Integrált termékfejlesztés

Integrált termékfejlesztés Szerzők: Univ.-Prof. Dr. h.c. Dr.-Ing. Sándor Vajna Dr. Kamondi László, PhD egyetemi docens Miskolci Egyetem, Gép- és Terméktervezési Tanszék Bihari János Lektor:

Dr. Kollányi Tibor, PhD főiskolai docens

Integrált termékfejlesztés

Tartalomjegyzék/1 1. Bevezetés

4

2. Előzmények, a kezdetek

21

3. Értelmezések és leírások

58

4. Bevezetés és hasznosítás

80

5. Összefoglalás

85

6.

87

Információk az ITF területéről

7. Hallgatói feladatok

94

8. Fogalomtár

148

9. Ajánlott irodalom

169

10. További információs lehetőség

171


Tartalomjegyzék

1. Bevezetés 1.1. A munkatársak szerepe 1.2. A termék életciklusa 1.3. A termék életciklus elemei 1.4. Hatás, befolyás az életciklusra 1.5. A termék életciklus menedzsmentjének elemei


4 5 6 7 8 13

1. Bevezetés Tisztelt Olvasó! A tananyag, melyet olvasni, megérteni szándékozik nem egyszerű, mint ahogy nem egyszerű a ma termékvilágához való kapcsolatunk. A mondat provokatív. Szeretne figyelmeztetni a bennünket körülvevő termékvilág küldetésére. A reggel ébredése, a napi munkában eltöltött órák, az esti megpihenés pillanata –ne tagadjuk- valamilyen termék jelenlétét igényli. A szerzők nem az olvasó jogos igényeit vonják kétségbe, pusztán figyelmeztetni szeretnének arra a tényre, hogy a termékek a reális és hosszútávon fenntartható igényekre kell, hogy koncentráljanak. A termék küldetése több, mint amit tőle a vásárló elvár. A megállapítás elsősorban nem a vásárló felelőssége, hanem alapvetően a fejlesztőké. A termékfejlesztésnek ma elfogadott módszerei, eszközei vannak. Ez nem azt jelenti, hogy ezek kőbe vésettek. A tananyag áttekintést kíván mutatni a ma jelentősebb iskoláiról, irányzatairól. E gondolatmenetet számos példa is segít támogatni. A tananyag egy olyan átfogó ismeretanyagot tartalmaz, mely önálló munkát is igényel. Ez nem jelent többet, mint azt, hogy az ismeret befogadójának háttérismeretre, esetlegesen konzultációra is szüksége lehet. Erre lehetősége van minden érdeklődőnek az elérhetőségen. A tananyag a ppt formátuma ellenére, kísérletet tett arra, hogy az ismeretanyagot részeire bontsa, az ábrák felépülésének folyamatában segítse gondolkodásra az ismeret befogadóját. A tananyag a lehetőséghez képest megvalósult példákat is bemutat, ezeket tovább gondolásra is ajánlja. Amikor e sorok megfogalmazódtak, a köszönetet is kifejezik a Miskolci Egyetem tiszteletbeli doktorának Vajna Sándor professzornak (dr. h.c. (HU)), hogy előadásainak anyagát e formában, a szerzőtársak kiegészítésével közkincsé tette.


1.1. A munkatársak szerepe „Mi erősségünk nem a gépekben vagy az üzemcsarnokokban van, hanem az emberi fejek minőségében. Sajnos mi még nem tudunk a helyes irányba egyensúlyozni ..." Dr. J. Schneider, az ABB Holding ügyvezetője

50 % Emberi tényezők

Több területre minősített munkatársak

10 % Hardver 40 % Szoftver


1.2. A termék életciklusa

FormaKereskedelem tervezés Piacfelmérés Fejlesztés Tervezés Kutatás Folyamattervezés

Újrahasznosítás, semlegesítés

Gyártás szabályozás Gyártás

Felhasználás Karbantartás


Terjesztés

Gyártásba adás

1.3. A termék életciklusának elemei

Terméktervezés Termékfejlesztés Termékdefiniálás Gyártás Termékelőállítás

Piac elemzés Termék tervezés Ajánlat készítés Koncepció

Semlegesítés, újrahasznosítás

Tervezés

Üzemen kivül helyezés

Kidolgozás Konstrukciós tervezés

Karbantartás, átalakítás

Anyagbeszerzés, logisztika

Felhasználás

Gyártás – és szerelés előkészítés Gyártásfejlesztés

Üzembevétel

Alkatrészgyártás

Kiszállítás

Szerelés

Forgalomba hozatal Kísérlet, próba


A funkció hatása

1.4. Hatás, befolyás az életciklusra/1

Termék életciklus

A minőség hatása

Az idő hatása


A költség hatása

A funkció hatása


Technológiai követelmények

Vevői követelkövetelmények Gyártás

Termék életciklus

A minőség hatása

Az idő hatása


A költség hatása

A munkatársak minősítése

A funkció hatása


Módszer bevezetés A rendelés kidolgozottsága



Termék életciklus

A minőség hatása

Az idő hatása


A költség hatása


A funkció hatása



Az idő hatása



Termék életciklus

A költség hatása

A minőség hatása

Erőforrás minimalizálás


Ellenőrzés Partnerek Beszállítók


A funkció hatása



Az idő hatása

Termék életciklus


A költség hatása Erőforrás minimalizálás

A minőség hatása

Vevőszolgálat


Marketing Kereskedelem

Verseny


Ellenőrzés Partnerek Beszállítók

1.5. A termék életciklus menedzsmentjének elemei/1





Szimuláció, alternatív tervezési Szimuláció, módszerek,, „Modell építés“ módszerek építés“



Szimuláció, alternatív tervezési Szimuláció, módszerek,, „Modell építés“ módszerek építés“



Szimuláció, Alternatív tervezési Szimuláció, módszerek,, „Modellezés“ módszerek Modellezés“

Módosító információ, információ, Visszacsatolás „Tartalék bevetés, modell módosítás" módosítás"


1.5. A termék életciklus menedzsmentjének elemei/6 Munkatárs: Több területre minősített munkatárs Szervezet: Integrált termékfejlesztés Folyamat- és projekt menedzselés: Folyamatirányítás Eszközrendszer: CAx, Optimalizáló rendszerek

Szimuláció, Alternatív tervezési Szimuláció, módszerek,, „Modellezés módszerek Modellezés““

Módosító információ, információ, Visszacsatolás „Tartalék bevetés, modell módosítás" módosítás"



Számítási-/ Értékelő rendszerek: FEM, Szimuláció, Animáció, VR Tudásmegőrzés: Tudásmenedzsment Adatfeldolgozás: EDM/PDM, Adatbank Termék életciklus költség: BAPM



Köztesinformáció, Visszacsatolás Köztesinformáció, „Tartalékmérnökség Tartalékmérnökség""



Számítási-/ Értékelő rendszerek: FEM, Szimuláció, Animáció, VR Köztesinformáció,, Visszacsatolás Köztesinformáció Tudásmegőrzés: „Tartalékmérnökség Tartalékmérnökség"" Tudásmenedzsment Adatfeldolgozás: EDM/PDM, Adatbank Gyártás, Ellenőrzés, Adminisztráció: ERP, SCM, Irányítás felépítés, QS Termék életciklus költség: BAPM Kommunikáció: CRM, Vállalati szervezet, Inter-/Intra-/Extranet



4


21


58


80

5. Összefoglalás

85

6.

87



94

8. Fogalomtár

148


169


171


Tartalomjegyzék 2. Előzmények, a kezdetek

21

2.1. Befolyás a fejlesztő munkára

24

2.2. A klasszikus tervezési módszerek ismérvei

32

2.3. A klasszikus tervezési módszerek gyenge pontjai

33

2.4. A VDI 2221 szerinti tervezési folyamat lefutás

34

2.5. A tervezési folyamat lefutása a gyakorlatban

35

2.6. A megoldás kezdete: integrált terméktervezés (ITF)

36

2.7. A tervezési módszerek fejlődése és az ITF

37

2.8. ITF Olson szerint (1985)

38

2.9. ITF Andreasen és Hein szerint (1987)

44

2.10. ITF Ehrlenspiel szerint (1995)

53


2.1. Befolyás a fejlesztő munkára/1 A fejlesztő folyamat egyik fontos, meghatározó szereplője az ember, mert - szaktudással rendelkezik, - felismeri a problémát és képes megoldani, - ismereteit képes csoport és csapatmunkában hasznosítani, - az eredményekre támaszkodva képes a jövőt építeni. Tevékenységében, ennek következtében a fejlesztő munkában, számos ráhatás érvényesül, melyeket képes tevékenységébe integrálni Kiegészítő: Dr. Kamondi László


2.1. Befolyás a fejlesztő munkára/2





Részfunkció Funkció Funkció Összfunkció

Funkció

l l l e e d d o o M m s i t e al l ) a ) s l t o i l l n d e á e n u u t o (vviirrt GM ( Funkciók

Megjelenés

Módszerek

Adatok




Funkció

l l l e e d d o o M m s i t e al l ) a ) s l t o i l l n d e á e n u u t t o r M r i i G ((vv Funkciók

Jövő

Geometria Megjelenés

Módszerek

Formaelemek Forma

Érzet

Ergonómia


Adatok





Funkció

l l l e e d d o o M m s i t e l a l ) a ) s l t o i l l n d e á e n u u t t o (vviirr GM ( Funkciók

Modellezés

Jövő

Számítás Szimuláció

Geometria Megjelenés

Módszerek Értékelés

Formaelemek Forma

Módosítás

Érzet

Ergonómia

Adatok

Adatok Adatok Adatok


Környezetvizsgálat

Adatok





2.2. A klasszikus tervezési módszerek ismérvei Munkalépések

Munkaeredmények

Fázisok (Gépészet)

• Előírt és lineáris tevékenységsorozat egymást követő meghatározott fázisokban (szekvenciális) • Megoldáskeresés következtető módszerrel, kevés teret engedve a kreativitásnak és az innovációnak

Feladatkitűzés

1

A feladatkitűzés megvilágítása, pontosítása

2

A funkciók és azok struktúrájának feltárása

Követelményjegyzék

Funkcióstruktúra

• Egy fázis eredménye mindig egy elvonatkoztató- ill. egy konkretizáló lépés

3

• A következő fázisra hangsúlyoz

4

• A termék/eszköz műszaki rendszer (elsősorban a gépészet területéről) • Az előrehaladás algoritmusos ábrázolása a számítógépes támogatáshoz • Szervezeti, gazdasági és menedzsment vonatkozások előtérbehelyezése

