Terméktervezés módszertana BMEGEGEATTM

Terméktervezés módszertana

Terméktervezés módszertana BMEGEGEATTM

Tantárgy óraszáma: 2+1+0 (előadás,gyakorlat, labor) Tantárgy kreditpontja: 3 A tantárgy félévközi jeggyel zárul. Dr. Bercsey T. - Dr. Horák P.

BME Gépszerkezettani Intézet http://www.gszi.bme.hu © BME, GSZI 2007.03.27. 1 Fólia

Készült a Nemzeti Fejlesztési Terv HEFOP 3.3.1 Operatív Programja keretében


A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít: Középiskolai matematika, fizika Kötelező/ajánlott előtanulmányi rend: A tárgy a Szak szakmai törzsanyagának kötelező tantárgyaként az 1. szemeszterben kerül előadásra, előtanulmányi követelménye, rendje nincsen. A tantárgy célkitűzése: Megismertetni a hallgatókkal a terméktervezés folyamatát, alkotó módszereit és technikáit, a tervezés analízis és szintézis típusú tevékenységeinek, valamint az értékelési és döntési eljárások alkalmazás szintű elsajátításával elősegíteni a komplex tervezői gondolkodás és innovatív mérnöki magatartás kialakulását.

Dr. Bercsey T. - Dr. Horák P.




A tárgy tematikája: • •

1.-2. hét: A terméktervezés és módszertan alapjai 3-4. hét: A terméktervezés folyamata

• • • • • •

5. hét: Feladat elemzés, megfogalmazás és pontosítás 6-7. hét: Termékkoncepciók kidolgozása 8-9. hét: Értékelés és kiválasztás 10.-11. hét: Megtervezés és kialakítás 12-13. hét: Termékmodellezés és szimulációk 14. hét: A terméktervezés folyamat tervezése

Gyakorlati foglalkozások: „Termékjavaslat készítése” témájú projekt jellegű tervezési feladat elkészítése csoportos és egyéni munkával, a projekt folyamatának, eredményeinek dokumentálása és bemutatása. (12 óra) Dr. Bercsey T. - Dr. Horák P.




Követelmények • A szorgalmi időszakban: A félévközi jegy és aláírás megadásának feltétele a rajztermi gyakorlatok rendszeres látogatása (a hiányzás az össz óraszám 30%-a lehet), a csoport munkájában való aktív részvétel, a csoportos és egyéni munkát, a projekt előrehaladását és eredményét bemutató, a 8. és 14. héten megrendezésre kerülő prezentációkon való eredményes szereplés, a tervezési feladat és a 13. héten megírásra kerülő 1 db. 45 perces zárthelyi legalább elégséges szintű teljesítése. • A félévi érdemjegy a tervezési feladat (70%) és a zárthelyi eredménye (30%) alapján kerül megállapításra. • A vizsgaidőszakban: Dr. Bercsey T. - Dr. Horák P.




Konzultációs lehetőségek: A kötelező rajztermi gyakorlatokon kívül, heti két alkalommal az előre megadott időpontban egy óra konzultációs lehetőséget biztosítunk. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom: • Bercsey,T.: A terméktervezés módszertana. Jegyzet www.gszi.bme.hu • Pahl,G.-Beitz,W.: A géptervezés elmélete és gyakorlata. MK. 1989. Budapest • Tanszéki nyomtatott előadás vázlatok.





A terméktervezés és módszertan alapjai




Módszeres tervezés – igények, követelmények Terméktervezés módszertana

• • • •

Szakterülettől függetlenül használható legyen Könnyítse meg az optimális megoldás megtalálását Más tudományágak fogalmaival, módszereivel, ismeretivel összeegyeztethető legyen Ne véletlenszerű megoldást adjon




Módszeres tervezés – igények, követelmények Terméktervezés módszertana

• • • •

Tegye lehetővé, hogy a megoldások hasonló feladatokra könnyen alkalmazhatók legyenek Legyen alkalmas elektronikus adatfeldolgozásra Tanulható és tanítható legyen Könnyítse meg a munkát, időt takarítson meg, kerülje el a hibás döntéseket, tevékeny, érdekes együttműködést biztosítson




Tervezésmódszertan Terméktervezés módszertana

• Fontos eszköze a tervezőnek -> de az INTUÍCIÓT és a TAPASZTALATOT nem pótolja! • Ésszerűsíti a tervezési és a gyártási folyamatot • Fontos feltétel: rugalmas és folyamatos számítógépes támogatás




Termékfunkciók Terméktervezés módszertana

• 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




A termékek műszaki életpályája Terméktervezés módszertana

Piacanalízis Terméktervezés Konstruálás/Fejlesztés (Tervezés) Gyártás, szerelés Raktározás, szállítás árusítás Felhasználás (üzemeltetés) Karbantartás, javítás Újrahasznosítás v. semlegesítés Dr. Bercsey T. - Dr. Horák P.



Eladási ár és költség változása a termék piaci életpályája során Terméktervezés módszertana




Termékek szervezési életútja Terméktervezés módszertana





A terméktervezés jelentősége Az ipari fejlődés mutatója és egyben mozgatója a versenyképes termékek tervezése, fejlesztése és előállítása. A termék életútjátjából is látható, hogy egy bizonyos idő után csökken a kereslet, tehát indokolttá válik az un. termékváltás. A ma termékeinél ez az idő 3-5 év. A termék ebben a korában már nem tudja betölteni valamelyik termékfunkció szerepét, pl. esztétikait. Miközben új korszerű terméket rövid idő alatt kell az elképzeléstől a megvalósításig eljuttatni, azaz sokkal rövidebb idejűnek kell lenni az innovációs ciklusnak. Dr. Bercsey T. - Dr. Horák P.



A tervezést befolyásoló tényezők Terméktervezés módszertana




Az innováció folyamata Terméktervezés módszertana

1. Iránymeghatározás - a lehetséges fejlesztési irányok, termékelképzelések feltárása 2. Célkitűzés - a termék meghatározás 3. Fejlesztés - termékfejlesztés 4. Piaci bevezetés - a termék bevezetése a piacra




Az integrált terméktervezés referenciamodellje Terméktervezés módszertana




Az innováció szükségességének és irányának meghatározása Terméktervezés módszertana





Termékpozícionálási mátrix

Stratégiai sokszög a vállalati potenciál felméréséhez Dr. Bercsey T. - Dr. Horák P.




A vállalati potenciál hisztogramja

A lehetőségek mátrixa Dr. Bercsey T. - Dr. Horák P.




A terméktervezés folyamata





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 Dr. Bercsey T. - Dr. Horák P.



A terméktervezés folyamatterve Terméktervezés módszertana

Piac

Vállalat

Külső infók

Belső info

Piaci helyzet

Vállalati cél

Vállalati potenciál

Gazdaságpolitika

Kutatási tér

Új technológia

Törvényi előírások

Termékelképzelések

Különböző infók

Termék kiválasztás Adatszolgáltatás

Termék meghatározás

a konstrukciós tervezéshez





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




A termékötlettől Terméktervezés módszertana

Termékkel szembeni követelmények megállapítása Tisztázni és pontosítani a műszaki feladat kiírását

Termékkövetelmények összegyűjtése

Követelmények strukturálása\ súlyozás és értékelés

Követelmények dokumentálása

Költségterv elkészítése

Fogyasztói igények összegyűjtése

Követelmények strukturálása

Követelmények műszaki jellemzőkké alakítása

Célköltségek megállapítása

Vállalaton belüli követelmények összegyűjtése

Követelmények súlyozása

Társadalmi igények összegyűjtése

Követelmények értékelése

Műszaki jellemzők dokumentálása





A termék műszaki koncepcionálása Termékfunkciók, és kapcsolataik leírása

Részfunkciók megoldási elveinek és kapcsolatainak megkeresése

A megoldási elvek variálásával létrehozott koncepcióváltozatok

Termékkoncepció felülvizsgálata

Konvencionális megoldások elkerülése

Megoldási lehetőségek összegyűjtése

Megoldási elvek megjelenítése

Vizsgálati eljárások megválasztása

Termékfunkciók származtatása

Megoldási elvek intuitív módon történő keresése

Megoldási elvek kombinálása

Termékkoncepció tesztelése

Megoldási elvek diszkurzív módon történő keresése Dr. Bercsey T. - Dr. Horák P.



