Çözüm arama yöntemleri. Vedat Temiz

Transkript

1 Çözüm arama yöntemleri Vedat Temiz

2 Fonksiyon strüktürü tasarlanacak teknik sistemin soyut düzeyde bir görüntüsüdür. Fonksiyonel analiz ve sentez sonucu, aynı temel fonksiyonu yerine getirecek genellikle birden fazla fonksiyon strüktürü elde edilecektir. Niteliksel bazda bir değerlendirme işlemi sonunda bunların içinde başarı şansı olanlar, geliştirme konstrüksiyonlarında, mevcut olana göre daha basit ve daha iyi olanlar ayrılacaktır. Bunu takip edecek adım strüktürü meydana getiren alt fonksiyonların veya elemanter fonksiyonların genel anlamda hangi fiziksel (özel olarak fiziksel, kimyasal ve biyolojik) etkilerle gerçekleşebileceğini aramak olacaktır.

3 Sistematik konstrüksiyon üzerine çalışan değişik araştırmacılar tasarımın bu fazında değişik öneriler öne sürmektedirler. Rodenacker ve Koller elemanter fonksiyonlardan oluşan strüktürleri, öncelikle fiziksel etkiler strüktürleri haline getirmenin yeni çözümleri meydana getirmede çok önemli bir aşama olacağını ileri sürmektedirler. Koller, özellikle çalışmalarını bu yönde yoğunlaştırmış, sistematikler veya prensip katalogları olarak isimlendirdiği çözüm düzen şemalarının hazırlanmasına ağırlık vermiştir. Buna karşın Hansen ve Pahl-Beitz gibi diğer araştırmacılar daha pratik bir yolu, diğer bir deyişle niceliksel çözümün ilk aşaması olan fiziksel fonksiyon taşıyıcıları ile fonksiyon strüktüründen çözüm krokilerine geçmeyi önermektedirler. Ele alınan konstrüksiyon ödevinin niteliğine göre her iki önerinin veya bunların uygun bir sentezinin yapılması yararlı olabilir. Önemli olan husus, özellikle geliştirme konstrüksiyonlarında mevcut sistem dışına çıkabilmenin, kısacası şartlanmadan kurtulmanın en iyi yolunu bulabilmektir.

4 Her konstrüksiyon ödevini dünyayı yeniden keşfetmek olarak ele almamak gerekir. Doğada ve teknik sistemlerde örnek alınabilecek ve bunun üzerine yeni sistemler kurulabilecek pek çok strüktür ve yapıtlar mevcuttur. Kısaca mevcut bir sisteme körü körüne bağlanarak bunun dışına çıkmama tehlikesi önemlidir. Mühendis yaratıcı bir düşünce yapısına sahip olmalı ve en önemlisi de düşünme ve çözüme gitme tekniklerini bilmeli ve uygulayabilmelidir. Çözüm arama yöntemlerini genel olarak iki farklı gruba ayırmak mümkündür. Bunlar; Sezgisel yöntemler Metodik yöntemler

5 Sezgisel Yöntemler Düşünce Şimşekleri (Brain Storming): Bu metodun esasını bir grup oluşturan kişilerin birbirlerini uyarmaları ile bilinçaltında veya üstündeki bilgi birikimlerini belirli bir problemin çözümüne yönlendirmeleri teşkil eder. Bu metot sadece teknik problemlerin değil, birçok sosyal ve yönetimsel problemlerin çözümünde de uygulanır. Bu yöntemi geliştiren Osborn brain strorming (düşünce şimşekleri, düşünce fırtınası) toplantıları için aşağıdaki önerileri getirmiştir; Brain storming grubu en az 5 en çok 15 kişiden oluşmalıdır. Grupta tartışmalara müdahale etmeksizin, çok fazla dağılma eğilimlerini frenleyen bir idareci olmalıdır. Grubu oluşturanların aynı bir konunun uzmanı olmamaları, hatta değişik disiplinlerden olmaları daha uygun olacaktır. Örneğin teknik bir konunun ele alındığı toplantıda bir matematikçinin, bir sosyolog veya psikoloğun da bulunması yaralı olabilir.