Megoldáselvek és ezek struktúrájának keresése Megoldáselvek Megvalósítható modulokra tagolás Modul struktúrák

5

A modulok mérethelyes kialakítása Előtervek

6

A végleges termék kialakítása Végleges tervek

7

A bevezetés és használatba adás kidolgozás Termék dokumentáció

További megvalósítás


2.3. A klasszikus tervezési módszerek gyenge pontjai • A tervezési módszereknek nincs vagy kevés a tapasztalati alapjuk és történetileg gyengék • A fázismodellek és azok lefutási sémája többségében lineáris • A tudás gazdaságos megszerzésére, a gondolkodási és cselekvési mintára nincs elegendő befolyásuk • A racionális,következtetés alapú gondolkodás és probléma megoldási stratégia akadályozza kreativitást és az innovációt • A részekre bontási eljárás ismerete „a komplexitás alá menni” a tervezési problémára („Az egész több, mint a részek összege") • Hiányoznak a szervezési, gazdasági és menedzsment vonatkozásai • Közvetlenül nem vihető át más termékekre, pl. mechatronikára vagy tanácsadásra és szoftverre


Idő

Aktivitás

2.4. A VDI 2221szerinti tervezési folyamat sémája


Aktivitás

2.5. A tervezési folyamat lefutása a gyakorlatban


2.6. A megoldás kezdete: Integrált termékfejlesztés (ITF) • Az új, intuitív tervezési módszereknek a vizsgálata és fejlesztése, pl. 3D vázlatkészítés • Új látásmód és tervezési módszerek – rendszerezett és távlati gondolatok, alkalmazható tervezési módszerek • Minden megközelítés integrációja a termékbe: kialakítás, funkcióteljesítés, lehetőségek, gyárthatóság, ár-teljesítmény viszony, használhatóság és karbantarthatóság, tartósság

Kutatás

• Tapasztalati tervezéskutatás

• „Kézzel gondolkodás“ • Több területre orientált csoport gyakorlati irányítása • Folyamatorientált gondolkodás az optimális termék kialakítás érdekében, mely a jövőnek egyik feladata


Oktatás

• A módszerek és stratégiák rugalmas alkalmazása a kreativitás támogatására

2.7. Tervezési módszerek fejlődése és az ITF 1940

Wögerbauer

1960

Hansen

1970

1990

A kék szöveg: Az integrált termékfejlesztés (ITF) kutatásához köthető kutatók

Roth Dietrych / Rugenstein / Rodenacker Koller Hubka és Eder Pahl és Beitz Olsson (1985) VDI 2221 und 2222 Andreasen / Hein (1987) Ehrlenspiel (1990) Ullmann Meerkamm (1994) Ottosson (1995) Burchardt, Vajna (1998)

2000


2.8. ITF OLSSON szerint (1985)/1 1. fázis Prototípus

Igény yhelyzet

Piac

Fejlesztés és tervezés

Gyártás

Projekt adminisztráció és -menedzsment


2. fázis Termékelv

3. fázis Bevezető termék

4. fázis Gyártáselőkészítés

5. fázis Gyártás indítás

2.8. ITF OLSSON szerint (1985)/2


Igén nyhelyzet



Piac

Szükségletek rögzítése

Piac elemzés


Változatok

Elvi vázlatok

Gyártás

Gyártási igény meghatározása

Projekt adminisztráció Üzleti potenciál analízise és -menedzsment


Kiértékelés

Megvalósíthatóság elemzése




Igény yhelyzet




Piac


Piac elemzés

Piac értékelés


Változatok

Elvi vázlatok

Konstruálás

Kiértékelés

Üzemi eszközök meghatározása


Gyártás kezdetének rögzítése

Gyártás


Projekt adminisztráció Üzleti potenciál analízise és -menedzsment




2.8. ITF OLSSON szerint (1985)/6 2. fázis Termékelv



Piac


Piac elemzés

Piac értékelés

Piac élőkészítés


Változatok

Elvi vázlatok

Konstruálás

Gyártásba adás biztosítása


Kiértékelés


Üzemi eszközök megnevezése

Projekt adminisztráció Üzleti potenciál és -menedzsment analízise



Átadás vizsgálata

Igén nyhelyzet

1. fázis Prototípus

Gyártás



2.8. ITF OLSSON szerint (1985)/7 2. fázis Termékelv




Piac


Piac elemzés

Piac értékelés

Piac élőkészítés

Piaci bevezetés


Változatok

Elvi vázlatok

Konstruálás

Gyártásba adás biztosítása

Végleges konstrukció


Kiértékelés


Üzemi eszközök megnevezése

Alkalmazás

Projekt adminisztráció Üzleti potenciál és -menedzsment analízise



Átadás vizsgálata

Eredmény vizsgálat

Igén nyhelyzet

1. fázis Prototípus

Gyártás


2.9. ITF Andreasen/Hein szerint (1987) /1 Piac/Kereskedelem Gyártás Fejlesztés/tervezés

Optimális üzleti siker

Az ábra szemlélteti azt a irányvonalat és annak elemeit, mely a termék meghatározásában és annak sikerében gazdasági sikert eredményezhet. A piac és a hozzákapcsolt kereskedelem a termék motiválója és sikerének meghatározója. A gyártás, együttműködve a piaccal és a fejlesztéssel, leképezheti azt a terméket abban a minőségben és azon az áron, és azzal a nyereséggel, mellyel elképzelték. A fejlesztésnek van egy különleges feladata, a kompromisszumok révén sikerre kell vinnie a piac elvárásait és a gyártás lehetőségeit. Forrás : Andreasen-től Olsson alapján (Andreasen doktorandusz volt Olsson-nál)


2.9. ITF Andreasen/Hein szerint (1987) /2

Piac/Kereskedelem


Gyártás Fejlesztés/tervezés

Piac / Kereskedelem Igény helyzet

Gyártás Fejlesztés / Tervezés


2.9. ITF Andreasen/Hein szerint (1987) /3 Piac/Kereskedelem


Gyártás Fejlesztés/Tervezés

Igényhelyzet

Alapigények meghatározása

Piac/Kereskedelem

Termék igények meghatározása

Gyártás

Gyártási igények meghatározása

Fejlesztés/Tervezés

1. Igényelemzés






Igényhelyzet

Termék igények meghatározása Gyártási igények meghatározása

1. Igényelemzés


Felhasználó Piac/Kereskedelem elemzés A termékkoncepció tervezése

Gyártás

Gyártási Fejlesztés/Tervezés koncepció

2. Elképzelés





Igényhelyzet

Termék igények meghatározása Gyártási igények meghatározása

1. Igényelemzés


Felhasználó Piac elemzés Piac/Kereskedelem elemzés A termékkoncepció tervezése

Alkatrész Fertigung tervezés

Gyártási Gyártás Fejlesztés/Tervezés koncepció tervezés

2. Elképzelés

3. Részekre bontás





Igényhelyzet


Felhasználó Értékesítés Piac elemzés Marketing / Vertrieb elemzés előkészítése A termékkoncepció tervezése


Módosítás a gyártásra

Gyártási Gyártás Gyártás Entwicklung / Konstruktion koncepció tervezés előkészítés


1. Igényelemzés


2. Elképzelés


4. Előkészítés





Igényhelyzet


Felhasználó Értékesítés Piac elemzés Marketing / Vertrieb elemzés előkészítése A termékkoncepció tervezése


Módosítás a gyártásra

Gyártási Gyártás Gyártás Entwicklung / Konstruktion koncepció tervezés előkészítés


1. Igényelemzés


2. Elképzelés


4. Előkészítés

Értékesítés

A gyártás átdolgozása

Gyártás

5. Megvalósítás

2.9. ITF Andreasen/Hein szerint/8 A termék létrehozása, mint iterációs folyamat

Forrás: Andreasen 1985


2.9. ITF Andreasen/Hein szerint /9 Azonos idejű:

Előretekintés/Gondoskodás:

síté e é k Ért

Termék életpályában gondolkodás:


s

S z a b v á n y o s ít á s

Életciklusban gondolkodás:

A munka előkészítése

2.10. ITF Ehrlenspiel szerint (1995)/1 „A munkarészekre osztott rutintól a vállalkozó közösségig" Realitás Anyaggazdálkodás

Értékesítés

Tervezés

Gyártáselőkészítés Kalkuláció

Forrás: Ehrlenspiel 1995


Gyártás Szerelés

2.10. ITF Ehrlenspiel szerint/2 TMTK-séma (Teszt -Művelet-Teszt-Kimenet), eredetileg TOTE - séma

?


2.10. ITF Ehrlenspiel szerint/3

Előrehaladás ciklusa

TMTK séma (szekvenciális)

TMTK-séma

Feladat

Feladat Aufgabe klären I) I)Feladat megvilágítás A feladat

igen

világos?

Aufgabe formulieren oo Feladat megfogalamzása

nem A feladatot megvilágítani ären

Aufgabe strukturieren oo Feladat struktúrálása

A feladat

igen

világos?

T

igen

K nem

M

oo Feladat elemzése

II) Megoldás keresés

II) Lö sung suchen (und darstellen) (és ábrázolásuk)

nem A feladatot megvilágítani ären Lö sung kiválasztás auswählen III) III) Megoldás A feladat

igen

világos? nem A feladatot megvilágítani ären

o Megoldás elemzése

o sung analysieren oLö Megoldás értékelés ooLö sung bewerten Megoldás rögzítés oLö sung festlegen

Megoldás [Forrás: Ehrlenspiel alapján 1995]


Megoldás

2.10. ITF Ehrlenspiel szerint/4 Probléma

1

Probléma elemzés

2

Probléma megfogalmazása

3

Rendszer szintézis

4

Rendszer elemzés

5

Értékelés

6

Döntés

[Forrás: Ehrlenspiel alapján 1995]


Megoldás

2.10. ITF Ehrlenspiel szerint /5 Feladat megvilágítás, tervek

5. Szervezet

Feladat

? Tervezés

I) Feladat megvilágítás

T

K

? Gyártás

II) Megoldok keresése

? M

III) Megoldások kiválasztása

Megoldás

1. TMTK-séma

Értékesítés

Az integrál termékelőállítás teljes rendszere

? stb.

?

4. Előrehaladási terv [Forrás: Ehrlenspiel alapján 2002]

3. Módszerek 2. Előrehaladás és stratégia



4


21


58


80

5. Összefoglalás

85

6.

