Katedra konstruování strojů KONSTRUKČNÍ NÁVRH POLOHOVADLA PRO SVAŘOVÁNÍ Case Example (CE) EDSM s komentáři a poznámkami k vypracování souhrnné zprávy dokumentace konstrukčně zaměřených semestrální prací/projektů (SP) KKS/DFX a bakakářských prací/projektů (BP) na KKS řešených s využitím zjednodušené instruktivní metodiky EDSM. - Všechny části dokumentace SP i BP je nutné vypracovat dle zadání, i když jsou v CE uvedeny jen zjednodušeně (např. výpočtové predikce vlastností, designérská řešení, apod.) nebo nejsou uvedeny vůbec! - Naopak je doporučeno vynechat části CE zobrazené šedě, neboť využívají úplnou, TTS podloženou metodiku EDSM, která přesahuje rámec obou uvedených prací/projektů. Stanislav Hosnedl verze červenec 2017 (1.vydání Plzeň, 2010) Tyto studijní podklady byly vytvořeny výhradně pro výukové účely. V ostatních případech kontaktujte, prosím, autora. Podmínkou pro využití je i pouze bibliografická citace.
ÚVODNÍ INFORMACE KE CASE EXAMPLE Předložený Case Example je komentovanou ukázkou základních kroků konstrukčního projektu řešeného v souladu s Engineering Design Science and Methodology (EDSM) podložené Teorií technických systémů (TTS) [Eder 2008], [Eder 2010] aj., přednášenou a aplikovanou v předmětu KKS/ZKM Systémové navrhování technických produktů. Základní poznatky vč. jejich terminologie lze nalézt v [Hosnedl 2012], [Hosnedl 2016] a v další uvedené literatuře. Tato Case example je zcela přepracovanou a doplněnou verzí Case example [Hubka 1991] v souladu s průběžně probíhajícím výzkumem a vývojem EDSM/TTS publikovaným v uvedené i další literatuře. Dokumentace uvedeného projektu i doplňující komentáře a poznámky by měly napomoci všem řešitelům dalších analogických projektů. Přeji Vám proto, aby Vám byly tyto podklady co nejvíce nápomocné při rozšiřování a prodhlubování Vašich znalostí i při řešení Vašich projektů. Za připomínky k příp. nedostatkům a nejasnostem i za náměty na další zlepšení Case example Vám předem děkuji. ZČU, Plzeň, prosinec 2016 Prof. Ing. Stanislav Hosnedl, CSc. Poznámky: - Předloženou Case Example lze použít jako přímý podklad pro vypracování konstrukční části Souhrnné, příp.dílčí zprávy semestrálních projektů KKS/ZKM i k dokumentování uvedených částí dalších konstrukčních projektů technických produktů vč. semestrálních, bakalářských a diplomových prací (SP, BP a DP) - Editovatelnou verzi Case Example v MS Word lze navíc využít i jako základ pro přímé vypracování uvedených částí dokumentace. Přitom je samozřejmě nutné vymazat spolu se všemi Komentáři a Poznámkami také konkrétní texty a obrázky k této Case Example. Naopak je nutné doplnit konkrétní řešení i vše další podle požadavků zadání příslušného konkrétního projektu. - POZOR, předložená Case Example proto není a ani nemůže být úplným podkladem pro celou dokumentaci zadaného konstrukčního projektu (vč. SP, BP a DP)! Dokumentace každého projektu musí vždy splňovat především požadavky jeho konkrétního zadání (na obsah, formu, rozsah, apod.).. Zcela se to týká celé úvodní části Souhrnné příp. Dílčí zprávy (obvykle odlišené očíslováním stran římskými číslicemi tak, jako zde), která musí být vždy vypracovaná jen podle zadaných požadavků. Musí být tudíž použito požadované provedení titulního listu a vloženo i konkrétní zadání řešeného projektu!!! Požadavkům zadání však musí vyhovovat i všechny ostatní části každé konkrétní souhrnné zprávy (jak je zde uváděno v komentářích a poznámkách). - Uspořádání Case Example se kvůli uvedenému zaměření liší od obvyklých výzkumných a odborných zpráv i publikací v tom, že nezačíná Obsahem, ale Zadáním a dalšími úvodními formálními náležitostmi, po nichž teprve následuje Obsah a dokumentace vlastního postupu řešení a výsledků projektu, což je zavedeným standardem u školních děl (tj. SP, BP, DP, apod.)! Naznačená možnost přesunutí Obsahu na začátek zprávy, jak je běžné u mimoškolních odborných zpráv a publikací, však umožnuje využít Case Example i v těchto případech. i
