Çeviri: Dr. Kadir Çavdar 03.09.2010 1 Konstruktionslehre, Gerhard Pahl, Wolfgang Beitz, 4. Baskı, 1997, Springer. 14. Araştırma ve Kullanılan Kavramlar 14.1 Metotların Kullanılması Konstrüksiyon işleminde (ki bu işlem bir ürünün planlanmasından başlar, ödevlerin açıklanması ile devam eder ve bir ürünün ortaya ve kullanım kılavuzunun hazırlanmasına kadar giden süreçteki konsept, geliştirme ve son işlem aşamalarından oluşur.) kullanılmak üzere hazırlanmış olan bu kitabın içeriğinde çözüm ve hüküm verme metotları gibi temel yaklaşımlar ve tarihsel gelişim anlatılmaktadır. Çok fazla detaya ve zaman alıcı işlere girmemek için yapı dizileri ve montaj grupları yaklaşımının yanı sıra bilgisayar kullanımı da kitaba eklenmiştir. Konsept kurma ve taslak oluşturma aşamaları bir teknik sistemin geliştirilmesinde önemli noktalardır. Şekil 14.1 ve 14.2 de bu işlem adımları özetlenmiş ve her bir metot veya yardımcı araç da gruplanarak sunulmuştur (8 nolu kaynak ile de karşılaştırılmalıdır, VDI 2221). Farklı ürünlerde farklı görevler ve problemler ile karşılaşılabileceğinden ve bu yöntemlerin kullanılmasındaki yaklaşımlar ve işlem adımları da bu nedenle değişebileceğinden yapacağımız değerlendirme (survey-anket), işlem adımlarını, anlamlarını ve uygun zamanda uygun metodun kullanılmasını bize göstermelidir. Aslında her duruma uyan esnek bir yaklaşım ortaya konmalıdır. Ayrıca tüm işlem adımları kendine özgü metotlara ihtiyaç duymamalıdır. Burada önemli olan nokta, metotların sadece gerekli ve uygun oldukları aşamalarda kullanılmasıdır. Kullanıcı kendi başına bir sistematik kurmak için hiçbir çalışma yapmak istemez veya sadece dostça mükemmele yaklaşmak için birazcık katkı yapmak ister. Metotlar burada bazı farklı iddialarda bulunmaktadırlar. Yaratılış, deney ve tecrübe ne kadar güçlü ise bunlardan bazıları ön plana çıkabilir, diğerinden vazgeçilir, özellikle düşünce bazındaki aşamalarda bu metotların kullanılması bazı soru işaretleri doğurur. Ancak yapılan değişiklikler ile çok yaratıcı bazı aşamalar daha ön sıralara taşınabilir, bazıları geri bırakılabilir (sonuçların analizi ve bu sonuçlara göre yeni bir konsept oluşturma gibi). Bu düşünce yapısı çözümlerin aranması aşamasında özellikle çok önemli rol oynayacaktır. Özetleme (basit anlatım) yeteneği, sistematik çalışma ve tutarlı düşünmenin yanı sıra yaratıcılık yeteneği ve konu üzerinde sahip olunan bilgiye de ihtiyaç duyulur. Tekil bir işlem adımında bu yetenekler farklı oranlarda etkili olacaklardır. Özetleme yeteneği, her şeyden önce önemli problemlerin tanımlanmasında, teşhisinde, fonksiyon yapısının kurulmasında, düzen şemasındaki düzenin nda ve şekillendirme prensiplerinin/ kurallarının aktarılmasında gereklidir. Sistematik ve tutarlı düşünme yeteneği, fonksiyon yapıları ile yapılan işlemlerde, düzen şemasının hazırlanmasında, sistem ve olayların analizinde, kombinasyonların kurulmasında, hataların ayıklanması ve değerlendirme aşamalarında yardımcı olacaktır. Yaratıcılık yeteneği ise fonksiyon yapılarının varyasyonlarının oluşturulmasında, seziye dayalı yöntemleri kullanarak çözüm arama adımlarında ve düzen şemasının yanı sıra fiziksel temeller, şekillendirme kuralları ve yönetmeliklerin oluşturduğu katalogların