6 Düşünce Şimşekleri (Brain Storming) -2 Grupta, memur-amir ayrımı olmamalı, kişiler arasında hiyerarşik bir düzen bulunmamalıdır. Bu şekilde sıkılganlık veya aşırı saygı gibi düşünce ve fikir kısıtlayıcı etkiler grup çalışmalarını etkilemeyecektir. Bir brain storming genellikle yarım saatten fazla devam etmemelidir. Deneyimler daha uzun süren toplantıların yeni bir şey ortaya koymadığını, aynı görüşlerin tekrarlanmaya başladığını göstermektedir. Toplantı süresince ortaya atılan fikir ve görüşleri alayla veya gülme ile karşılama, küçümseme vb. gibi fikir beyanında kısıtlayıcı etki yapan davranışlardan kesinlikle kaçınılmalıdır. Ortaya atılan fikir veya görüş, müspet ya da menfi yönde grup mensuplarında etkileşimler meydana getirecek, buna bağlı olarak yeni fikir veya görüşlerin ortaya atılmasına olanak sağlayacaktır. Ortaya atılan bütün fikir ve görüşlerin herhangi bir yol ile kaydedilmesi gereklidir. Bu kayıt daha sonra uzmanlar tarafından bir incelemeye tabi tutulacak ve değerlendirilecektir. Değerlendirme sonuçları yeni bir brain storming toplantısında tekrar tartışma konusu yapılacaktır. Ancak bu seferki tartışmalar belirli bir veya birkaç hedefe yönelik olacağı için elde edilen sonuçlar daha belirgin ve daha problem çözümüne yakınsak olacaktır.

7 Düşünce Şimşekleri (Brain Storming) li yıllarda Konstrüksiyonda metoda bağlı bir çalışma ne şekilde olabilir? konusu üzerine yapılan bir Brain Storming toplantısında aşağıdaki fikir ve görüşler protokole geçmiştir: Gözü açık tutmak, örnekleri tanımak, soru sormak, örnekler üzerinde sorular sormak, morfolojik tablolar hazırlamak, başarılı örnekleri analiz etmek, benzerlikleri (analojileri) tespit etmek, kataloglar hazırlamak, sinektik uygulaması, fiziksel denklemlerin analizi ve konstrüksiyon için bunlardan sonuçlar çıkarmak, doğal sistemleri incelemek, fiziksel ve lojik fonksiyon elemanların veya fonksiyonların tespiti, Bool cebri uygulaması, problemlerin matris formunda takdimi, enerji akımının incelenmesi, sezgiye ağırlık verilmesi, diverjan veya konverjan düşünme tekniklerinin uygulanması, hata kritiği, karşılıklı uyarma, rakip firmaların katalog ve prospektüslerinin incelenmesi, çeşitli dallardaki uzmanlar arasında diyalog, analog hesap makinalarına uygulanabilecek fonksiyon planlarının tespiti, soyut düşünme, konstrüksiyon problemlerini bilgisayarlarda işleme, büyük kaza ve arızaların analizi, optimizasyon kriterlerinin teşkili, tarihsel gelişmeyi inceleme, yeni buluş ve fikirleri krokiler haline dönüştürerek çözüm dokümanları oluşturma

8 Düşünce Şimşekleri (Brain Storming) -4 Bu görüşler daha sonra bir uzmanlar grubu tarafından bir sıralamaya tabi tutulmuş ve aşağıdaki öneriler paketi ortaya çıkmıştır: 1. Yeni bilgilerle sezgiyi (entüisyonu) geliştirmek: Etrafı incelemek, gözü açık tutmak, teknik olan her şeyle alakalı olmak Kendine sorular sormak, aksini iddia ederek doğruyu bulmak (Negasyon) Tarihsel gelişmeyi incelemek Uyarmalar yolu ile düşünceleri belirli bir hedefe yöneltmek Dergi ve katalogları incelemek 2. Alışılagelmişten bilinçli olarak uzaklaşarak yeni fikirlere varmak: Örnekleri kritik bir analize tabi tutmak Sınır halleri, büyük kazaları, tehlike sınırlarını incelemek Yeni problemler kurmak ve bunları analiz etmek Optimizasyon kriterlerini tespit etmek Fonksiyon strüktürleri kurmak 3. Analojilerden yararlanmak: Sinektik yapmak Diğer alanları incelemek ve benzerlikler aramak Değişik konulardaki uzmanlarla diyalog kurmak

