2. Temeller. Böylece tasarım için ayrıntılı öneriler yapmak mümkün olabilir

Transkript

1 2. Temeller Çözümler geliştirmede, stratejik olarak bir tasarım yaklaşımı geliştirmek için öncelikle teknik sistemlerin temelleri ve bilgisayar desteğine ön koşul olan işlemler incelenmelidir. Böylece tasarım için ayrıntılı öneriler yapmak mümkün olabilir

2 2.1 Teknik Sistemlerin Temelleri Teknik görevler; fabrika, ekipman, makineler, montajlar ve parçaları içeren teknik yapılar yardımıyla gerçekleştirilir. Enerji dönüştüren teknik yapılar Malzeme dönüştüren teknik yapılar Sinyal dönüştüren teknik yapılar : Makine : Tezgah : Cihaz olarak alan standart tanım çabaları vardır

3 Teknik yapılar; Çevreye girdi ve çıktılar aracılığıyla bağlanacak sistemler olarak kabul edilebilmektedir [Hubka]. Bir sistem, alt sistemlere ayrılabilir. Özel bir sisteme ait olan bileşenler, sistem sınırlarıyla belirlenir. Girdi ve çıktılar, sistem sınırlarından geçer. Bu yaklaşım kullanılarak sistemler, her soyut analiz ve tasnif seviyesinde tanımlanabilir. Bu tür sistemler, daha büyük sistemlerin parçalarıdır

4 Somut bir örnek, Şekil 2.1 de birleşik bir kaplin görülmektedir. Bu yapı bir makinede kaplin sistemi olarak düşünülebilir veya iki makineyi bağladığında bir montaj olarak kabul edilebilir. Bu kaplin montajı, Esnek Kavrama (a, b, c parçaları) ve Mekanik Kumandalı Lamelli Kavrama (d, e, f, g, h) şeklinde iki alt sistem olarak ele alınabilir

5 Şekil 2.1. Kaplin Sistemi a h sistem elemanları; i l birleştirme elemanları, S tüm sistem; S 1 esnek kaplin alt sistemi; S 2 mekanik kumandalı lamelli kavrama alt sistemi; І girdiler; O çıktılar

6 Tasarım Amacı: 1 nolu mildeki (l mili) döndürme momentini 2 nolu mile (k mili) çeşitli kavrama yapıları ile iletmek (S 1 ) sistem elemanları: a, b, c parçaları Döndüren mil : l Kama ile milden göbeğe (a parçası) moment iletimi : I Esnek kavrama (b parçası) ile c parçasına moment iletimi, geometrik düzgünsüzlükleri karşılama Flanşlı kavrama ile (S 1 ) sisteminden (S 2 ) sistemine moment aktarımı (S 2 ) sistem elemanları: d, e, f, g, h parçaları i parçası ile tahrik edilen h parçası (manşon) manivela kolunu (g parçası) hareket ettirerek göbek (gövde) üzerindeki dış lameller ve mil üzerindeki iç lamellerin birbiri ile sürtünmesini sağlar. Böylece göbekteki hareket lameller üzerinde oluşan sürtünme momentinin etkisi ile f parçasına aktarılır. Kama bağlantısı ile de 2 nolu mile iletilir. Döndürülen mil: k Döndürülen milin moment değeri: O

7 Şekil 2.1 de görünen sistem: Konstrüksiyon yapısı olarak belirtilen mekanik konstrüksiyonuna dayanmaktadır. Benzer şekilde bu sistem, fonksiyonları cinsinden de düşünülebilir. Bu durumda tüm Kaplin sistemi; Sönümleme : (S 1 ) sistemi Kavrama : (S 2 ) sistemi alt sistemlerine ayrılabilir

8 Örnek olarak g sistem elemanı (manivela kolu) gövdeye bağlı dış lameller ve mile bağlı iç lameller arasında sürtünme bağını oluşturma fonksiyonu olan bir alt sistem olarak düşünülebilir. İkinci bir alt sistem (S 2 ) ise; Kavrama kumanda kuvvetini (i etkisi ile h (manşon) parçası tarafından manivela koluna uygulanan kuvvet) normal kuvvete dönüştürme Momenti (Tork u) nakletme (Lamelli kavramalar ile) alt sistemlerine bölünebilir

9 Bir sistemi alt bileşenlerine bölmede (sistem ayrıştırma) hangi bakış açısının kullanılacağı yapılan araştırmanın amacına bağlıdır. Sistem ayrıştırmada kullanılan yaklaşımlar: Fonksiyon: Fonksiyonel ilişkiler belirleme veya tanımlamada kullanılır. Montaj: Montaj işlemlerini planlamada kullanılır. Üretim: Üretim veya üretim planlamayı kolaylaştırmada kullanılır

10 Enerji, Malzeme ve Sinyalleri Dönüştürme Teknik sistemlerin (fabrika, ekipman, makine, alet, montaj veya parça) analizi, tüm bunların enerji, malzeme ve sinyalleri ileten veya değiştiren teknik işlemler içerdiğini açıkça göstermektedir. Enerji, birçok yolla dönüştürülebilir. Elektrik Motoru (Elektrik E. Mekanik E.) İçten Yanmalı Motor (Kimyasal E. Mekanik, Isı E.) Nükleer Elektrik Santrali (Nükleer E. Isı E.)

11 Malzemeler de birçok şekilde dönüştürülebilir. Karıştırılabilir Ayrıştırılabilir Boyanabilir Kaplanabilir Paketlenebilir Taşınabilir Yeniden Şekillendirilebilir Ham maddeler, yarı mamul veya mamul ürünlere dönüştürülebilir. Makine parçalarına özel biçimler verilebilir, yüzey işlemleri uygulanabilir ve bazıları deney amaçlı imha edilebilir

12 Tüm teknik sistemler (makine, fabrika v.s.) sinyal şeklindeki bilgiyi işlemden geçirirler. Sinyaller; Alınır Hazırlanır Diğerleri ile karşılaştırılır Birleştirilir Taşınır Gösterilir Kayıt edilir

13 Enerji akışı; kuvvet, tork, akım vb. iletimini de içerir (kuvvet akışı, tork akışı ve akım akışı) Bir nükleer enerji santrali kömür yakıtlı olanlarla (Termik Santraller) karşılaştırıldığında sürekli malzeme akışı görülmese bile elektriksel güç üretecek enerji dönüşümü bir malzeme dönüşümüne bağlıdır. Bu dönüşüm sırasındaki sinyallerin akışı, tüm işlemi kontrol ve düzenlemede önemli bir yardımcı akış oluşturur

