A módszeres tervezés gondolata nem új kelető. Egyes irodalmak LEONARDO DA VINCI -ig vezetik vissza a módszeres gondolkozáson alapuló tervezést. Európában több iskola, tudományos mőhely vált ismertté ezen a területen, pl. Braunschweig (ROTH), Miskolci Egyetem (TAJNAFİI).
A modern felfogású módszerfejlesztést HANSEN, BISCHOFF és BOCK indították el.
Különösen HANSEN összefoglaló könyve adott impulzust a fejlıdéshez, mert a funkciók absztrakciója és alapelvbe foglalása a legtöbb késıbbi módszeres tervezési eljárásban megjelenik [2].
RODENACKER tervezési módszerében az elvonatkoztatott modelltıl a konkrét felé halad, a fizikusok tevékenységével ellenkezı irányban. KOLLER véges számú fizikai funkcióra vezeti vissza a gépeken végbemenı folyamatokat, és fontos szabályokat állít fel az anyagi megvalósításhoz [4].
Az egyik legjobb összefoglaló, amely magyar fordításban is megjelent PAHL - BEITZ
közös munkája, melyben többek között, a funkció-összevonást és funkciókra bontást is megemlítik [7].
Magyarországon a módszeres tervezés egyetemi szintő oktatása mind a Budapesti Mőszaki Egyetemen, mind a Miskolci Egyetemen több évtizeddel ezelıtt megkezdıdött.
A módszeres tervezés az intuitív tervezéstıl elsısorban az eredmény tervezhetıségében különbözik. Ez azt jelenti, hogy a módszeres tervezés során a konstrukció minısége elsısorban a választott módszertıl és annak alkalmazhatóságától, míg az intuitív tervezés során a "nagy ötlettıl", a tervezı adott területen szerzett tapasztalatától függ.
A módszeres tervezésre jellemzı, hogy a tervezést valamely kiválasztott módszer/módszerek sémáján keresztül folytatja le, azt részleteiben algoritmizálható probléma-sejtekre bontja, és a részfeladatok megoldására nagyszámú változatot dolgoz
ki. Majd a lehetıségek értékelése után a funkció-összevonás (mőködés szempontjából) és a funkció-szétválasztás (gyárthatóság szempontjából) elveinek alkalmazásával a kiválasztott megoldáselemekbıl felépíti a probléma egy lehetséges megoldását. A módszeres tervezés, tervszerően kivitelezett mérnöki tervezést jelent, melyet kidolgozott módszer, vagy módszerek szerint folytatunk le.
A módszeres géptervezés másik alapgondolata, hogy a megoldás keresésére a saját ismereteken kívül figyelembe veszi mások dokumentált tudását is. Így nagyobb valószínőséggel találjuk meg a probléma legjobb megoldását.
A módszeres tervezést diszkurzív tervezésnek is szokás említeni (Diszkurzió: új állítás származtatása korábbi állításokból, a logika szabályainak és lépéseinek betartásával. Az intuíció ellentéte.)
A módszeres tervezés egy átfogó, sok szakterületet átölelı fogalmat takar, ami folyamatosan fejlıdik és igazodik a mindenkori mérnöki eszközrendszerekhez és a tervezendı objektum jellegéhez. A módszeres tervezésen belül teljesen más elveket kell alkalmazni a nagy darabszámban készülı használati tárgyak (pl. háztartási-, barkácsgép, stb.) tervezésénél, és az ezeket a mőszaki tömegcikkeket elıállítani képes gyártóeszközök esetében, melyek kis darabszámban, sokszor egyetlen példányban készülnek el. A terméktervezés és a gyártóeszköz-tervezés módszertana jelentısen eltér egymástól, mert a terméktervezı- és a gyártóeszköz-tervezı mérnök által elérendı célok különbözıek.
Terméktervezés esetében a várható gyártási költségek minimalizálása a legfontosabb cél, mert a megtakarítások annyiszor jelentenek elınyt amekkora a gyártott darabszám.
Gyártóeszköz tervezése során azonban az elvárt funkció minél jobb kielégítése a cél, mert a funkcionalitás hiánya annyiszor jelent hátrányt, ahány terméket (vagy annak alkatrészét) gyártanak a géppel. A továbbiakban két olyan módszertani technikát mutatunk be, melyek a szerszámgépek és célgépek tervezésére során sikeresen támogathatják a gyártóeszköz-tervezı mérnök munkáját.