a termékkoncepcióig Terméktervezés módszertana

Marketingkoncepció kidolgozása

Gazdaságossági vizsgálat

Piaci információk gyűjtése és kiértékelése

Marketingkoncepció létrehozása és ellenőrzése

Költségtervezés

Piacnagyság vizsgálata

Termékpozicionálás megtervezése

Célköltségek meghatározása

Versenyképesség vizsgálata

Árstratégia kialakítása

Költségek becslése

A kereslet vizsgálata

Értékesítési stratégia megtervezése

Költségek realizálása

Kommunikációs stratégia megtervezése Dr. Bercsey T. - Dr. Horák P. BME Gépszerkezettani Intézet http://www.gszi.bme.hu © BME, GSZI 2007.03.27. 27 Fólia


Megoldási koncepciók kiválasztása és értékelése Koncepciók előzetes kiválasztása Műszaki –gazdasági értékelés

Az általános problémamegoldás modellje Terméktervezés módszertana

Feladat megfogalmazás

Konfrontáció Információ gyűjtés

Megoldás

Pontosítás, módosítás Peremfeltételek

Definíció

Termék megnevezése

Kreáció

A feladat konkrét megoldása, megtervezés

Ellenőrzés, értékelés

Visszacsatolás bármely lépéshez, folyamatosan

Döntés

A teljes ciklusban és az egyes lépéseknél is kielégítő eredmény kell




A konstrukciós tervezés szerepe és folyamata Terméktervezés módszertana

Konstrukciós tervezés ->objektum létrehozására irányuló tevékenység (konstruieren, design), illetve az azt előkészítő tevékenységek elképzelt lefolyását meghatározó (planning) A tervezés technológiai szempontjai az alkalmazott erőforráskészlettel és a használatához kapcsolódó módszertannal jellemezhető Eszköz jellegű erőforrások: - tárgyi - tárgyiasult szellemi Tárgyi erőforrás: - hagyományos - informatikai (hardver, szoftver) Tárgyiasult szellemi erőforrás: - általános tudományos ismeretek - speciális tapasztalat, adatbázis, szoftver Dr. Bercsey T. - Dr. Horák P.




A tervezés folyamat jellege • a tervezésnek előre meghatározott célja van, • a cél elérése érdekében irányított, • a környezettel szemben erőforrás igénye van, • végrehajtásához idő kell, • entrópiája szervezéssel fokozható, • meghatározott objektum elvi létrehozására irányul. Lényegében a tervezés a környezet által rendelkezésre bocsátott és befolyásolt erőforrások hasznosításán alapuló produktív, intellektuális folyamat.





Tervezési technológiák, módszertan kategorizálási szempontok: - az ember szerepe a tervezési folyamatban, - az alkalmazott erőforrások aránya és célja, - alkalmazott módszertan. Intuitív: - hagyományos erőforráskészlet, - megszerzett tapasztalat, szakismeret, kreativitás, - alapvetően egyéni intuíciók, - kreativitás csoportos technikákkal fokozható, - angolszász tervezői iskola





Diszkurzív: - diszkurzív eljárások korlátozott számítógépes támogatás, - szisztematikus, rendszerezett folyamat, - alkotó-kereső-értékelő eljárás - német tervezési iskola Számítógéppel segített: - a koncepcióképzés és a szintézis hagyományos, - egyéb feladatok tevékenységorientált számítógépes rendszermodulokkal, - cél: a rendelkezésre álló erőforrások lehető legnagyobb mértékű kihasználása





Számítógépes tervezés: - Koncepcióképzés, szintézis: a tervező közreműködésével, intelligens szakértőrendszerrel, - egyéb: tevékenységorientált automatizált számítógép rendszerekkel, - cél: gépi problémamegoldás Automatizált tervezés: - a tervezési folyamat egészét a felhasználó elvi felügyelete mellett a problémamegfogalmazást követően feladatorientált intelligens tervezőautomata végzi.




Termék és tervezési feladat fajták Terméktervezés módszertana

konstrukció fajták: – új (új megoldási elv kidolgozása), – illesztett (ismert rendszer – a megoldási elv azonos marad – illesztése a megváltozott követelmények kielégítésére), – variációs (a nagyság vagy elrendezés változtatása a rendszer határain belül, a működési elv azonos marad),




Tervezési iskolák - Hansen Terméktervezés módszertana




Tervezési iskolák - Rodenacker Terméktervezés módszertana




Tervezési iskolák - Koller Terméktervezés módszertana

• algoritmizált tervezési rendszer -> a tervezési folyamat nagyszámú tevékenység elemre bontása, majd elemi fizikai hatások összekapcsolása – funkciók megválasztása és kapcsolata – fizikai hatások megválasztása – hatásfelület-párok geometriai kialakítása (száma, helyzete, kapcsolata), hatásmozgás megválasztása

• célja: a tervezési folyamat algoritmizálása a számítógépes végrehajtáshoz




Tervezési iskolák - Roth Terméktervezés módszertana





Tervezési iskolák – Pahl-Beitz





A tervezési folyamat (VDI 2222)




A termékfejlesztési folyamat struktúrája – VDI2222





Termékek konstrukciós tervezése Terméktervezés módszertana

Termékek költségbefolyásolásának és a befektetett költségek változása Dr. Bercsey T. - Dr. Horák P.



Az egyes osztályok befolyása az előállítási költségre

Előállítási költség 100%


tervezés 61%

12%

gyártás előkészítés

9%

gyártás

18%

további osztályok




A tervezési folyamat fázismodelljei (I. feladatmegfogalmazási fázis)





A tervezési folyamat fázismodelljei (II. funkcionális fázis) Terméktervezés módszertana




A tervezési folyamat fázismodelljei (II. funkcionális fázis) Terméktervezés módszertana




A tervezési folyamat fázismodelljei (III. kialakítási fázis) Terméktervezés módszertana




A tervezési folyamat fázismodelljei (III. kialakítási fázis) Terméktervezés módszertana





Feladat elemzés, megfogalmazás és pontosítás




Termékötlet keresése Terméktervezés módszertana

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? Dr. Bercsey T. - Dr. Horák P.




• Termékötletek kiválasztása • Termékek meghatározása • • • •

A tervezett funkciók leírása Követelményjegyzék Követelmények megoldástól független meghatározása Költségcél és rendelkezésre álló költségkeret megállapítása




Feladatmegfogalmazás, pontosítás Terméktervezés módszertana

• 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?




Feladatpontosítás Terméktervezés módszertana

Cím:

a munkának a címe, a termék vagy a projekt megnevezése.

Cél:

milyen célokat vagy problémákat kell a tervezendő termékkel megoldani. Milyen fejlődést kell elérni egy a már létező termékkel szemben.

Költség:

a megengedhető gyártási-, üzemeltetési-, karbantartási-, javítási- és semlegesítési költségek.

Darabszám:

darabszám évente vagy összesen.

Határidő:

a fejlesztésre, a gyártásra, a kipróbálásra, a szállításra, stb. vonatkozóan.

A technikai helyzet:

a konkurens termékek, versenyhelyzet.

Piac:

vevők, országok, célcsoportok.

Képesség (funkció):

milyen képességekkel rendelkezzen a termék és milyen funkciókat kell a terméknek megvalósítani? Dr. Bercsey T. - Dr. Horák P.




Teljesítőképesség:

teljesítmény, sebesség, fordulatszám, erő, nyomás, forgatónyomaték, hossz, szög, bit/sec, stb.

A feldolgozandó anyag ki- és bemenő állapota:

a kimenő- és bemenőoldali feldolgozandó anyagok (alapanyag, termék, stb.) állapotának ill. fizikai, kémiai sajátosságainak leírása.

Hatásfok:

elérni kívánt, növelés mértéke.

Pontosság:

méretpontosság, reprodukálhatóság, megengedett hiba.

Környezeti hőfok:

maximális és minimális környezeti hőmérséklet.

Méret:

a méretetekre vonatkozó korlátozás, térfogat, építési nagyság.

Súly:

tömegre, súlyra, tehetetlenségi nyomatékra vonatkozó korlátozás, stb.

Megbízhatóság:

a szükséges információ.

Élettartam:

idő, üzemóra, körülfordulások száma, stb.

Megjelenés:

forma, szín. Dr. Bercsey T. - Dr. Horák P.