14 Ayrıca, ölçüm aletleri herhangi bir malzeme akışı olmaksızın sinyalleri alır, iletir ve gösterir. Birçok durumda bu amaçla özellikle enerji sağlama zorunludur; Her sinyal akışına malzeme akışı gerekmese bile bir enerji akışı eşlik eder

15 Enerji: Mekanik, ısıl, elektriksel, kimyasal, optik, nükleer, yanı sıra kuvvet, akım, ısı gibi Malzeme: Gaz, sıvı, katı, toz, yanı sıra ham madde, test numunesi, iş parçası, son ürün, parça gibi Sinyaller: Genlik, görüntü, kontrol uyarısı, veri, bilgi Bu kitapta, Ana akışı enerjiye dayalı olan teknik sistemler motorlar; ana akışı malzemeye dayalı olanlar tezgâhlar ve ana akışı sinyale dayalı olanlar ise cihazlar olarak anılmaktadır

16 Şekil 2.2. Enerji, malzeme ve sinyallerin dönüşümü. Henüz çözüm bilinmiyor, girdi ve çıktılara dayalı görev veya fonksiyon tanımlanır Teknik sistemlerin tamamı; miktar, kalite ve ekonomik terimlerle tanımlanacak E, M ve S dönüştürme işlemleri içermektedirler

17 1. Göreve Özgü Tanıtım Fonksiyonel İlişki Bir tasarım problemini tanımlamak ve çözmek için, amacı bir görevi yerine getirmek olan teknik bir sistemin girdi/çıktı ilişkisine fonksiyon yapısı uygulanmalıdır. Fonksiyon Kavramları/Terimleri Tüm (genel) fonksiyon: Genel görevi tanımlayan fonksiyondur. Bir teknik sistemin tüm girdi ve çıktılarını göstermektedir

18 Alt Fonksiyon: Tüm fonksiyonu oluşturan alt görevleri temsil eden fonksiyonlardır. Alt fonksiyonların birbirleri ve tüm fonksiyon arasındaki ilişki, bazı alt fonksiyonları diğerlerinden önce karşılanma gereğine göre bazı sınırlayıcılarla yönetilir (Örneğin bir montaj sisteminde alt montajları temsil eden bazı alt montaj fonksiyonlarının diğerlerinden önce gelmesi). Ayrıca, birbirleri ile uyumlu alt fonksiyonları birleştirmek ve değişik çözüm alternatifleri (örneğin bir montaj sisteminde uygun montaj sıra planları gibi) oluşturmak gereklidir

19 VE/VEYA grafı Şekil Basit bir montaj sistemi ve uygun montaj sıralarını temsil eden VE/VEYA grafı

20 Öncelik grafı Şekil 2.4. Menteşe montaj sistemi ve öncelik graf temsili

21 Şekil 2.4. deki diyagrama göre, 1. Montaj İşlemi: Tutamak parçasının temel parça olarak seçilmesi ve montaj edilmek üzere yerine yerleştirilmesi 2. Montaj İşlemi: Tutamak parçasına plakanın yerleştirilmesi işlemi 3A Montaj İşlemi: 2. montaj işlemi ile elde edilen tutamak ve plakanın oluşturduğu alt montaja 1. cıvatanın montajı 3B Montaj İşlemi: 3A montaj işlemi ile gösterilen alt montaja 1. somunun montajı

22 4A ve 4B sırasıyla 2. cıvata ve 2. somun montajını, 5A ve 5B de 3. cıvata ve 3. somun montajını temsil eden işlemlerdir. 6 numaralı işlem ise montajın tamamlanmış halini göstermektedir

23 Fonksiyon Yapısı Alt fonksiyonların tüm fonksiyonlara anlamlı ve uyumlu birleştirilmesi ile Fonksiyon Yapısı olarak adlandırılan bir yapı oluşturulur. Şekil 2.5. Tüm fonksiyonu alt fonksiyonlara ayrıştırarak bir fonksiyon yapısı oluşturma

24 Bir fonksiyon yapısındaki alt fonksiyonları temsil etmek için kullanılan semboller, Şekil 2.6 da özetlenmektedir. Şekil 2.6. Bir fonksiyon yapısındaki fonksiyonları temsilde kullanılan semboller

25 Fonksiyonlar, genelde bir fiil ve isimden oluşan ifadelerle tanımlanır. Örneğin, Basıncı Artır Fonksiyonu Torku Naklet Fonksiyonu Hızı Azalt Fonksiyonu Her birisi bir Alt Fonksiyon olan Ana ve Yardımcı fonksiyonlar arasında bir ayrım yapmak faydalıdır. Ana fonksiyonlar tüm fonksiyona doğrudan hizmet ederken; yardımcı fonksiyonlar dolaylı olarak katkıda bulunurlar. Yardımcı fonksiyonlar, destekleyici ve tanımlayıcı bir özelliğe sahiptir

26 Çeşitli Alt Fonksiyonlar arasındaki ilişkiyi incelemek ve bunların mantıksal sırası veya düzenine özel önem vermek gereklidir. Örnek: Uzun bir halıdan belirli boyutlarda kare halı parçalarını kesen, kalite kontrolü yaparak belirli bir kalitenin üzerindeki parçaları alan, bu parçaları sayarak balyalarda birleştiren paketleyerek gönderen bir sistem ele alınsın. Görev-I: Kare halı parçalarını kesecek, kalite kontrolü yapacak, kaliteli halı parçalarını seçecek, sayacak, belirli sayılarda balyalar oluşturacak ve özel paketlerde istifleyecek bir kontrol yöntemi belirlemektir

27 Buradaki ana akış, malzeme akışıdır. (Şekil 2.7) Şekil 2.7. Halı karelerini paketleme fonksiyon yapısı

28 Bu diyagram, bu tür bir uygulamada sadece muhtemel bir işlem sırasıdır. Daha yakın bir inceleme halinde bu alt fonksiyon zincirinin yardımcı fonksiyonlara gereksinim duyduğu fark edilebilir. Çünkü: Kalıpta kesme işlemi, ayıklanması gereken artıklar meydana getirmektedir. Kabul edilmeyen malzeme ayrı olarak çıkartılmalı ve işlemden geçirilmelidir. Paketleme malzemesi içeri alınmalıdır

29 Şekil 2.8. Yardımcı fonksiyonlar eklenmiş halı kareleri paketleme fonksiyon yapısı

30 Halı karelerini say alt fonksiyonun belirli boyuttaki balyalar içinde kareleri paketleme sinyali de verebileceği görülecektir. Böylece, fonksiyon yapısına bir balya içinde n halı karesi birleştirme sinyali gönder alt fonksiyonlu bir sinyal akışı eklemek faydalı olacaktır. Bu durumdaki fonksiyonlar, GÖREVE-ÖZGÜ FONKSİYON yapısı olarak tanımlanmaktadır

