GÉPÉSZETI RENDSZEREK (BMEGEGE AXGG)

Átírás

1 GÉPÉSZETI RENDSZEREK (BMEGEGE AXGG) Műszaki menedzser BSc 2011/12. II. félév 1 / 55

2 Géprendszer Q= erőgép (energiaforrás) C= munkagép (fogyasztó) f E = energiaáram 2 / 55

3 Vízszivattyú - géprendszer BME Gépszerkezettani Intézet 3 / 55

4 4 / 55

5 Munkagépek - emelők 5 / 55

6 Munkagépek - szivattyúk 6 / 55

7 Munkagépek - szivattyúk 7 / 55

8 Munkagépek - ventilátorok 8 / 55

9 Erőgépek - turbinák 9 / 55

10 Erőgépek - turbinák 10 / 55

11 Erőgépek - turbinák 11 / 55

12 Erőgépek gőzturbina (hőerőmű) 12 / 55

13 A gépegység üzeme statikus karakterisztikák A lehetséges üzemállapotok összessége -> statikus karakterisztikákkal jellemezhető Külső jelleggörbék Például f E =UI=Mw 13 / 55

14 Munkapont a/ aszinkron villanymotor karakterisztika b/ szivattyú karakterisztika c/ gépegység munkapontja d/ több munkapont fojtással szabályozott szivattyú esetén 14 / 55

15 Munkapont stabilitása - instabilitása Instabil munkapont Stabil munkapont 15 / 55

16 Erőgép (motor) karakterisztikák V 0 =const. Sebesség-tartó pl. szinkron villanymotor a) pl. aszinkron villanymotor b) pl. belsőégésű motor F 0 =const. erő-tartó gravitációs kölcsönhatáson alapuló motorok pl. súllyal működő óramű 16 / 55

17 Munkagép karakterisztikák a) Nagysebességgel haladó gépkocsi karakterisztikája (légellenállás) F 0 =const. Gravitációs kölcsönhatás miatt energiát igénylő gépek pl. emelő, felvonó b) Kis sebességgel haladó gépkocsi c) Folyadék vagy légellenállás miatt energiát igénylő gépek pl. szivattyúk, szellőzők, légsűrítők 17 / 55

18 Állandó energiaáramú karakterisztika Ideális motor pl. főáramkörű villamos motor 18 / 55

19 Energiaáram mechanikai transzformációja Belsőégésű motor személygépkocsi Probléma: csak 1 munkapont! Mtr (sebességváltó) alkalmassá teszi a rendszert, hogy a kedvező w 1 w 2 sebességtartományban üzemeljen 19 / 55

20 Sebességváltóval rendelkező belsőégésű motor 20 / 55

21 Géprendszerek szerkezeti elemei, kapcsolatai Példa: szükségüzemű aggregát 1. Generátor 2. Villamos motor 3. Lendítőkerék 4. Dízelmotor 5. Indukciós tengelykapcsoló 6. Rugalmas tengelykapcsoló 7. Rugalmas tengelykapcsoló 8. Csapágyazás 9. Alapkeret 21 / 55

22 A műszaki rendszerek életpályája Piacanalízis Terméktervezés Konstruálás/Fejlesztés (Tervezés) Gyártás, szerelés Raktározás, szállítás árusítás Felhasználás (üzemeltetés) Karbantartás, javítás Újrahasznosítás v. semlegesítés 22 / 55

23 Eladási ár és költség változása a termék piaci életpályája során 23 / 55

24 Termékéletciklus - trendek Nyereség Forgalom Nyereség 2 év 8 év Forgalmazási életciklus Forgalom fejlesztés Nyereség Nyereség 5-6 év 29 év fejlesztés Forgalmazási életciklus 24 / 55

25 Termékek szervezési életútja 25 / 55

26 Termékfunkciók gazdasági a bevitt erőforrások milyen hatékonysággal alakítja át nyereséggé technikai a termék használhatóságát jellemzi pszichológiai a termék által a felhasználóból kiváltott lelki, érzelmi hatás szociológiai a felhasználók társadalmi hovatartozását hordozza dokumentáris a termék mint információhordozó eszköz 26 / 55

27 A tervezést befolyásoló tényezők 27 / 55

28 Az innováció folyamata 1. Iránymeghatározás - a lehetséges fejlesztési irányok, termékelképzelések feltárása 2. Célkitűzés - a termék meghatározás 3. Fejlesztés - termékfejlesztés 4. Piaci bevezetés - a termék bevezetése a piacra 28 / 55