87



94

8. Fogalomtár

148


169


171


Tartalomjegyzék 3. Értelmezések és leírások 3.1. Integrált termékfejlesztés: Magdeburgi megközelítés 3.2. Integrációk az ITF – ben 3.3. A többdimenziójú ITF 3.4. A humán centrikus ITF 3.5. A Magdeburgi megközelítés komponensei 3.6. A gondolkodás és a munkamagatartás megváltozása az ITF – ben 3.7. A fejlesztők és a tervezők (szerkezet és formatervezők) közötti konfliktusok 3.8. Dinamikus szervezeti struktúra az ITF – ben 3.9. Számítások integrációja az ITF – ben 3.10. Számítások alkalmazása az ITF – ben


58

60 61 63 64 65 66 67 70 71 79

3.1. ITF: Magdeburgi megközelítés Az ITF egy többszörösen integrált és interdiszciplináris kiindulási módszer, amely során • az ember, mint kreatív problémamegoldó áll az összes termékre és azok fejlesztési folyamatára irányuló vizsgálat középpontjában (emberközpontúság) • minden szükséges szaktudomány/terület, ügyfél / partner / beszállító részt vesz benne és a folyamat során a tudásuk hasznosul (területintegráció) • a döntéseket a lehetséges legkorábbi időpontban meghozzák már a fejlesztés során olyan termék jön létre, amely megfelel a „first time right” és „just in time” követelményeknek • a feladatokat csoportokban és dinamikus szervezetekben oldják meg a megfelelő eljárásokat és módszereket használják a feladatok megoldásához a legmodernebb információs és gyártási technológiákat alkalmazzák Az ITF alkalmazásával tetszőleges objektumok (fizikai termékek, szolgáltatások, szoftverek) hozhatók létre (generálás) Forrás: Burchardt 2001, Meerkamm 2004


3.2. Integrációk az ITF - ben • Generalizáció: Az ITF használatával tetszőleges objektumok (fizikai termékek, szolgáltatások, szoftverek) hozhatók létre • Területintegráció: A termék élettartamciklusának minden szakaszát szimulálják és értékelik a termékfejlesztés során, hogy a döntéseket a lehető legkorábbi időpontban lehessen meghozni • Termékintegráció: A forma, a funkció teljesítése, kezelhetőség, termékhatékonyság, tartósság és ár/érték arány mindig azonos jelentőségű, értékű és ellentétes hatású • Folyamatintegráció: Az összes szükséges munkalépés közös és egyidejű kidolgozása a helyes összefüggésekkel • Módszerintegráció: Rugalmas és nagy teljesítőképességű probléma megoldási módszerek, valamint kreativitási és tanulási technikák összefüggésekre érzékeny összeállítása


3.2. Integrációk az ITF – ben/2 • Tudás integráció: A termékkel és a vele összefüggő fejlesztési, gyártási, és felhasználási folyamatokkal, valamint az ezekhez tartozó módszerekkel és technológiákkal kapcsolatos teljes tudás rendelkezésre bocsátása egy tudásbázisban • Alkalmazásintegráció: Az informatika modern rendszereinek hálózatos felhasználása az átfogó számítógépes támogatás megvalósításához • Információ integráció: Egységes információbázis a redundanciamentes tároláshoz és az interfészek számának minimálisra csökkentéséhez


• • • •

Szervezés Dinamikus szervezési formák Magas fokú párhuzamosítás Folyamathálózat Előtámogatás ("front loading")

3.3. A többdimenziós ITF Módszer • Kreatív technikák • Tanuló- és probléma megoldó módszerek • Termék megvalósító módszerek

Tartalom Funkció teljesítés Tudás, Módszerek Információ Eszközök Kialakítás Alkalmazás

Információ feldolgozás alkalmazása Technológia


Megvalósíthatóság

Emberek Különböző vállalati területekről. Megoldások generálása. Kezelése, megszerzése és továbbadása a tudásnak. Kommunikáció Teljes odafigyelés a külsőés belső információkra

3.4. A humán centrikus ITF Ember A megoldások generálásának és értékelésének a kezelése, gyűjtése és a tudás átadása

Módszerek Terméktől és folyamatoktól független

Szervezet Szervezet Dinamikus tervezési és szervezési formák maximális párhuzamosítása. Tanuló szervezetek Folyamathálózat Folyamatirányítás


Technológia

Emberek

Teljességre törekvés Folyamat Csapatmunka párhuzamosítás. A folyamat Interdiszciplináris teljességécsapatok nek erősítése.

Tudás (A termékre és folyamatra vonatkozóan)

Kommunikáció (Teljességre irányulva Intern és exterm)

Módszerek Kreatív- és tanuló technikák. Megoldás kereséshez módszerek. Modellezés. Optimáló értékelések. Szimuláció (a kialakítás, a funkció, a kezelés, a követelés miatt). Rugalmas alkalmazás. Technológia A modellezés és módszerek realizálásához az információ feldolgozás modern rendszerének beépítése. Adminisztrálás. Archiválás.

3.5. A „Magdeburgi” elgondolás komponensei Olsson vagy Andreasen/Hein: Párhuzamosság

Saját kutatás • Humán centrikus

Igényhelyzet

• Termékintegráció • Folyamatintegráció • Tudásintegráció • Alkalmazásintegráció • Információ integráció • általánosítás

Ehrlenspiel: TOTE-séma

ITF projekt az iparral

5. Szervezet

1. TMTK-séma

Az integrál termékelőállítás teljes rendszere 4. Előrehaladási terv

[Forrás: Ehrlenspiel alapján 2002]

3. Módszerek 2. Előrehaladás és stratégia


3.6. Az ITF gondolkodás- és munkamódszerének változása Minden belső munkatársnak teljesítenie kell: Több szakterületi tevékenység Vegyes és több szakterületen együtt működő csapat.

Partnerkapcsolatú fejlesztés Csapatmunka külső/belső - Vevőkkel/szállítókkal - Szervezetekkel/Hivatalokkal

Átfogó gondolkodás a termékfejlesztési folyamat tejes lefutása alatt: a tevékenységek következményének idő és teljes értékelése miatt.

Maximális munka "first time right„ „ elsőre jó” „Mindig a legjobbat tegyed, hogy utólag ne kelljen javítanod”


3.7. A fejlesztők és a tervezők (szerkezet és formatervezők) közötti konfliktusok/1 Feladat Technikai Elvont-elméleti egység ill. műszaki koncepció

Formai Geometriai-anyagi és funkcionális egység (egész) ill. Forma-koncepció

Részfeladatok Megoldások Geometriai-anyagi egység, ill. teljes megoldás

Forrás: VDI/VDE 2424 alapján


A részfeladatok és az elemek kidolgozása csak az egység (egész) rögzítése után történhet meg

3.7. A fejlesztők és a tervezők (szerkezet és formatervezők) közötti konfliktusok/2 Feladat Technikai

Formai

Elvont-elméleti egység ill. műszaki koncepció

Részfeladatok Megoldások Geometriai-anyagi egység, ill. teljes megoldás

Forrás: VDI/VDE 2424 alapján


Konfliktus

Geometriai-anyagi és funkcionális egység (egész) ill. Forma-koncepció

A részfeladatok és az elemek kidolgozása csak az egység (egész) rögzítése után történhet meg

3.7. A fejlesztők és a tervezők (szerkezet- és formatervezők) közötti konfliktusok/3 Feladat Technikai

Formai

Konfliktus

Kidolgozás

Megoldás Egyeztetésekkel (információcsere, megbeszélés) és megfelelő számú iterációval Forrás: VDI/VDE 2424 alapján Integrált termékfejlesztés

3.8. Az ITF dinamikus szervezeti struktúrája Termék

Követelmények

Folyamat

Követelményekmenedzsment Ellenőrzés

Csomópont/Cella Feladat/Tevékenység Funkció/Kutatás Tudáselemek Kötési lehetőség A kapcsolat aktuális kötése

Minőségellenőrzés

Vevő

Eladó

Az aktuális feladatnak megfelelően a cellák közötti kapcsolatok dinamikusak és párhuzamosak

Szállító Kereskedő


ITF csapat: Termékfejlesztés Formatervezés Marketing Folyamattervezés Gyártás és szerelés

Forrás: Ehrlenspiel 1995, Burchardt 2001 alapján

3.9. Szoftverrendszerek integrációja az ITF-ben/1


Modul-k könyvtár (ASP) Modul Bibliothek (ASP)

3.9. Szoftverrendszerek integrációja az ITF-ben/2


Modul-kö önyvtár (ASP) Modul Bibliothek B (ASP)

3.9. Szoftverrendszerek Számításintegráció integrációja az ITF-ben/3 az ITF-ben/3












A termék vagy rendszer összetettségének növekedése

3.10. Számítógéppel támogatott ITF

BAD: PAD: MAD: CM:

Prototípus CAD előállítás Szimuláció, Animáció RPT

Virtuális realitás

CAE

BAD

CAE

Gyártás CAP CAM

Felhasználás MAD PAD CM

Újrahasznosítás

Ésszel támogatott tervezés (Koncepció) Az ITF kezdetétől eltelt idő Ceruzával támogatott tervezés (Előtervezés) Formaadással támogatott tervezés (Forma-adás, Stilus) Forrás: Ottosson szerint Modellkészítés (gyors modellkészítés)



4


21


58


80

5. Összefoglalás

85

6.

87



94

8. Fogalomtár

148


169


171


Tartalomjegyzék 4. Bevezetés és hasznosítás 4.1. Az ITF fejlesztői környezete 4.2. Ipari projekt: A koncepció fázisainak jelentése


80

82 83

4.1. Az ITF fejlesztői környezete • Mérnökökből, számítógépes grafikusokból, ipari formatervezőkből, sport technikusokból és közgazdászokból álló interdiszciplináris csoportok • Átfogó termékadat modellezés és kezelés • ITF-folyamat konstrukciós és formatervezői eszközökkel • Hatékony módszer és eszközhasználat a kézi vázlatoktól a VR- ig (sketchpad)


4.2. Ipari projekt: A koncepció fázisainak jelentése

Forrás: B. Jörg, Freudenberg Vibracoustic KG, Neuenburg


4.2. Ipari projekt: A koncepció fázisainak jelentése/2

Forrás: B. Jörg, Freudenberg Vibracoustic KG, Neuenburg



4


21


58


80

5. Összefoglalás

85

6. Információk az ITF területéről

87


94

8. Fogalomtár

148


169


171


5. Összefoglalás Az integrált terméktervezés….. • Az embert helyezi a középpontba • Azonosan kezeli a terméket formatervezési, funkcióteljesítési, kezelési és gyártási szempontból • Erősíti a csapatmunkát és információcserét minden, a létrehozási folyamatban közreműködő személy között • Integrált platformot kínál formatervezési, funkcióteljesítési, szimulációs és tesztelési, valamint szervezési, tervezési és kivitelezési eljárásokból és módszerekből • Rugalmas és erős keretként tetszőlegesen a termékfajtákhoz és a turbulens környezetben végzett termékfejlesztés bármely formájához illeszthető. • A navigáció, a tevékenységek szisztematikus koordinációja segítségével a projekt magas szinten transzparenciáját, valamint az eljárások és módszerek áttekinthető ábrázolását teheti lehetővé Az ITF ismeretek biztosítják a sikeres munka alapját.



