Podstawy projektowania i grafika inżynierska

1. Podstawy projektowania i grafika inżynierska Wydział Zarządzania i Ekonomii Politechnika Gdańska 2009 r.

2. Przegląd metod i podejść projektowych

3. Metody – podejście literaturowe • Polscy autorzy (klasycy): • Dorosiński W., Gasparski W., Góralski A., Miller D. • Zagraniczni autorzy (klasycy) : • Jones C., Pahl G., Beitz W. • Metody nie będące algorytmami – w literaturze książkowej, powszechnej, • Algorytmy – w publikacjach wewnętrznych ośrodków projektowych, przedsiębiorstw.

4. Metody rozpatrywania rzeczywistości Trzy główne grupy metod rozpatrywania rzeczywistości: • Podejście systemowe • Spojrzenie z wielu perspektyw • Metody respondencyjne

5. Podejście systemowe • Postrzeganie i uwzględnianie olbrzymiej złożoności natury wszystkich obszarów rzeczywistości • Całej złożoności nie można (albo nie trzeba) zauważać i opisywać • Przyjmuje się schematy, kryteria, wyróżniki ułatwiające rozpatrywanie wielości elementów, cech itd. • Świadome i uzasadnione rezygnowanie z tego co zbyteczne

6. Podejście systemowe - zasady • Zasada 1 – rozumienie złożoności świata • Wybrany obszar rzeczywistości traktuje się jako system, • Dostrzega się relacje generujące podsystemy, • Dostrzega się nadsystemy i uwzględnia otoczenie, • Wyróżnia się podsystemy i nadsystemy ważne, a pomija się nieistotne, • Bada się struktury i hierarchizację systemów; • Zasada 2 – dostrzeganie celu systemu • Rozważenie celu wyróżnienia danego systemu, nadsystemu i otoczenia, • Wyróżnienie warstwy sterującej i roboczej, • Wyróżnienie podstawowej funkcji realizowanej przez system, • Rozważenie pozostałych funkcji i ich hierarchizacja, • Rozważenie wejść i wyjść systemu (np. informacyjne, materialne, itd.), • Rozpatrzenie przepływów oraz zasileń systemu, • Rozpatruje się wpływ systemu na otoczenie i odwrotnie.

7. Podejście systemowe - zasady • Zasada 3 – rozpatrywanie wielości funkcji • Dostrzega się funkcje oraz cechy ilościowe i jakościowe systemu, • Wyróżnia się stany możliwe, niemożliwe, prawdopodobne, • Wyznacza się uwarunkowania charakterystyczne dla systemu, • Dąży się do ilościowego ujęcia funkcji, cech, stanów i powiązań, • Rozważa się system z licznych i różnych perspektyw, • Uwzględnia się częściową nieokreśloność; • Zasada 4 – uwzględnianie dynamiki systemu • System w różnych etapach jego życia, • Dostrzega się procesy zachodzące w systemie i w relacjach, • Wyróżnia się rodzaje procesów (robocze, sterownicze, …) • Zasada 5 – uściślanie modeli systemu • Wyróżnia się klasy modeli, struktur, procesów i relacji, • Stosuje się analizę i modelowanie matematyczne, • Przyjmuje się, że wiedza o teraźniejszości przeszłości i przyszłości jest niepełna.

8. Podejście systemowe – zasady cd. • Zasada 6 – wysoka efektywność badań systemowych • Rozważanie sekwencji: problem – przedsięwzięcie – system - proces, • Zwracanie uwagi na poprawne, ścisłe i precyzyjne formułowanie rozpatrywanego problemu, • Dążenie do strukturalizacji i formalizacji problemu i jego rozwiązania, • Zasada rozpoczynania od ogółu i przechodzenia do szczegółów, • Bierze się pod uwagę kolejne etapy życia systemu; • Zasada 7 – ocenianie i wartościowanie działań • Ustala się kryteria jakości przydatne przy ocenie systemu na wszystkich etapach jego życia, • Optymalizuje się projektowanie rozwiązania, • Rozpatruje się działania systemotwórcze z zachowaniem sekwencji: potrzeby – cele – zadania – środki – realizacja - wyniki

9. Spojrzenie z wielu perspektyw • Podstawowe założenia: • W rzeczywistości technokratycznej istnieje wiele warstw, aspektów, elementów, • Są ze sobą powiązane relacjami i tworzą „grubsze” warstwy, „liczniejsze” aspekty i „większe” elementy, • Zachowują jednak swoją odrębność, • Rzeczywistość nie jednolita, • Postrzeganie zależy od punktu obserwacji.

10. Spojrzenie z wielu perspektyw • Najczęściej wyróżniane perspektywy: • Techniczna – wiedza techniczna, niektóre działy matematyki, analizy kosztowe, ekonometria, itd.. • Organizacyjna – identyfikowanie stopnia akceptowalności rzeczywistości, wpływ na realizację, wybieranie pożądanych wariantów. • Osobista – najtrudniejsza do wyznaczenia; spojrzenie na świat oczami jednostki.

11. Spojrzenie z wielu perspektyw - aksjomaty • Wszystkie problemy są powiązane z otaczającym światem. • Nie każdy problem da się rozwiązać. • Rozważanie rzeczywistości zredukowanej daje obraz niepełny. • Każde podejście badawcze modyfikuje obraz rzeczywistości. • Kwantyfikacja zdarzeń, procesów, itd., które są ciągłe jest dopuszczalna z zastrzeżeniami. • Każdy obserwator ma nastawienie subiektywne. • Uśrednianie (niedostrzeganie jednostki) daje spaczony obraz rzeczywistości. • Zakładanie, że upływ czasu jest procesem liniowym (z punktu widzenia wszystkich perspektyw) jest błędem.