Provedení titulního listu a příp. desek zprávy - Použijte výhradně titulní list podle pokynů pro zadaný konstrukční projekt vč. příp. dalšího listu s překladem do AJ, příp. jiného světového jazyka podle pokynů nebo kontextu Poznámka: - U BP, DP i dalších rozsáhlejších projektů je obvykle požadováno vložení zprávy do tuhých desek, jejichž úprava a provedení rovněž musí odpovídat pokynům pro zadaný konstrukční projekt [Pokyny 2007, Příl.6 a 7] Obsah - V odborných publikacích je obvyklé zařazení Obsahu hned na jejich začátku (za případnou předmluvou, úvodem autora, apod), což by u předložené Case Example odpovídalo vložení v tomto místě. U předložené Case Example je však Obsah zařazen až za Zadání, Odborné a organizační zabezpečení, Prohlášení o autorství, Autorská a majetková práva, apod. Důvodem je přizpůsobení struktuře požadované u semestrální, bakalářských, diplomových i dalších tzv. kvalifikačních prací, kde Zadání a uvedené předchozí odstavce jsou natolik dominantní, že jsou předřazovány před Obsah, zaměřený na vlastní vypracování zadané práce. - I při tomto posunutém umístění obsahu je však možné a žádoucí tyto úvodní části v obsahu uvést (i když s neobvyklým umístěním již na předchozích úvodních listech), jak je zde uvedeno. Tím se Obsah stává kompletní, jak by měl být a navíc může být v případě potřeby beze změny předsunut na začátek publikace do tohoto místa, pokud je to zapotřebí nebo požadováno. - Předmluva, úvody, Obsah, uvedené úvodní odstavce a navazující přehledy obrázků, tabulek atd., které předcházejí vlastnímu vypracování se v publikacích označují jako tzv. předsádkové listy, které se pro odlišení obvykle číslují malými římskými číslicemi na rozdíl od číslování dalších listů arabskými číslicemi. ii
Zadání - Zadání konstrukčního, designérského i jakéhokoli interdisciplinárního konstrukčního projektu může mít mnoho forem a úrovní podrobnosti. V tomto případě je zadání strukturováno tak, aby optimálně obsáhlo celou potřebnou úvodní problematiku pro řešení Case Example. - Kromě tohoto odborného zadání jsou nedílnou součástí zadání také požadavky na formální provedení. Protože je předložená Case Example zaměřena jen na vlastní návrh řešení, není zde tato část zadání uvedena. - POZOR, jak již bylo výše uvedeno, je při vypracování zprávy k zadanému konkrétnímu projektu (vč. SP, BP, DP apod.) NUTNÉ NAHRADIT CELÉ TOTO KOMENTOVANÉ ZADÁNÍ k dané Case example KONKRÉTNÍM ZADÁNÍM ŘEŠENÉHO PROJEKTU. Jeho příp. neúplné nebo i chybějící části je pak nutné doplnit tak, jak je doporučeno v poznámkách k následujícím odstavcům. - Uvedení do problematiky: Při svařování je důležité ustavení dílů budoucího svařence do vhodné vanové polohy a to jak kvůli kvalitě svaru, tak pro ergonomii a efektivnost svařování. Např. tupý svar plechů o tloušťce 8 mm vyžaduje tyto poměry časů: vodorovný shora ( vanový ) : svislý ( boční ) : vodorovný zdola ( nad hlavou ) = 10 : 11 : 17. Poznámka: - V zadáních projektů (vč. SP, BP a DP) se tyto informace často neuvádějí. V