4


21


58


80

5. Összefoglalás

85

6. Információk az ITF területéről

87


94

8. Fogalomtár

148


169


171


Tartalomjegyzék 6. Információk az ITF területéről 6.1. Az ITF működése számára fontos 6.2. Az Integrált Termékfejlesztés képzési iránya 6.3. Az Integrált Termék Fejlesztés - képzés Európában 6.4. Az ITF szakirány jellemzői 6.5. Egy termékfejlesztő csapat felépítése


87

89 90 91 92 93

6.1. Az ITF működése számára fontos „A mérnököktől nem csak magas szakmai hozzáértést, hanem fokozottabb szakmai áttekintést követelnek"

Hozzáértés

Szakmai hozzáértés

Szakmai áttekintő képesség

Matematikai ismeretek

Szociális érzékenység

Természettudományos ismeretek

Módszer ismeret

Műszaki ismeretek

Szakismeret

...

Önismret

Forrás: Burchardt 2001


6.2. Az Integrált Termékfejlesztés képzési iránya

Képzési cél és foglalkoztatás ITF mérnökök képzése a fejlesztő részlegek, rendszerházak számára

Az ipar elvárása Csapatszellemű és rugalmas mérnökök a rugalmas és együttműködő termékfejlesztés számára

Megvalósult ITF-projektek Migrén-terápiás készülék, PClopás gátló, Gyorsíró klaviatúra, Leszúrható ernyő, ITF-kerékpár, ...

Vízió és cél Biztos jövő + felelős gondolkodás + új technológiák megismerése: Csináljuk mi! Mindez lehetséges.

A tervezés művészet A tervezés „ gondolkodás kézzel ". Skiccelés, modellezés, vizualizálás.

Érdeklődés és eredmény 2000 óta jelentős növekedés, növekvő számú továbbképzések is

Új utak a képzésben A nemzetközi ITF projektek az iparban a hallgatói munkának a külföldi lehetőségét segítik elő.

Hazai (Német) ipari kapcsolatok Fahrzeugtechnik Dessau MWE, Euro-Bike Zerbst, Pouch Krüger & Gothe GmbH (SFT),... Kapcsolat partner egyetemekkel Fontys Eindhoven (NL), BME Budapest (HU), ME Miskolc (HU) DTH Lyngby (DK), INPG Grenoble (F), Lehigh (USA)

Lehigh University Bethlehem, PA

Tampere

Purdue University West Lafayette, IN University of Minnesota Minneapolis, MN Sun Yat-Sen University Kaohsiung, Taiwan

Lyngby

Karlsruhe


Forschungskooperation

Rostock Bremen Magdeburg Eindhoven Ilmenau

IPE-Kooperation Partner im Projekt Pro-Teach-Net Miskolc

Budapest

6.3. Az Integrált Termékfejlesztés - képzés Európában


6.4. Az ITF szakirány jellemzői •

•

• •

•

Homogenitás: a különböző szakokról érkező oktatók tervezési módszerekkel és eszközökkel ismertetik meg a hallgatókat az előadásokon és a szemináriumokon. Projektmunka: a különböző szakokon tanuló hallgatók heterogén csoportokban dolgoznak együtt. A projektfeladatok az iparból érkeznek, a kidolgozásuk az ötleteléstől a prototípusig tart. A projekt eredményét egy szakbizottság előtt kell megvédeni. Coaching: Minden hallgatói projekt kidolgozását számos, különböző szakterületen tevékenykedő tudományos munkatárs segíti. Nemzetközi kapcsolatok: a projektfeladatok kidolgozása részben magyar (Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem), holland (FONTYS Hogschole Eindhoven) amerikai (Lehigh University Bethlehem/PA), francia (INGP Grenoble, ECP Paris) stb. hallgatói csoportokkal közösen történik Elfogadottság az iparban: az ITF-en végzett hallgatók nagyon keresettek az iparban, mert szinte alig van szükségük betanulási időre és már rendelkeznek a projektekkel kapcsolatos tapasztalatokkal. Rendszerint azonnal vezetői feladatokat kapnak.


6.5. Egy termékfejlesztő csapat felépítése

Ipari formatervező

Sport és műszaki ergonómia

Gépészmérnök Számítógépes megjelenítő A csapat magja ITF hallgatók*

Elektronikus * Különböző idősebb csoportok


Piac Beszállító kör


4


21


58


80

5. Összefoglalás

85

6.

87



94

8. Fogalomtár

148


169


171


Tartalomjegyzék 7. Hallgatói feladatok 7.1. Az egyes tudásszintek összefüggése a feladatok

kidolgozása során 7.2. Hallgatói projektfeladatok az ITF-ben, Magdeburg (válogatás) 7.3. Integrált termékfejlesztés Miskolcon


94

97 98 116

7. Hallgatói feladatok A tananyagnak fontos része az a néhány feladat, melyen keresztül be lehet mutatni az integrált termékfejlesztés legfontosabb elemeit, az innováció fontosságát. Az eredeti tananyagnak megfelelően először a Magdeburgban folyó projektmunka példái láthatóak, melyek a termékvilág számos elemét felvillantják. Így látható lesz - mozgáskorlátozottak számára kerekes kocsi vontató, - terepkerékpár, - sportlövő íj, stb. A Miskolcon folyó képzés hallgatói projektmunkáiból is szemelvények kerülnek bemutatásra, melyek diplomaterv kidolgozásáig is eljutottak: - pneumobil fejlesztése, megépítése, versenyen történő kipróbálása, - vontatóhorogra szerelhető kerékpártartó fejlesztése, stb. Az első részben a Magdeburgi, a második részben a Miskolci iskola példái láthatóak. Nem minden példa kerül részletesebb magyarázatra. Ennek oka az elemzés és a feladatoknak az újragondolkodása.


7.1. Az egyes tudásszintek összefüggése a feladatok kidolgozása során


7.2. Hallgatói projektfeladatok az ITF-ben, Magdeburg (válogatás)


7.2. ITF hallgatói projekt: Szánkós kerekesszék/2


7.2. ITF hallgatói projekt: Kerekesszék-utánfutó (Koncepció)/3


7.2. ITF hallgatói projekt: Kerekesszék-utánfutó (Prototípus)/4


7.2. ITF hallgatói projekt: Sportlövő íj/5 Feladatkitűzés: Fejlesztendő egy sportlövő íj, mely – egyértelműen kis tömegű, – hasonló merevségű és hasonló csillapítású, mint általában az íjszíjak, melyeket a nemzeti szövetségek elfogadnak. Keretfeltételek (azonos fontossággal): – A markolat helyzete és formája – Kapcsolat a hajlításmentességre – Kötési hely az irányzék és a csillapítás számára


7.2. Sportlövő íj funkcióstruktúrája/6


7.2. ITF projekt: Sportlövő íj (Erőhatások)/7


7.2. Megoldás alternatívák/8


7.2. ITF sportlövő íj projekt: A végső megoldás/9


7.2. A termék bemutatása/10

Danny Wilhelm IPE 00 Daniel Sasse IPE 00


7.2. ITF projekt, sportlövő íj: Alkalmazás közben/11


7.2. ITF-Bike: Egy terepkerékpár fejlesztése/12

Az elkövetkező ábrák egy kerékpár fejlesztésének eredményeit mutatják be. Kitérve azokra a fontosabb ismérvekre, amelyek az innovatív megoldásokat jelentik az egyes funkcionális elemek konstrukciós megvalósításakor. Érdemes figyelni: - a vázkoncepcióra, - a vázelemek kialakítására, - a hajtáselrendezésre, - a rugózás megoldására, - a szellemes egyszerűségre. A projekt kidolgozásakor fontos a fejlesztést meghatározó környezeti feltételrendszer elemzése, áttekintése.


Minőségi tényező

Funkció tényező

7.2. Felismerhető vállalati követelmények a feltételekhez/13


7.2. Innovációs ismérv: 1. Kettő egykarú tartóelem/14 • Első- és hátsó kerekekhez jó hozzáférhetőség • Első kerék gyors és könnyű cseréje Egyszerűen nem megy!!! • Összehajtható mechanizmus Csomagtartóban elhelyezhetőség • Az egyes kerekek egy-karon függesztve Konkurencia mentesség!!!

Egykarú tartó hátul

Egykarú tartó elöl

A hajtás középpontja


7.2. Innovációs ismérv: 2. Alternatív hajtáskoncepció/15 • Robosztus, zárt kialakítás a szennyeződés és vízzel szemben • Primer- és szekunder hajtás • Módosított váltómű (Rohloff) • Nincs külső kapcsolásra szükség • Nagy terepszabadság • „Futárszerep“


7.2. Innovációs ismérv: 3. Optimista konstrukció/16 • Vonalvezetés, egyszerű geometriai keretek • A technikai komponensek hangsúlyozása • High-Tech, magas érték, innováció • Kompromisszummentesség • Dinamizmus és agilitás • Divatdiktátum mentesség


7.2. ITF-Bike: Használható prototípus/17


7.2. ITF-Bike: Az alkalmasság igazolása/18


7.3. Integrált termékfejlesztés Miskolcon A Miskolci Egyetem Gép- és Termékfejlesztési Tanszékén folyó géptervező és terméktervező mérnökképzés keretében a hallgatók projektfeladat kidolgozásának folyamatában jutnak el a tervezés- és fejlesztés tevékenységelemeinek begyakorlásához, valós körülmények közötti alkalmazásához, az ismeretek integrált felhasználásához. Ez a folyamat kezdetben csapatmunkában folyik, de az időbeni előrehaladás az egyéni, önálló munka irányába fordul. A hallgatók az élet számos területéről, az ember közvetlen tevékenységét, életét befolyásoló, meghatározó vagy segítő termékek köréből kapják vagy választják feladatukat. Minden feladat teljesen vagy részben az ipar, a valós élet által kezdeményezett, ill. motivált.


