Sistemler, Fabrika, Ekipman, Makineler, Montajlar ve Parçalar

Transkript

1 2. TEMELLER Teknik Sistemlerin Temelleri Sistemler, Fabrika, Ekipman, Makineler, Montajlar ve Parçalar Burada yaklaşık karmaşıklık sırasında listelenen teknik görevler bu teknik yapılarla yapılır

2 enerji dönüştüren teknik yapılar makine (motor) malzeme dönüştüren yapılar tezgah ve sinyal dönüştüren yapılar ise cihaz olarak tanımlanabilir

3 Teknik yapılar, girdi / çıktılarla çevreye bağlanan sistemlerdir. Alt sistemlere ayrılabilir ve elemanları sistem sınırları içindedir. Böylece çok büyükler de dahil her soyut sevide sistem tanımlanabilir

4 Kaplin sistemi

5 Kademesiz hız değiştirme / varyatör sistemi

6 Kademesiz hız değiştirme / varyatör sistemi

7 Kademesiz hız değiştirme / varyatör sistemi

8 Sistemi ayrıştırma bakış açıları: o Fonksiyon: Fonksiyonel ilişkiler belirleme / tanımlamada kullanılır o Montaj: Montaj işlemlerini planlamada kullanılır o Üretim: Üretim / üretim planlamayı kolaylaştırmada kullanılır

9 E, M ve Sinyalleri Dönüştürme E genelde göründüğü şekilde belirtilir (makine, elektrik, optik vb.) M; ağırlık, renk, durum gibi özelliklerle belirtilen bir maddedir Genel bilgi kavramı, bilgiyi nakleden fiziki yapı sinyal terimi ile ifade edilebilir

10 Teknik sistemleri (fabrika, ekipman, makine, montaj / parça) analiz; E, M ve S nakletme / dönüştürme gibi işlemler yapıldığını gösterir

11 Teknik işlemlerde bir tür dönüşüm (E / M / S), problem ve çözüme göre diğerlerinden daha ağır basar (ana akış) Genelde buna ikinci ve sıkça üçüncü bir dönüşüm eklenir E dönüşümsüz M / S dönüşümü olmaz

12 Ders kapsamındaki dönüşümler: o Enerji: mekanik, ısı, elektrik, kimyasal, optik, nükleer + kuvvet, akım, ısı o Malzeme: gaz, sıvı, katı, toz + ham madde, test numunesi, iş parçası son ürün, parça o Sinyaller: genlik, görüntü, kontrol uyarısı, veri, bilgi

13 Tüm teknik sistemler; miktar, kalite ve ekonomik terimlerle tanımlanacak E, M ve S dönüştürme içerirler

14 Fonksiyonel İlişki 1. Göreve özgü tanıtım Fonksiyon teknik bir sistemin girdi / çıktı ilişkisi + işlevi soyut düzeyde görev formülasyonu

15 Fonksiyon kavramları / terimleri tüm (genel) fonksiyon alt fonksiyon fonksiyon yapısı ana fonksiyon yardımcı fonksiyon

16 Fonksiyon yapısı geliştirme

17 Fonksiyon yapısında kullanılan semboller

18 FY Geliştirmek / Halı karelerini paketleme

19 FY Geliştirmek / Halı karelerini paketleme

20 FY Geliştirmek / Matkap tezgahı (tüm fonksiyon)

21 FY Geliştirmek / Matkap tezgahı (alt fonks)

22 FY Geliştirmek / Matkap tezgahı (hiyerarşik)

23 FY Geliştirmek / Matkap tezgahı (hiyerarşik fiziksel)

24 FY Geliştirmek / Matkap tezgahı (şematik çözüm)

25 2. Genel geçerli tanıtım Daha fazla alt parçaya ayrılamayan + standart semboller

26 Genel geçerli fonksiyonlar / semboller

27 Genel geçerli fonksiyonlar / FY

28 3. Mantıksal tanıtım Mantıksal fonksiyon ilişki analizi + çeşitli sırada / eşzamanlı işlemleri kolaylaştırır

29 Mantıksal fonksiyonlar / semboller

30 Mantıksal fonksiyonlar / iki kavrama

31 Mantıksal fonksiyonlar / yatak yağlama sistemi

32 Çalışma İlişkisi 1. Fiziksel etkiler Gerekli fiziksel çokluğu etkileyen fizik yasaları ile sağlanır: sürtünme etkisi F F = μ F N Coulomb yasası kaldıraç etkisi F A a = F B b kaldıraç yasası uzama etkisi l = α l Δϑ genleşme yasasıyla sağlanır