Rendszerhez való tartozás:

a fejlesztendő terméknek, mint műszaki rendszernek a rendszeréhez való tartozás feltételei, pl. háztartási gép villamos hálózat, közlekedési eszköz - út - híd - alagút, másológép – papírformátum, stb.

Környezet:

a környezet hatása a műszaki rendszerre, pl. az eső, köd, pára, napsugárzás, hó, jég, hőmérséklet, légszennyezés, légnyomás, gravitáció. Az emberek, az állatok és/vagy a virágok hatása a termékre. A termék hatása a környezetre a károsanyag kibocsátás, a zaj, rezgés és sugárzás révén

Biztonsági előírások és törvények:

az élet és az egészség biztonságára, a baleset elleni védelemre, zaj és gázemisszióra, stb. vonatkozó törvények, vizsgálati előírások, szabványok

Ergonómia:

az embernek a műszaki rendszerrel való együttműködés feltételei.





Termék felépítés:

a fejlesztendő termék építősor vagy építőszekrény eleven legyen kialakítva? Milyen kiegészítés és/vagy különleges megjelenés kell indokolt esetben?

Anyagok:

az előzetesen meghatározott anyagok.

Gyártás:

az előzetesen meghatározandó gyártási eljárások, ill. előnyben részesítés, pl. a termék műagyag vagy sajtolt elemekből álljon.

Szerelés:

a már meglévő gyártó- és/vagy szerelő szerszámok alkalmazása, szerelőrobotok, stb.

Szállítás:

a szállító eszközökkel (daruk, közlekedési eszközök, robotok, konténerek, stb.) szembeni feltételek.

Karbantartás:

karbantartási- és javítási feltételek.

Újrahasznosítás:

az újraértékesítés, a felújítás, a semlegesítés, stb. feltételei. Dr. Bercsey T. - Dr. Horák P.



Követelményjegyzék Terméktervezés módszertana

• 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. Dr. Bercsey T. - Dr. Horák P.



Követelményjegyzék összeállítása Terméktervezés módszertana

• • • •

információgyűjtés a termékkörnyezet módszeres elemzése információk elemzése, felülvizsgálata, rangsorolása követelmények megfogalmazása és minősítése (alapkövetelmény, szintkövetelmény, óhaj) • követelmények csoportosítása, kiegészítése




A termékkörnyezet vizsgálata Terméktervezés módszertana




Követelmények csoportosítása Terméktervezés módszertana




Követelmények csoportosítása Terméktervezés módszertana




Követelményjegyzék formája Terméktervezés módszertana




Gyakorlati tanácsok a követelményjegyzék összeállításához Terméktervezés módszertana

• 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)





Termékkoncepciók kidolgozása




Koncepcióképzés Terméktervezés módszertana

Általánosítás, absztrakció •

A kívánságok figyelmen kívül hagyása.

•

A funkciókat és a feltételeket közvetlenül nem érintő követelmények elhagyása.

•

A lényeges követelmények, feltételek, adatok rövid, tömör állítások formájában való megfogalmazása.

•

Az állítások általánosítása, a funkciót (funkciókat) meghatározó ki- és bemeneti mennyiségek megadása.

•

A probléma megoldástól független, lehetőségek szerint funkcióként való megfogalmazása. Dr. Bercsey T. - Dr. Horák P.




A koncepcióképzés folyamata





Funkció: meghatározott ki- és bemenet közötti, a konkrét megoldástól független oksági kapcsolat Összfunkció -> részfunkciók -> elemi funkciók: – – – – – –

vezet tárol átalakít megváltoztat egyesít szétválaszt

Általános funkcióstruktúra (ÁFS): elemi funkciókból felépítve, általános mennyiségekre (anyag, energia, info) Főfunkció – mellékfunkciók (attól függően, hogy a fő- vagy a mellékfolyamhoz tartoznak) Dr. Bercsey T. - Dr. Horák P.



Összfunkció modell Terméktervezés módszertana

Energia*

Energia Anyag

Black Box

Információ

Anyag* Információ*




Szakítógép funkciói Terméktervezés módszertana








Funkcióstruktúra felállítása Terméktervezés módszertana

• • • •

néhány részfunkcióból a főfolyam felépítése, mellékfolyam felépítése, összetettebb részfunkciók felosztása, általánosítás, segítség lehet ismert hasonló termék funkcióelemzése, annak funkcióstruktúrájának továbbfejlesztése








Funkcióstruktúra változatok képzési lehetőségei Terméktervezés módszertana

A fő vonalaiban felállított funkcióstruktúrából • az egyes részfunkciók sorrendjének a logikailag lehetséges felcserélésével, • a funkciók szétválasztásával vagy összevonásával, • részfunkciók elhagyásával, vagy a funkciók bővítésével, a rendszerhatár megváltoztatásával • további funkcióstruktúra változatok hozhatók létre, melyek a megvalósító fizikai hatásoktól függetlenül más-más gépet eredményez. A funkcióstruktúra változatokat minden esetben felül kell vizsgálni logikai összeférhetőség szempontjából! Dr. Bercsey T. - Dr. Horák P.



Megoldási elvek keresése Terméktervezés módszertana

•

A megoldási elv tartalmazza a funkció teljesítéséhez szükséges fizikai hatást és a hatáshordozók elvi kialakítását.

•

Egy-egy funkció teljesítésére több fizikai hatás is alkalmas lehet, de előfordulhat, hogy egy adott funkció csak több fizikai hatás összekapcsolásával valósítható meg. (Például a bimetall működése a hőtágulásból és a Hooke-törvényből tevődik össze.)

•

Számos feladat esetében azonban nem szükséges új fizikai hatást keresni, mert a problémát a hatáshely kialakítása jelenti. Az a hely, ahol a fizikai jelenség lejátszódik, a hatásfelület párokból álló hatáshely. A hatásfelület-párok közötti tér a hatástér, ill. az őket összekötő vonalak a hatásvonalak.

•

A hatáshely, a hatásmozgás és a konstrukciós paraméterek változtatásával így egy adott funkcióhoz ugyanazon fizikai hatás felhasználása esetén is több megoldási elv rendelhető. Dr. Bercsey T. - Dr. Horák P.



Fizikai hatások rendezési szempontjai a funkciók teljesítésére Terméktervezés módszertana




Hatáselvek az energiatárolás funkcióra különböző energiatípusok variálásával Terméktervezés módszertana





Kialakítási változatok rendezési szempontjai




Elvi megoldások morfológikus rendezése Terméktervezés módszertana




Megoldási elvek kombinálása Terméktervezés módszertana





A kombináció során, amelyhez leggyakrabban a Zwicky-féle morfológiai mátrixot, ritkábban különböző matematikai módszereket használnak a logikai összeférhetőség mellett már a fizikai, • egyes részmegoldások esetében pedig, már a geometriai összeférhetőséget is vizsgálni kell. Az elvi megoldások a koncepciók létrehozása során figyelembe kell venni, hogy • csak logikailag, fizikailag összeférhető funkciókat és megoldási elveket szabad kombinálni, vagy további funkciók, funkcióhordozók beiktatásával gondoskodni kell az illesztésükről, ami azonban többnyire további ráfordításokkal jár, • csak azok a koncepció változatok fejleszthetők tovább, amelyek kielégítik a követelményjegyzék előírásait és a várható költségek szempontjából is megfelelőek, • a kedvezőnek tűnő változatokat kiválasztásuk után értékelni kell és gyengepontjaik feltárása, kijavítása után csak a legjobb változatokat szabad kidolgozni, továbbfejleszteni.




