellé rendel, funkcionálisan összekapcsol (pl. tengelyre illesztéssel tárcsát szerel, menetes orsóra anyát helyez el, reteszhoronyba reteszt helyez stb.). Energiákat, energia komponenseket összekapcsol (pl. erőket, nyomatékokat, szögelfordulásokat, elmozdulásokat összekapcsol. Hasonló értelemben a műveletek fordítottja is igaz. Anyag esetében az elválasztás értelmezhető egy anyag szétvágásaként is. X Y X Y 118 /185

119 6. Megoldás variációk előállítása Funkció műveletek/4 d) Gyűjtés- elosztás: Anyagokat, energiákat (természetesen fajtaazonosakat) össze lehet gyűjteni (pl. palackozó soron mosás előtt az üvegeket összegyűjtik, tisztítják, megtöltik, majd szétosztják az üvegek színe szerint színre válogatva. Az elosztás (szétosztás) az adott halmaz elvek szerinti válogatott szétválasztását jelenti. X Y K K X Y 119 /185

120 6. Megoldás variációk előállítása Funkció műveletek/5 e) Keverés- szétválasztás: Anyagokat (pl. kompozítként), energiákat, információkat össze lehet keverni. Ez az együttes nem jelent szigorú, el nem választható kötődést. Ennek szellemében működhet a szétválasztási művelet is. A szétválasztás az anyagok vonatkozásában bír nagy jelentőséggel (pl. hulladékkezelés és újrafelhasználás vonatkozásában). X Y x x y y x x y y x x x x y y y y y x x y y x y x x y x y y x x y X + Y 120 /185

121 6. Megoldás variációk előállítása Funkció műveletek/6 f) Vezetés: Anyagot, energiát, információt a műszaki rendszer egyik pontjából egy másik pontjába átvezet, átvisz, vagy annak folytonosságát fenntartja). [A] = [Anyag, energia, információ] 121 /185

122 6. Megoldás variációk előállítása Funkció műveletek/7 g) Irányváltoztatás, irányeltérítés: A műszaki rendszerben végbemenő irányított folyamatok irányának megváltoztatása, mely irányulhat az áramló anyagra, a vezetett jelre (információra) vagy az energiaátviteli folyamatra. Pl. forgómozgás komponenssel rendelkező mechanikai energiaátvitelnél egy rugalmas (hajlékony tengely) vagy 1:1 áttételű kúpkerekes hajtómű irányeltérítést eredményez. Fogaskerék kapcsolatban egy űjabb kerék beépítése vagy elhagyása, azonos vagy ellentéstes forgásirányt eredményez. 122 /185

123 6. Megoldás variációk előállítása Funkció műveletek/8 h) Szigetelés: A műszaki rendszerben az energia, az anyag, az információ áramlási folyamatának megakadályozása szigetelési funkciót jelent. Pl. hő- és hangszigetelés, folyadék áramlásának megakadályozása (csap, szelep, tolózár) 123 /185

124 6. Megoldás variációk előállítása Funkció műveletek/9 i) Többszörözés: A műszaki rendszerbe bemenő anyag, energia, információ hasonló paraméterű változatainak előállítása. Pl. többpéldányos másolás, sorozat alkatrészek generálása, energiaforrások többszörözése. 124 /185

125 6. Megoldás variációk előállítása Funkció műveletek/10 j) Tárolás- ürítés: Az anyag, az energia, a jel folyamatának felfüggesztése úgy hogy tárolásra kerül, majd onnét valamilyen információ hatására felszabadítható. Pl. adatok tárolása adathordozókon (bevitel- és kihozatal), mozgási energia tárolása rugóban, moj onnan felszabadítása (mechanikus órák), folyadékok tárolás tartályban. 125 /185

126 6. Megoldás variációk előállítása Hatáselvek Megjegyezhető, hogy a fizikai-, kémiai- és biológiai hatások a műszaki funkciók realizálásának építőkövei, ill. tervezési elemei. F n F n M 1? 1 µ F R d k M 2? 2 M 1 s 1 M 2 s 2 M 1= s = 1 M 2 s 2 F 1 F n µ F 2 F 1 F 2 F = 1 F 2 s 1 F n F R s 2? 1? 2? = 1? /185