9 4. Sistematik arama: Düşünce Şimşekleri (Brain Storming) -5 Morfolojik tablolar (matrisler) hazırlamak Özellik listeleri, düzen şemaları, kataloglar, sistematikler hazırlamak Sayısal değerlendirmelerle (teknik değer,ekonomik değer) karar vermeye yardımcı şemalar, tablolar hazırlamak 5. Fiziksel etkilerden yararlanmak: Yararlanılabilecek fiziksel etkileri bir matris formunda toplamak Mevcut veya yeni bulunan fiziksel etkilere yeni uygulama alanları bulmak Fiziksel denklemlerin analizi, analiz sonuçlarını yeniden sentez. Enerji, madde veya sinyal akım tabloları kurmak Deneyler yapmak 6. Hedefe yönelik çözüm arama ve elemanlar arasında çeşitli kombinasyonlar için elektronik hesap makinalarından yararlanma: Data bankalarından yararlanma Makina hafızasına kaydedilmiş çözümlerden, belirli kriterler yardımı ile optimal çözümleri çıkarmak Fonksiyon strüktürlerini analog hesap makinalarına uygulamak

10 Düşünce Şimşekleri (Brain Storming) -6 Unutulmamalıdır ki, bu tip toplantılar sonunda her zaman her probleme en uygun çözüm yollarını bulmak mümkün değildir. "Brain Storming" toplantıları; 1. Bir problem için henüz gerçekleşme imkanı olan bir çözümün bulunamadığı, 2. Bilinen çözüm yollarının tıkandığı, 3. Alışılagelmiş çözümlerin tamamen dışına çıkılması istenen hallerde faydalı olmaktadır.

11 "635" Metodu Bu metot "Brain Storming" metodundan türetilmiştir. Ona nazaran en önemli farkı, bu metotta ödev evvela çok iyi tariflenmekte ve bir ön incelemeden geçirildikten ve belirli hazırlıklar yapıldıktan sonra grup tartışmasına sunulmaktadır. Grup 6 kişiden oluşmaktadır. İlk turda her grup mensubuna ödeve ait 3 çözüm şeklini önlerinde bulunan protokol kağıdına yazmaları istenmektedir. Beş dakikalık bir süreden sonra her iştirakçi hazırladığı protokolü yanındakine vermektedir. Bu turda, iştirakçiler diğerlerinin çözüm önerilerini incelemekte, eleştirmekte gerekiyorsa bu inceleme sonucu kendilerinde uyarlanmış olan yeni çözümleri bu protokole geçirmektedirler. 5. tur sonunda çalışma bitmektedir. Bu nedenle metoda "6 3 5 denmiştir.

12 "635" Metodu - 2 Bu metodun "Brain Storming e göre avantajları: 1. Takdim edilen bir fikir sistematik olarak genişletilmekte ve daha mükemmel hale getirilmektedir. 2. Fikir geliştirme olayının adım adım takip edilmesi kabil olduğu için bir patent hakkının doğması halinde sahibinin kim olabileceği tespit edilebilmektedir. 3. Grup çalışmasının bir yöneticiye ihtiyacı bulunmamaktadır. Mahzurları ise; 1. Problem sınırları tespit edildiği için çok yeni ve değişik fikirlerin ortaya çıkması olasılığı azalmaktadır.

13 Galeri yöntemi Hellfritz tarafından geliştirilmiştir. Bireysel çalışma ile grup çalışmasını birleştirmeye yöneliktir. Çözümler çizim ve taslak halinde olduğu için konstrüktif geliştirme sürecinin her aşamasında uygulanabilir. Organizasyon ve takım oluşturma işlemi düşünce şimşekleri yöntemindeki gibidir.

14 ADIMLAR Galeri yöntemi Sunuş aşaması: Ekip lideri problemi sunar ve sınırları belirtir. Fikir Üretme Aşama 1: 15 dakika boyunca her bir grup üyesi probleme sezgisel olarak çözümler üretir. Gerekli yerlerde şekiller ve/veya metinler kullanabilir. Birleştirme aşaması: Aşama 1 de elde edilen çözümler bir sanat galerisinde olduğu gibi duvara asılır. 15 dakikalık bu aşamada bütün grup üyeleri çözümleri görür, tartışır, eklemeler, düzeltmeler yapar. Fikir Üretme Aşama 2: Birleştirme aşamasındaki değişmiş veya düzeltilmiş fikirler, yine bireysel olarak her bir grup üyesi tarafından daha da geliştirilir. Seçim aşaması: Bütün fikirler incelenir, sınıflandırılır ve gerekirse sonuçlandırılır. Başarı şansı olanlar ise seçilir.