7.3. Integrált termékfejlesztés Miskolcon/2

A feladatok témakörüket tekintve az alábbiakra fókuszálnak: - a közlekedési eszközökre és kiegészítőikre (kerékpártartó, jégkár ellen védő, formatervezés, stb.), - humán célú segédeszközökre (kerekes-kocsik, emelő-szerkezetek, konyhai eszközök és készülékek, pihenés célú eszközök, sporteszközök, stb.), - ház körüli munkát segítő eszközökre (aprítók, fűnyírók, gallyazók, nyitó- és záró szerkezetek, hómarók, stb.), - barkácsoló eszközökre, - alternatív energiával hajtott járművekre, kerékpár kiegészítőkre, - célgépekre és céleszközökre terjed ki elsősorban, - személygépkocsi karosszéria fejlesztésére.


7.3. Pneumatikus hajtású jármű/3 A fejlesztés célja: A hallgatói kíváncsiság, a tárolt levegő, mint energiaforrás, a Bosch cégcsoport elgondolása és versenyre hívása, ténylegesen versenyt eredményezett, járműfejlesztést, de nem a szokásos módon. A cél a hallgatók számára, szerte az országban, még határon túl is, olyan jármű fejlesztése, mely sűrített levegőt (tartályban) és lineáris pneumatikus hengereket használ fel forgó mozgás létrehozására. Első hallásra a cél kihívás feladat megoldására. A jármű: - hajtásának tervezése Szücs László végzős MSc szakos hallgató, - a kormányzástervezése Kelemen László végzős MSc szakos hallgató, - a vázszerkezetének tervezése Bodnár Zsolt végzős MSc szakos hallgató, - az alternatív hajtások tervezése Faragó tamás végzős MSc szakos hallgató munkája, ill. diplomamunkájuk része.


Pneumatikus hajtású jármű/2 A feladat feltételrendszere: Itt nem lehet cél minden részletre történő kitérés, de fontos megjegyezni, hogy a járműnek a célban meghatározottak szerint kell működnie. Természetesen biztonsági-, súly- és méret előírásoknak is meg kell felelnie a fejlesztett járműnek. A konstrukciónak bizonyítania kell a leghosszabb távú futást, a gyorsasági futamot, a manőverezhetőséget (természetesen meghatározott és zsűrizett pályán). E pár szó talán felkeltette azt a kíváncsiságot, hogy vajon még mi az, aminek egy ilyen konstrukciós versenyen a tervezendő járműnek még meg kell felelni?

A konstrukciós megoldásról: A konstruktőr számára ez az a pillanat, amikor azt mondja, hogy nem a szavak hanem a valóságat mutató képek kell, hogy beszéljenek. Ám legyen néhány gondolatébresztő kép egy fejlesztés eredményének életéről:


7.3. Pneumatikus hajtású jármű/3 Tekintsük a megvalósult járművet. Első ránézésre mindennel rendelkezik, mely egy előírt verseny feltételeinek meg kell, hogy feleljen. Ironikusan: vannak kerekei, vezeti valaki, látszik a biztonság, az erőforrás, amiről viszont keveset tudunk.


7.3. Pneumatikus hajtású jármű/4 A kérdés: vajon milyen megoldású lehet a jármű erőforrása? Lássuk: a képen a hidraulikus hengerek váltakozva mozogva egy síktárcsát kényszerítenek imbolygó mozgásra, ezzel a nyíllal jelölt tengely forgó mozgást kénytelen végezni.

Forgatott tengely

Pneumatikus henger


7.3. Pneumatikus hajtású jármű/5 A hajtás vizuális megjelenítése az ábrán látható. Ehhez nem kívánunk magyarázatot fűzni, legyen a szemlélő kíváncsi fantáziájára bízva mit lát.

Mozgás átalakító Kimenő tengely


7.3. Pneumatikus hajtású jármű/6 A hajtás egy másik nézete

Vezérlés

Imbolygó tárcsa


7.3. Pneumatikus hajtású jármű/7


Ez már a valóság

7.3. Pneumatikus hajtású jármű/8 Gondolatébresztés a sebességről, mert az mindig kérdés, vajon mennyi jöhet ki a szerkezetből?


7.3. Pneumatikus hajtású jármű/9 Vajon bírja-e a kanyarokat?


7.3. Pneumatikus hajtású jármű/10 A jármű átvétele egy verseny előtt (Győri futam, 2009)

Fo

P


7.3. Pneumatikus hajtású jármű/11 A verseny előtt a pilóta dilemmája: kitartunk levegővel?

Fo

P


7.3. Pneumatikus hajtású jármű/12

Fo

Ez már csak a kíváncsiság, a tervezők társaságában.

P


7.3. Pneumatikus hajtású jármű/13 Akik megalkották, mert hittek az újban, az ötletben és a saját munka erejében, ami a tudás reprezentánsa. Aki segítette a csapatot Bihari János tanársegéd.

Bihari János tanársegéd

Faragó Tamás MSc Kelemen László MSc

Bodnár Zsolt MSc

Szűcs László MSc


7.3. Személygépkocsi karosszéria tervezése/14

A feladat megfogalmazása: Tervezzen egy meglévő alvázzal, motorral és hajtásrendszerrel rendelkező személygépkocsi számára karosszériát. Feltételek a fejlesztéshez: A tervezés során be kell tartani a közlekedésbiztonsági előírásokat, minden olyan előírást amely érintheti a termék minősíthetőségét. Elvárások: A feladat megoldása során törekedni kell arra, hogy a gazdaságosság, a gyárthatóság, az esztétikai megjelenés teljesedjen. A karosszéria környezetbarát anyagok felhasználásával legyen megvalósítható. A külső vizualitás, a látszatás nyomatékkal jelenjen meg.


7.3. A világítás koncepció felépítése/15

A külső- és belső vizualitáshoz köthető funkció és azok jelképes ábrázolása látható. Az alapfunkciók egy kapcsolási lehetősége adja meg a megvalósítandó megoldás koncepcióját.


7.3. A világítás koncepció felépítése/16

A koncepció, egy központi fényforrással rendelkező megoldást mutat, mely megoldásában száloptikás megvalósítást is eredményezhet, mely alapvetően nem tűzveszélyes megoldás.


7.3. A megvalósított forma/17 A megtervezett jármű karosszériájának paraméterei, körvonalrajza látható az ábrán. A végeredményhez azonban viszonylag hosszú út vezet. A következő ábrák ezt kívánják bemutatni.


7.3. A megvalósított forma/18

A formaadás legfontosabb fázisai


7.3. A megvalósított forma/17 A méretek arányosítása, az ajánlások és elveknek megfelelően.


7.3. A megvalósított forma/20 A felületek harmóniájának keresése



A környezet észlelésének vizsgálata



A környezetben való megjelenés hatásának vizsgálata


7.3. Kerékpárszállító tervezés/23 A személygépkocsik használata közben gyakran felmerülő kiegészítő funkció a kerékpárok szállítása. A különböző gyártók, egymástól eltérő, vagy nagyon hasonló megoldásokat kínálnak. A következő ábrasor erre fog példát mutatni. Az egyik járható megoldás a vonóhorogra szerelhető konstrukció. Ennek hátránya, hogy rendelkezni kell vonóhoroggal. A példa, melyet bemutatunk vonóhorogra szerelt megoldás, ahol a kerékpárokat hordozó szerkezet a vonóhorog gömbjén és annak szárán kívül nem érintkezik más járműelemmel. A tervezett szerkezet Németh Péter végzős munkája, aki 2006-ban e munkával védte meg diplomáját, mint termékmérnök szakirányos egyetemi színtű gépészmérnök hallgató. Az ábrák diplomatervének részei.


7.3. Kerékpárszállító tervezés/24 Kerékpár szállítására alkalmas néhány megoldás. Leggyakoribb az itt nem szereplő tetőgerendás és léces megoldás. Az ábrán látható megoldásoknál nagy hátrány lehet a csomagtartóhoz történő hozzáférés lehetősége.


7.3. Kerékpárszállító tervezés/25 Feladat: Vonóhorogra szerelhető kerékpárok szállítására alkalmas szerkezet tervezése Elvárások: A tervezett szerkezet egy személy számára is könnyen kezelhető legyen. Ne igényeljen segéd szerszámokat a fel és leszerelésnél. Üzemen kívűli állapotban ne legyen zavaró a vezető számára, ne kelljen leszerelni, ez azt is jelentheti, hogy egy hosszabb utazás közben se jelentsen a tárolása gondot. Kötöttségek: A szerkezet feleljen meg a közlekedési szabályoknak, előírásoknak. Használat közben a kezelőjének nem okozhat sérülést. A tömege alkalmazkodjon az egy személy által mozgatható tömeg nagyságához. Megvalósítandó funkciók: A szerkezet legalább 4 kerékpárt tudjon befogadni. Biztosítsa a csomagtartóhoz való hozzáférés lehetőségét felszerelt kerékpárok esetén is. Legyen összezárható, ha nincs használatban. A rendszám a szerkezet minden funkcionális állapotában olvasható legyen. Különleges átalakítás nélkül legyen alkalmas más szállítási funkció teljesítésére-


7.3. Kerékpárszállító tervezés/26 A megvalósítandó szerkezet egyik alapvető és a biztonságot is meghatározó funkciója a vonóhorogra kapcsolódás. Ennél a funkciónál biztosítani kell az elmozdulás mentes megfogást úgy, hogy a menet közbeni dinamikus hatások, ismétlődő terhelések se tudják feloldani az alapvetően erőzárás elvén működő kapcsolatot.

A szerkezeti megoldásnak azt is biztosítania kell, hogy a tartó vízszintes síkhoz képest is beállítható legyen. Ez fontos a terhelés miatti kiegyenlítéshez.


7.3. Kerékpárszállító tervezés/27 A kerékpártartó funkciói az ábrasoron láthatók felépülni. A horogra kapcsolódás, a csomagtartóhoz tartozó billentés lehetősége, a keréktartók fix elemeinek beépülése, a tartók összecsukhatóságának biztosítása, rendszám, a világítás egység billentésének biztosítása


7.3. Kerékpárszállító tervezés/28 A kerékpártartó nyitott állapotában, ahogy a vonóhorgon látszana.


7.3. Kerékpárszállító tervezés/29 A kerékpártartó zárt állapotában, de még nincs függőleges helyzetbe állítva. A következő ábrákon járműre szerelve látható az egyes elvárt funkciók teljesedése.


7.3 Kerékpárszállító tervezés/30



4


21


58


80

5. Összefoglalás

85

6.