Összfunkció modell - alkatrészrendező Terméktervezés módszertana




A probléma részfunkciókra bontása Terméktervezés módszertana




A “Fedél megkívánt helyzetbe hozása” funkcióstruktúra változatai Terméktervezés módszertana




Megoldások az egyes funkciók teljesítésére Terméktervezés módszertana

A “helyzet szerint szétválaszt” funkció megvalósítására alkalmas fizikai hatások




A “helyzet szerint szétválaszt” funkció megoldási elv változatai Terméktervezés módszertana





Elvi megoldási vázlatok a “helyzet szerint szétválaszt” funkciókra




Alkatrészrendező és adagoló elvi megoldásváltozata Terméktervezés módszertana
























Megoldáskeresési eljárások Terméktervezés módszertana

1. Hagyományos 2. Intuitív 3. Diszkurzív





1. Hagyományos • • • • • • • • •

Irodalomkutatás Szabadalomkutatás Kérdésjegyzékek Előre haladó lépések – visszalépések módszere Módszeres tagadás Természeti rendszerek analízise Ismert műszaki rendszerek vizsgálata Analógiák Mérések, modellkísérletek




1.1 Természeti rendszerek analízise Terméktervezés módszertana




1.1 Természeti rendszerek analízise Terméktervezés módszertana





„egy ötlet többet generál” – a szellemi csoportos alkotó technikák előnyei „ a team egyedi, komplex problémák intenzívebb megoldása céljából létrehozott csoport” -

A csoportmódszerek az intuíció eredményeit növelik A csoportkreativitásra a szinergia a jellemző Eredmény növelő feszültség, egészséges rivalizálás Csoportdöntést nagyobb kockázatvállalás jellemzi Hibalehetőségek jobb szűrése





2. Intuitív – – – – – – – –

Brainstorming Kreatív problémamegoldás Hat kalap módszer 635-módszer Philips 66 Szinektika NCM, SCM Delphi-módszer





3. Diszkurzív „levezetésen alapuló módszerek” – elemzés – megbeszélés – következtetés útján vezetnek eredményhez, ezért rendszerezettséget követelnek – – – – –

Funkcióelemzés módszere Fizikai-matematikai egyenletek, törvények elemzése Morfológiai mátrix Tervezői katalógusok (Kereső sémák)




2.1 Brainstorming Terméktervezés módszertana

(Osborn) „ötletroham” – csoportos ötletelés, általános megoldáskeresés • • • • • • • •

moderátor + szakértői csoport: 5 – 15 fő lehetőleg azonos hierarchiai szintről, lehetőleg különböző szakterületekről időtartam: 30 – 45 perc (hatékonyság, koncentráció) minden ötletet fel kell írni a faliívre a moderátor jegyzőkönyvet vezet – „ötletgazda” a gondolatnyilvánítás nem akadályozható minősítés, kritika tilos, csak pozitív bírálat hangozhat el kiértékelés, a kiértékelés eredményének ismételt megvitatása később

+ más szakterületek nézőpontjának megismerése - konkrét szakmai probléma megoldására nem alkalmas Dr. Bercsey T. - Dr. Horák P.



2.2 Kreatív problémamegoldás Terméktervezés módszertana

(Osborn) a Brainstorming kiegészítése, kibővítése, szakmai probléma megoldására is alkalmas Az ötletgenerálást el kell különíteni az ötletek értékelésétől! Korábbi alapgondolatának módszerbe öntése, lépései: 1. A cél meghatározása 2. A szükséges tények összegyűjtése 3. A probléma részletes meghatározása 4. Ötletgenerálás 5. Az ötletek értékelése és sorrendbe állítása 6. Tervezés és megvalósítás Dr. Bercsey T. - Dr. Horák P.



2.3 A Hat kalap módszer Terméktervezés módszertana

(DeBono) a hatékonyság növelése érdekében a csoportos ötletelést hat szakaszra bontotta – „kalapok” – alattuk minden csoporttagnak azonos módon kell gondolkodnia Kék kalap – a találkozóval kapcsolatos egyeztetések (pl. napirend, témák, stb.) Zöld kalap – ötletgenerálás, (a Brainstorming-hoz hasonlóan) a kritika nem megengedett Fekete kalap – az ötletek indokolható minősítése, lehetséges pozitív és negatív következtetések Fehér kalap – az ötlet tisztázásához szükséges információ összefoglalása Piros kalap – a nem feltétlenül tényeken alapuló reakciók kifejezése (pl. érzések, hangulatok, stb.) Sárga kalap – pozitív vélemények kinyilvánítása Dr. Bercsey T. - Dr. Horák P.



2.4 A 635 módszer Terméktervezés módszertana

(Rohrback) – általános problémákra és tipikusan koncepcióváltozatok kialakításához • 6 fős szakértői csoport • Mindenki 3 megoldást papírra vet • A mellette ülőnek 5 perc múlva továbbadja, aki újabb 3 megoldással, vagy az előző 3 továbbfejlesztésével kiegészíti • Minden papírt 5-ször adnak tovább, így mindenkihez eljut • Lehet passzolni + elmélyültebb ötletelésre ad lehetőséget - szekvenciálisan interaktív, elszigeteltebb ötletelés




2.5 A Philips 66 módszere Terméktervezés módszertana

(Philips) - a 635 módszer változata, konkrét problémára • • • •

6 fős szakértői csoportok 6 perces megbeszélése a probléma megoldására Az ötleteket megvitatják, az ötletkeresés és az ötletértékelés összekapcsolódik Ötletátadás a csoportok között A csoportok újraalakítása, újabb ötletelés




2.6 Szinektika Terméktervezés módszertana

Célja nem a sok ötlet feltárása, hanem a teljesen új ötlet keresése • A csoportok magasan képzett alkotó személyekből állnak (5-6 fő) • A játékvezető is magasan képzett • Feladata: új irányok kijelölése, jegyzőkönyv-vezetés Menete: • A valós probléma bemutatása, a problémafelvetés vizsgálata • A problémától „elidegenedve”, más területről származó analógiák, gondolati asszociációk alapján megoldás keresése • Többször lejátszható + megfelelő szakképzettség esetén hatékony - alkalmazási területe kicsi, költséges Dr. Bercsey T. - Dr. Horák P.



2.6 Szinektika Terméktervezés módszertana

Példa: Megoldási elv fejlesztése, a szinektika felhasználásával, vesekő eltávolításra




2.7 NCM (Nominál Csoport Módszer) Terméktervezés módszertana

Konkrét, komplex feladatok megoldására, több teammel is A Brainstorming és a Delphi előnyeinek ötvözésével alakult ki Lépései: • • • •

Javaslatok gyűjtése papírra (egyénileg) Javaslatok gyűjtése faliívre Javaslatok értékelése Javaslatok rangsorolása, súlyozása

+ viszonylag jó eredmény/idő hatékonyság - precíz szabályok, sok előkészület, költséges Dr. Bercsey T. - Dr. Horák P.



2.8 Delphi-módszer Terméktervezés módszertana

„jóslat” – bizonyos hosszú távú koncepciók kidolgozására • A cél minél több ötlet összegyűjtése írásban („brainwriting”) • Nincs közvetlen vita – „kevésbé” csoportos módszer • Kérdőívek kiküldése a problémáról szakértőknek • 3 körben zajlik, újraírt kérdőívekkel • Általános kérdések megvitatására, hosszú átfutási idejű fejlesztési feladatok megoldására • Általános trendek, evolúciós görbék várható alakulására • A kiértékelés eredménye: szenáriumok + megbízható eredmény, független, torzításmentes - kiválasztási, módszertani és emberi nehézségek Dr. Bercsey T. - Dr. Horák P.



3. Diszkurzív megoldáskeresési módszerek Terméktervezés módszertana

Funkcióelemzés módszere A funkció pontosításán, a funkciók felosztásán keresztül újabb ötletekhez jutni. Az ötletgenerálást a módszer strukturálja.

Fizikai-matematikai egyenletek, törvények elemzése Minden szerkezet valamilyen fizikai törvény alapján működik; az egyenletek változóit kell vizsgálni, a tervezési alapelvekhez illeszteni.

Morfológiai mátrix (Zwicky) A megkívánt funkciók és a lehetséges megoldási elvek, megoldások között teremt táblázatos kapcsolatot (variációk, kombinációk).




Morfológiai mátrix Terméktervezés módszertana




Diszkurzív megoldáskeresési módszerek Terméktervezés módszertana

Tervezői katalógusok ismert, bevált megoldások gyűjteménye; megkülönböztethető: Komplexitás szerint: • Áttekintő katalógus • Részlet katalógus Tartalom szerint: • Általános ismeret katalógus • Művelet katalógus • Megoldás katalógus





Követelmények: - Átfogó ismereteket tartalmazzon - Továbbfejleszthető legyen - Áttekinthető legyen - Rendszer szinten integrálható legyen - Lehetőleg cégtől független legyen, - Alkalmazható legyen hagyományos és számítógéppel támogatott tervezés esetén.