15 Galeri yöntemi Galeri yönteminin temel avantajları: Sezgisel grup çalışması, sıkıcı ve uzun süreli tartışmalar olmaksızın yapılabilir. Prensip çizimleri kullanılarak fikirlerin daha sağlıklı bir şekilde paylaşılması ve anlaşılması mümkün olur. Yapılan bireysel katkılar kolayca belirlenebilir (kim hangi çözüme ne şekilde katkı yapmış gibi) Dokümantasyon bilgilerine kolayca erişilebilir ve bilgilerin saklanması kolaydır.

16 Sinektik Grekçeden alınmış olan bu kelime, farklı ve görünüşte önemsiz sanılan kavramların birleştirilmesi anlamına gelir. Metot olarak, "Brain Storming" e benzer. Bundan farkı teknik problemlere çözüm aranırken, teknik olmayan veya kısmen teknik kapsamına giren problemlerin değişim ve gelişim hallerini örnek olarak ele almak ve bunlardan esinlenerek, teknik problem çözümünde yararlanmak şeklindeki çalışma tarzıdır.

17 Sinektik - 2 Gordon tarafından geliştirilmiş olan bu çözüm arama yönteminde aşağıdaki çalışma adımlarının uygulanması önerilir: 1. Problemin takdimi 2. Problemin analizi 3. Grup üyeleri tarafından problemin anlaşılıp, anlaşılmadığının incelenmesi, gereken açıklamalardan sonra belirsizlik ortadan kalkmışsa, 4. Ele alınan konudan uzaklaşıp, tamamen başka bir alandaki, bir konuya geçmek; Burada yöneticinin yeni konuyu seçerken, iki konu arasında her hangi bir benzerlik bulunması gerektiğini unutmaması gerekir. 5. İki konu arasındaki benzerliklerin grup üyelerince analizi 6. Karşılaştırma 7. Karşılaştırma sonucu, ikinci için tanımlanmış çözüm yollarının birinci hale uygulanması 8. Ortaya çıkan çözüm fikrinin konstrüktif uygulama olasılıkları.

18 Bu metotla ilgili bir örnek Gordon tarafından verilmektedir: Sinektik - 3 Problem yeni bir çatı kaplama malzemesinin bulunmasıdır. Bu malzemenin iklim şartlarına uygun özelliklere sahip olması da istenmektedir. Problemin tariflenmesinden sonra analizi yapılmaktadır. Mevcut sistemlerin mahzurları, problemleri incelenmekte, bu inceleme sonunda grup üyelerince aşağıdaki noksanlar ve mahzurlar tespit ediliyor: Uygulanmakta olan kiremitler pahalı bir işçilik gerektiriyor, tam sızdırmazlık sağlamıyor, sıcak havalarda ve soğuk havalarda iyi bir yalıtkanlık sağlamıyor, özellikle küçük eğimlerde yağmur geçiriyor, v. s. Ortaya benzer başka bir konu atılıyor. Pisi balığının sırtını kaplayan pullar ve bunların şekil ve özelliklerinin incelenmesi. İnceleme sonunda, pulların birbirini çok iyi örttüğü, ortam şartlarına göre renk değiştirdiği, deri ile iyi bir organik bağ kurduğu görülüyor. Bu incelemeden esinlenerek esas konuyla ilgili şu fikirler ortaya çıkıyor? Güneş ışınlarının veya ortam sıcaklığının büyüklüğüne bağlı olarak renk değiştiren bir kiremit malzemesi bulunamaz mı? Şöyle ki sıcak havalarda rengi açık olsun ve güneş ışınlarını yansıtsın, soğuk havalarda ise rengi siyahlaşsın ve ışınları massederek evi ısıtsın. Özel bir plastik maddeden balık pullarına benzer bir yapıda bağlama ve örtme imkanı yaratsın. Ayrıca ağırlığı az, fiyatı yüksek olmasın. Bu inceleme sonunda yeni bir çatı kaplama malzemesi geliştirilmiş ve patenti alınmıştır.

19 Sinektik - 4 Damar açmada uygulanan baloncuk tekniğinin, şemsiye benzerliğinden yararlanılarak türetilmesi. Şemsiyenin kapalı iken bir kılıfa kolaylıkla girmesi, açıldığı zaman geriye çekilirken gerisindeki yabancı maddeleri süpürmesi, ancak probleme uygulamada, damara zarar vermeme için pıhtının iki baloncuk arasına sokulması, bir sinektik toplantısında ortaya çıkan fikirlerdir.