29 A termékfejlesztési folyamat referenciamodellje 29 / 55

30 Az innováció szükségességének és irányának meghatározása 30 / 55

31 Az innováció szükségességének és irányának meghatározása Termékpozícionálási mátrix Stratégiai sokszög a vállalati potenciál felméréséhez 31 / 55

32 Az innováció szükségességének és irányának meghatározása A vállalati potenciál hisztogramja 32 / 55

33 A terméktervezés feladatai: a vásárlói megrendelések és érdeklődések kiértékelése, rendszerezése, valamint a fejlesztési vonal meghatározása az új piaci feltételek, igények alapján a meglévő gyártmányok továbbfejlesztésére vonatkozó javaslatok kidolgozása a megvalósított elképzelések körében új alkalmazási területek keresése saját kutatási eredmények és találmányok megvalósítása, realizálása alapvetően új feladatok keresése Módszere: trendtanulmányok készítése piacanalízis 33 / 55

34 A terméktervezés folyamatterve Piac Külső infók Vállalat Belső info Piaci helyzet Vállalati cél Kutatási tér Vállalati potenciál Új technológia Törvényi előírások Gazdaságpolitika Termékelképzelések Különböző infók Termék kiválasztás Termék meghatározás Adatszolgáltatás a konstrukciós tervezéshez 34 / 55

35 Termékötlet keresése Funkció Hatáselv Kialakítás Funkció: Milyen funkciókat szeretne a felhasználó? Melyeket teljesíti a meglévő termék? Melyek egészítenék ki az eddigi funkciókat? Hatáselv: A hatáselv megváltoztatása jobb terméket eredményezne? Kialakítás: Elfogadható a helyszükséglet? Miniatürizálni kellene? A formai kialakítás kielégítő? Lehetne a termék ergonómikusabb kialakítású? 35 / 55

36 Termékötletek kiválasztása Termékek meghatározása A tervezett funkciók leírása Követelményjegyzék Követelmények megoldástól független meghatározása Költségcél és rendelkezésre álló költségkeret megállapítása 36 / 55

37 A terméktervezés végeredménye a termékjavaslat vagy termék meghatározás, amit egy fejlesztési javaslat követ. Ennek felülvizsgálata után következhet a fejlesztési megbízás kiadása a vezetés részéről, amelynek tartalmaznia kell: a fejlesztendő termék fajtáját és körülírását, a műszaki követelményeket, a gazdasági követelményeket (előállítási és üzemeltetési) a feltételezhető darabszámot, a megengedett fejlesztési ráfordítást a határidőt és ütemtervet 37 / 55

38 Folyamatos közelités, iteráció A követelmények teljesitése és adaptálása A konstrukciós tervezés folyamat (VDI 2221) feladat 7 Dokumentáció munkalépések A követelmények meghatározása 1 és aktualizálása A funkciók és azok rendszerének 2 meghatározása Megvalósitási elvek és azok 3 rendszerének meghatározása Megvalósitható egységekké 4 szervezés A fö egységek (fö 5 funkcióhordozók) kialakitása 6 A teljes termék kialakitása további megvalósitási lépések eredmények Követelményjegyzék Funkcióstruktura Elvi megoldás Moduláris struktura Elötervek Fötervek Termékdokumentáció 38 / 55

39 A termékfejlesztési folyamat struktúrája 39 / 55

40 Költségbefolyásolás és -megítélés a konstrukciós folyamat során 41 / 55

41 Feladatmegfogalmazás, pontosítás Milyen problémáról van szó? A műszaki alkotás milyen célt szolgál? Milyen tulajdonságokkal rendelkezzen és milyen tulajdonságokkal nem rendelkezhet a termék? Milyen fejlesztési lehetőségek vannak? Milyen feltételeket, követelményeket kell figyelembe venni a fejlesztés során? 42 / 55

42 Feladatpontosítás Cím: Cél: Költség: Darabszám: Határidő: A technikai helyzet: Piac: Képesség (funkció): a munkának a címe, a termék vagy a projekt megnevezése. milyen célokat vagy problémákat kell a tervezendő termékkel megoldani. Milyen fejlődést kell elérni egy a már létező termékkel szemben. a megengedhető gyártási-, üzemeltetési-, karbantartási-, javítási- és semlegesítési költségek. darabszám évente vagy összesen. a fejlesztésre, a gyártásra, a kipróbálásra, a szállításra, stb. vonatkozóan. a konkurens termékek, versenyhelyzet. vevők, országok, célcsoportok. milyen képességekkel rendelkezzen a termék és milyen funkciókat kell a terméknek megvalósítani? 43 / 55