33 Çalışma ilkeleri ile alt fonksiyonları karşılamak

34 2. Geometri ve malzeme karakteristikleri Fiziksel işlemin etkilediği yer çalışma bölgesidir Fonksiyon, fiziksel etki + çalışma hareketleriyle karşılanır Fiziksel etki, çalışma geometrisi (çalışma yüzeyleri) + çalışma hareketleriyle sağlanır

35 Çalışma yüzeyleri: o çeşit o biçim o konum o boyut ve o sayıya bağlı değişir / belirlenir

36 Çalışma hareketleri: o Çeşit: öteleme dönme o Tabiat: düzenli düzensiz o Yön: x-, y-, z- eksen doğrultusu / x-, y-, z- ekseni etrafında o Büyüklük: hız vb. o Sayı: bir, birkaç vb. bağlı değişir / belirlenir

37 Fiziksel etki + geometri ve malzeme karakteristik birleşimleri (çalışma yüzeyi + çalışma hareketi + malzeme), çözüm ilkesi belirleme sağlar Bu etkileşime çalışma (çözüm) ilkesi denir

38 Teknik sistem ilişkileri

39 Konstrüksiyon ilişkisi Çalışma yapısıyla belirlenen çalışma ilişkisi somut konstrüksiyon yapısı oluşturmada kullanılır Konstrüksiyon ilişkisi; parça, montaj, makine ve ilgili bağlantıları tanımlayan somut teknik yapı / sistemi gösterir Üretim, montaj, sevkiyat vb. de dikkate alınır

40 Sistem ilişkisi Teknik yapı / sistemler: o genelde diğer sistemlerle çalışır o insan müdahalesine gereksinim duyar o geri besleme etkisi ve sinyaller gönderirler

41 Teknik sistemlerdeki karşılıklı ilişkiler

42 Teknik sistemlerdeki etkiler: o Amaçlanan etki: Sistem operasyonuyla istenen etki o Girdi etkisi: Teknik sistem üzerinde insan etkisi o Geri besleme etkisi: Teknik sistem etkisine bağlı işlevsel ilişki o Olumsuz etki: Teknik sistem / insan üzerinde istenmeyen dış etki o Yan etki: Teknik sistemin insan / çevre üzerinde istenmeyen etkisi

43 Sistematik kılavuz Teknik görevler: genel amaç (teknik fonksiyon, ekonomik fizibilite, insan ve çevre emniyeti gibi) ve sınırlayıcılar (ergonomi, üretim yöntemleri, nakil olanakları, amaçlanan kullanım vb.) karşılanarak çözülür

44 Genel ve göreve-özgü sınırlayıcılar

45 Tasarım / geliştirme esnasındaki etki ve sınırlayıcılar

46 Sistematik Yaklaşımın Temelleri 1. Problem çözme işlemi Bir problem: o arzulanmayan bir başlangıç hali (yetersiz hal) o arzulanan bir hedef hali (tatminkâr hali sağlama) o arzulanmayan halden belirli bir anda arzulanan hedefe dönüşümü / geçişi önleyen engeller

47 Dönüşümü (çözümü) önleyen bir engelin: o çaresi bilinmiyor / bulmak gerekiyor (sentez / operatör problemi) o çaresi bilinmekle birlikte çok fazla (ara karar / birleşim ve seçim problemi) o hedef bulanıklığı ve açık formüle edilememesi (diyalektik / araştırma ve uygulama problemi) olabilir

48 Bir problem: o Karmaşıklık: Dayanımı farklı birçok parça olması ve birbirini etkilemesi o Belirsizlik: Tüm ihtiyaç / ölçütlerin bilinmemesi, bir kısmi çözümün genel / kısmi çözümler üzerindeki etkisinin tam anlaşılmaması / yavaş ortaya çıkması

49 Görev / Problem o Görev: Belirli koşullar altında yapılması düşünülebilen bir hedeftir (amaç, sonuç) o Problem: Çözümü doğrudan yapılamayan / bilinen yöntemlerle sağlanamayan bir görev / vazifedir

50 o Düşünme beyinde olur o Bir problemi çözmek için problem hakkında bilgi gerekir (hafızada doğru bilgi diye anılır) o Etkin çözüm bulmada deneyimsel (heuristik) düşünme önemlidir o Hafıza: Kısa dönemli (geçici ve sınırlı kapasitede) Uzun dönemli (kalıcı, sınırsız kapasite ve düzenli yapıda)

51 Belirlenebilir çeşitli ilişkiler o somut soyut ilişki (açısal temaslı yatak bilyalı yatak yuvarlanmalı yatak rulman kızak kuvvet nakli ve parça konumlama) o tüm parça ilişkisi (fabrika makine montaj parça) o boşluk ve zaman ilişkileri (ön arka, aşağı yukarı / bu ilk şu sonraki)