20 Delfi metodu Delfi metodunda grup uzmanlardan oluşmakta ve bunların konu ile ilgili bilgilere sahip olmaları gerekmektedir. Grup üyelerine incelenen konu ile ilgili sorular yazılı olarak verilir ve onlardan bunları kısa sürede cevaplandırmaları istenir. Çalışma adımları aşağıdaki gibidir: l. ci tur : Verilmiş olan problemin çözülebilmesi için verilenler tanımıdır? Tam ise şu anda aklınıza gelen çözümleri yazınız. 2. ci tur : Size, bu problemle ilgili değişik çözümleri içeren bir liste verilmiştir. Listeyi inceleyin ve bu listeye eksik olan çözümleri yazın. 3. cü tur : Size her iki turun sonuçlarını ele alan ve değerlendiren yeni bir liste verilmiştir. Bu listeyi inceleyin ve verilen çözümler içinde kanaatinizce en iyi olanları işaretleyin Delfi metodunda çok iyi bir ön planlama ve hazırlığa gerek vardır. Bu metot, konstrüksiyon çözümlerinden çok, işletme ve yönetim sorunları ile ilgili problemlerin çözümlerinde başarı ile uygulanmaktadır.

21 Metotların kombinasyonu Sezgisel metotlardan seçilen herhangi biri yalnız başına istenen amaca uygun çözüm vermeyebilir. Bu durumda; Grup lideri veya gruptan biri (örneğin düşünce şimşekleri toplantısında) fikir akışının kesilmeye başladığını fark edip, yeni fikir üretimi için örneğin sinektik yöntemine geçiş yapabilir. Yeni fikir veya analojiler grubun yaklaşımında veya fikirlerinde radikal değişikliklere neden olabilir. Toplantı sonuna kadar fikir birliğine varılan konular yeni fikirlere doğru götürebilir. Mevcut konstrüksiyonların analizi ve iteratif çalışma da tamamen yeni fikirlere ulaşımı sağlayabilir.

22 Bilinçli, metodik çözüm arama yolları Bilgi toplama: Tasarımcılar için en yeni bilgilere ulaşım çok önemlidir. Bu amaçla tasarımcılar yeni bilgilere ulaşmak için değişik yöntemler kullanırlar. İnternet teknolojisinin gelişmesi bu işlemi daha da kolaylaştırmıştır. İnternet üzerinden kolaylıkla ulaşılabilen klasik bilgi kaynaklarının başlıcaları aşağıdaki gibidir: Literatür taraması Ticari yayınların analizi Fuar ve tanıtımlara ait sunumlar Rakip firmaların katalogları Patent literatürünün incelenmesi

23 Bilinçli, metodik çözüm arama yolları İteratif çözüm arama: Eskiden beri konstrüktörlerin uyguladığı bir çalışma şeklidir. Yeni bir çözüme iteratif (adım adım) yaklaşabilmek için evvela sezgiye dayanan bir buluştan hareket edilir. Bu buluş yukarıda bahsi geçen sezgisel çalışma metotları sonundu da ortaya çıkmış olabilir. Bulunan fikri veya çalışma prensibini, krokilerle maddesel bir yapıya dönüştürmeye çalışılır. Krokiler üzerinde yapılan adım adım değişiklik ve düzeltmelerle en uygun bir çözüme yaklaşılır. Bu arada pek çok değişik çözüm şekilleri de ortaya çıkacaktır. Bu metot deneyimli bir konstrüktör ister. Genellikle karmaşık projelerde birden fazla konstrüktör tartışarak uygun çözümlere yaklaşmaya gayret ederler. Bu metotla büyük buluşlar yapan konstrüktörlerden biri Kesselring dir. Bu metoda bu nedenle Kesselring metodu da denir.

24 İteratif çözüm arama Dişli göbeği mil bağlantısının minimum çentik etkisi yönünden adım adım geliştirilmesi

25 Doğal strüktürlerin sistemlerin analizi Doğada mevcut şekil, strüktür ve sistemlerin incelenmesi sonucu pek çok teknik problemin çözümünde yararlı olabilecek çözümler bulmak mümkündür. Canlı ve cansız doğal sistemler uzun bir evrim sonunda oluşmuş optimal strüktürlere sahiptir. Özellikle çağımızda biyoloji ve teknik görüşün sentezinden yeni bağıntılar, yapılar, ilişkiler ortaya çıkarılmaktadır. Bu araştırmaları esas alan "Biyonik veya "Biyomekanik" dalı son yıllarda üniversitelerde geniş bir ilgi ile karşılaşmaktadır. Canlı doğal sistemlerde rastlanan, kabuk, kafes ve petek şeklindeki strüktürler teknikte hafif yapı konstrüksiyonlarında örnek alınmıştır.