31 Brockhaus, fonksiyonları; Faaliyetler, etkiler, amaçlar ve sınırlayıcılar olarak tanımlamaktadır. Matematikte bir fonksiyon; Tek bir y değerini (tek değerli fonksiyon) veya birden fazla y değerini (çok değerli fonksiyon) her x değerine atama şeklinde bir x büyüklüğü ile bir y büyüklüğünü ilişkilendirir. Değer analiz tanımına göre fonksiyonlar; Yapı davranışlarını tanımlar (görevler, faaliyetler, karakterler)

32 Genel Geçerli Tanıtım Diğer bir fonksiyon tanımlaması ise Kramhauer tarafından geliştirilen genel geçerli fonksiyon yapısıdır. (Şekil 2.9.) Şekil 2.9. Enerji, malzeme ve sinyallerin dönüşümünde tür, büyüklük, sayı, yer ve zaman karakteristiklerinden çıkartılan genel geçerli fonksiyonlar

33 Halı karelerini paketleme fonksiyon zinciri (Şekil 2.7), Şekil 2.10 da görüldüğü gibi genel geçerli fonksiyonlar kullanılarak temsil edilebilir. Şekil Şekil 2.7 de verilen halı karelerini paketleme fonksiyon yapısının Genel Geçerli Fonksiyon yapısı ile temsili

34 Zımba ile Kesme Fonksiyonu: Zımba ile kesme fonksiyonunda 1 adet malzeme ve 1 adette enerji girdisi bulunmaktadır. Zımba makinesi, enerji (elektrik enerjisi girdisi) ve malzeme (Halı malzeme girdisi) girdilerini alır ve halı karelerini (küçük halı parçaları malzeme çıktısı) çıktı olarak verir. Enerji Girdisi : Elektrik Enerjisi Malzeme Girdisi : Halı Malzeme Çıktısı : Kesilmiş halı kareleri Artıkları Ayırma Fonksiyonu, Kaliteyi Kontrol Et Fonksiyonu: Bu fonksiyonun kesilmiş halı parçalarından oluşan 1 adet malzeme girdisi bulunmaktadır, kesilmiş halı parçaları incelenerek artıklar ayrılır, ayrıca kesilmiş halı kareleri kalite açısından kontrol edilir ve belirli bir kalitenin altında olanlar atılır, diğerleri ise Halı Karelerini Sayma Fonksiyonuna iletilir

35 Halı Karelerini Sayma Fonksiyonu: Kaliteyi kontrol etme fonksiyonundan çıkan malzeme çıktısını girdi olarak alır ve aldığı sinyal girdisi (kaç adet halı karesi olacağını belirten sinyal) ile belirli sayılarda halı karelerini malzeme çıktısı olarak verir. Balyalarda Birleştirme Fonksiyonu: Bir önceki halı karelerini sayma fonksiyonu ile belirlenen halı karelerini alır ve balyalar. Daha sonra bu balyaları malzeme girdisi olarak Paketleme Fonksiyonuna verir. Paketleme Fonksiyonu: Balyalarda Birleştirme Fonksiyonundan girdi olarak aldığı malzemeyi paketler. Paketler depolanır ve daha sonra Naklet fonksiyonu ile nakliye işlemine tabi tutulur

36 Genel geçerli fonksiyonlar kullanan tanımlamalar daha yüksek düzeyli bir soyutlamaya sahiptir. Tüm olası çözümlere açıktır ve sistematik bir yaklaşımı daha da kolaylaştırır. Ancak genel geçerli fonksiyonlar kullanmak, bu tür soyut düzeyin bazen doğrudan çözümler aramayı gizleyebileceği için bir problem de barındırabilir

37 Mantıksal Tanıtım Fonksiyonların gerçekleştirilmesi sırasında birbirleri arasında mantıksal bir ilişki tanımlanır. Bir alt fonksiyon gerçekleştirilmeden önce, bazı alt fonksiyon ve/veya fonksiyonlar karşılanmalıdır. Eğer ise (If Then) olarak adlandırılan bu ilişki bu tür tanımlamalarda kullanılır. Örneğin; Eğer A alt fonksiyonu mevcutsa, B alt fonksiyonu etkili olabilir vb. gibi. Diğer alt fonksiyon etkiye geçmeden önce sıkça birkaç alt fonksiyonun tamamı eşzamanlı karşılanmalıdır

38 Alt fonksiyonların düzeni böylece incelenmekte olan enerji, malzeme ve sinyal dönüşüm yapısını belirler. Buna göre bir çekme dayanım testi esnasında birinci alt fonksiyon numuneye kuvvet uygula, diğer alt fonksiyonlardan kuvveti ölç ve deformasyonu ölç önce karşılanmalıdır. Ayrıca son iki alt fonksiyon da eşzamanlı olarak karşılanmalıdır. İncelenmekte olan akış içindeki uyum ve sıraya özen gösterilmelidir. Bu işlemler, açık anlaşılır alt fonksiyon birleşimi ile yapılabilmektedir

39 Ayrıca mantıksal ilişkiler, bir alt fonksiyonun girdi ve çıktıları arasındaki ilişkileri tanımlamak içinde kullanılır. Birçok durumda ilişkileri ikili (binary) mantık önermelerine benzer kabul edilebilecek birkaç girdi ve çıktı vardır. Bunlar; doğru/yanlış, evet/hayır, içinde/dışında, yapıldı/ yapılmadı, mevcut/mevcut değil gibi ikili mantık ifadelerdir. Boolean cebiri kullanılarak bilgisayara uygulanabilirler

40 Örnek: Matris Temelli Montaj Sırası Planlama Metodu

41

42 Temas Fonksiyonu

43 Toplam Temas Fonksiyonu (TT)

44 Toplam Temas Sonucu (TTS)

45 Hareket Fonksiyonu

46 Toplam Hareket Fonksiyonu (TH)

47 Toplam Hareket Sonucu (THS)

48 Montaj Edilebilirlik Bir parçanın başka bir parçaya, ya da bir montaj sistemine eklenip eklenemeyeceğini göstermektedir. (TTS) ile (THS) mantıksal VE ( ) işlemine tabi tutulması ile elde edilir. M=TTS THS 1: Montaj mümkün 0: Montaj olamaz

49 Montaj Sıralarının Bulunması Bağlanabilirlik Kriteri: (TTS = 1) Temas fonksiyonu ile, parça çiftleri arasında temas olup olmadığı anlaşılabilmekte ve parça çiftleri arasında bir bağlantıdan söz edilebilmektedir. Parça çiftleri arasında temas olup olmaması parçaların birbirlerine monte edilebilmeleri için gerek şart olsa da yeterli şart olamamaktadır