Tervezői katalógus Terméktervezés módszertana




Az Inventív Problémamegoldás Elmélete (TRIZ) Terméktervezés módszertana

alapgondolata azon a felismerésen nyugszik, hogy:

• az absztrakt probléma megfogalmazás és megoldás minden műszaki tudományterületen ismétlődik, • a műszaki fejlődés lefolyása minden műszaki tudományterületen hasonló jellegű, • igazi innovációt a hagyományos megoldásokon kívüli tudományos ismeretek szolgáltatnak.













Értékelés és kiválasztás




Értékelés, kiválasztás Terméktervezés módszertana

1. Ordinális (kvalitatív) eljárások 1.1 Copeland-módszer 1.2 Datum-módszer 1.3 Értékprofil

2. Kardinális (kvantitatív) eljárások 2.1 A súlyozott célok módszere 2.2 Műszaki-gazdasági értékelés (VDI 2225 irányelv) 2.3 Használati érték analízis




Értékelési kritériumrendszer Terméktervezés módszertana




Copeland-módszer Terméktervezés módszertana

Páros összehasonlítás az adott értékelési kritérium alapján

A1 A1 A2

-1

A3

1

A2

A3

Σ

Rangsorolás

1

-1

0

2

0

-1

3

1

1

0




Datum-módszer (vonatkoztatási változat módszere) Terméktervezés módszertana

Koncepció Kritérium A B C D E F ∑+ ∑∑S

1 + + + 3 3 0

2 S + + 2 3 1

3 + + + + S 4 1 1

4 S + 1 4 1

5 + S S S + 2 1 3

6 S + + 2 3 1

7 D A T U M

8 + + S S + 3 1 2




9 + S + 2 3 1

10 + + + + 4 2 0

11 + S + S 2 2 2

Értékprofil

Pénzügyi szempontok A beruházás megtérülése Terméktervezés (adózás előtt) Becsült éves forgalom A következő fix tőkekifizetési idő A tervezett értékesítési forgalom elérési időpontja

-1

+1

+2

módszertana

Termelési és műszaki szempontok A vállalat kívánt mérete Nyersanyagok Berendezések Az eljárás ismertségi foka

Kutatási és fejlesztési kilátások A kutatási beruházások megtérülési ideje A fejlesztési beruházások megtérülési ideje Kutatási know-how Szabadalmi helyzet

Piacfejlesztési követelmények Propagandakívánalmak A termék versenyképessége A termék előnyei A termék Dr.élettartama Bercsey T. - Dr. Horák P. Ciklikus és szezonális kívánalmak


-2

A piacszervezéssel és a termékkel kapcsolatos kérdések Hasonlóság a jelenlegi gyártósorokhoz Hatás a jelenlegi termékekre Értékesíthetőség a jelenlegi fogyasztóknak A potenciális fogyasztók száma A jelenlegi piaci helyzet értékelése A piac stabilitása Piaci tendenciák Vevő szolgálat


A súlyozó tényezők meghatározása Terméktervezés módszertana








Értékprofil két változat összehasonlítására Terméktervezés módszertana




Műszaki-gazdasági értékelés Terméktervezés módszertana

Műszaki érték:

⎡ λ1e1 + λ2 e2 +...+ λi ei ⎤ Xj = ⎢ ⎥ <1 + + ... + e λ λ λ ( ) i max ⎦ j ⎣ 1 2

Gazdasági érték:

⎡ ideális költségcél ⎤ Yj = ⎢ ⎥ tényleges költség ⎣ ⎦ Összérték (mértani közép): X j ⋅ Yj








Értékelemzés folyamata

A fogyasztó szükségleteinek megismerése Mit igényel a fogyasztó a terméktõl ?

Terméktervezés módszertana A termék funkcióinak meghatározása Mit kell teljesíteni a terméknek ?

Funkcióhoz kötött tulajdonságok levezetése Milyen tulajdonságok teszik erre alkalmassá a terméket ? A tulajdonságok szükséges mértékének meghatározása Milyen mértékben kellenek az egyes tulajdonságok?

A tulajdonságokat megvalósító funkcióhordozók keresése Mi tudja ezt megvalósítani ?

A funkcióhordozók, ill. funkcióteljesítések költségeinek megállapítása Mibe kerül ez ?

Funkcióértékességek vizsgálata Milyen az egyes megoldásoknál a funkció/költség viszony ?


Optimális funkcióértékességű megoldások kiválasztása Melyek a legértékesebb megoldások az egyes funkciók teljesítésére ?

A termék összeállítása a legjobb Készült a Nemzeti Fejlesztési BME Gépszerkezettani Intézet funkcióhordozók kombinációjaként http://www.gszi.bme.hu Milyen az ideális termék ? Terv HEFOP 3.3.1 Operatív Programja keretében © BME, GSZI 2007.03.27. 128 Fólia


Megtervezés és kialakítás




A kialakítás (megtervezés) folyamata Terméktervezés módszertana

• • • • • • • • • •

A kialakítást meghatározó követelmények felülvizsgálata, kiegészítése és kidolgozása. A kialakítást korlátozó vagy meghatározó peremfeltételek rögzítése. A mértékadó főfunkció hordozók meghatározása és fővonalakban történő kialakítása. Az előtervek felülvizsgálata, bírálata, javítása. Az összes főfunkció hordozó durva kialakítása. A szükséges mellékfunkciók és funkcióhordozók meghatározása. A főfunkció és mellékfunkció hordozók részletes kialakítása. A főtervváltozatok felülvizsgálata, műszaki-gazdasági értékelése, gyengepont feltárása és hibaanalízise. Az optimális főtervváltozat kiválasztása és részletes kidolgozása. A funkcióhordozók, szerkezeti elemek részletes kialakítása, optimálása. Dr. Bercsey T. - Dr. Horák P.



A tervezés alapvető célitűzései Terméktervezés módszertana




A tervezés alapszabályai Terméktervezés módszertana

• egyértelműség (betartása a műszaki funkció teljesítésének, a ki- és bemenet közötti egyértelmű kapcsolatnak, a hatás és a viselkedés megbízható meghatározásának a biztosítéka.)

• egyszerűség (egyszerű kialakítású kevés alkatrész általános esetben gazdaságos megoldáshoz vezet )

• biztonság (a műszaki funkció megbízható teljesítésére, az emberre és a környezetre vonatkozik )




Egyértelműség Terméktervezés módszertana

egyértelmű

nem egyértelmű nem egyértelmű

egyértelmű

egyértelmű




Egyértelműség Terméktervezés módszertana




Egyszerűség Terméktervezés módszertana

Egykaros csaptelep működtető mechanizmusa




Egyszerűség Terméktervezés módszertana

Kétlépcsős fogaskerékhajtás kinematikailag egyenértékű helyettesítése KB típusú bolygóművel




Biztonság – megjelenési területei Terméktervezés módszertana

környezet bizt. munka bizt. üzembiztonság

funkció biztonság alkatrészbiztonság




A biztonság fokozatai Terméktervezés módszertana

• közvetlen biztonság -> olyan megoldást válasszunk, amely alapvetően nem veszélyes (elvek: biztos megfelelés, korlátozott tönkremenetel, redundáns elrendezés) • közvetett biztonság -> védőrendszerek, védőberendezések alkalmazása • utaló (indikatív) biztonság -> csak figyelmeztetés a veszélyre





Az alkatrésztervezés folyamata (meghatározó a biztonság szempontjából)





• A szilárdsági számítás végeredménye az adott feladattól függően a szükséges méret, kialakítás, anyagjellemző, a megengedett terhelés vagy az elért biztonság. – Méretezésnél az elsődleges cél adott feltételek - terhelés, anyag, elérendő biztonság, szabványok, stb. - mellett a szükséges méretek és a megfelelő geometriai kialakítás. – Ellenőrzésnél adott kialakítás, anyag és terhelés esetén az elért biztonság, valamint a szükséges módosítások meghatározása.




Kialakítási irányelvek – az erővezetés elvei Terméktervezés módszertana

Rövid és közvetlen erővezetés elve: ha a feladat egy merev, rugalmatlan szerkezet létrehozása -> előny: kis súly, minimális térfogat, kicsi igénybevett anyagzóna

Feladattól függő megoldási módok egy gép alátámasztására húzó-nyomó igénybevétel előnyben részesítendő közvetlen erővezetés esetén Dr. Bercsey T. - Dr. Horák P.




a) ellenirányú,

b) egyirányú tengelykötés

Összehangolt alakváltozás elve: kerülni kell a hirtelen erőfolyam irányváltozásokat, keresztmetszet változásokat Dr. Bercsey T. - Dr. Horák P.