12. Spojrzenie z wielu perspektyw - praktyka • Zespół powinien składać się z ludzi o różnym wykształceniu, wiedzy i cechach. • Zespoły mogą być liczne (szybka realizacja). • Małe (dwie lub trzy osoby) zespoły generują szczególnie ciekawe spostrzeżenia. • Kroki: • Wstępna analiza, dyskusja w zespole, • Identyfikacja kluczowych elementów technicznych, organizacyjnych oraz jednostkowych, • Ustalenie perspektyw, • Pozyskiwanie wiedzy, • Integracja otrzymanych obrazów (nie tylko „proste” złożenie, ale często dokonanie wyborów, ocen itd.)

13. Metody respondencyjne - opis • Części: • Ustalenie zakresu i formy badań, • Uzyskanie wypowiedzi respondentów, • Opracowanie otrzymanych wypowiedzi. • Realizuje się kolejno: • Badania pilotażowe, • Badania ankietowe, • Wywiady.

14. Ustalenie zakresu i formy badań (1) • Identyfikacja wiedzy, którą chcemy uzyskać. • Identyfikacja tych cech zagadnienia, na których temat mają się wypowiedzieć respondenci. • Zaplanowanie toku badań. • Wybranie kręgu osób „podejrzanych”. • Opracowanie i przygotowanie odpowiednich arkuszy pytań.

15. Ustalenie zakresu i formy badań (2) • Pytania muszą dotyczyć zagadnień znanych respondentowi, • Pytania powinny być odpowiednio sformułowane, • Pytania powinny być „wyskalowane”, • Nakierunkowanie na otrzymanie obrazu rzeczywistego (np. pytania kontrolne), • Pytania nie powinny sugerować odpowiedzi wyraźnie nie akceptowanych społecznie.

16. Badania pilotażowe • Badania wstępne. • Sprawdzenie poprawności ułożenia zestawu pytań, zrozumiałości a także nastawienia respondentów. • Niezbyt liczna grupa respondentów (np. od 5 do 10). • Nie tylko odpowiedzi na pytania ale opnie o samym badaniu. • Analiza wyników przed dalszymi pracami.

17. Badania ankietowe • Zakłada się, że celem badań ankietowych jest pozyskanie wiedzy od ludzi, którzy nie są specjalistami w danej dziedzinie. • Prawidłowy wybór respondentów – bardzo ważny element badań. • Pytania mogą być: • Zamknięte – wybór z możliwości, • Otwarte – odpowiedzi w formie opisu. • Przekształcenia i szczegółowa analiza odpowiedzi.

18. Wywiady • Celem wywiadu jest uzyskanie wiedzy głębszej, bardziej szczegółowej. • Przygotowuje się jeden lub kilka podobnych zestawów pytań. • Wywiad powinna prowadzić osoba odpowiednio przygotowana. • Odmiany wywiadu: • „Zwykły” – zadawanie kolejno pytań z zestawu, • Sterowany – podczas wywiadu następuje modyfikacja przygotowanego wywiadu (na bieżąco).

19. Rysowanie przekładni oraz mechanizmów zębatkowych i zapadkowych

20. Przekładnie pasowe • Na rysunkach złożeniowych koła pasowe rysuje się dokładnie • Można, w zależności od podziałki i charakteru rysunku pomijać niektóre szczegóły • Na rysunkach wykonawczych koła pasowe rysuje się bez żadnych uproszczeń

21. Przekładnie łańcuchowe • Koła i przekładnie łańcuchowe rysuje się tylko w jednym stopniu uproszczenia • Nie rysuje się uzębienia kół • Zarys walca podstaw zębów (a -linia cienka – widoki, b -gruba - przekroje) • Zarys walca podziałowego (c -linia punktowa cienka) • Łańcuch oznacza się linią punktową cienką (styczną do okręgów podziałowych)

22. Koło łańcuchowe

23. Przekładnia łańcuchowa

24. Przekładnie zębate • Koła i przekładnie zębate rysuje się w jednym stopniu uproszczenia • Nie rysuje się zębów (można jednak napotkać wyjątki) • Pozostałe elementy kół zębatych rysuje się zgodnie z ogólnymi zasadami rysunku maszynowego

25. Przekładnie zębate • Koła, które nie mają zębów prostych zaznacza się rysując trzy cienkie linie oznaczające odpowiednie uzębienie

26. Czołowe – Walcowe (równoległe)

27. Czołowe – stożkowe (kątowe)

28. Śrubowe - hyperboloidalne

29. Śrubowe - ślimakowe

30. Inne elementy zębate • Ślimaki – wałki z uzębieniem ślimakowym • Ślimacznice – koła ślimakowe • Ślimak + ślimacznica = przekładnia ślimakowa • Zębatki i segmenty zębate – rysuje się: • pierwszy i ostatni wrąb (linia gruba), • płaszczyznę podziałową (linia punktowa), • płaszczyznę podstaw (linia cienka w widoku, gruba w przekroju)

31. Przekładnia ślimakowa - rysunek

32. Zębatki i segmenty zębate

33. Mechanizmy zapadkowe • Mechanizmy zapadkowe: • Okrąg wierzchołków zębów a – linia gruba • Okrąg podstaw zębów b – linia cienka • Zarys zębów – co najmniej jeden ząb i dwa sąsiednie wręby

34. Mechanizmy zapadkowe