26 Doğal strüktür ve teknik uygulamaları a) Sandviç yapılar, b) Sandviç kanat yapısı c) Taşıyıcı kenarları sandviç konstrüksiyon olan kanat Doğal strüktürlerin sistemlerin analizi-2

27 Doğal strüktürlerin sistemlerin analizi-3 Bir diğer örnek olarak Münih olimpiyat stadında tribünlerin üstünü örten tenteyi taşıyan çelik ağ formunun bir örümcek türüne ait ağdan esinlenerek yapıldığı bilinmektedir. Bir köpek balığının veya balinanın yüzgeç kesit formlarının bunların göreceği fonksiyon için en optimal formlar olduğu görülmektedir. Kısacası, Doğa yaratıcı uğraşı için mühendise ilham verecek, yol gösterecek sayısız örneklere sahiptir. Önemli olan husus bunları görebilme tekniklerinin, merakın ve incelemenin bilinmesidir.

28 Analojiler Çözüm aramada ve sistem özelliklerinin analizinde benzer bir problemi (veya sistemi) model olarak kullanmak çoğunlukla kullanışlı bir yöntemdir. Teknik sistemlerde analojiler örneğin kullanılan enerji türünün değişimi vb. gibi yollarla elde edilebilir. Teknik olmayan sistemlerle yapılan analojilerde fayda sağlayabilir.

29 Fiziksel Denklemlerin Analizi Fizikçilerin bir olayı incelerken uyguladıkları metot: Öncelikle gözlenen veya etkileri bilinen olayın basitleştirilmiş bir modeli kurulur. Daha sonra bu modelin giriş-çıkış büyüklükleri arasındaki fonksiyonel ilişkiler aranır ve tespit edilir. Bu tespit sonucu matematiksel ya da formel lojik bir bağıntılar veya ilişkiler sistemi elde edilir ve buna olayın matematik (veya lojik) modeli denir. Bu çalışma şeklinin başarısı, incelenen olayı basitleştirilmiş modelin ne oranda temsil ettiğine ve matematik modelin her iki sistemi ne oranda doğru olarak yansıttığına bağlıdır.

30 Fiziksel Denklemlerin Analizi - Gerçek sistem, fiziksel model, matematiksel model 2 Fiziksel olayın matematiksel modeli, örnek olarak Y = F ( x 1, x 2,...,x n ) şeklinde ise, x 1 den x n e kadar sistem giriş büyüklüklerinin her birinin Y çıkış büyüklüğü üzerindeki etkisi bunlardan (n-1) nin sabit tutulması ile tespit edilebilir.

31 Örnek Bir borudan akan viskoz bir sıvının debisi ile buna etkiyen diğer büyüklükler arasındaki bilinen bağıntı incelensin. Küçük Reynolds sayılı laminer akım halinde ve çok ince pürüzlü bir boruda: p, borunun iki ucundaki basınç farkı (N/m 2 ) r, borunun yarı çapı (m) Q, debi (m 3 /s) L, borunun uzunluğu (m), akışkanın dinamik viskozitesi ( N.m -2.s) Ödev, bir akışkanın dinamik viskozitesini ölçen bir alet geliştirmek ise, çıkış büyüklüğü üzerinde etken olan x i lerden her birinin değişimi, diğerlerinin sabit tutulması halinde için bir ölçme büyüklüğü olarak kullanılabilir

32 Örnek - 2 Deney düzeneklerinin hepsinde 1 No.lu depodan alınan akışkan, 2 No.lu pompa ile laminer boruya (5) verilmektedir. Bu arada basınç 4 No.lu manometre ile ölçülmektedir. Debi (Q), boru yarı çapı (r), boru uzunluğu (L) sabit tutulmakta ve çeşitli akışkanlarda (veya aynı akışkanda farklı sıcaklıklarda) manometredeki basınç değişimi, çıkış basıncı sabit tutulduğundan, basınç farkı ( p) değişimi yolu ile viskozite ölçülmektedir. Debi, basınç farkı ve boru uzunluğu sabit tutularak, boru yarı çapı, plastik bir boruyu burma suretiyle değiştirilmektedir. Burada ölçü büyüklüğü yarı çaptır Burada sadece boru boyunun değişimi düşünülmüştür Pompa ayarı ile debi değiştirilmekte diğer büyüklükler sabit tutulmaktadır Şüphesiz bunlardan hangisinin en uygun olduğu, teknik ve ekonomik değer faktörlerinin mukayesesi sonunda ortaya çıkacaktır