50 Montaj Sıralarının Bulunması Öncelik Kriteri: (THS=1) Montaj hareketini engellemeyecek şekilde parçalar arasında çarpışmasız bir yönün/eksenin varlığıdır. Bir bileşen, söz konusu yönde/eksende başka bir bileşene çarpmadan hareket edebiliyorsa, tam tersi yönde monte edilebilmektedir

51 Montaj Sıralarının Bulunması

52 Montaj Sıralarının Bulunması (İki Parça)

53 Montaj Sıralarının Bulunması (İkiden Fazla Parça)

54 Montaj Sıralarının Bulunması (İkiden Fazla Parça)

55 Örnek Uygulama

56 Örnek Uygulama

57 Örnek Uygulama

58 Makara Destek Sistemi

59

60

61

62 Darbe Aparatı Montaj Sistemi

63 Kasnak Sabitleme Düzeneği Montaj Sistemi

64 Mantıksal Fonksiyonlar VE (AND) fonksiyonları VEYA (OR) fonksiyonları DEĞİL (NOT) fonksiyonları NOR fonksiyonları (VEYA ile DEĞİL) NAND fonksiyonları (VE ile DEĞİL) Dönüşüm (flip flops) yardımlı depolama fonksiyonları

65 VE fonksiyonları: Eğer çıktı tarafında doğru bir sinyal oluşacaksa, girdi tarafındaki tüm sinyaller de aynı doğruluğa sahip olmalıdırlar. VEYA fonksiyonları: Eğer çıktı tarafından doğru bir sinyal oluşacaksa, girdi tarafında sadece bir sinyalin doğru (geçerli) olması gerekir. DEĞİL fonksiyonları: Girdi tarafındaki sinyalin negatif olması ile bu negatif sinyal çıktı tarafında geçerli (doğru) olur

66 Mantıksal fonksiyonların tamamı standart sembollerle ifade edilebilirler. Her bir sinyalin mantıksal geçerliliği, Şekil 2.11 de görünen doğruluk tablosundan okunabilir. Şekil Mantıksal fonksiyonlar. X bağımsız ifade (sinyal); Y bağımlı ifade; 0, 1 ifade değeri, örneğin kapalı, açık

67 Şekil İki kavramanın mantıksal fonksiyonları

68 Şekil 2.12, iki mekanik kavrama ile bunların karakteristik mantıksal fonksiyonlarını göstermektedir. Soldaki kavrama işleyişi basit bir VE fonksiyonu ile temsil edilebilir (Tork u aktarabilme öncesi sinyal gönderilmeli ve kavrama temas etmelidir). Dolayısıyla sinyal verilip kavrama teması sağlandığı zaman moment iletimi gerçekleşir. X1 X2 Y : Sinyal Girdisi : Kavrama Temas Girdisi : Tork (Moment) çıktısı X1 ve x2 nin her ikisi de mevcutsa ( 1 ise) moment iletimi (Y=1) gerçekleşir

69 Sağ taraftaki kavrama ise operasyon sinyali verildiğinde kavrama teması kalkacağı (yani; Tork aktarılacaksa X 1 in negatif olacağı kapsamda) şekilde yapılmıştır. Diğer bir ifade ile eğer istenilen etki oluşturulacaksa, sadece X 2 mevcut veya pozitif olmalıdır. X1=0 ise X1 in değili 1 olur. X1=0 ve kavrama teması varsa (x2=1), moment iletimi gerçekleşmektedir. Sinyal gönderildiğinde manivela kolu kavrama temasını kaldıracak şekilde etki etmektedir

70 Şekil Bir yatak yağlama sistemini izleme mantıksal fonksiyonları. Her yatağa pozitif bir sinyal (yağ olması), operasyona izin verir. Basınç izleme p; debi izleme

71 Şekil 2.13, VE ve VEYA fonksiyonları içeren çok yataklı bir makine mili yatak yağlama sistemini izleyecek mantıksal bir sistemi göstermektedir. Hedef değerle bir gerçek değer karşılaştırmayla yağ basınç ve yağ debisi için her yatak durumu izlenir. Ancak sistem çalışmasına izin verme amaçlı her yatak durumu için sadece bir pozitif değere ihtiyaç duyulur

72 Çalışma İlişkisi Orijinal olarak kara kutular şeklinde temsil edilen alt fonksiyonlar, bu aşamada daha somut ifadelerle temsil edilmektedir. Alt fonksiyonlar; genelde fiziksel, kimyasal ve biyolojik işlemlerle karşılanır. Makine mühendisliği çözümleri esas itibariyle fiziksel işlemlere dayanırken; işlem mühendisliği çözümleri temel olarak kimyasal ve biyolojik işlemlere dayanmaktadır

73 Fiziksel işlemler (fonksiyonlar), fiziksel etkiler ile gerçekleştirilir. Bu fiziksel etkiler, geometri ve malzeme karakteristikleri ile sınırlandırılır ve fonksiyonu (işlevi) göreve uygun olarak karşılayacak bir çalışma ilişkisi ortaya koyar. Böylece bir çalışma ilişkisi, fiziksel etkilerle seçilen geometrik ve malzeme karakteristiklerini birleştirme yolu ile oluşur

74 Fiziksel Etkiler Fiziksel etkiler, fiziksel yasalar aracılığı ile sayısal olarak tanımlanabilir. 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 ifade edilir

75 Şekil Fiziksel etkiler, geometrik ve malzeme karakteristiklerinden oluşturulan çalışma ilkeleri ile alt fonksiyonları karşılama

76 Tork u iletme alt fonksiyonu, Sürtünme yasası Fiziksel Etkisi ile, Kas Gücünü Büyültme alt fonksiyonu, Kaldıraç yasası fiziksel etkisi ile karşılanmaktadır

77 Bir alt fonksiyon, çoğunlukla birtakım fiziksel etkilerce karşılanabilir. Böylece bir kuvvet, kaldıraç etkisi, kama etkisi, elektromanyetik etki, hidrolik etki vb. ile büyütülebilir. Ancak özel bir alt fonksiyona seçilen fiziksel etki, ilişkili diğer alt fonksiyonların fiziksel etkileri ile uyumlu olmalıdır. Ayrıca özel bir fiziksel etki, bir alt fonksiyonu sadece belirli şartlar altında optimum olarak karşılayabilir. Örneğin, pnömatik bir kontrol sistemi, özel şartlar altında bir mekanik veya elektrik kontrol sisteminden üstün olabilir