52 Hafıza / öğrenme: değişebilir ve genişleyebilir düğüm ve bağlantılara sahip anlamlı bir ağ kabul edilebilir Düşünme: benzer anlamlı ağlar oluşturma ve yeniden düzenleme içerir Sezgisel ve etkileşimli olabilir

53 Yataklara ait anlamsal bir ağ

54 Sezgisel düşünme / ilham: Derin / bilinçsiz düşünme + tetikleme + ilham kıvılcımları Etkileşimli / sistematik düşünme: Bilinçli analiz + değiştirme + kontrol + iptal + tekrar düşünme / değerlendirme Bilgi yapısı: doğru bilgi (epistemik) / deneyimsel (heuristik) olabilir

55 Düşünme işlemini gösteren TOTE modeli : o değiştirme işlemi yetersizlik halinde yapılır o test işlemi sonuç kontrol edilir ve tatminkarsa çıkılır

56 İyi Problem Çözücü İnsan Karakteristikleri 1. Zekâ ve yaratıcılık Zekâ: anlama / kavrama + muhakeme + uyum yeteneği Yaratıcılık: yeni fikirler / mevcut fikirlerin orijinal bileşimlerini oluşturma gücü Zekâ / yaratıcılık testleriyle ölçülür ve problem çözmede önemlidir

57 2. Karar verme davranışı Bağımlılıkları ayırt etme: karmaşık sistemin alt elemanları arası bağımlılıkları belirleme / sıralama Önem ve öncelik belirleme: probleme ait önemli / az önemli detayları belirleme / sıralama / çözme Süreklilik ve esneklik: süreklilik hedefe ulaşmada daima odaklanma / çalışma; esneklik ise değişen ihtiyaçlara hemen uyum yeteneğidir (bunlar dengelenmelidir) Kaçınılmaz hatalar: karmaşık sistemlerde olası bazı hatalardan kaçınılamaz / bunlar düzeltilmelidir

58 Bilişsel psikoloji göre iyi problem çözücüler: o doğru ve düzenli teknik bilgiye sahiplerdir (zihinlerinde düzgün bir model bulunur) o somut - soyut arası uygun bir denge kurarlar o belirsiz ve bulanık veriyle iş yapabilirler o esnek bir karar verme davranışı benimser ve sürekli hedeflere odaklanırlar

59 İyi tasarımcılar: o Genel hedef / kısmi hedefleri titiz analiz ederler o Kavramsal aşamada çözüm ilkeleri oluşturur / belirlerler o Önce uzaklaşan sonra yaklaşan bir araştırma benimser, uygun bir somutluk düzeyi seçer ve bakış açılarını değiştirirler o Ölçütlere göre çözümleri değerlendirirler o Sürekli kendi yaklaşımlarını yansıtır / mevcut duruma uyarlarlar

60 Bilgi işleme olarak problem çözümü Bilgi; alınır, işleme tabi tutulur ve iletilir

61 Bilgiyi karakterize etme ölçütleri: o Güvenilirlik: mevcut, güvenilir ve doğruluğu o Tam olma: içeriğin hassas ve açıklığı o Hacim ve yoğunluk: sistem / işlemi ifadede gerekli kelime / resim miktarı o Değer: alıcıya önemi o Güncellik: kullanılacağı an o Şekil: grafik ve alfa sayısal veri arası fark o Orijinallik: orijinal karakterin korunması o Karmaşıklık: sembol ve eleman yapısı / ilişkisi o Düzeltme derecesi: ayrıntı miktarı

62 Genel Çalışma Metodolojisi SY kullanan herkes şu koşulları karşılamalıdır: o Hedef tanımlama tüm / alt hedef ve önemlerini belirleme o Koşulları netleştirme ilk ve uç sınırlayıcılar tanımlama o Önyargılı olmama büyük çözüm uzayı kullanma ve mantıksal hatalardan sakınma sağlar o Seçenek arama alternatif çözüm / birleşimleri o Değerlendirme yapma hedef ve koşullara göre o Karar verme objektif değerlendirmeyle kolaylaşır ve gelişme sağlar

63 1. Maksatlı düşünme Düşünme şekli: sezgisel ve etkileşimli olabilir Sezgisel bir yaklaşımın dezavantajları: o gerekli anda doğru bir fikir çok nadir oluşur o sonuç, kişisel yetenek ve tecrübeye bağlıdır o önyargılı fikirler çözümleri kuşatabilir

64 Etkileşimli düşünme şekli: Problemi küçük parçalara ayırmak + sistematik çözmek / analiz etmek + değiştirmek / birleştirmek

65 1. Özel çalışma tarzları İşlem-odaklı: Her fonksiyona çözüm ilkesi arama + uyumunu kontrol etme + genel çözümde birleştirme + şekillendirme Problem-odaklı: Her bir fonksiyona çözüm ilkesi arama / şekillendirme + uyumunu sağlayacak birleştirme + değiştirme

