AZ INTUITÍV ÉS A DISZKURZÍV TERVEZÉSI MÓDSZEREK ÖSSZEHASONLÍTÁSA Takács Ágnes PhD. hallgató Miskolci Egyetem, Gépelemek Tanszéke 1
BEVEZETÉS
A tervezomérnök küldetése, hogy megtalálja egy-egy adott muszaki probléma optimális megoldását azon lehetoségek határ ain belül, melyet a muszaki tudományok fejlettségi szintje és a társadalom pillanatnyi igényei határoznak meg. Vagyis egy termék megszületésének legizgalmasabb és legnehezebb szakasza, a koncepcionális tervezés, teljes egészében a terméktervezore hárul. A koncepcionális tervezés a tervezési folyamat azon szakasza, mely során a mérnök a piac által támasztott követelmények és igények, valamint saját ismeretei alapján meghatározza a termék fobb paramétereit, funkcionális részegységeit, valamint az ezen részegységek közt fellépo fizikai hatásokat. A géptervezés módszertanának –és ezen belül a koncepcionális géptervezésnek–, mint önálló tudományterületnek a kutatását a XX. század felgyorsult technikai fejlodése kényszerítette ki, polarizálva a jelentos tervezo iskolákat. A cikk célja az intuitív tervezési folyamatra épülo Angolszász-, illetve a diszkurzív tervezésre épülo Német tervezo iskolák tulajdonságainak ismertetése és szintézise, valamint a mai helyzet feltárása. 2
AZ INTUITÍV TERVEZÉSI ISKOLA
Az intuíció az emberi gondolkodásnak az a sajátossága, amely a felhalmozott tapasztalatok eredményeképpen a logikai folyamat elemeit átugorva szolgáltatja a feladat egy-egy lehetséges megoldását. Benedetto Croce (1866-1952) olasz kritikus szerint az intuíció maga a muvészet, vagyis a muvészet nem más, mint benyomásokon alapuló szemléleti kép, mely az egyediség közvetlen megragadására irányul.
1. ábra Az intuitív tervezési folyamat modellje (Tajnafoi)– Csigaház modell
Ha Croce irodalmi muvekre vonatkozó kritikáját a muszaki életben használatos szavakkal próbáljuk megfogalmazni, akkor az intuitív tervezés nem más, mint benyomásokon alapuló tervezési módszer. Az Angolszász –vagy leíró– tervezo iskola képviseloi éppen az ötlet megszületésére alapozzák a tervezo folyamat sikerességét; egy jó megoldásra törekednek, amit igyekeznek minél pontosabban, tökéletesebben megvalósítani. Ahogyan azt az 1. ábra is szemlélteti, az intuitív tervezés folyamata a csigaházhoz hasonlítható, mivel a tervezés spirális vonalban halad elore. A modell egyik jellemzoje, hogy a tervezo mérnök annyiszor jut vissza az ötlet szintjére, ahányszor a funkcionális értékelés során nem bizonyul megfelelonek a terv, emiatt folyamatos pontosítás, módosítás szükséges; az intuitív tervezés tehát nem monoton elorehaladó folyamat. Az intuitív tervezési modell alkalmazása esetén a terv várható minosége, valamint a várható tervezési ido elore nem definiálható. 3
KOGNITÍV MODELLEK
2. ábra Oshuga kognitív tervezési modellje Yoshikawa, Oshuga (2. ábra) és Horváth Imre kognitív –megismero– modelljeit nem lehet sem az Angolszász iskola rendszerébe, sem pedig a Német iskola eloíró modelljeihez egyértelmuen besorolni. A kognitív modell folyamatstruktúrája az intuitív tervezo rendszerek iterációs folyamatához hasonlítható leginkább, ám ebben az esetben egy nyílt, elorehaladó rendszerrol beszélünk. Az intuíció a folyamat végéig nagy jelentoséggel bír –hiszen a tervezonek folyamatosan új ötletekre van szüksége–, azonban megjelennek az eloíró iskola fontos jellemzoi is, vagyis maga a tervezés
pontosan eloírt lépések szerint halad. Ezen kognitív folyamatok legfontosabb jellemzoje, hogy megpróbálják leírni, szimulálni a tervezomérnök munka közbeni gondolkodási tevékenységét. A kognitív szemlélet szerint folytatott tervezés esetén a terv minosége szintén nem határozható meg elore, de a várható tervezési ido a folyamat nyitott, nagyrészt elore haladó jellege miatt becsülheto. 4
A DISZKURZÍV TERVEZÉSI ISKOLA
Az eloíró tervezési iskola követoi az intuitív módszerek követoihez hasonlóan szintén a legjobb megoldást keresik, azonban ezt a legjobb megoldást nagyszámú lehetoség közül választják ki, amint azt a 3. ábra is mutatja.