78 Geometrik ve Malzeme Karakteristikleri Fiziksel işlemin etkin olduğu yer çalışma bölgesidir; yani ilginin odaklandığı andaki özel aktif bölgedir. Bir fonksiyon, bir fiziksel etki belirlenerek karşılanabilir. FİZİKSEL ETKİ (Çalışma Geometrisi (çalışma yüzeyleri veya çalışma uzayları) ve Çalışma Hareketleri seçimi) FONKSİYON

79 Çalışma yüzeyleri (çalışma geometrisi) aşağıda verilen parametrelere bağlı olarak belirlenmelidir: Çeşit Biçim Konum Boyut Sayı: Bir, birkaç vb

80 Benzer şekilde çalışma hareketleri şu şekilde belirlenmektedir: Çeşit: öteleme dönme Yön: x-, y-, z- eksenleri doğrultusu boyunca öteleme ve/veya x-,y-,z- eksenleri etrafında dönme hareketleri Büyüklük: hız vb

81 Ayrıca, çalışma geometrileri oluşturulurken malzeme türü fikrine ihtiyaç duyulur. Örneğin malzeme; katı, sıvı veya gaz; rijit veya esnek; elastik veya plastik; bükülmez, katı veya sert, korozyon dirençli olabilir. Fiziksel etki ile geometrik ve malzeme karakteristikleri (çalışma yüzeyi, çalışma hareketi ve malzemeler) birleşimi, bir çözüm ilkesi ortaya koymaya izin verir. Bu etkileşime çalışma ilkesi adı verilmektedir

82 Şekil Teknik sistemlerdeki karşılıklı ilişkiler

83 Coulomb yasasına uygun olarak silindirik bir çalışma yüzeyindeki sürtünme vasıtasıyla tork iletmek (normal kuvvet uygulama şekline bağlı olarak), bir sıkı geçme veya sıkma geçme bağlantı seçimi verecektir. Merkez ve uygulama noktaları (çalışma geometrisi) belirleme ve gerekli çalışma hareketini dikkate alma sonrası kaldıraç yasasına uygun olarak bir kol yardımı ile kas kuvvetini büyütmek, bir çalışma ilke tanımı verecektir (kaldıraç çözümü, eksantrik çözüm vb.)

84 Düzenli genleşme yasasına göre uygulanan genleşme etkisi kullanarak bir boşluğu birleştiren elektrik kontağını sağlamak, boyutlar (örneğin, çap ve uzunluk) ve genleşen ortam (bir malzeme) çalışma hareketine gerekli çalışma yüzey durumları belirleme sonrası sadece genel bir çalışma ilkesi sağlar. Birkaç çalışma ilkesini birleştirmek bir çözüme ait çalışma yapısını ortaya çıkarır. Bu çalışma ilkelerini birleştirme vasıtasıyla tüm görevi karşılayacak çözüm ilkesi belirlenebilir

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

86 Sistem İlişkisi Teknik sistemler, tek başlarına çalışmaz ve genelde daha büyük bir sistemin parçası durumundadır. (Şekil 2.16). Genelde diğer sistemlerle çalışır İnsan müdahalesine gereksinim duyar Geri besleme etkisi ve sinyaller gönderirler

87 Şekil İnsanları da içeren teknik sistemlerdeki karşılıklı ilişkiler

88 Arzulanan girdilerden farklı olarak, çevreden ve komşu sistemlerden gelen arzulanmayan girdilerde bir teknik sisteme etki etmektedir. Bu tür olumsuz etkiler (örneğin aşırı sıcaklık gibi), arzulanmayan yan etkilere (biçimden sapmalar veya konum değişimleri gibi) sebep olabilir. Bu yan etkiler, insanlar ve çevre üzerinde olumsuz bir tesire sahip olabilir

89 Teknik sistemlerdeki etkiler: o Amaçlanan etki o Girdi etkisi : Sistem operasyonuyla istenen etki : 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

90 Sistematik Kılavuz Teknik görevler: Genel Amaç Teknik fonksiyon, ekonomik fizibilite, insan ve çevre emniyeti gibi Sınırlayıcılar Ergonomi, üretim yöntemleri, nakil olanakları, amaçlanan kullanım vb. karşılanarak çözülmektedir

91 Bir çözüm, fonksiyonel ve çalışma ilişkilerinin yanı sıra belirli genel ve görev-özel sınırlayıcıları da karşılamalıdır. Bunlar,

92 Bu sınırlayıcılardan elde edilebilen özellikler, genelde ihtiyaçlar olarak formüle edilir Bunlar; fonksiyon, çalışma ve konstrüksiyon yapılarını etkiler ve birbirlerine de tesir eder. İhtiyaçlar, tüm tasarım işlemi süresince tasarımı yönlendiren kılavuzlar olarak kabul edilebilir ve tasarımın her safhasına uygulanabilir, dolayısıyla tasarımın ilerleyen safhaları içinde güncel bilgi temini yapmalıdır. (Şekil 2.17)

93 Şekil Tasarım ve geliştirme esnasındaki etki ve sınırlayıcılar. Bunlar, kalite kontrolüne bir kılavuzluk sağlayabilir

94 Sistematik Yaklaşımın Temelleri Problem Çözme İşlemi Problem Çözücü Karakteristikleri Zekâ ve Yaratıcılık Karar Verme Davranışı Bilgi İşleme Olarak Problem Çözümü Genel Çalışma Metodolojisi Maksatlı Düşünme Özel Çalışma Tarzları Genel Uygulanabilir Yöntemler Analiz Soyutlama Sentez Sürekli Soru Sorma Yöntemleri Geçersizleştirme Yöntemi İleri Adımlar Yöntemi Geriye Adımlar Yöntemi Bileşenlere Ayırma Yöntemi Sistematik Değiştirme Yöntemi İş(çilik) Paylaşımı ve İşbirliği Yapma Bilgisayar Desteğinin Rolü

95 Sistematik tasarımın özel adım ve kurallarını ele almadan önce bilişsel psikolojik ilişki ve genel metodik ilkelerin incelenmesi gerekir. Bu bölümde, önerilen işlem ve özel yöntemler tasarımın şekillendirilmesine yardımcı olur. Bu işlem ve yöntemler, tasarım görev çözümlerine uygulanabilir. Bir problemin çözümüne yönelik fikirler genel olarak teknik harici olmak üzere birçok farklı disiplinden gelir ve genelde disiplinler arası temellerde oluşur. Dolayısıyla, iş bilimi, psikoloji ve felsefe bu çalışmada ana ilham kaynakları arasındadır