33 Ölçümler ve Model testleri Mevcut sistemlerde yapılan ölçümler ve benzeşim tekniği esaslı model testleri ve diğer deneysel çalışmalar en önemli bilgi kaynakları arasındadır. Rodenacker, deneysel çalışmaların değerini «tasarım, fiziksel deneylerin tersine çevrilmiş halidir» ifadesi ile vurgular. Hassas cihaz tekniğinde ve seri üretim yapan büyük işletmelerde, deneysel çalışmalar çok kritiktir ve çözüme ulaşmanın en temel aracı olarak kabul edilir.

34 Bilinen konstrüksiyonların analizi ile aynı veya benzeri fonksiyonda konstrüksiyonların geliştirilmesi, iyileştirilmesi Çözülmesi istenen konstrüktif problemlere benzer veya o problemlerin daha iyi çözümlerinin bulunması istenen hallerde, mevcut konstrüksiyonun bir analize tabi tutulması bunların temel fonksiyonlarından hareketle strüktürlenmeleri, ortaya çıkan fonksiyon strüktüründeki alt fonksiyonların hangi alt fonksiyon elemanları ile daha iyi yerine getirilebileceğinin incelenmesi bizi daha iyi, hatta bazı hallerde tamamen yeni çözümlere götürebilir. Örnek: aşağıdaki fonksiyon strüktüründeki, dönüşüm, iletim, gösterme alt fonksiyonları için örnektekinden farklı fiziksel etkiler ve etki taşıyıcıları seçilebilir

35 Örnek - 1 Hassas hız ayar mekanizması. 1- giriş milini, 12- ise çıkış milini göstermektedir. Hız ve enerji 2 ve 3 no.lu dişlilerden oluşan sonsuz vida mekanizmasında iki kola ayrılmaktadır. Birinci kol 5 ve 6 no.lu dişli mekanizması üzerinden kademesiz hız değiştiricisine, 3 no.lu dişliden çıkan ikinci kol konik dişlilerden oluşan planet mekanizmasına girmektedir. Varyatörden değişik büyüklüklere ayarlanabilen birinci kol 7, 8, 9, 10 dişlileri üzerinden tekrar entegral mekanizmaya girerek birinci kol ile birleşmektedir.

36 Mekanizmanın teknik resmi Örnek - 2

37 Örnek - 3 Fonksiyon strüktürü (Koller elemanter fonksiyonlara kullanılmıştır. Sadece varyatör için değişebilen büyütme ve küçültmeyi belirtmek üzere özel bir simge türetilmiştir) Bu mekanizmanın çalışma prensibini şu şekilde açıklanabilir. Mekanik enerji, özellikle bunun hız büyüklüğü girişte iki kola ayrılmakta, bir kol üzerindeki hız belirli bir büyüklük değişiminden sonra bir entegral mekanizmaya girmektedir. Diğer kol üzerindeki hız ise gene büyüklük ve yön değişiminden sonra bir varyatöre girmekte, verilen sinyale uygun olarak gereken büyüklüğü aldıktan sonra tekrar entegral mekanizmaya girmektedir. Sistemde sonsuz vida, varyatör, verim ve güç iletimi bakımından zayıf elemanlarıdır. Sabit ve ayarlanmış hızı birleştiren entegral mekanizma olarak konik dişlilerden oluşan bir mekanizma kullanılmıştır.

38 Örnek - 4 Bu dişli sistemlerinin özellikle yüksek hızlarda gürültü ve montaj zorluğu gibi problemleri mevcuttur ve genellikle konik dişli imalatı, düz veya helisel alın dişli imalatından pahalıdır. Hız değiştirici olarak kullanılan varyatör daha çok orta hızlar bölgesinde ve küçük güç sınırlarında kullanılır. Eğer verilen ödev yüksek güç ve hızlar bölgesinde çalışan ve verimi yüksek yeni bir hassas hız ayar mekanizması ise, bu örnekten hareket edilerek, varyatörü bir hidrostatik varyatör, entegral mekanizmayı, helisel dişlilerden oluşan bir planet mekanizması haline sokmak, hız ayırımında ise sonsuz vida mekanizmasından tamamen vazgeçmek, veya verimi yüksek bir dişli sistemi seçmek mümkündür.