127 6. Megoldás variációk előállítása Hatáshordozók/ 1 A műszaki rendszer megvalósításnak, ezen belül elemeinek az életrekeltése a funkciók megfogalmazása, a szükséges hatások, működési elvek felismerése, rögzítése mellett szükségessé teszi a hordozó anyag, a hatáshordozó megválasztását is. A hatáshordozó, mint alternatív választási lehetőség biztosítja azt, hogy a műszaki rendszer más-más megoldási lehetőséget kap. Hatáshordozó lehet a szilárd anyagok minden típusa (acél, könnyűfém, műanyag, kerámia, kompozit stb.), folyadékok (víz, olaj, glicerin stb.), gázok, mágneses-, elektromos mező, a gravitációs tér. 127 /185

128 6. Megoldás variációk előállítása Hatáshordozók/ 2 (Anyagvariációk) Fogaskerékpárok Műanyag Acél Műanyag - szinter 128 /185

129 6. Megoldás variációk előállítása Struktúrák/ 1 A felismert funkciók lehetőséget adnak arra, hogy azokból kapcsolati rendszer segítségével struktúrát képezzünk. A struktúra a funkciók egy első közelítésű egymásmellé rendelése. Az egymásmellé rendelésnek elvben nincsenek szabályai, tehát a kapcsolatban a soros-, párhuzamos-, vegyes-, kör- vagy fa felépítésű struktúra is elképzelhető. 129 /185

130 6. Megoldás variációk előállítása Struktúrák/ 2 Mozgásformák Lineáris Forgó -s, -v s, v Mozgó elem - φ, -ω φ, ω Nyugvó elem + -dφ, - dω dφ, dω Mozgó elem Nyugvó elem -ds, -dv ds, dv /185

131 6. Megoldás variációk előállítása Struktúrák/ 3 Alapértelmezések Aktuátor (C) φ Állvány (A) Aktuátor (C) x 2 dφ Forgatás 1 Billentés Állvány (A) 131 /185

132 6. Megoldás variációk előállítása Struktúrák/ 4 Lineáris mozgásgeneráló (aktuátor) 132 /185

133 6. Megoldás variációk előállítása Struktúrák/ 5 Mozgáselemek funkcióstruktúrája és szimbóluma A s (1) (A + B) A dφ (1) (A + B) B E (C) B E (C) Egyenesvonalú Billentés 133 /185

134 6. Megoldás variációk előállítása Struktúrák/ 6 Mozgást generálók Lineáris Forgó 134 /185

135 6. Megoldás variációk előállítása Hansen /1 135 /185

136 6. Megoldás variációk előállítása Hansen /2 A B F, s C M, φ 136 /185

137 6. Megoldás variációk előállítása Hansen / /185

138 6. Megoldás variációk előállítása Hansen / 4 Ismert vagy ismeretlen rendszerek elemzése révén a fellelhető megoldások rendszerbe foglalhatók. A rendszer alapja az egységbe foglaló ismérv és az egységen belül a megkülönböztetés. Az előbbit rendszerező szempontoknak (RSZ), az utóbbit megkülönböztető jellemzőknek (MJ) nevezzük. Morfológiai mátrix Megkülönböztetők /185

139 6. Megoldás variációk előállítása Hansen/ 5 A rendszerező szempontok és a megkülönböztető jellemzők mátrixba rendezhetők Zwicky nyomán. Megoldás úgy képezhető, hogy minden sorból ki kell választani egy elemet és ezeket egymásmellé kell rendezni. Az így előálló szöveges olvasat a feladat egy megoldását jelenti. E megoldás csak elvi megoldás, a megoldások első generációja. Itt még nem derül ki, hogy az egyes funkciók milyen hatáselven lesznek megoldva. 139 /185

140 6. Megoldás variációk előállítása Struktúrák / 1 Funkcióstruktúra képzés (Példa) A rendszerben feltárt elemi funkciók segítségével, az összeférhetőség figyelembevételével struktúra képezhető. Az elemi funkciók csak a tevékenységelemet jelölik meg, nem tartalmaznak hatáselvű megoldást. Az ilyen szintű megoldás csak leíró jellegű, szavakban megfogalmazza a fejlesztendő szerkezet működését, de arra nem ad választ, hogy milyen elven valósítja meg az egyes funkciókat. A megoldásoknak ez a szintje az elsőgenerációs megoldáskörbe tartozik. Egy szélvédő berakó szerkezet ilyen olvasata az alábbi: 140 /185