Az erőkiegyenlítés elve Dr. Bercsey T. - Dr. Horák P.



Kialakítás irányelvek Terméktervezés módszertana

Feladatmegosztás azonos funkció esetén, pl. ékszíj

Önsegítés elve





Önmagukat erősítő szerkezeti megoldások





Önmagukat védő megoldások rugók esetén




További kialakítási irányelvek Terméktervezés módszertana

• Hőtágulás szempontjából helyes kialakítás • Relaxáció szempontjából helyes konstrukció (magas hőmérsékleten a terhelés hatására bekövetkező kúszás) • Korrózió szempontjából helyes kialakítás • Gyártás és szerelés szempontjából helyes kialakítás • Szabvány szempontjából helyes kialakítás • Forma, megjelenés szempontjából helyes kialakítás




A formaadás szempontjai Terméktervezés módszertana

• Konstrukciós tényezők (cél, funkció, szerkezeti struktúra) • Előállítási – gyártási tényezők (gyártás, szerelés, gazdaságosság) • Értékesítési – elosztási (csomagolás, szállítás, raktározás) • Felhasználás (használat, ergonómia) • Kivonás (újrahasznosítás, megsemmisítés)




A formaadás tervezési irányelvei Terméktervezés módszertana

Alapelv: ha már szépet nem tudunk tervezni, legalább csúnyát ne tervezzünk! ☺ 1. 2. 3.

A rendeltetésszerűség elve: a forma fejezze ki a gép lényegét és funkcióját. A technikailag jobb megoldás általában formailag is szebb terméket eredményez Minimális költségek elve: a műszaki érték nem lehet a termék egyetlen megítélési szempontja, ebből következik a Minimális súly elve: a könnyűszerkezet nem feltétlenül olcsó szerkezet. A minimális költség az anyagtakarékos építési módból adódik. ->pl. önhordó szerkezet (a burkolat teherhordó elem is) Dr. Bercsey T. - Dr. Horák P.




4. Minimális térfogat elve: csökken a beépített anyag és a megmunkálási idő is. A gép részei úgy legyenek elhelyezve, hogy zárt egységes összbenyomást nyújtsanak. 5. A formaegyszerűség elve és az ehhez kapcsolódó felületekre, valamint díszítésekre vonatkozó szabályok kimondják, hogy a szép gép formája legyen határozott és egyszerű. Ezt nyugodt vonalvezetésű, a funkcióhoz illeszkedő, technológiailag jól megvalósítható felületkiképzés biztosítja. Fölösleges, a funkciótól idegen díszítéseket ne alkalmazzunk, a dísz legyen a szín és maga a forma. Nagy sík felületek, széleken nagy lekerekítéssel horpadtnak tűnnek- > enyhén domborított felületek alkalmazása (merevít is) Dr. Bercsey T. - Dr. Horák P.




6. A súlypontra vonatkozó szabály a rendeltetésszerűség elvével, a gép funkciójával függ össze és a stabilitás, a kiegyensúlyozottság és megbízhatóság hangsúlyozását várja el a szerkezeti felépítéstől és a formától. A helyhez kötött gépeknél a gép súlypontja legyen alátámasztva! 7. A formarokonság elve a részek és a gép egészének egymáshoz illeszkedő formaadásával az egységes megjelenést biztosítja, amit elősegít a 8. Csoportosításra vonatkozó szabály betartása is. Ez kimondja, hogy az ismétlődő, azonos funkciójú elemeket azonos formaképzés mellett áttekinthető csoportokba kell rendezni. Dr. Bercsey T. - Dr. Horák P.




9. A részillesztésekre vonatkozó szabály szerint a funkcióból és a gyártástechnológiából adódó illesztéseket nem elrejteni, hanem megfelelő kiképzéssel a forma kiemelésére, a funkcionális tagozottság érzékeltetésére kell felhasználni. 10. A kezelhetőség követelménye nagy mértékben befolyásolja a gép szerkezeti felépítését, kialakítását, formáját és használati értékét. Kielégítése az ergonómia tudományának ismeretét és tudatos alkalmazását kívánja meg a tervezőtől.





Termékmodellezés és szimuláció




Modellezés és szimuláció a tervezésben Terméktervezés módszertana A tervezési feladat meghatározása

Szimuláció: egy másik rendszerrel - amely bizonyos vonatkozásokban hasonló az eredeti rendszerhez utánozzuk egy rendszer viselkedését, vagyis az eredeti rendszer modelljét kapjuk meg vele.

Az eredeti tervezése

Az eredeti

Szinkron szimulációs modell

Az eredeti viselkedése

Diakronikus szimulációs modell (viselkedési modell)

Tényleges viselkedés

Szimuláció (a viselkedés imitálása)

Értékelés

Módosítás

Megvalósítás




Vége Döntés

Modelltípusok működési elvük szerint Terméktervezés módszertana

• szerkezeti modellek (pl. folyamatábrák, kapcsolási rajzok, kvalitatív grafikonok)

Gyors első benyomást kaphatunk velük a tervezés tárgyának megjelenési formájáról, működéséről, gyártási lehetőségeiről, és gyakran új ötletek forrásaként is felhasználhatók.

• ikonos modellek (pl. képek, rajzok, makettek, minták, léptékhelyes modellek és prototípusok)

Ha a rendszer viselkedését nem lehet teljes mértékben matematikai összefüggések formájában kifejezni, akkor az ikonos modellekkel való vizsgálatokhoz kell folyamodni.

• analóg modellek (pl. a hővezetési folyamat vizsgálható a villamos vezetési modellel)

Az analóg modellekben az eredeti valamely tulajdonságát a modell egy másik tulajdonsága reprezentálja. Dr. Bercsey T. - Dr. Horák P.



Modelltípusok működési elvük szerint Terméktervezés módszertana

• matematikai modellek Elsődleges matematikai modell: fizikai és kémiai törvényszerűségek, alapelvek felhasználásával írják le a rendszer vagy a termék viselkedését. Ha ismertek a termék méretei, anyagi tulajdonságai és működési viszonyai, akkor az elsődleges matematikai modell lehetővé teszi a viselkedés azonnali meghatározását. (pl. egy adott súllyal terhelt rúd lehajlását leíró összefüggés)

Gl 3 f = 3EI Dr. Bercsey T. - Dr. Horák P.




Másodlagos (származtatott) matematikai modellek pl. két azonos anyagú, de eltérő geometriájú rudat vizsgálva: f 2 G l 3EI 1 G2 I 2 ⎛ l2 ⎞ ⎜ ⎟ = 3 = f 1 3EI 2 G1l1 G1 I 2 ⎝ l1 ⎠ 3 2 2

3

3

G2 I1 ⎛⎜ l2 ⎞⎟ f2 = ⋅ f1 ⎜ ⎟ G1 I 2 ⎝ l ⎠

felhasználhatjuk az ikonos modellel végrehajtott kísérletet is az ismeretlen rugalmassági modulus meghatározásához. Az alkalmazandó összefüggés: 3

G1l1 E= 3 f 1 I1

Ezt aposteriori elsődleges matematikai modellnek hívjuk, mivel csak az ikonos modellel végzett vizsgálatot követően hozható létre. Ha minden ismert, és nincs szükség ikonos modellre a vizsgálathoz, akkor apriori elsődleges matematikai modellről beszélünk. Dr. Bercsey T. - Dr. Horák P.



FMEA-elemzés

Cél

Terméktervezés módszertana Előkészítés

Konstrukció, folyamat elem kijelölés

Elemekre bontás

Műveletek Alkatrészek

Funkciók meghatározása (csoportmunka)

Feltárás

Mikor nem teljesül a funkció ? Milyen hatás éri a vevõt ? Mi okozza a hibát ? Milyen ellenõrzések vannak ?

Hibák Következmények Okok Ellenõrzések

Súlyozás Milyen súlyos a vevõt ért hatás ? Milyen gyakori a hiba ? Milyen hatékony az ellenõrzés ?