66 Çay ocağı: a işlem-odaklı, b problem-odaklı yaklaşım

67 Deneyimli tasarımcılar; problem-odaklı yaklaşım kullanır, tecrübeden yararlanır, birçok çözümü bilir, çabuk temsil eder ve sonuca giderler Bu yaklaşım, parçaların birbirini sıkıca etkilemediği ve açık özelliklere sahip olduğunda geçerlidir Acemi tasarımcılar; işlem-odaklı yaklaşım kullanır, daha uzun süreye gerek duyar, aşırı büyük çözüm uzayı oluşturur Bu yaklaşım, soyut-somut arası uygun bir denge gerektirir; yani uzaklaşma / yakınlaşma

68 Bu iki yaklaşım, uygulamada genelde yalın değil çeşitli birleşimlerde bulunur İşlem-odaklı yaklaşım; alt problemlerin sıkı ilişkide olduğu ve yenilik gerektiğinde önerilir Problem-odaklı yaklaşım; fonksiyonel alan bağlantıları az olduğu ve alt problemler bilindiğinde faydalı olur

69 Üretken çözüm araştırması; alt fonksiyonlara çözüm aramada paralel çözüm ilke / şekillendirme seçeneği geliştirme / inceleme ve karşılaştırıp en uygunu bulma Düzeltici çözümler araştırması; özel bir fikir / örneği bir başlama noktası olarak kullanıp tatminkâr bir çözüm oluşana kadar bunu adım adım geliştirme ve uyarlama Tasarımcılar, uygulamada çeşitli yaklaşımların karışımını kullanabilirler

70 Elastik desteğe çözüm arama: a üretken, b düzeltici yaklaşım

71 Genel Uygulanabilir Yöntemler 1. Analiz karışık problemleri küçük parçalara ayırma ve ilişkilerini incelemektir Problem analizi o önemlileri önemsizlerden ayırmak o ikinci dereceli tekil problemlere bölmek o gerekirse problemi yeniden formüle etmek

72 Yapısal analizi yapısal ilişkileri araştırmaktır o hiyerarşik yapılar o mantıksal yapılar o vb. Zayıf nokta analizi o aksaklıkları keşfetmek o zincirdeki en zayıf halkayı araştırmak

73 2. Soyutlama özel / önemsizi ihmal etme ve genel / temel olana odaklanmadır Yüksek düzeyde ilişki sağlar; yaratıcılık ve sistematik düşünmeyi destekler

74 3. Sentez yeni etkiler oluşturma ve uyumlarını göstermek için parça / elemanları bir araya getirmek bir bütünü oluşturacak parçalar birleşimi Bütüncül bir yaklaşıma dayanmalı; alt görev / özel adımlarda çalışırken genel görev akılda tutulmalıdır

75 4. Sürekli soru sorma yöntemleri Soru sorulması, düşünme ve sezgiyi uyarır Standart bir soru listesi hazırlanır / kullanılır

76 5. Geçersizleştirme yöntemi bilinen bir çözümü küçük parçalara ayırır / özel ifadelerle tanımlar ve bunları geçersizleştirir yeni çözüm olanakları oluşturur

77 6. İleri adımlar yöntemi bir çözümle başlanıp olası tüm çözüm yolları aranır ayrışan düşünme de denir mutlak sistematiklik gerekmez

78 İleri adımlar yöntemiyle mil göbek bağlantısı geliştirme

79 7. Geriye adımlar yöntemi amaçlarla başlanır ve gelişme sağlayacak her yol yeniden izlenir yakınlaşan düşünme (birleşim) de denir üretim planı ve imalat sistemleri geliştirmede yaralı olur

80 8. Bileşenlere ayırma yöntemi karmaşık ilişki / sistemin sade ve açık alt problem / görevlere bölünmesi ve çözülmesidir etkin çalışma + öncellik belirleme sağlar

81 9. Sistematik değiştirme yöntemi yaklaşık tam bir çözüm alanı geliştirme sağlar tasnif şeması oluşturma ve kullanmak çözüm bulmayı kolaylaştırır

82 10. İş bölümü ve işbirliği büyük ve karmaşık görevlerde; daha kolay, hızlı ve iyi çözümler sağlar (uzmanlık artar) farklı uzmanlar iyi / organize çalışabilir sorumluluk paylaşımı daha iyi olur ve proje yönetimi kolaylaşır

83 Bilgisayar Desteğinin Rolü Prensipte ST, bilgisayar olmadan uygulanabilir, ama tasarımda bilgisayar kullanımına da (CAD, CAE, CAM, CIM, PDM ve PLM + IT gibi) iyi bir zemin oluşturur