141 6. Megoldás variációk előállítása Struktúrák/ /185

142 6. Megoldás variációk előállítása Struktúrák / /185

143 6. Megoldás variációk előállítása Struktúrák / 4 A talajt (1) és a gördülést biztosító elemet (9) össze kell kapcsolni (2). A talajjal érintkező gördülő elemet (4) olyan záró, nyitó elemmel (8) kell ellátni, mely tárolt energiát (7) képes a gördülő elemhez kötni (5). A kötés révén a gördülő elem mozgása korlátozható (6). A gördülő elemet (9) a alapkerethez (13) kell kötni (3). Ezzel, figyelembe véve az előzőeket, egy olyan talajjal érintkező gördülőelemeken mozgó alapkeret állt elő, mely a mozgásában megakadályozható, mondjuk fékezetté tehető. Az alapkeretet (13-3) össze kell kapcsolni olyan módón egy kerettel (14), mely lineáris mozgást (10) tesz lehetővé a két kapcsolt elem között. Ehhez külső energiaforrásra van szükség. 143 /185

144 6. Megoldás variációk előállítása Struktúrák/ 5 A magassági állíthatósághoz egy emlő (15) elemnek kell kapcsolódnia kerethez (14-10), mely kapcsolat szintén egy lineáris (11) mozgást végző elem. A mozgatáshoz külső energiaforrás szükséges. A vízszintes tengely körüli billentéshez az emelő elemhez (15-11) kapcsolni kell egy kart (16), mely kis tartományú forgó (billentő) mozgást (12) hoz létre. A mozgás létrehozása külső energiaforrást igényel. 144 /185

145 6. Megoldás variációk előállítása Struktúrák/ 6 A függőleges tengely körüli mozgáshoz a már meglévő karhoz (16-12) egy másik kart (18) kell kapcsolni, mely hasonlóan az előzőhöz billenő mozgást (17) képes megvalósítani. A szélvédő üveget (21) megfogó szerkezettel (korong) meg kell fogni (22), a megfogó szerkezetet (20) a billenő karhoz (18-17) kell kötni (19). A megfogáshoz külső energiaforrás szükséges. 145 /185

146 6. Megoldás variációk előállítása Struktúrák / /185

147 6. Megoldás variációk előállítása Struktúrák / /185

148 6. Megoldás variációk előállítása Struktúrák / /185

149 6. Megoldás variációk előállítása Struktúrák/ 10 Megoldás variációk szintjei A megoldások a konkretizáltságuk alapján megoldásszinteket jelölnek. Amíg a leíró jellegű megoldások csak a funkciók értelmezését adták meg a megoldások első szintjét jelentették, az első generációs megoldásokat. A funkciók akkor válnak realizálhatóvá, ha fizikai-, kémiai- és biológiai hatásokat rendelünk hozzájuk. A műszaki gyakorlatban a fizikai hatások dominálnak a megoldások megvalósításában. 149 /185

150 6. Megoldás variációk előállítása Struktúrák/ 11 Azt világosan kell látni, hogy egy funkció több hatáselv felhasználásával is megoldható. Abban az esetben, ha csak egy funkcióra választunk több hatáselvet, akkor a termék csak emiatt is más-más megoldású lehet. Kiterjesztve a hatáselv választási lehetőséget, ún. hatásstruktúrát képezhetünk le, mely számos további megoldás lehetőséget eredményez. A megoldások ezen szintjét második generációs megoldásoknak nevezzük. 150 /185

151 6. Megoldás variációk előállítása Struktúrák / 12 A funkcióstruktúra majd a hatásstruktúra előállítása után az alkalmazott hatáselveket életre kell kelteni. Ahhoz, hogy egy funkció testet öltsön anyagot, anyagokat kell hozzárendelni, azaz hatáshordozót kell választani. Egy-egy hatáselv egymástól eltérő anyagokkal is megvalósítható. A másság a megoldások egy újabb variációs lehetőségét biztosítja azzal, hogy létrehozza a hatáshordozókra épülő hatásstruktúrát. Az így létrehozott megoldások a harmadik generáció szintet jelölik. 151 /185