Kiértékelés RPN - Risk Priority Number RF - Risk of Failure RP - Risk of Part

Javaslatkészítés (Csoportmunka)



Készült a Nemzeti Fejlesztési Visszaellenőrzés Terv HEFOP (Csoprtmunka)

3.3.1 Operatív Programja keretében

Kritikus elemek

Javaslatok


• FMEA (Failure Mode and Effect Analysis) ->hibamód és hatás elemzés Fontossági mérőszámok: – Hiba ok előfordulásának gyakorisága (Oijk) – A hiba következményének súlyossága (Sijk) – Az ellenőrzés hatékonysága (Dijk) RPN (Risk Priority Number): megadja a HIBAOK-KÖVETKEZMÉNY-ELLENŐRZÉS láncolat jelentőségét a következő képlet alapján:

RPN ijk = Oijk ⋅ S ijk ⋅ Dijk Dr. Bercsey T. - Dr. Horák P.



Hiba ok előfordulásának gyakorisága (Oijk) Terméktervezés módszertana

Hiba valószínűsége

Lehetséges hibaráták

Nagyon magas: a hiba szinte elkerülhetetlen

≥1:2

10

1:3

9

1:8

8

1:20

7

1:80

6

1:400

5

1:2 000

4

1:15 000

3

1:150 000

2

Magas: ismétlődő hibaráták Mérsékelt: alkalmi hibák

Alacsony: viszonylag kevés hiba

Értéksz ám (Oijk)

Távoli: hiba valószínűtlen ≤ 1:1 500.000 Dr. Bercsey T. - Dr. Horák P. BME Gépszerkezettani Intézet http://www.gszi.bme.hu © BME, GSZI 2007.03.27. 160 Fólia


1

A hiba következményének súlyossága (Sijk) Hatás

Terméktervezés módszertana Kritérium: a hatás jelentősége

Veszélyes – figyelmeztetés nélkül

Nagyon nagy jelentőségű, amikor a lehetséges hibamód hatással van a termék biztonságos működésére és/vagy a törvényes előírások betartására, figyelmeztető jel nélkül.

10

Veszélyes - figyelmeztetéssel

Nagyon nagy jelentőségű, amikor a lehetséges hibamód hatással van a termék biztonságos működésére és/vagy a törvényes előírások betartására, figyelmeztető jellel.

9

Nagyon magas

Szerkezet/elem nem működik, az elsődleges funkció elvesztése.

8

Magas

Szerkezet/elem működik, de csökkentett szintű teljesítménnyel. Felhasználó elégedetlen.

7

Mérsékelt

Szerkezet/elem működik, de a kényelmi elem(ek) nem működnek. Felhasználó kellemetlenséget tapasztal.

6

Alacsony

Szerkezet/elem működik, de a kényelmi elem(ek) csökkentett szintű teljesítménnyel üzemelnek. A felhasználó némi elégedetlenséget érez.

5

Nagyon alacsony

Illesztés és kidolgozás nem megfelelő (nyikorgó és zörgő elemek). A hibát a legtöbb felhasználó észreveszi.

4

Kicsi

Illesztés és kidolgozás nem megfelelő (nyikorgó és zörgő elemek). A hibát az átlagos felhasználó észreveszi.

3

Illesztés kidolgozás nem megfelelő (nyikorgó és zörgő Dr. Bercsey T. - Dr.ésHorák P.

2

Nagyon kicsi

elemek). A hibát Készült a jó megfigyelő képességű felhasználó a Nemzeti Fejlesztési BME Gépszerkezettani Intézet észreveszi. Terv HEFOP 3.3.1 Operatív http://www.gszi.bme.hu Programja keretében Nincs Nincs hatás. © BME, GSZI 2007.03.27. 161 Fólia

Értékszám (Sijk)

1

Az ellenőrzés hatékonysága (Dijk) Észlelés

Terméktervezés módszertana Kritérium: az észlelés valószínűsége terv ellenőrzéssel

Értékszám (Dijk)

Teljes bizonytalanság

A tervellenőrzés nem fog és/vagy nem tud észlelni egy lehetséges okot/mechanizmust és a rákövetkező hibamódot, vagy nincs terv ellenőrzés

10

Nagyon távoli

Nagyon távoli az esély arra, hogy a terv ellenőrzés észlelni fog egy lehetséges okot/mechanizmust és a rákövetkező hibamódot

9

Távoli

Távoli az esély arra, hogy a terv ellenőrzés észlelni fog egy lehetséges okot/mechanizmust és a rákövetkező hibamódot

8

Nagyon alacsony

Nagyon alacsony eséllyel fog észlelni a tervellenőrzés egy lehetséges okot/mechanizmust és a rákövetkező hibamódot

7

Alacsony

Alacsony eséllyel fog észlelni a terv ellenőrzés egy lehetséges okot/mechanizmust és a rákövetkező hibamódot

6

Mérsékelt

Mérsékelt eséllyel fog észlelni a tervellenőrzés egy lehetséges okot/mechanizmust és a rákövetkező hibamódot

5

Mérsékelten magas

Mérsékelten magas az esély, hogy a terv ellenőrzés észlelni fog egy lehetséges okot/mechanizmust és a rákövetkező hibamódot

4

Magas

Magas az esély, hogy a terv ellenőrzés észlelni fog egy lehetséges okot/mechanizmust és a rákövetkező hibamódot

3

Nagyon magas

Nagyon magas az esély, hogy a terv ellenőrzés észlelni fog egy lehetséges okot/mechanizmust és a rákövetkező hibamódot

2

Majdnem biztos A terv ellenőrzés majdnem biztosan észlelniFejlesztési fog egy lehetséges Készült a Nemzeti BME Gépszerkezettani Intézet okot/mechanizmust és aTerv rákövetkező HEFOPhibamódot 3.3.1 Operatív http://www.gszi.bme.hu Programja keretében © BME, GSZI 2007.03.27. 162 Fólia

1


DfX-technikák Terméktervezés módszertana




Gyártmány koncepció

Terméktervezés módszertana Főterv

Koncepció átalakítás

- funkcionális átalakítások - egyszerűbb struktúra kialakítása - alkatrész-szám csökkentése - kezelési és behelyezési feltételek javítása - kötési módok változtatása

DFA elemzés

DfMA -> szerelés- és gyártáshelyes tervezés

nem

Szereléshelyes a gyártmány ? igen Anyagok és technológiák kiválasztása, korai költségbecslések

Javaslatok a gazdaságosabb anyagok és technológiák alkalmazására

A legjobb tervkoncepció

Gyártáshelyes tervezés

Részletes tervezés minimális gyártási költségekre

Prototípus Dr. Bercsey T. - Dr. Horák P.

BME Gépszerkezettani Intézet http://www.gszi.bme.hu Gyártás © BME, GSZI 2007.03.27. 164 Fólia


DFMA Terméktervezés módszertana

A DFMA- módszer (Design for Manufacture and Assembly) támogatja: • meglévő gyártmánytervek értékelése a szerelhetőség és gyárthatóság, versenyképesség szempontjai alapján, • a kézi, automatikus vagy robotos szerelés alkalmazhatóságának vizsgálata adott termékekre, • az elemzett gyártmánytervek struktúrájának elemzése, egyszerűsítése, • a szükséges minimális alkatrész-szám meghatározása a termék funkcióihoz, • szerelhetőség hatékonysági mutatójának meghatározása, Dr. Bercsey T. - Dr. Horák P.




a szerelés és gyártás várható költségeinek meghatározása ill. tervezési stádiumban való becslése, • alternatív gyártási technológiák és szerelés-szervezési formák közötti választás, • a konkurens termékekkel való összehasonlítás, • konstrukciós jellemzők rangsorolása, értékelése, • a konstrukcióval kapcsolatos színvonal jellemzők számszerűsítése, • a lehetséges hibák, hibaokok vizsgálata, • gyártmányfejlesztési feladatok meghatározása, • célszerű fejlesztési irányok, trendek feltárása. Dr. Bercsey T. - Dr. Horák P.




A terméktervezés folyamat tervezése




PROJEKTMENEDZSMENT Terméktervezés módszertana

• A projektmenedzsment egy olyan vezetési koncepció mely a projekt kritériumainak megfelelő terveket a célok kitűzésétől kezdve a megvalósítás befejezéséig önállóan, a megfelelő hatáskör és üzemi vagy vállalati hatalom delegálása mellett valósítja meg. A projektek illetve projektteamek beillesztése a szervezeti struktúrába többféleképpen történhet. A leggyakoribb formák :




Tiszta projektmenedzsment Terméktervezés módszertana Vállalatvezetés

Értékesítés

Termelés

É. Terület

Váll. irányítás

Üzem I.