kullanılmasında da etkili olacaktır. Ürüne bağlı olarak o alanda sahip olunan detaylı bilgi özellikle istek listesinin oluşturulmasında, zayıf nokta analizlerinde, seçme ve değerlendirme işlemlerinde, direktifler yardımı ile kontrol olaylarında ve hata arama işlemlerinde destekleyici olacaktır. Şekil 14.3 bundan başka özel konstrüksiyon aşamaları için tavsiye edilen ve yaratıcı/doğru çalışmayı teşvik eden direktifleri ana başlıkları ile göstermektedir. Daha öncede belirtildiği gibi teknik fonksiyon ekonomik gerçekleştirmenin yanı sıra insan ve çevre emniyeti de dikkate alınarak gerçeklenmeye çalışılmalıdır. Çözüm aramada ise yapılar ve fonksiyonlar arası etkileşimlere dikkat edilmelidir. Tüm özellikler eş zamanlı olarak ele alınmalıdır: Đstek listesinin oluşturulması esnasında istekler iyi şekilde anlaşılmalıdır ki böylece fonksiyon ve önemli ilişkiler de doğru şekilde ortaya konabilir. Bu amaçla ana terim olmak üzere buna yardımcı terimler de geometri, kinematik, kuvvetler, enerji, malzeme ve sinyal olarak anlaşılmalıdır. Benzer şekilde geliştirme aşamasında Şekillendirme ana kavramdır ve burada amaç ürün şeklinin amaca ve imalata uygun şekilde ortaya dır. Değerlendirme aşamasında ana kavramların gerçeklenmesi amacına yönelik olarak oluşturulan değerlendirme kriterlerinin aranması işlemi gerçekleştirilir. Ana kavramlar sahip olunan bilgi seviyesine göre fazlalık da gösterebilirler ve tüm önemli noktaların dikkate alınması zorunludur. Maliyet oluşturma metotları mümkün olduğunca erken, en geç de bu aşamada devreye sokulmalıdır. Adı geçen metot ve yardımcı araçların bir bölümü birden fazla farklı çalışma adımlarında kullanılabilir. Bu metotlar ile elde edilmiş olan bilgiler sonraki aşamalarda yenilenir, değiştirilirler. Ancak bu yöntemlerle elde edilmiş olan bazı yapı gruplarının farklı ürünlerde de kullanılabileceği uygulamalardan görülmüştür. Bu şekilde metodik yaklaşımın yükü de azalmaktadır.
Çeviri: Dr. Kadir Çavdar 03.09.2010 2 Đşlem Adımları Metotlar ve Yardımcı araçlar Başlıca Yardımcı Trend çalışması Pazar analizi Ürünün Planlanması Ödevin seçilmesi Ödevin açıklanması Đstek listesi üzerinde çalışılması Önemli problemlerin tanınması için özetleme (abstraksiyon) Đstek listesi Düşünsel abstraksiyon Kara-Kutu Gösterimi resimleri yapılarının ortaya Literatür araştırması Analiz Doğal sistemler Bilinen çözümler Matematiksel-fiziksel ilişkiler Etki prensiplerine göre araştırma Deneyler, ölçümler Beyin fırtınası, galeri metodu, sinektik Fiziksel olayların sistematik araştırması Düzen şeması Kataloglar El çizimleri Seziye dayalı iyileştirmeler Etki prensiplerinin kombinasyonu Uygun varyasyonların seçilmesi Prensip çözümlerin ortaya Seçme yöntemleri Değerlendirme metotları Maliyetin belirlenmesi metotları Değer analizi Prensip çözümlerin değerlendirilmesi Şekil 14.1