87



94

8. Fogalomtár

148


169


171


8. Fogalomtár/1 Absztrakció Az absztrakció ideális tárgyak és fogalmak létrehozásának folyamata. A folyamatot absztrahálásnak nevezzük. Az absztrahálás folyamatelemei: Általánosító absztrakció a dolgok, kapcsolatok stb. lényegtelen tulajdonságainak elkülönítése, a lényegesek kiemelése. Elkülönítő absztrakció bizonyos tulajdonságokat, kapcsolatokat kiragad és bizonyos mértékű önállóságot kölcsönöz nekik. Idealizáló absztrakció ideális tárgyakat alkot, pl. termékmodellt. Az eredmény mindig fogalmi modell. Alakkal zárás Elemzárás Két szilárd test érintkező hatásfelületein az érintkező felületekre merőlegesen kialakuló zárás. A testek csak az érintkező felületek egymásba hatolása, a felület megszakítása árán közeledhetnek egymáshoz. Teljes zárás A zárásban az elemláncnak legalább egy olyan hatástere vesz részt, amelynek jellemzői (pl. végtelen merev) és láncban elfoglalt helyzete következtében a teljes zárás alakkal záró elemzárásként működik. Kvázi alakkal záráshoz két energiatároló szükséges, tiszta alakkal zárás nem igényel energiatárolót. .


8. Fogalomtár/2 Alakkal záró kötés Alakkal záró kötés két szilárd test közötti kötés, amelynél a fő terhelés irányában az érintkező felületeken az erő a felületekre merőlegesen adódik át. A kötés lehet oldható vagy nem oldható. Anyag További részekre nem bontható testek, az atomok által kitöltött tér, amelyet funkció teljesítése céljából: tárolnak, vezetnek, átalakítanak, módosítanak, összekapcsolnak. A három gépszerkezeti alapelem közül az egyik. Anyaggal záró kötés Két szilárd test között a főterhelés irányában a kapcsolt elemek szétválását megakadályozó erő által létrehozott kötés, mely a lehatárolt hatástér molekulái közötti molekuláris erők hatására jön létre. A kialakuló zárás a molekulákat annyira összetartja, hogy egységes szilárd test jön létre. Bemenet (input) A környezet hatása az elemre vagy a rendszerre. Emellett egy rendszerelem bemenetének tekintjük a környezet vagy a rendszer más elemeinek hatását erre az elemre… Blokkvázlat (funkciódiagram, blokkdiagram) A többé vagy kevésbé komplex illetve bonyolult rendszer struktúrájának grafikus ábrázolása, amelyben a részrendszerek illetve elemek struktúrája elvonatkoztatott formában jelenik meg. A blokkvázlat a szokásos geometriaalakzatokból, négyszögekből, körökből stb. (ún. blokkokból) áll, amelyeket nyilakkal ellátott vonalak kötnek össze. A meghatározott rész-rendszereket, illetve funkcióegységeket a fekete doboznak tekintett blokkok ábrázolják, a funkcionális összefüggéseket és a hatások irányát pedig az összekötő vonalak adják meg.


8. Fogalomtár/3 Brainstorming 5-15 főből álló csoport keretein belül az intuitív gondolkodást céltudatosan felhasználó ötletkeresési módszer. A résztvevőket arra ösztönzik, hogy szabadon és kötetlenül mondják el ötleteiket, amelyeket „eredeti formájukban” feljegyeznek, mások átvesznek, átalakítanak, továbbfejlesztenek, illetve asszociációval új, minőségileg jobb javaslatok kialakítására használnak fel. Alkalmas olyan feladatok megoldására, amelyek nem túl összetettek és egyértelműen megfogalmazhatók. Szabály: nem szabad kritizálni (ne használjunk olyan „gyilkos frázisokat” mint pl. hiszen ilyen már volt, még sohasem csináltuk, soha nem fog sikerülni stb.), a mennyiség fontosabb, mint a minőség, a fantázia nem korlátozható, nincs szerzői jog. A csoport közel azonos beosztású interdiszciplináris szakemberekből álljon. Az értékelést szakemberek végezzék, akik az eredményeket szisztematikusan rendezik, és vizsgálják a használhatóságot, valamint a megvalósíthatóságot. Csukló Két vagy több nagyon közel fekvő tag merev részei között elfordulást megengedő mozgó kötés. Egy csukló egy vagy több különböző összefüggő elem-párból állhat. A csuklóhoz tartoznak a rugós csuklók és a filmcsuklók is. Csúszka s = 1 szabadságfokú (kétértékű) síkbeli elem-pár, amelynek elemei (a síkban) egymáshoz képest csak haladó mozgást végezhetnek (hordozhat forgó elempárt, mint csúszó elemen lévő csuklót (csuszkás csukló)).


8. Fogalomtár/4 Csúszkás csukló (vezetőhornyos csukló) f = 2 szabadságfokú (kétértékű) síkbeli elem-pár, amelynek elemei (ugyanabban a síkban) relatív forgó és relatív haladó mozgást végezhetnek. A mozgások egymástól függetlenek (forgó haladó pár). Egydimenziós tervezői katalógus Olyan tervezői katalógus, amelyben csoportosítási rész a katalógus keretein belül csak egy irányban terjed, tehát vagy egy fejoszlopot, vagy egy fejsort képez. Fő és kiegészítő részek szintén csak oszlopokat vagy sorokat alkotnak. Elemi megoldások Mindig visszatérő alapmegoldások, amelyekből a szokásos megoldások összeállíthatók. Az elemi megoldások más megoldásokra nem vezethetők vissza, a komplexitás csökkenésével az elemi megoldások lehetséges száma is kisebb lesz. Elempár (mechanizmuselméleti) Két érintkező alkatrész vagy „elem” elempárt alkot. Ebben az értelemben az elemek annak a testnek a részei, amelyek érintkeznek. Az elempár rendszerint tartalmazza a két test (alkatrész vagy tag) valamennyi érintkezési pontját. Gyakran célszerű az egyes érintkezési pontokat külön elempárnak, a két tag egész párosítását pedig tagláncnak vagy elemláncnak tekinteni (hatásfelület pár megnevezés is lehet). Ellenkező értelmű mozgáskorlátozás Egy test mozgását két egymással szemben ható ütköző (záró erő) korlátozza adott esetben úgy, hogy a test nem mozdulhat el (nincs játék). Az egyes záró erők meghatározott erő-út jelleggörbéinek kombinálásával a célnak megfelelően elképzelt egyensúlyi helyzet.


8. Fogalomtár/5 Energia Az energia az anyag egyik megnyilvánulási formája, szűkebb értelemben munkavégző képesség, illetve az anyag mozgásképessége. A funkció teljesítése érdekében az energiát tárolják, vezetik (helyét megváltoztatják), átalakítják (illetve átviszik), megváltoztatják és összekapcsolják. Az energia a három általános mennyiség egyike. Energia átalakító Az ideális energia átalakító olyan energiaátvivő, amelynél a tér két pontjában mért teljesítményadat-pár egyes mennyiségei (energia komponensek) az energiaátvitel során reverzibilis változást szenvednek. Például: villamos energiából mozgási energiai (nyomatékot biztosító forgótengely), villamos energiából hőenergia (elektromos fűtőtestek), fényenergiából villamos energia, majd hőenergia (napfény, napelem, elektromos fűtőtest). Építőelem A műszaki rendszerek általában szabványos és nem szabványos alapelemekből (pl. pneumatikus vagy elektronikus logikai építőelemekből, alkatrészekből) felépülő funkcionális egységek. Önmagában zárt, kompakt építőszekrényelv vagy más elv alapján felépülő szerkezetekbe beépíthető szerkezeti egység vagy alkatrészek (pl. ellenállás, tranzisztor, chip, csavar, csapágy, szegecs stb.), amelyek csatlakozásokkal összeköthetők és összekapcsolhatók. Erősokszorozó tényező (κ) Az erősokszorozó vagy erőfokozó kimenetének és bemenetének aránya. Több erősokszorozó vagy erőfokozó összekapcsolása esetén az első bemenete és az utolsó kimenete között meghatározható az eredő erősokszorozási tényező.


8. Fogalomtár/6 Erősokszorozó (mechanikus) Olyan mechanikus berendezés, amely az erőt a bemenettől a kimenet felé haladva megváltoztatja, rendszerint megsokszorozza. Az erősokszorozó külön energiaforrást (segédenergiát) nem igényel úgy, mint pl. a teljesítményfokozó (erősítő). Az energiaátvivő rendszerekben az erőnövekedés sebesség vagy elmozdulás csökkenéssel jár és viszont úgy, mint pl. az emelőknél (működhetnek a térbeli ékhatás vagy az állandó nyomás elvét alkalmazásával) Erővel záró kötés Olyan kapcsolat két szilárd test között, amelynél a fő terhelés irányában az üzemi erő a súrlódó (tapadó) erő révén jön létre. Az üzemi erő irányára merőleges erőt két potenciális energiatároló hozza létre, amelyek egymással ellentétes irányban ki akarnak sülni, de ebben kölcsönösen megakadályozzák egymást. Amikor a főterhelés irányában ható üzemi terhelés nagyobb, mint az előfeszítés által létrehozott erő, akkor a kötés kvázi-alakkal záró kötésként is működhet, ha a kötésben van alakzárásra alkalmas elem (pl. szegecs- és csavarkötések). Építőszekrényelv Tervezési módszer, amelynél a funkcióelemek néhány, mindig visszatérő azonos építőelemből épülnek fel. Az építőelemek cserélhetők, kötéseik és csatlakozásaik (pl. dugaszoló csatlakozás) azonosak és teljes kiépítésűek. Az építőszekrényelv nem teszi lehetővé az optimális térkihasználást, de alkalmas cserélhető egységek kialakítására, valamint az összfunkció nagymértékű variálására (organikus és építőelem módszer).


8. Fogalomtár/7 Fekete doboz (black box) A fekete doboz olyan rendszer, amelynek struktúrája nem, illetve csak részben ismert, vagy el lehet vonatkoztatni tőle, amennyiben az bizonyos összefüggések vizsgálata szempontjából nem lényeges. A rendszer viselkedése, vagyis a bemenetek és a kimenetek, valamint a közöttük fennálló kapcsolatok (relációk) azonban ismertek, illetve meghatározhatók. 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. Filmcsukló Olyan csukló, amely úgy jön létre, hogy egy tagon (filmből, textíliából vagy bőrből) rugalmas részt alakítunk ki vagy két merev testet hasonló rugalmas résszel kötünk össze. A filmcsukló a részek viszonylag nagy relatív elmozdulását teszi lehetővé, nem vagy csak korlátozott mértékben forgatható körbe, és rendszerint csak kis erők felvételére alkalmas. Néha „sarokpánt”nak is nevezik.