96 Problem Çözme İşlemi Tasarımcılar, çoğu zaman hemen çözemeyecekleri problemler içeren görevlerle karşılaşırlar. Farklı uygulama alanları ve çeşitli somutluk düzeylerinde problem çözmek, tasarımcıların bir çalışma stilidir. İnsan düşünme sistemi temelini araştırmak, bilişsel psikolojinin odak noktasıdır. Bu araştırma sonuçları mühendislik tasarımında da hesaba katılmalıdır. Aşağıdaki verilen kısımlar büyük oranda Dörner in çalışmasına dayanmaktadır [2.8, 2.10]

97 Problem Çözme İşlemi Bir problem şu üç bileşene sahiptir: Arzulanmayan bir başlangıç hali; yani tatminkâr olmayan bir hal mevcudiyeti Arzulanan bir hedef hali; yani tatminkâr bir hali gerçekleştirme Belirli bir zaman anında arzulanmayan başlangıç halinden arzulanan hedef anına dönüşümü (geçişi) önleyen engeller

98 Problem Çözme İşlemi Dönüşümü önleyen bir engel aşağıdakilerden oluşabilir: Engelin üstesinden gelecek çare bilinmiyor veya bulunmak zorunda (sentez veya operatör problemi). Çare bilinir, ama bunlar çok fazladır veya sistematik bir incelemeyi olanaksız kılacak kadar çok birleşme içerir (ara kestirim problemi, birleşim ve seçim problemi). Hedefler, sadece bulanık bilinir ve açıkça formüle edilemez. Bir çözüm bulma, tatminkâr bir hale ulaşana kadar sürekli mütalaa etme ve çelişkileri ayıklamayı kapsar (diyalektik problemi, araştırma ve uygulama problemi)

99 Problem Çözme İşlemi Bir problem aşağıdaki tipik özelliklere sahiptir: Karmaşıklık: Farklı mukavemette bağlantılarla birçok parça ve bu parçaların birbirine etkileri. Belirsizlik: İhtiyaçların tümü bilinmez, ölçütlerin tamamı saptanmaz; tüm çözüm veya diğer kısmi çözümler üzerindeki bir kısmi çözümün etkisi tam olarak anlaşılmaz veya sadece yavaş yavaş ortaya çıkar

100 Problem Çözme İşlemi Bir görev bir problemden farklıdır. Çünkü: Görev, yardım için çeşitli araç ve yöntemlerin mevcut olduğu zihinsel ihtiyaçları gerekli kılar. Verilen yükler (kuvvetler), bağlantı boyutları ve üretim yöntemleri ile mil tasarımı buna bir örnektir. Görev ve problemler, tasarımda birçok şekillerde (genelde birleşik ve başlangıçta açık ayrılamaz şekilde) olur. Örnek olarak özel bir tasarım görevi yakından incelendiği zaman, bir probleme dönüşebilir. Birçok büyük görevler alt görevlere bölünebilir. Bunların bazıları, zor alt problemler oluşturabilir. Diğer taraftan önceden bilinmeyen bir birleşimde birkaç alt görevi karşılayarak bazen bir problemi çözmek olasıdır

101 Problem Çözme İşlemi Düşünme işlemi beyinde cereyan eder ve hafıza içeriğinde değişimleri kapsar. Düşünme esnasında hafıza içerikleri ve bunların irtibat şekilleri önemli rol oynar. Basitçe bir problemi çözmeye başlamak için problem alanı hakkında insanların belirli bir düzeyde gerçek bilgiye ihtiyacı olduğu söylenebilir. Bilişsel psikolojide bu bilgi hafızaya taşındığı zaman orada doğru bilgi (epistemik) yapısını temsil eder. İnsanlar, çözümler bulma ve bunu etkin şekilde yapmada belirli işlemlere (yöntemlere) ihtiyaç duyar. Bu bakış açısı, deneyimsel (heuristik) insan düşünme yapısını kapsar

102 Problem Çözme İşlemi Kısa dönemli ve uzun dönemli hafıza arası bir ayrım yapma mümkündür. Kısa dönemli hafıza, bir çalışma bellek türüdür. Sınırlı bir kapasiteye sahiptir ve aynı anda sadece yedi dolayında argüman (kanıt) veya olgu saklayabilir. Uzun dönemli bellek, muhtemelen sınırsız kapasiteye sahiptir ve düzenli bir şekilde depolanmış gözüken olgular ve deneyimsel (heuristik) bilgi içerir

103 Problem Çözme İşlemi Bu yolla insanlar birçok olası şekilde özel ilişkiler belirleme, bu ilişkileri kullanma ve yenilerini oluşturmaya muktedir olurlar. Bu tür ilişkiler teknik alanda çok önemlidir. Örnek olarak: Somut soyut ilişki örneğin; açısal temaslı yatak bilyalı yatak yuvarlanma elemanlı yatak rulman (yatak) kızak kuvvet nakli ve parça konumlama gibi. Tüm parça ilişkisi (hiyerarşisi) örneğin; fabrika makine montaj parça gibi. Boşluk ve zaman ilişkileri örneğin düzen: ön arka, aşağı yukarı gibi, örneğin sıra: bu ilk şu sonraki gibi

104 Problem Çözme İşlemi Hafıza, değiştirilebilen ve genişletilebilen düğümleri (bilgiler) ve bağlantıları (ilişkiler) ile anlamlı bir ağ (semantik network) olarak düşünülebilir. Şekil 2.18, yatak terimi ile ilişkili olası bir anlamlı ağı göstermektedir. Bu ağ içinde yukarıda değinilen ilişkilerle birlikte diğerlerini de (özellik ilişkileri ve zıtlıkları ifade edenler -kutupsal ilişkilergibi) ayırt etmek mümkündür. Düşünme, benzer anlamlı ağlar oluşturma ve yeniden yapılandırmayı kapsar ve düşünme işlemi kendiliğinden sezgisel ve etkileşimli sürebilir

105 Problem Çözme İşlemi Şekil Yataklarla ilişkili oluşturulan anlamsal ağ yapısı

106 Problem Çözme İşlemi Sezgisel düşünme, ilham kıvılcımları ile sıkı bir ilişki içindedir. Gerçek düşünme işlemi büyük oranda bilinçsizce cereyan eder. Bilinçli akılda kavrayışlar aniden oluşur (bazı tetikleme ve çağrışımların sebep olduğu). Bu, ana yaratıcılık olarak adlandırılır. Ani kavrayışlar olmadan önce bilinçsiz düşünme, genelde süreye ihtiyaç duyar. Kavrayışlar, çözüm fikirlerine ait serbest el krokileri ve makine resimleri oluşturularak tetiklenebilir