3. ábra A módszeres géptervezés folyamata (Pahl-Beitz)– Rombusz ábra A módszeres géptervezés folyamata két nagy szakaszra, egy bovíto és egy szukíto folyamatra bontható. A hagyományos eljárás szerint a mérnök megvizsgálja a piaci igényeket, a konkurencia termékeit, valamint a gyártó vállalatnak a saját termékeivel szemben felállított követelményeit, amely kritériumok alapján megfogalmazódik a célkituzés, azaz a feladat. A mérnök ezután elvonatkoztat, absztrahál, vagyis a tervezendo termék egy-egy részegységének megvalósításra dolgoz ki elvi megoldási
lehetoségeket. A felsorakoztatott hatáselvekbol funkcióábrákat hoz létre, amely ábrák például az egyes elemek egymással való kapcsolódásának módját, az ero vagy energia átadódásának lehetoségeit fogalmazzák meg. Ezeket az ábrákat különbözo struktúrákba kapcsolva elvi változatok adódnak a célkituzésben megfogalmazott termékre. Minél nagyobb a funkciók száma, annál nagyobb a funkcióstruktúrák száma is. Amennyiben megno a funkciók száma, megno annak az esélye is, hogy eloáll az ún. ’Kombinatorikus robbanás’. Ez azt jelenti, hogy az egyedi funkciók variálásával elvileg kialakítható funkcióstruktúrák száma meghaladja az emberi áttekintoképességet –mely képességünk akár egyénenként is más lehet–, azonban a kombinatorikus robbanás kezelésének határai számítógépes támogatással kitolhatók. A módszeres tervezés másik nagy szakasza a szukíto szakasz, melynek célja a változatok szelektálása. A funkcióstruktúraként megfogalmazott különbözo megoldásokat hibaanalízisnek vetik alá, majd a nem megfelelo megoldásokat kijavítják. Az analízis után csökken a megoldások száma, mivel a hibavizsgálat kritériumainak nem megfelelo megoldásokat a tervezo elveti. Ezt a szakaszt a muszaki értékelemzés követi, mely során konkrét kritériumoknak kell eleget tenniük a javított megoldásoknak. Az értékelemzés végeredményeként a tervezo a legjobb megoldást kapja meg, mely a célkituzésben megfogalmazott feltételeknek eleget tesz. Az intuíció –valamint az egyén muszaki ismeretei és tapasztalata– azonban ebben az esetben sem hanyagolható el, mivel a funkciók feltárása során a tervezo mérnöknek egyedülálló kreativitására is szüksége van amellett, hogy a gyakorlat során megismert lehetoségeket számba veszi. A diszkurzív terve zési folyamat függ az intuíciótól a legkevésbé, emiatt a terv minosége nem függ a tervezo intuitív képességeitol, csak a tervezés alá vont funkciók számától. Mivel ez a tervezési folyamat monoton elore haladó, a várható tervezési ido is jól kalkulálható. 5
A FELÉPÍTO MODELL
A 4. ábra a diszkurzív tervezo iskola által javasolt tervezési folyamatot egy kicsit más szempontból közelíti meg, mint a Pahl és Beitz kutatási eredményeire építo Rombusz ábra. A 4. ábra szerint tehát a hagyományos módszeres tervezés során a tervezo mérnök a funkciók halmazából, bizonyos szabályok segítségével alkotja meg a megoldás halmaz elemeit. Az ábra jól érzékelteti, hogy a megoldás halmaz ebben az esetben korántsem tartalmazza az összes lehetoséget, az összes jó megoldást. Csupán néhány, a konstruktor által fontosnak tartott kritériumnak eleget tevo helyes változat található benne. Azonban az ily módon összeállított struktúrák összeállításával számos olyan megoldást hagy figyelmen kívül a tervezo mérnök, melyek akár egy egészen újszeru konstrukciót eredményezhetnének. Ezen csak egy olyan számítógépi program tud segíteni, amely alkalmas arra, hogy a rendelkezésre álló funkciókból az összes matematikailag lehetséges variációt –funkcióstruktúrát– felépítse, és egy –a tervezo által felállított– szabálykészlet segítségével az összes megoldást tartalmazó halmaz nagyszámú elemeit lebontsa a megoldás halmaz néhány elemet tartalmazó szintjére.
4. ábra Felépíto modell 6
5. ábra Lebontó modell
KONKLÚZIÓ
A cikk célja az intuitív és a diszkurzív tervezo iskolák, valamint a kognitív modellek összehasonlítása volt. Az 6. ábra szimbolikusan szemlélteti a különféle tervezési modellek történeti kialakulását, fejlodését. A piramis alakja mutatja az intuíció szükségességét és mennyiségét az egyes tervezési modellekben. Végso soron megállapítható, hogy az intuíció minden tervezési folyamat során jelen van, és fontos szereppel bír. Ugyanakkor az is nyilvánvaló, hogy a korszeru számítógépek és a számítógépes tervezo rendszerek hatására, az Angolszász iskola alkalmazása fokozatosan háttérbe szorul. Arra azonban nincs garancia, hogy a diszkrét funkciók variálásán alapuló módszeres tervezési technika biztosan jobb eredményt hoz, mint az intuitív. Az viszont bizonyos, hogy a funkciók számának növelése –a diszkréttol a kontinuum felé haladva– növeli a módszeres tervezési technika eredményének biztonságát.
6. ábra A tervezési modellek hierarchiája 7
IRODALOMJEGYZÉK
[1] HANSEN, F.: Konstruktionssystematic– Grundlagen für eine allgemeine Konstruktionslehre, ETO 621.002.2, VEB Verlag Technik, Berlin, 1965. [2] PAHL, G.; BEITZ W.: Konstruktionslehre– Handbuch für Studium und Praxis, ISBN 963 10 3796 7, Springer-Verlag, Berlin, 1981. [3] HUBKA, V.; EDER, W. E.: Einführung in die Konstruktionswissenschaft, ISBN 3 540 54832 7, Springer-Verlag, Berlin (1992) [4] TAJNAFOI, J., Szerszámgéptervezés I., Nemzeti Tankönyvkiadó, Budapest 1973. [5] KAMONDI, L., Tervezéselmélet, Phare HU0008-02, Miskolc 2003.