Beszerzés

Projekt-team

I

II

Speciális teamek D. Terület

Üzem II.

Számvitel

K. Terület

Üzem III.

Személyi ügyek

NY. Terület Dr. Bercsey T. - Dr. Horák P.



III

Projektmenedzsment mint törzsegység Terméktervezés módszertana Vállalatvezetés Projekt-team

Értékesítés

Termelés

É. Terület

Üzem I.

Beszerzés

D. Terület

Üzem II.

Számvitel

K. Terület

Üzem III.

Személyi ügyek

NY. Terület



Váll. irányítás


Mátrix projektmenedzsment Terméktervezés módszertana Vállalatvezetés

Értékesítés

Termelés

Váll. irányítás

É. Terület

Üzem I.

Beszerzés

D. Terület

Üzem II.

Számvitel

K. Terület

Üzem III.

Személyi ügyek

Projekt-team

NY. Terület Dr. Bercsey T. - Dr. Horák P.



Szervezeti formák összehasonlítása Terméktervezés módszertana

Típus

Előnyök

tiszta projektmenedzsment

világos és felelősség

Hátrányok

egyértelmű merev szervezeti forma magas általános költségek

kompetencia

nehézkes a csak korlátozott időre szükséges szakértők beillesztése

projektmenedzsment mint törzsegység

a projektteam beillesztése a hiányzó utasítási jogkörök szervezetbe különösebb a projekt vezetője mentesül nehézség nélkül lehetséges a teljes felelősség alól az emberi erőforrások rugalmas kezelése

mátrixprojektmenedzsment

a projektben dolgozók nehézkes a rugalmas alkalmazhatósága elhatárolása a projektvezető felelőssége

szakmai gyakoribb konfliktusok



hatáskörök


Hálótervezési eljárások Terméktervezés módszertana

Hálóterv: irányított gráf melynek csomópontjaihoz és nyilaihoz más más jelentéstartalmat rendelnek a különböző hálótervezési módszerek fajtái: • determinisztikus (az egyes tevékenységek ideje ismert és meghatározott) ->CPM, MPM hálóterv • sztochasztikus (előre nem ismert a tevékenységek legalább egy részének az időtartama) ->PERT, GERT módszer





A cél meghatározni a tevékenységek: • legkorábbi kezdési idejét, • legkorábbi befejezési idejét, • legkésőbbi kezdési idejét, • legkésőbbi befejezési idejét, • a rendelkezésre álló összes tartalékidőt (az a maximális időtartam mellyel a tevékenység kezdési időpontja eltolható anélkül hogy a projekt befejezése csúszást szenvedne), • a rendelkezésre álló szabad tartalékidőt (az a maximális időtartam mellyel az adott tevékenység legkorábbi kezdési időpontja eltolható úgy hogy az összes utána következő valós tevékenység a legkorábbi lehetséges időpontban kezdődjön) • az ún. kritikus utat, mely a háló kezdőpontjából a végpontjáig vezető leghosszabb út, vagy másképpen fogalmazva a háló kezdő és végpontja közötti összes lehetséges út közül az, amelynek tartalékideje a legkisebb.




CPM-típusú tevékenységháló (Critical Path Method) Terméktervezés módszertana

esemény 1

tevékenység

esemény 2

tevékenység

tev. látszattevékenység tev.

esemény 3

tev.

esemény 3 tev.




Gantt-diagram Terméktervezés módszertana

K

J

I

H

G

F

E

D

C

B

A




MPM-típusú hálóterv Terméktervezés módszertana

3 2

0

3

1

3

3

1

0

0

4

0

3

1

4 3

0

5

1

6

4

-3 2

2 -5

Jelölés : 3

D i

D bij:=Tij

i

j bij:=-Tij



j


7


Jelölések: Csomópontok: tevékenységek Nyilak: a tevékenységek közti kapcsolatok Di := az „i”-ik tevékenység időszükséglete, Tij := két egymást követő „i” és „j” tevékenység kezdése közötti idő, bij := Tij ha ez minimum kapcsolat (azaz „j” legkorábban ennyi idővel „i” megkezdése után kezdhető el) /ebben az esetben bij ≥0/ bij := -Tij ha ez maximum kapcsolat (azaz „j” legkorábban ennyi idővel „i” megkezdése után kell elkezdődjön) /ebben az esetben bij ≤0/




PERT-módszer (Program Evaluation and Review Technique) Terméktervezés módszertana

a tevékenységeket nyilakkal jelöli. A tevékenységek időtartama bétaeloszlású véletlen változó. Egy tevékenység időtartamát az alábbi három becslés segítségével határozhatjuk meg. • optimista becsérték (OB), azaz különösen kedvező körülmények között ennyi ideig tartana, • pesszimista becsérték (PB), azaz ha minden összeesküszik ellenünk akkor ennyi időt venne igénybe, • átlagos becsérték (ÁB), vagyis „normális” körülmények között ennyi ideig tartana. Ezek alapján a tevékenység várható időtartama (VI) : VI =

OB + 4 * ÁB + PB 6

A tevékenység idejének szórása (SI) az alábbi közelítő formulával határozható meg : ( PB − OB ) 2 SI = 36




GERT-módszer (Graphical Evaluation and Review Technique) Terméktervezés módszertana

• A GERT háló minden egyes csomópontja egy bemenő és egy kimenő oldalból tevődik össze. Míg a CPM és PERT csomópontjai „ÉS kapuk” azaz az esemény bekövetkezik mihelyt az összes - a csomópontba befutó - tevékenység befejeződik, addíg a GERT háló ezenfelül tartalmaz még „VAGY” (OR) bemenetet és „kizáró VAGY” (EXCLUSIV OR = EXOR) bemenetet is.




Fejlesztési projekt GERT hálója Terméktervezés módszertana továbbfejlesztés

termékteszt

4

teszt sikeres

6

projektsiker

7

projektkudarc

te rm

ék

tes

fe

jle

sz

té

s

zt s ike r

A

es

te

am

2

1 akí gs z me

te rm ék fe jle té

tá s

sz s B te am

3

termékteszt

5

megszakítás

továbbfejlesztés

Jelölések :

"ÉS" bemenet

determinisztikus kimenet

"VAGY" bemenet

sztochasztikus kimenet


BME Gépszerkezettani "kizáró Intézet VAGY" bemenet http://www.gszi.bme.hu © BME, GSZI 2007.03.27. 181 Fólia


Kapacitástervezés Terméktervezés módszertana

• •

•

Az elkészült hálóterv nemcsak a határidőtervezés alapja hanem az erőforrások hozzárendelésének is. A hálóterv alapján megszerkesztünk egy Gantt diagrammot, melyből leolvashatjuk az egyidejű tevékenységek kapacitásigényét. A kapacitástervezés egyben költségtervezést is jelent, hiszen a szükséges kapacitások ismerete a projekt tervezett időtartama alatt egyúttal a költségtervezés alapja is




Projektirányítási körfolyamat Terméktervezés módszertana

Projektcélok kitûzése

Projekttervezés

PROJEKTIRÁNYÍTÁS

Terv megváltoztatása

NEM

Eltérés korrigálható ?

IGEN

Zavarhatások

tény

Terv-tény összehasonlítás

Eltérés

Döntés a korrekció jellegérõl és méretérõl

Eltérés elemzése

Korrekció az érintett részlegek által

Projektkontroll




A projekt tény megvaló sítása

A projekt lezárása Terméktervezés módszertana

A lezáró értékelés lehetséges témái: • Elértük-e a célt ? • Hogyan értük el ? • Milyen problémák adódtak a házon belüli együttműködés során ? • Milyen problémák adódtak a külső partnerekkel történt együttműködés során ? • Hol voltak az erősségeink ? • Hol voltak a gyengéink ? • Mi az amit mindenki tanult a projektből ? • Mit kellene a jövőben másként csinálni ? • Konstruktív kritikák és dicséretek. Dr. Bercsey T. - Dr. Horák P.



Terméktervezés módszertana BMEGEGEATTM

Recommend Documents