Çeviri: Dr. Kadir Çavdar 03.09.2010 3 Đşlem Adımları Metotlar ve Yardımcı araçlar Başlıca Yardımcı Şekillendirmeden beklenenlerin ortaya. Hacimsel ilişkilerin gösterilmesi Ana fonksiyonun belirlenmesi ve şekli Ana fonksiyonu kabaca ortaya Uygun taslakların seçimi Diğer ana fonksiyonların kabaca ortaya Yan fonksiyonlar için çözümlerin aranması Ana fonksiyonun hassas şekilde ortaya Yan fonksiyonun hassas şekilde ortaya Đstek Listesi Yapısı Konsept Çözüm Yöntemleri Çözüm Bileşenleri Direktifler Temel Kural: Basit-Tek anlamlı-emin Şekillendirme Prensipleri: Kuvvet Đletimi Ödevin bölünmesi Kendinden yardım Stabilite-Đnstabilite Hatasız Şekillendirme Eldeki taslakların değerlendirilmesi Tam taslağın son şeklinin ortaya Hata ve bozucu giriş kontrolleri Olası parça listesi ve montaj talimatlarının hazırlanması Şekillendirme Kuralları: Mukavim Uygun Şekil değişimi Stabil Rezonans uygun Uzamalar uygun Sürünme yok Gevşeme yok Korozyona uygun Uygun aşınma miktarı k Uygun formlu Standartlara uygun a uygun a uygun Kontrole uygun ya uygun ı kolay Đşletimi kolay lü Seçme yöntemi Kalite güvencesi Riziko değerlendirme Maliyet belirleme Değerlendirme metotları Şekil 14.2
Çeviri: Dr. Kadir Çavdar 03.09.2010 4 Ödevin Açıklanması Đstek listesinin oluşturulması Đsteklerin anlaşılması (Şekil 5.7) Geometri Seçme Etki yapısının (Şekil 4.20) Hafiflik istenir Konsept oluşturma Değerlendirme Optimum konseptin (Şekil 6.29) Şekillendirme Kontrol Şekil ve Malzemenin seçilmesi (Şekil 7.3) Geliştirme Değerlendirme Optimum tasarının (Şekil 7.147) Kinematik Kuvvetler Enerji Malzeme Sinyal Đstekler sağlanmaya çalışılır Temel olarak gerçeklenebilir olmalıdır Kesin emniyet istenir Kendi fabrikamızda tercih edilir Tutarlar aşılabilir Şekillendirme Masraf Şekil 14.3 Yorumlama Ömür Şekil değiştirme Stabilite Rezonans yok Uzama Korozyon Aşınma Yorumlama ekonomik veriler ile tekrar incelenir 14.2 Uygulamalardan gelen Tecrübeler Bu kitapta tanıtılmakta olan yaklaşım ve metotlar, endüstriyel problemlerin çözümü amacıyla hazırlanan öğrenci projelerinde sıklıkla kullanılmış olup endüstriyel işletmelerin konstrüksiyon bürolarında da uygulama alanı bulmuştur. Bu uygulamalardan kazanılmış olan tecrübeler değerlendirilmiş ve bilimsel yayın olarak basılmıştır. Tekil metotlar için şu tespitler mevcuttur: Ödevin açıkça ortaya ve istek listesinin oluşturulması önemli, üstü çizilemeyecek bir araç olarak ortaya çıkmaktadır. yapılarının oluşturulması ve özetleme (abstraksiyon) özet anlatımın çok yönlü zorluklarına rağmen kullanılmaktadır. Konstrüktör birbirine zıt gelen isteklere ve tasvirli anlatımlar kullanarak düşünmeye alışmalıdır. Bir çok metodik adım için ana fonksiyonların listelenmesi ve açıklanması yöntemleri çok faydalı ve gereklidir. Seziye dayalı arama metotlarına konvansiyonel olarak bir çözüme ulaşılamadığı durumlarda başvurulmalıdır. Şekillendirme problemlerinde galeri metotları beyin fırtınasına göre daha etkili olacaktır. Her iki metotta sadece çözüm için bir uyarı oluşturabilirler, bunun dışında ilk aşamada bulunan sonuçlar mutlaka analiz edilmeli ve geliştirilmelidir. Düzen şeması, morfolojik kutular gibi karmaşık (adım adım-diskursif) çözüm metotları başlangıçta birazcık karmaşa yaratırlar, çünkü tanımlamada kullanılan kelimeler özetleme nedeniyle bazen fonksiyonları tam olarak açıklamaya yetmez, anlaşılmazlıklar olabilir. Bu bize üniversitede iyi bir şekilde metodik düşünce eğitimi almamızın gerekliliğini işaret eder. Bazı sistematikler literatürden bilinmektedir ve bunlarla çalışılır ise patenti alınabilecek iyi çözümlere veya rekabet edebilecek çözümlere ulaşılabilir.