107 Problem Çözme İşlemi Etkileşimli düşünme, iletişim kurulabilen ve tesir edilebilen bilinçli bir işlemdir. Olgular ve ilişkiler; bilinçlice analiz edilir, değiştirilir, yeni şekillerde birleştirilir, kontrol edilir, reddedilir ve daha kapsamlı yeniden düşünülür. Kaynaklar [2.2, 2.30] da bu, ikinci yaratıcılık olarak anılır. Bu tür düşünme, tam ve bilimsel bilgiyi kontrol etme ve bir bilgi yapısı içinde bunu oluşturmayı kapsar. Sezgisel düşünmeden farklı olarak bu işlem, yavaştır ve küçük birçok bilinçli adımları içerir

108 Problem Çözme İşlemi Hafıza yapısında tam ve bilinçlice edinilen bilgi, belirsiz kanı veya arka plan bilgisinden hassas bir şekilde ayrılamayabilir. Bunun yanında, iki bilgi türü birbirini etkiler. Bilginin kolayca bulunup getirilmesi ve birleştirilmesi için problem çözücünün aklında düzenli ve mantıksal olgulara dayalı bilgi yapısının (epistemik yapı) belirleyici olduğu düşünülür ve düşünme işleminin sezgisel veya etkileşimli olmasında da bu geçerlidir

109 Problem Çözme İşlemi Deneyimsel yapı, tam bilgi (yani açıklanabilen bilgi) yanında dolaylı bilgi de içerir. Bu, düşünme operasyonlar sırasını organize etmede gereklidir. Bunlar; değiştirme operasyonları (araştırma ve bulma) ve test etme operasyonlarını (kontrol ve değerlendirme) içerir. Genelde problem çözücülerin fazla çaba göstermeden bilgi tabanlarından hemen bir çözüm bulacakları ümidiyle rastgele işe koyuldukları görülür. Bu yaklaşım başarısız olduğu veya çelişkiler oluştuğu zaman, daha açıkça planlanmış veya sistematik düşünme operasyonları gerekmektedir

110 Problem Çözme İşlemi TOTE olarak adlandırılan model [2.33], düşünme işlemleri için önemli bir temel sırayı temsil eder (Şekil 2.18). Bu iki işlemden oluşmaktadır: bir değiştirme işlemi ve bir düşünme işlemi. TOTE modeli, bir değiştirme yapılmadan önce bir test etme operasyonunun (test) başlangıç halini analiz etmek için çağrıldığını göstermektedir. Sadece bundan sonra seçilen değiştirme operasyonu (operasyon) icra edilir. Bunu diğer bir test etme operasyonu (test) izler ve bu esnada oluşan hal kontrol edilir. Eğer sonuç tatminkârsa işlemden çıkılır (çıkış); tatminkâr değilse operasyon uyarlanır ve tekrarlanır

111 Problem Çözme İşlemi Şekil Düşünme işleminde temel TOTE modeli [2.8, 2.33]

112 Zekâ ve Yaratıcılık İyi Problem Çözücü İnsan Karakteristikleri Zekâ: Anlama / kavrama + muhakeme + uyum yeteneği Yaratıcılık: Yeni fikirler / mevcut fikirlerin orijinal bileşimlerini oluşturma gücü Zekâ ve yaratıcılık kişisel karakteristiklerdir. Şimdiye dek zekâ ve yaratıcılığın hassas bilimsel tanımlarını yapma ve bunlar arasında açık bir ayırım yapılması mümkün olmamıştır. Zekâ / yaratıcılık testleriyle ölçülür ve problem çözmede önemlidir

113 Karar verme davranışı İyi Problem Çözücü İnsan Karakteristikleri Karar vermede aşağıdaki zihinsel faaliyet ve yetenekler çok önemlidir: Bağımlılıkları ayırt etme: Karmaşık bir sistemin alt elemanları arası bağımlılıkları belirleme / sıralama Önem ve öncelik belirleme: Probleme ait önemli / az önemli detayları belirleme / sıralama / çözme (İyi problem çözücüler, ihtiyaç duyacakları süreyi hassas bir şekilde hesap ederler. Bunlar, ayrıntılı -fakat olanaksız olmayan- bir zaman planı (iş planı) hazırlarlar)

114 Karar verme davranışı İyi Problem Çözücü İnsan Karakteristikleri 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

115 İyi Problem Çözücü İnsan Karakteristikleri Bilişsel psikoloji göre iyi problem çözücüler: Doğru ve düzenli teknik bilgiye sahiplerdir (zihinlerinde düzgün bir model bulunur) Somut - soyut arası uygun bir denge kurarlar Belirsiz ve bulanık veriyle iş yapabilirler Esnek bir karar verme davranışı benimser ve sürekli hedeflere odaklanırlar

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

117 Bilgi İşleme Olarak Problem Çözümü Sistemler yaklaşımında, problem çözmenin büyük ve sabit bir bilgi akışı gerektirdiği belirlenmiştir. Bilgi; alınır, işleme tabi tutulur ve iletilir. Şekil İterasyon ile bilgi dönüşümü

118 Bilgi İşleme Olarak Problem Çözümü Piyasa analizleri, eğilim çalışmaları, patentler, teknik dergiler, araştırma sonuçları, lisanslar, müşteri talepleri, somut değerlendirmeler, tasarım katalogları, doğal ve yapay sistem analizleri, hesaplar, analojiler, genel ve kurum içi standart ve yönetmelikler, bilgi (envanter) kartları, teslim yönergeleri, bilgisayar verisi, test raporları, kaza raporları ve aynı zamanda sorgulama soruları ile bilgi derlenir. Analiz ve sentez, çözüm kavramları geliştirme, hesap, deney, genel oluşum çizimleri hazırlama ve çözümleri değerlendirme ile de bilgi, işleme tabi tutulur

119 Bilgi İşleme Olarak Problem Çözümü Krokiler, çizimler, raporlar, çizelgeler, üretim dokümanları, montaj el kitapları, kullanıcı el kitapları vb. gibi vasıtalarla bilgi iletilir. Bunlar, basılmış ve elektronik şekillerin her ikisinde de olabilir

120 Bilgi İşleme Olarak Problem Çözümü Bilgiyi karakterize etme ölçütleri: Güvenilirlik: Bilginin mevcut, güvenilir ve doğru olma olasılığı. Tam olma: Bilgi içeriğinin hassas ve açıklığı Hacim ve yoğunluk: Bir sistem veya işlemi tanıtmak için ihtiyaç duyulan kelime veya resimler sayısını belirtme. Değer: Bilginin alıcıya önemi. Güncellik: Bilginin kullanılabileceği zaman dilimini belirtme. Şekil: Grafik ve alfa sayısal veri arası fark Orijinallik: Bilgi orijinal karakterinin korunup korunmayacağını belirtme. Karmaşıklık: Bilgi sembol ve bilgi elemanlar (yani birim veya bileşenler) yapısı veya bunlar arasındaki bağlantısallık. Düzeltme derecesi: Bilgi ayrıntı miktarı