Fogalomtár/8 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. 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.


8. Fogalomtár/9 Funkció-összevonás (funkcióintegráció) Különböző funkcióhordozók egyesítése egy hatástérbe, egy hatásfelületbe a gyártás költségeinek csökkentése érdekében. A funkció összevonás során minden funkciónak meg kell maradnia, de az esetlegesen fellépő zavaró funkciók, hatások az elviselhető határt nem léphetik át. Funkcióhordozó lehet a hatástér, de lehet a hatásfelület is. Hét különböző típusú funkcióösszevonást különböztetünk meg. Nagyméretű funkció összevonás főleg a kis alkatrészeknél fordulhat elő. Funkcióstruktúra A funkcióelemek összekapcsolása vagy hálózatba kötése az összetettebb részfunkciók vagy az összfunkciók elérése érdekében. A funkcióstruktúra és a szerkezeti struktúra a mechanikai szerkezeteknél rendszerint különböző (az építőszekrény-rendszerekben hasonló). Funkciószétválasztás (funkciómegosztás) A hatástér, a hatásfelület vagy több hatás-felületpár járulékos szétválasztása annak érdekében, hogy a zavaró funkciók, hatások a funkcióhordozókat kölcsönösen ne befolyásolják. Nagymértékű funkciószétválasztás főleg nagy alkatrészeknél fordul elő. Hatásfelület A szilárd test határoló felületének a funkciómennyiségek hatása szempontjából mért része; pl. az erő támadási felülete vagy a sebességek vonatkoztatási felülete stb. A hatásfelületek folyamatos felületek, amelyek a síkban ábrázolva vonalakká zsugorodhatnak. A jelképes ábrázolásban, pl. a struktúraelemeknél, a hatásfelületet a képsíkra eső nyomvonalával helyettesítjük.


8. Fogalomtár/10 Illesztett konstrukció Pahl és Beitz szerint egy olyan konstrukció, amelynél a rendelkezésre álló megoldási elvet a meglévő korlátok átlépése érdekében megváltozott feladatkitűzéshez illesztjük (az eljárás későbbi szakaszában), amelynek során gyakran új szerkezeti egységeket vagy alkatrészeket is kell tervezni. Kialakítás A struktúrák (hatásterek, hatásfelületek) geometriai alakját, a körvonalak geometriai alakját, az alkatrészek és szerkezeti egységek felületét, keresztmetszetét és anyagát meghatározó, valamint a költségbecslést lehetővé tevő intézkedések összessége. Ha az intézkedések a műszaki alkotás alapjára, anyagára, méretezésére és szerelhetőségére vonatkoznak, akkor „alaki kialakításról” beszélünk, ha a gyártásra, az alkatrészek részletes kialakítására, akkor „gyártási kialakításról”, ha pedig az anyag visszanyerésére, akkor „ismételt felhasználást lehetővé tevő kialakításról” van szó. A kialakítás a kialakítási fázisban végzett általános tevékenységeket jelöli. A kialakítás fontos része a célszerű és ésszerű alak létrehozása az ipari formatervezés szabályai és elvei alapján. A kialakításnak két szakaszát különböztetik meg: alak és forma valamint méret adás. Kidolgozás A kidolgozás a tervezési folyamatnak az a része, amelyben a műszaki alkotás tervét kiegészítjük az elrendezésre, alakra, méretekre és felületi kikészítésre, valamint a költségekre vonatkozó végleges előírásokkal, és elkészítjük az anyagi megvalósításhoz szükséges rajzi és egyéb dokumentációkat.


8. Fogalomtár/11 Koncepcióképzés A koncepcióképzés a tervezési folyamatnak az a része, amelyben a feladatkitűzés pontosítása után absztrakció, a funkcióstruktúra felállítása, a megfelelő megoldási elvek keresése és azok kombinációja segítségével a megoldás koncepciójának kidolgozásával meghatározzuk az alapvető megoldási utat. 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. Követelmény A termékre, a vizsgált szerkezeti változatra, elvi megoldásra vonatkozó ismérv, melyet valamilyen mértékig be kell tartani. Az állandó követelményt mindig be kell tartani. Ha az állandó követelmény nem teljesül a vizsgált változatot a lehetőségek közül ki kell zárni. A célkövetelmény olyan változó követelmény, amelynél az optimális teljesítést egy kedvező határú tartomány, egy véges távolságban lévő célpont, vagy bizonyos tendencia jellemez. A határkövetelmény olyan követelmény, amely csak akkor nem teljesül, ha a követelmény-meghatározásban kitűzött határt átlépi.


8. Fogalomtár/12 Követelmények (igények) Azok a megállapítások, amelyek egészen a funkciók meghatározásáig megadják és adott esetben mennyiségileg is meghatározzák, a terméktől megkövetelt tulajdonságokat, valamint a kiegészítő és peremfeltételeket. Lehetőséget kell adniuk változatok létrehozására és meg kell adniuk az optimálás irányát és célpontját. Megkülönböztetünk állandó követelményeket, célkövetelményeket és óhajokat, kívánságokat. Amíg az állandó követelményeket mindig teljesíteni kell, a célkövetelmények bizonyos tartományban nem teljes mértékű teljesítést is megengednek, az óhajok pedig adott esetben figyelmen kívül is hagyhatók. Az értékelés pl. a konstrukciós változatok összehasonlításánál, a célkövetelmények és az óhajok teljesítésének mértéke alapján történik. Követelményjegyzék (igényjegyzék) A követelményjegyzék a termékre vonatkozó valamennyi követelmény és óhaj gyűjteménye, amelyet a tervezési folyamat során állandóan kiegészítünk. A követelményjegyzékben szereplő célkövetelmények és óhajok az optimális és a legjobb változat kiválasztásának alapjai is. Megoldás A feladatkitűzés és a követelmények teljesítése egy vagy több termékmodell felhasználásával a tervezési folyamat egy vagy több fázisában. Bizonyos feladatkitűzésekre különböző absztrakciós szinteken kidolgozott megoldások lehetőleg teljes körét áttekinthető formában a megoldás katalógusok tartalmazzák.


8. Fogalomtár/13 635-módszer A brainstormingból kifejlesztett, az intuíciót és az asszociációt céltudatosan alkalmazó ötletkeresési módszer, amelyben hat főből álló csoport minden tagja három megoldási javaslatot ötször egészít ki. A módszer alapelve a mások által adott megoldási javaslatok gondolatébresztő hatásának kihasználása. Az eljárás: A probléma felvetése és megtárgyalása után egy űrlapon minden résztvevő három megoldási javaslatot tesz, amelyet öt perc után továbbad. A javaslatokat minden résztvevő áttanulmányozza, és három további javaslattal egészíti ki, majd továbbadják, addig amíg minden űrlapot minden résztvevő ki nem egészített. A módszer problémakeresésre, - analízisre és –helyzetfelmérésre használható. Ugyanazok a szabályok érvényesek, mint a brainstormingnál. A csoport összetétele lehet heterogén, és nem kell feltétlenül ugyanabban a szobában lenniük. Az értékelést szakembereknek kell végezniük. Minősítés: az idegenkedés és az ösztönző hatás kisebb, mint a brainstormingnál és a szinektikánál. Előnyben részesíti az „író” résztvevőket a „beszélő” résztvevőkkel szemben. Műszaki-gazdasági értékelés Eljárás, amelynek segítségével lehetőleg már a tervezés korai szakaszában pl. a kialakítási fázis kezdetén feltárhatók a termék műszaki és gazdasági szempontból gyenge pontjai. Az értékelés kielégítő, és a termék annál értékesebb, minél magasabbak a (0-tól 4-ig adott) értékelési pontok. A termék akkor kiegyensúlyozott, ha a műszaki és gazdasági érték lehetőleg azonos: és akkor „erős”, ha mind a két szempont szerinti értékelés jó.


8. Fogalomtár/14 Összfunkció Egy összetett és gyakran bonyolult műszaki alkotás által teljesített vagy teljesítendő funkciók összessége. Az összfunkció eleget tesz az összfeladatnak, illetve az összfeladat célkítűzésének, és részfunkciókra bontható. Az összfunkciót és a részfunkciókat mindig szükséges funkcióknak tekintjük, hacsak más előírás nem vonatkozik rájuk. Recycling Anyagok illetve anyagfolyam visszajuttatása a természetes vagy mesterséges körfolyamatba. Ebben az összefüggésben anyag és energia között nem teszünk különbséget. Lényegében a recyclingnek három fajtáját különböztetjük meg; az ismételt felhasználást, az ismételt hasznosítást és a további feldolgozást. Recycling-modellrendszer Megadja a lehetséges anyag körfolyamatokat. Primer körről akkor van szó, ha a termelési hulladékot ismét visszajuttatjuk a termelési folyamatba (hulladék-visszajuttatás közvetlenül vagy közvetve az előkezelésnél és az előkészítésnél). Szekunder körről pedig akkor, amikor a termék hulladékát közvetlenül vagy előkészítés után újra felhasználjuk, (régi anyag visszanyerése). Tercier körről pedig akkor, amikor a terméket vagy a termék hulladékát közvetlenül (regenerálás) vagy közvetve (előkészítés után) ismét visszavezetjük a termelési folyamatba (régi anyag visszanyerése). Redundancia A döntéstartalom és az entrópia különbsége, R = H0 – H.


8. Fogalomtár/15 Redundáns konstrukció Olyan konstrukció, amelynél a be- és a kimenet között a tényleges funkciót két vagy több, egymástól független, egymást nem befolyásoló úton valósítjuk meg. Részfunkció Olyan funkció, amelyet a műszaki alkotás egy részének kell teljesítenie. Ha más rendelkezés nem vonatkozik rájuk, akkor összfunkción és részfunkción mindig a szükséges funkciót kell érteni. A funkcióstruktúrában egymással hálózat formájában összekötött részfunkciók összessége adja az összfunkciót. Súrlódás alapján működő sokszorozó Olyan erősokszorozó, amelyet súrlódórendszer segítségével valósítunk meg, hasonlóan, mint a kilincses sokszorozónál. Ha az F súrlódási erő kisebb, mint a súrlódást előidéző F erő, akkor az utóbbi a kimenet, és a κ fordítva arányos a λ átviteli tényezővel, κ=1/λ. Ha a súrlódási erő nagyobb, mint a súrlódást előidéző erő a kimenet, akkor a κ=λ. Súrlódó zárás (erőzárás) A hatásfelület-pár közös érintőirányú zárása, amelyet a normális irányú erővel zárás és a hatásfelületpár ennek következtében kialakuló érintkezése hoz létre. Kialakulásához véges súrlódási tényező érték szükséges, µ > 0. Ha akkor is fellép súrlódási erő, amikor a hatásfelületek egymáson nem mozdulnak el, tapadó súrlódó zárás keletkezik (amely legnagyobb értékét a csúszás megkezdésének pillanatában éri el). Csúszás esetén csúszó súrlódó zárásról van szó. Mindkét súrlódó zárás szekunder erővel zárás, mivel mindig feltételezi a primer erővel zárást. Ezzel szemben pl. az önzárás primer zárás. Csupán a ineáris súrlódó rendszerben hat a súrlódó zárás a súrlódó felülettel párhuzamosan, mindkét irányban azonos módon.