43 Feladatpontosítás Teljesítőképesség: teljesítmény, sebesség, fordulatszám, erő, nyomás, forgatónyomaték, hossz, szög, bit/sec, stb. A feldolgozandó anyag ki- és bemenő állapota: Hatásfok: Pontosság: Környezeti hőfok: Méret: Súly: Megbízhatóság: Élettartam: Megjelenés: a kimenő- és bemenőoldali feldolgozandó anyagok (alapanyag, termék, stb.) állapotának ill. fizikai, kémiai sajátosságainak leírása. elérni kívánt, növelés mértéke. méretpontosság, reprodukálhatóság, megengedett hiba. maximális és minimális környezeti hőmérséklet. a méretetekre vonatkozó korlátozás, térfogat, építési nagyság. tömegre, súlyra, tehetetlenségi nyomatékra vonatkozó korlátozás, stb. a szükséges információ. idő, üzemóra, körülfordulások száma, stb. forma, szín. 44 / 55

44 Feladatpontosítás Rendszerhez való tartozás: Környezet: Biztonsági előírások és törvények: Ergonómia: a fejlesztendő terméknek, mint műszaki rendszernek a rendszeréhez való tartozás feltételei, pl. háztartási gép - villamos hálózat, közlekedési eszköz - út - híd - alagút, másológép papírformátum, stb. 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 károsanyag kibocsátás, a zaj, rezgés és sugárzás révén az élet és az egészség biztonságára, a baleset elleni védelemre, zaj és gázemisszióra, stb. vonatkozó törvények, vizsgálati előírások, szabványok az embernek a műszaki rendszerrel való együttműködés feltételei. 45 / 55

45 Feladatpontosítás Termék felépítés: Anyagok: Gyártás: Szerelés: Szállítás: Karbantartás: Újrahasznosítás: a fejlesztendő termék építősor vagy építőszekrény eleven legyen kialakítva? Milyen kiegészítés és/vagy különleges megjelenés kell indokolt esetben? az előzetesen meghatározott anyagok. az előzetesen meghatározandó gyártási eljárások, ill. előnyben részesítés, pl. a termék műagyag vagy sajtolt elemekből álljon. a már meglévő gyártó- és/vagy szerelő szerszámok alkalmazása, szerelőrobotok, stb. a szállító eszközökkel (daruk, közlekedési eszközök, robotok, konténerek, stb.) szembeni feltételek. karbantartási- és javítási feltételek. az újraértékesítés, a felújítás, a semlegesítés, stb. feltételei. 46 / 55

46 Követelményjegyzék a termékkel (műszaki rendszerrel) szemben támasztott elvárások összessége, a megvalósítás peremfeltételei, kiindulópont a feladat további tagolásához (összfeladatra részfeladat megfogalmazása), segíti a megoldási változatok értékelési és optimálási szempontjainak meghatározását, végigkíséri a tervezési folyamatot, melynek során ki kell egészíteni, illetve pontosítani tartalmaznia kell ezen túlmenőleg: költségekre, határidőkre vonatkozó előírásokat, módosításokat, felelősöket, az információk forrását. 47 / 55

47 Követelményjegyzék összeállítása információgyűjtés a termékkörnyezet módszeres elemzése információk elemzése, felülvizsgálata, rangsorolása követelmények megfogalmazása és minősítése (alapkövetelmény, szintkövetelmény, óhaj) követelmények csoportosítása, kiegészítése 48 / 55

48 A termékkörnyezet vizsgálata 49 / 55

49 Követelmények csoportosítása 50 / 55

50 Követelmények csoportosítása 51 / 55

51 Követelményjegyzék formája 52 / 55

52 Gyakorlati tanácsok a követelményjegyzék összeállításához Magától értetődő dolgokat (pl. gazdaságos gyártás, egyszerű szerelés) ne szerepeltessünk Világosan fogalmazzunk, ha szükséges később kiegészíthetjük, pontosíthatjuk Lehetőleg konkrét, pontos adatokat szerepeltessünk A követelményjegyzék összeállításánál gyakran megfogalmazunk funkciókat, megoldási módokat -> ezek jók lesznek később a megoldáskeresésnél. Felismert hiányosságok, hibák követelmények alapját képezhetik (gyakran hibaelemzés előzi meg a követelményjegyzék összeállítását) 53 / 55