121 Genel Çalışma Metodolojisi Aşağıdaki koşullar, sistematik bir yaklaşım kullanan herkesçe karşılanmalıdır: Hedef tanımlama tüm / alt hedef ve önemlerini belirleme Koşulları netleştirme ilk ve uç sınırlayıcılar tanımlama Önyargılı olmama büyük çözüm uzayı kullanma ve mantıksal hatalardan sakınma sağlar Seçenek arama alternatif çözüm / birleşimleri Değerlendirme yapma hedef ve koşullara göre Karar verme objektif değerlendirmeyle kolaylaşır ve gelişme sağlar Bu genel yöntemlerin işe yarayabilmesi için aşağıdaki düşünme ve eylem operasyonları dikkate alınmalıdır

122 Maksatlı düşünme Genel Çalışma Metodolojisi Düşünme şekli, sezgisel ve etkileşimli olabilir Sezgisel bir yaklaşımın dezavantajları: Gerekli anda doğru bir fikir çok nadir oluşur Sonuç, kişisel yetenek ve tecrübeye bağlıdır Ön yargılı fikirler çözümleri kuşatabilir Etkileşimli düşünme şekli: Problemi küçük parçalara ayırmak + sistematik çözmek / analiz etmek + değiştirmek / birleştirmek

123 Özel çalışma tarzları İşlem-odaklı: Genel Çalışma Metodolojisi 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 İşlem odaklı yaklaşımlar, alt problemlerin sıkıca birbirleriyle ilişkili olduğu ve bir yenilik yapılacağı zaman önerilir. Problem odaklı bir yaklaşım, fonksiyonel alanlar arası bağlantının az olduğu ve uygulama alan alt problemlerinin mevcuttan bilindiği durumda faydalı olur

124 Genel Çalışma Metodolojisi Şekil İlişkili birkaç fonksiyonel alan ile bir çay yapma makinesine çözümler geliştirme esnasında farklı özel yaklaşımlar: Tabla/kontrol (Afonksiyonu), su deposu ve ısıtma elamanı (B fonksiyonu), musluk ve kapatma (C fonksiyonu). a sistematik (adım adım) işlem odaklı; yani, her geliştirme evresinde tüm fonksiyonel alanlar ileri doğru ele alınır; b problem odaklı; yani, fonksiyonel alanları birleştirmeden önce bunlar sırayla geliştirilirler

125 Genel Çalışma Metodolojisi 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 özellikler 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

126 Bu iki yaklaşım, Genel Çalışma Metodolojisi 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

127 Genel Çalışma Metodolojisi Eğer tasarımcılar, bireysel alt fonksiyonlara çözümler aramada paralel farklı çözüm ilkeleri veya şekillendirme seçenekleri geliştirir ve inceler ve daha sonra da en uygunu bulmak için bunları birbiriyle karşılaştırırsa; bu yaklaşım üretken bir çözüm araştırması adını alır (Şekil 2.21). Şekil Elastik bir desteğe çözümler araştırılması esnasındaki farklı özel yaklaşımlar. a üretken; yani çeşitli çözümler oluşturma ve hedef odaklı seçim. b düzeltici, yani geliştirme ve bir fikri uyarlama ile çözümler araştırma

128 Genel Çalışma Metodolojisi Diğer taraftan özel bir fikir veya örnek, bir başlangıç noktası olarak kullanılır ve daha sonra tatminkâr bir çözüm ortaya çıkana kadar bu adım adım bir yaklaşımla geliştirilir ve uyarlanırsa; bu düzeltici çözümler araştırma olarak adlandırılır (Şekil 2.21.)

129 Genel Uygulanabilir Yöntemler Analiz Karışık problemleri küçük parçalara ayırma ve ilişkilerini incelemektir. Problem analizi Önemlileri önemsizlerden ayırmak İkinci dereceli tekil problemlere bölmek Gerekirse problemi yeniden formüle etmek

130 Genel Uygulanabilir Yöntemler Yapısal Analiz Yapısal ilişkileri araştırmaktır. hiyerarşik yapılar mantıksal yapılar Zayıf Nokta Analizi aksaklıkları keşfetmek zincirdeki en zayıf halkayı araştırmak

131 Genel Uygulanabilir Yöntemler Soyutlama Özel / önemsizi ihmal etme ve genel / temel olana odaklanmadır. Yüksek düzeyde ilişki sağlar; yaratıcılık ve sistematik düşünmeyi destekler

132 Genel Uygulanabilir Yöntemler 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

133 Genel Uygulanabilir Yöntemler Sürekli soru sorma yöntemleri Soru sorulması, düşünme ve sezgiyi uyarır Standart bir soru listesi hazırlanır / kullanılır

134 Genel Uygulanabilir Yöntemler Geçersizleştirme yöntemi Bilinen bir çözümü küçük parçalara ayırır / özel ifadelerle tanımlar ve bunları geçersizleştirir Yeni çözüm olanakları oluşturur

135 Genel Uygulanabilir Yöntemler İleri adımlar yöntemi Bir ilk çözüm girişiminden başlayarak mümkün olduğunca fazla yeni çözümler oluşturacak yollar aranır. Bu yönteme, ayrışan düşünme yöntemi de denir. Mutlaka sistematiklik gerekmez, ancak genelde sistematik olmayan fikir ayrışmalarıyla başlanır. Yöntem, Şekil 2.22 deki bir mil göbek bağlantısı geliştirmede gösterilmektedir. Oklar, düşünme işlem yönünü işaret etmektedir

136 Genel Uygulanabilir Yöntemler Şekil İleri adımlar yöntemine göre mil göbek bağlantıları geliştirme

137 Genel Uygulanabilir Yöntemler 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

138 Genel Uygulanabilir Yöntemler Bileşenlere ayırma yöntemi Karmaşık ilişki / sistemin sade ve açık alt problem / görevlere bölünmesi ve çözülmesidir Etkin çalışma + öncellik belirleme sağlar

139 Genel Uygulanabilir Yöntemler Sistematik değiştirme yöntemi Yaklaşık tam bir çözüm alanı geliştirme sağlar Tasnif şeması oluşturmak ve kullanmak çözüm bulmayı kolaylaştırır

140 Genel Uygulanabilir Yöntemler 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

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