152 6. Megoldás variációk előállítása Példa: Erőkorlátozás megoldása /1 n Δ n 2 M 2 M /185

153 6. Megoldás variációk előállítása Példa: Erőkorlátozás megoldása /2 Az energiaátadás folyamata: 1. A nyomaték bevitele (bemenő tengely): M 1 2. A nyomatékból származtatott F 1 erő átvitele (reteszen) 3. A reteszen ébredő erő F 1 átvitele (arányosítása) a rúd ébredő erővé (F fr ) 4. A rúdban ébredő erő korlátozása (F fr <=F fr max ) 5. A rúdban ébredő erő átvitele (F fr ) 6. A rúdban ébredő erő átadása a karra, annak reteszére (F 2 ) 7. A reteszerő átalakítása kimenő nyomatékká: M /185

154 6. Megoldás variációk előállítása Példa: Erőkorlátozás megoldása /3 154 /185

155 6. Megoldás variációk előállítása Példa: Erőkorlátozás megoldása /4 155 /185

156 6. Megoldás variációk előállítása Példa: Erőkorlátozás megoldása /5 156 /185

157 6. Megoldás variációk előállítása Példa: Erőkorlátozás megoldása /6 157 /185

158 6. Megoldás variációk előállítása Példa: Erőkorlátozás megoldása /7 Funkciók: 4. Terhelést korlátoz Fizikai hatás: Mechanikus 4.1. Rugalmas alakváltozás Hajlítás Nyírás Csavarás Nyomás/húzás 4.2. Képlékeny alakváltozás 4.3. Szorítás (súrlódás) Elektromos 4.4. Elektromágnes (áramkorlát) Mágneses 4.5. Mágneses erő 158 /185

159 6. Megoldás variációk előállítása Példa: Erőkorlátozás megoldása /8 Funkciók: 5. Terhelés átvitel Fizikai hatás: Mechanikus 5.1. Erőzárás (súrlódás) 5.2. Alakzárás Pneumatikus 5.3. Légzsák (összenyomhatóság) (Hidraulikus) (folyékonyság) 159 /185

160 6. Megoldás variációk előállítása Példa: Erőkorlátozás megoldása /9 160 /185

161 6. Megoldás variációk előállítása Példa: Erőkorlátozás megoldása /10 1. Funkcióstruktúra (egyenesvonalú mozgás) Funkció: Terhelés átvitel Hatás: 5.1. Erőzárás Hatás: 5.2. Alakzárás Funkció: Terhelés korlátozás Hatás: 4.1. Rugalmas alakváltozás Funkció: Terhelés korlátozás Hatás: 4.2. Képlékeny alakváltozás 161 /185

162 6. Megoldás variációk előállítása Példa: Erőkorlátozás megoldása / /185

163 6. Megoldás variációk előállítása Példa: Erőkorlátozás megoldása / /185

164 6. Megoldás variációk előállítása Példa: Erőkorlátozás megoldása / /185

165 6. Megoldás variációk előállítása Példa: Erőkorlátozás megoldása / /185

166 6. Megoldás variációk előállítása Példa: Erőkorlátozás megoldása / /185

167 6. Megoldás variációk előállítása Példa: Erőkorlátozás megoldása / /185

168 6. Megoldás variációk előállítása Példa: Erőkorlátozás megoldása / /185

169 6. Megoldás variációk előállítása Példa: Erőkorlátozás megoldása / /185

170 6. Megoldás variációk előállítása Példa: Erőkorlátozás megoldása / /185

171 6. Megoldás variációk előállítása Példa: Erőkorlátozás megoldása / /185

172 6. Megoldás variációk előállítása Példa: Erőkorlátozás megoldása / /185

173 6. Megoldás variációk előállítása Példa: Erőkorlátozás megoldása / /185

174 6. Megoldás variációk előállítása Példa: Erőkorlátozás megoldása / /185