3.4.1 A
MÓDSZERES GYÁRTÓESZKÖZTERVEZÉS ALAPRENDSZEREA módszeres gyártóeszköztervezés alaprendszere egy olyan keret, melybe a legtöbb tervezési feladat beilleszthetı. A módszeres tervezés (11. ábra) és az intuitív tervezés (5. ábra) alaprendszerét bemutató ábrák leginkább az elıre haladás ábrázolásában különböznek egymástól. Míg az intuitív tervezés ábráján visszacsatolások is láthatók, a módszeres tervezés vázlatán csak elıre haladó irányok figyelhetık meg. Emiatt az utóbbi tervezési módszer szerinti munka az idıben sokkal jobban tervezhetı, normázható.
11. ábra
A módszeres gyártóeszköztervezés alaprendszere
A módszeres tervezés szerinti 11. ábra vízszintes metszékeinek nagysága a tervezési folyamat különféle szintjein kezelendı mennyiségekkel arányos. A megoldáselemek kombinálásával elıállítható megoldások (mesterséges ötletek) száma a feltárt funkciók számától és a funkciókhoz gyakran tervezıi katalógusokból [9] rendelt megoldáselemek számától függ. Ezek helyes megválasztása a tervezıtıl nagy gyakorlatot igényel. A funkciók és megoldáselemek feltárásának alacsony szintje kevés számú megoldást eredményez, és indokolatlanná teszi ennek a tervezési módszernek a használatát, míg a funkciók és megoldáselemek túl mély feltárása esetén a kombinációs technika az úgynevezett kombinatorikus robbanáshoz vezet. Korábban azt a darabszámot tekintették a kombinatorikus robbanás határának, melyet a humán szakértı még éppen át tudott tekinteni. A módszer számítógépre adaptált változatai jelentısen kitolják a kombinatorikus robbanás határát.
A módszeres gyártóeszköztervezés munkafolyamatai:
− F: A feladat meghatározása a követelmények feltárásával, a gyártóeszköz összfunkciójának definiálása.
F
Mőszaki érték-elemzés
M Funkciók feltárása
Szelektálás Megoldáselemek feltárása
Megoldások generálása
B
A
− Funkciók feltárása: A berendezésre jellemzı részfunkciók fel-tárása az összfunkció teljesítéséhez.
− Megoldáselemek feltárása: Össze kell győjteni az egyes rész-funkciók megvalósításához az ismert megoldásokat. Ehhez gyakran tervezıi katalógusok nyújtanak segítséget [9].
− Megoldások generálása: Fel kell ismerni az egyes funkciókat megvalósító részegységek kapcsolódásának logikáját, és olyan matematikai algoritmust kell felállítani, mely alapján a változa-tok képzése lehetségessé válik. Ez minden tervezési feladatnál egyedi, egy soros szerszámgépekre használható algoritmust nem lehet agregát célgépek tervezésénél, vagy párhuzamos ki-nematikájú szerszámgépek változatainak kidolgozásánál al-kalmazni. Ilyen algoritmust csak a tervezési feladat pontos megértése után lehet felállítani.
− Szelektálás: A szelektálási szakasz feladata, hogy a megoldá-sok halmazát a nyilvánvalóan rossz, vagy gyenge megoldámegoldá-sok kizárásával lecsökkentse egy általában 10-15 megoldásból álló kisebb halmazra, mely elemeket a mőszaki értékelemzés esz-közeivel szokás tovább vizsgálni.
− Mőszaki értékelemzés: Leggyakrabban a követelményrend-szerbıl levezetett tulajdonságok pontozásán alapszik és célja annak a legjobb megoldásnak a kiválasztása, mely a konstruk-ciós tervezés alapját fogja képezni.
A 11. ábra szerinti rombusz alakzat „A” magassági mérete a koncepció kidolgozásához szükséges idıt jellemzi, míg a „B” szélesség a tervezımérnök (team) szakmai ismereteinek mennyiségét és a módszer gyakorlati használatának képességét szimbolizálja.