39 Mevcut bir konstrüksiyon incelenirken aşağıdaki sorulara cevap aramak, bu sistemin zayıf noktalarını bulmak, geliştirilebilme istikametlerini tayin etmek için faydalıdır: 1. Uygulama ile ilgili olarak ; Bu makina nerede ve ne amaçla kullanılmaktadır? 2. Fonksiyon prensibi ile ilgili olarak ; Hangi fonksiyon veya fonksiyonlar, hangi usul ve prensipler makinanın çalışmasında uygulanmıştır? 3. Fiziksel olaylar ; Bu makina veya cihaz içinde hangi fiziksel etki veya süreçler bulunmaktadır? 4. Mevcut sistemin ne gibi konstrüktif özellikleri vardır? 5. İmalat şekli ; Makinanın veya elemanların şekillendirilmesinde hangi imal usullerinden yararlanılmıştır? Neden? 6. Malzeme ; Hangi malzeme türleri kullanılmıştır? Neden? 7. Kullanma Özellikleri ; İncelenen makinanın konstrüksiyonunda insan-makina ilişkisi yönünden neler düşünülmüştür?

40 Örnek-5 Örnek olarak bu sorular hassas ayar mekanizması için uygulansın ve yukarıdaki sıraya uygun olarak cevaplansın: 1. sorunun cevabı: Bu tip makinalar kağıt, karton, plastik folyo işleyen makinalarda, birbiri arkasına dizili silindirik tamburların senkron çalışmalarını temin için veya hassas dozaj makinalarında duyarlı hız ayarı için kullanılır. Ayrıca kağıt ve plastik folyoların tespit edilmiş uzunluklarda kesilmelerini sağlayan makinaların tahrik millerinde duyarlı hız ayarı için uygulanır. 2. sorunun cevabı: Bir mil hızının iki kola ayrılması, sabit ama büyük değerdeki hız üzerine ayarlanan küçük değerdeki ikinci hızın süperpozisyonu. Küçük değerdeki hız kademesiz olarak ayarlanabilmektedir. 3. cü sorunun cevabı: Dişli çark mekanizmalarında, döner manivela sistemleri mekaniğinden yararlanılmaktadır. Varyatörde sürtünme bağı veya büyük güçlerde şekil bağı düşünülmüştür. Yataklarda yuvarlanma sürtünmesi esasına dayanan rulmanlı yataklar kullanılmıştır. Sisteme kumanda sinyali el ile verilmektedir. 4. cü sorunun cevabı: Konstrüksiyon elemanları olarak, miller, alın dişli mekanizmaları, sonsuz vida mekanizmaları, konik dişlilerden oluşan planet mekanizmaları aynı bir karter dahiline yerleştirilmiş ve rulmanlı yataklarla yataklanmıştır. Bu sistem dalma yağlama ile yağlanmaktadır. Varyatör ise hareketli konik disklerden ve bunları birbirine bağlayan zincir formundaki fleksibl elemandan meydana gelmektedir. Varyatörün milleri ve kontrol manivelaları bir kartere takılmış, bu da dişli sistemlerinin bulunduğu kartere merkezlenerek flanş ve cıvatalarla tespit edilmiştir. Uygulanan varyatör cinsine göre sadece yataklar veya sistemin hepsi yağlanabilir. 5. ci sonunun cevabı: Karterlerdeki yatak yuvaları yatay delik tezgahlarında işlenmiştir. Karterler döküm ile şekillendirilmiştir. Dişliler ise azdırma frezelerde, tabii sertlikte malzemeden üretilmiştir. Sistemde alışılagelmiş küçük seri üretim metotları uygulanmıştır. 6. cı sorunun cevabı: Karterler GG 18 den, Sonsuz vida çarkları GBz 14, sonsuz vidalar C45 çelik malzemeden, miller St50 den üretilmiştir. 7. ci sorunun cevabı: Sisteme el ile kumanda edilmektedir. Gürültünün az olması için dişlilerde alıştırma veya taşlama yoluna gidilebilir. Mekanizmayı çeşitli şekillerde yerine monte etmek için birbirine dik ayak pozisyonları düşünülmüştür. v. s.