Çeviri: Dr. Kadir Çavdar 03.09.2010 5 Seçme ve değerlendirme metotları uygulamada çok kullanılır ama bazen metodik bakış açısıyla güvenli olmayan kombinasyonlar da yapılmış olabilir. Bu alanda firmaların veya kişilerin kendine özgü metotları da ortaya konmuştur. Her halükarda bu metotlar kararlarda objektif olmayı sağlamakta ve bazı noktaların tasarımcı tarafından unutulmamasına da yardımcı olmaktadırlar. Metodik yaklaşım, çok kişi tarafından konsept aşamasında çok fazla zamana ihtiyaç duyması açısından eleştirilir. Bu doğrudur, yeni geliştirmelerde konsept aşamasında çok fazla zamana ihtiyaç vardır, bu aşamada çok kez değişen çizimler, hesaplamalar, araştırmalar gerçekten vakit alıcıdır. Ancak tecrübelerimize göre bu zaman kayıpları sonraki aşamalarda (geliştirme ve son işlem) tolere edilir, çünkü değişiklik ihtiyacının azalması, sinirlerin bozulmasının engellenmesi gibi iyileşmeler daha ilk aşamada sağlanmıştır. Geliştirme aşamasının metodik yaklaşımdan faydalanacağı gayet açık olarak ortadadır: Direktiflere dikkat etme, temel düzenlemeler, şekillendirme prensip ve yönetmelikleri iş için harcanacak olan zamanı azaltırlar, hata ve bozucu girişleri engellerler, malzeme kullanımını optimum hale getirip ürün kalitesini yükseltirler. Hata yakalama ve maliyetin belirlenmesi için kullanılan metotların yardımıyla yapılan denemeler de aynı şekilde ürünün kalitesini arttırırlar. Özellikle ürünün açık noktalarının arandığı işlemler gibi Değerlendirmeler, amaçlanan sonuçlar ile karşılaştırıldığında çok fazla zamana mal olmazlar. Özetle: 1. Özellikle yeni ürün geliştirme işi ile uğraşan ve CAD tekniklerinde başlangıç aşamalarında olan endüstriyel firmalar için bu alan açık bir ilgi alanıdır. 2. Endüstriyel pratikte pek de gözükmeyen metodiğin çok geniş bir etki alanı vardır, ancak genelde tekil uygulama metotları göz önündedir, bunlar istekleri karşılıyorlarmış gibi gözükürler. 3. Metodik Konstrüksiyon yaklaşımından en çok geliştirme ve yeni konstrüksiyonlar alanlarında faydalanılabilir. Sadece bu yolla alışılmamış çözümlere ulaşılabilir, yeni çözüm önerileri ortaya konabilir. 4. Metodik yaklaşımın, uyum veya varyasyon konstrüksiyonlarında giriş aşamasında kullanımı uygun değildir. Bu tür konstrüksiyonlarda bilgisayar desteğinin kullanımı çok daha uygun olacağından metodik yaklaşıma gerek duyulmayabilir. Metodik Yaklaşımı kullanan endüstriyel firmalar şunları söylemektedirler: Patent sayıları yükseldi Geliştirme için harcanan toplam süre, konsept aşamasının uzun olmasına rağmen daha kısaldı Đyi çözüm bulma olasılığı daha yüksek Ürünlerin ve problemlerin komplekslik dereceleri giderek artmasına rağmen metodik yaklaşımla bunlarla uğraşmak daha kolay olmakta Daha gerçekçi zamansal randevularda (temrin) yaratıcılık artmaktadır, stres azalmaktadır Sistematik çalışma sayesinde diğer farklı alanlara verilen etkiler de artmıştır. Aşağıdaki yan etkiler gözlenmiştir: Đnformasyon akışı iyileşmiştir Takım çalışması ve motivasyon artmıştır Müşteriler ile iletişim daha çok yoğunlaştırılabilir Metodik Konstrüksiyon eğitimi almış olan genç mühendisler, henüz gerekli tecrübeleri daha kazanamadan şaşırtıcı şekilde firmalarda çok değerli elemanlar olmaktadırlar. Bir özeleştiri olarak da aşağıdakiler söylenebilir: Maliyetin kestirilmesi için yöntemler çok az gelişmiştir. Metodik sadece konstrüktör ve yöneticiler eğitim aldılarsa uygulanmaktadır, yoksa bir talep gelmemektedir. Sezi yeteneği ve yaratıcılık metodik ile yer değiştirilemez, sadece yardımcı araç olarak görülmelidirler.