8. Fogalomtár/16 Szerkezeti egység Adott részfunkciót teljesítő alkatrészcsoport. A szerkezeti egység szerelési szempontok alapján kialakított funkcióegység. Szerkezeti funkció-elem (SFE) A szilárd test eleme, amely egyesíti a geometriai struktúraelemet és a vektoriális struktúraelemet. A szerkezetifunkció-elem legalább egy hatástérből és két hatásfelületből áll (kivéve a támasztóelemeket). A hatásfelületeken hatnak a tényleges támadáspont közelében és a valóságos irányban a vektoriális alakban megadott funkciómennyiségek (az intenzitásra és/vagy a nagyságra jellemző mennyiségek). A vektorok iránya és értelme a hatásfelületekhez illetve a hatástérhez viszonyítva mindig állandó marad. Valamennyi elem egyensúlyban van. A hatástér ideális tulajdonságait (a rugómerevséget, a tömeget, a csillapítást), valamint a hosszkiterjedést a jelképes vázlatokon adjuk meg. Az elemek a geometriai funkcióstruktúra felállítására valók. A szerkezetifunkció-elemek (SFE) összekapcsolására különleges szabályok érvényesek, pl. az egyensúlyi feltételek teljesülése, a sebességek nagyságának, irányának és értelmének azonossága stb. Minden SFE egyúttal fizikai hatáshordozó is. Szerkezeti funkció-elemek (SFE) egyesítése a hatásfelületeken Két szerkezeti funkcióelem összekötése a szomszédos hatásfelületeken anyaggal záró kötéssel. Az egyesítés az elemek funkciómennyiségeinek sorba kapcsolását jelenti. Az új hatástér hossza pl. a két régi összege.


8. Fogalomtár/17 Szerkezeti funkció-elemek (SFE) egyesítése a hatásterükben Két szerkezetifunkció-elem hatásterének anyaggal záró kötése. Az egyesítés az elemek funkciómennyiségeinek párhuzamos kapcsolását jelenti, ami csak akkor engedhető meg, ha a funkciómennyiségek által megkívánt mozgások az új hatástér minden helyén és az összes új hatásfelületen kialakulhatnak. Szerkezeti funkció-elemek (SFE) összeillesztése A szerkezetifunkció-elemek összekapcsolása hatásfelületeiken nem anyaggal záró kötéssel. Szerkezeti funkció-elemek (SFE) összekötése Két szerkezetifunkció-elem összefogása a hatásfelületeken vagy hatástérben elvégzett összeillesztéssel, vagy egyesítéssel. Olyan új hatástér alakul ki, amely magába foglalja a korábbi elemek hatásfelületeinek összegét (funkció-összevonást is). Az összekötés feltételezi, hogy az összekapcsolás helyén egyensúly van és a sebességek azonosak. Szerkezeti funkció-elemek (SFE) szétválasztása A szerkezetifunkció-elemek vagy az őket szimbolizáló kötések felosztása. Megkülönböztetünk elemekre bontást, keresztirányú és hosszirányú szétválasztást. Az elemekre bontás két, nem anyaggal záró módon összekötött szerkezeti funkcióelem szétválasztása a hatásfelületeiken, az elválasztás hossz- vagy keresztirányban a hatástér átvágását jelenti úgy, hogy egy elemből két ismert típusú elem keletkezzen. A szétválasztott SFE-ek sebessége a szétválasztás után is egyensúlyban van (funkciószétválasztást is).


8. Fogalomtár/18 Szerkezeti funkció-elemek szétválasztása keresztirányban Ez a szétválasztási mód a szerkezetifunkció-elemeket a hatástérben, a hatásteret jelképező vonal irányával nem párhuzamos irányban választja ketté. A szétválasztás helyén minden elemen mindig új hatásfelület alakul ki, amelynek nyomvonala a metszéspontban a metszésvonal érintője. Az új hatásfelületeken a sebességek megegyeznek a korábbi hatástérnek a metszés síkjába eső sebességeivel, az erőket és a nyomatékokat pedig úgy kell meghatározni, hogy az átmetszés helyén az erők és nyomatékok, valamint az új- és megmaradó elemek egyensúlyban legyenek. Az egyes hatásfelületek hosszának összege az eredeti hatástér hosszát adja. Szerkezeti funkció-elemek variációja A funkciómennyiségek értelmének megfordítása (negációja) vagy e funkciómennyiségek hossztengelyre vonatkoztatott tükrözése. A szerkezetifunkció-elem által teljesített általános funkciók mindig megmaradnak éppen úgy, mint az elemek geometriai struktúrája és egyensúlyi állapota is. Szerkezeti funkció-lánc Több szerkezetifunkció-elem összekötése egy új képződménnyé, amelyet a további műveletek során önálló egységként kezelünk. Az összekötés a hatásterek vagy a hatásfelületek összeillesztésével vagy egyesítésével hajtható végre. A szerkezetifunkció-lánc mindig egyensúlyban van.


8. Fogalomtár/19 Szinektika Az intuitív gondolkodást 4-7 fős csoport keretein belül céltudatosan alkalmazó ötletkeresési módszer. A brainstromingtól eltérően itt analógiákat keresünk a nem műszaki és a félig műszaki területeken annak érdekében, hogy teljesen más, idegen szemléletmódot alakítsunk ki, és visszatérve esetleg új megoldási elképzelést kapjunk. Az eljárás: A probléma definiálása, analízise, újraforgalmazása, fokozatos eltávolodás az ismert megoldásoktól, a probléma vizsgálata új nézőpontból, miközben majdnem spontán módon új megoldási javaslatok alakulnak ki. A módszer alkalmas analízisre és helyzetelemzési problémák megoldására. Szabály: nem szabad kritizálni, a javaslatok szűkszavúak legyenek, a résztvevőket ne szakítsuk félbe, a beosztásból adódó feszültséget oldjuk fel, a folyamattervet tegyük láthatóvá mindenki számára, a különböző résztvevők szabályozó funkcióit engedjük működni. Összetétel: azonos beosztású résztvevők a legkülönbözőbb szakterületekről. Értékelés: A javaslatokat szakértők fejlesszék tovább; az eredményt az ülés résztvevőivel ismertessék (brainstorming, 635 módszer). Tervezés Az a tevékenység, amelyet a folyamattervben feltüntetett eredmények eléréséhez el kell végezni. A tervezéshez tartozik a feladatmegfogalmazás, a funkcióstruktúra felállítása, a műszaki alkotás kialakítása és az eredmények dokumentálása úgy, hogy abból a gyártáshoz szükséges minden műszaki információ megszerezhető legyen.


8. Fogalomtár/20 Tervezői katalógus A tervezés használható; legtöbbször táblázatos formában rendelkezésre álló, módszeresen összeállított és csoportosított ismerettároló. A katalógus, csoportosítási részből, főrészből, kiegészítő részből és adott esetben függelékből áll, amely lehetővé teszi tartalmának céltudatos használatát. A műveletkatalógusoknál a kiegészítő rész elmarad. Tűrés, mérettűrés A tűrés méretszóródás megengedett nagysága és határainak az alapmérethez viszonyított elhelyezkedése. Az alapvonal a tűrések és illesztések ábrázolásakor az alapméretnek megfelelő vonal, amelytől az eltéréseket mérjük. A mérettűrést (T) a méret felhőhatárának (FH) és alsóhatárának (AH) a különbsége hetárorra meg. Új konstrukció Olyan konstrukciófajta, amelyre még nincs általánosan megfogalmazott feladatkitűzés, még adott funkcióstruktúrát sem kell figyelembe venni, és a kialakításnál is még minden lehetőség rendelkezésre áll. A tervezési folyamat a feladatkitűzési szakasszal kezdődik. Vezetőcsapágy Olyan tengelyirányú elmozdulást megakadályozó forgó vezeték, amelynek beépített állapotban, a tengelykörüli forgástól eltekintve, minden tengelyvonalon átmenő síkban s=1 elfordulásból adódó szabadságfoka van (pl. elfordulás a csapágyjáték miatt). A vezetőcsapágy egy axiális elmozdulást megengedő csapággyal (követő csapágy) párhuzamosan kapcsolva elsősorban a forgástengelyre merőlegesen ható nyomaték felvételére szolgál.


9. Ajánlott irodalom [1] Schäpi, B.-Andreasen, M.M.-Kirchgeorg, M.-Radermacher,F-J.: Handbuch Produktentwicklung. Hanser Verlag, München, Wien. 2005. [2] Ehrlenspiel, K.: Integrierte Produktentwicklung. Denkabläufe, Methodeneinsatz, Zussamenarbeit. 3.akt. Auflage. Hanser Verlag, München, Wien. 2007. [3] Andreasen, M.M.-Hein, L.: Integrated Produkt Development. Institute for Product development, Technical Universyti of Denmark, 2000. [4] Koller, R.: Konstruktionslehre für den Maschienenbau. 4. Aufl. Berlin:Springer 1998. [5] Vajna, S.-Webwr,Chr.-Bley,H.-Zeman,K.: Cax für Ingenieure. Ein praxisbezogene Einführung. 2. Auflage. Berlin: Springer 2009.


10. További információs lehetőség/1 Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. Sándor Vajna Lehrstuhl für Maschinenbauinformatik Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Postfach 4120 39016 Magdeburg Telefon Fax

0391-67-18794 0391-67-11167

[email protected] http://lmi.uni-magdeburg.de


10. További információs lehetőség/2 Dr. Kamondi László PhD Gép- és Terméktervezési Tanszék Miskolci Egyetem 3515 Miskolc - Egyetemváros Telefon Fax

36-46-565-111 /mellék: 12-68 36-46-327-643

[email protected] http://uni-miskolc.hu


Integrált termékfejlesztés

Recommend Documents