každém případě je nutné tyto informace doplnit a upřesnit při úvodním ROZPRACOVÁNÍ PROBLÉMU ve Vyjasnění a rozpracování požadavků na vlastnosti TS, v části Vyjasnění a upřesnění zadání. - Cíl: Cílem projektu je přispět k zlepšení kvality svarů a produktivity a kvality svařování i zvýšení kultury celého procesu svařování. Poznámka: - V zadáních projektů (vč. SP, BP a DP) se tyto informace rovněž často neuvádějí. V každém případě je nutné tyto informace doplnit a upřesnit při úvodním ROZPRACOVÁNÍ PROBLÉMU ve Vyjasnění a rozpracování požadavků na vlastnosti TS, v části Vyjasnění a upřesnění zadání. iii
- Základní požadavky a údaje: Úkolem je navrhnout konstrukci svařovacího přípravku, který umožní držet a nastavit díly svařence do požadované polohy pro svařování. Je požadován univerzální přípravek pro širokou oblast použití. Připevnění obrobku k upínací ploše se předpokládá standardními upínkami do T-drážek a není proto předmětem řešení. Další požadavky: Svařenec: - max. hmotnost 300 kg - max. půdorysný rozměr 500 mm x 500 mm Pohony pohybů: ruční Počet: 100 ks Poznámka: - V zadáních projektů (vč. SP, BP a DP) se tyto informace z formálních důvodů rozdělují na Základní požadavky a Základní technické údaje. I tyto informace je žádoucí doplnit a upřesnit při úvodním ROZPRACOVÁNÍ PROBLÉMU ve Vyjasnění a rozpracování požadavků na vlastnosti TS, v části Vyjasnění a upřesnění zadání. - Požadavky na vypracování: Navrhněte pro zadané základní požadavky a údaje inovativní, vysoce konkurenceschopný technický produkt s využitím teorie a metodiky Znalostně integrovaného konstruování (KID) podle Engineering design science and methodolology (EDSM) a s podporou dalších kvalitních komplementárních poznatků a metod. Při řešení projektu dodržte pokyny a podklady uvedené v tomto zadání, využijte podklady k přednáškám předmětu Systémové navrhování technických produktů KKS/ZKM [http://home.zcu.cz/~hosnedl/, adresář: b_zkm/a_zkm_prednasky/ ] i další doporučenou literaturu a respektujte doporučení zadavatele a vyučujících. Navrhovaný technický produkt řešte jako heterogenní technický systém (TS) se základní HW (hardware, tj. any solid ) složkou tak, aby efektivním využitím dalších komplementárních složek TS, tj. FW (formlessware, tj. any fluid ), EW (energyware, tj. any energy ), SW (software, tj. any information ), a AW ( assistenceware, tj. any attached service ) sub-optimálně vyhovoval všem etapám jeho životního cyklu (LC). Řešení projektu rozčleňte v souladu s navazujícími PODKLADY K ŘEŠENÍ do čtyř fází : I. Rozpracování zadání II. Koncepční návrh III. Konstrukční návrh IV. Finální zpracování iv
Požadovaným výstupem je konstrukční návrh hrubé stavební struktury TS ve 3D CAD s dokumentací podle přiložených pokynů a podkladů v rozsahu a obsahu nezbytném jako jednoznačné konstrukční východisko pro tvůrčí finalizaci konstrukčního návrhu úplné stavební struktury TS a pro navazující rutinní vypracování výrobní i další dokumentace ke všem dalším etapám životního cyklu navrženého TS Poznámka: - V zadáních projektů (vč. SP, BP a DP) se tyto odborné požadavky, tj. zadání obsahu a rozsahu vlastního úkolu, z formálních důvodů zjednodušeně označují jako Osnova (SP/BP/DP). Formální požadavky na vypracování jsou pak ještě specifikovány dalšími zadanými závaznými a příp. i doporučenými standardy a pokyny. I tyto požadavky na vypracování je žádoucí doplnit a upřesnit při úvodním ROZPRACOVÁNÍ PROBLÉMU ve Vyjasnění a rozpracování požadavků na - - vlastnosti TS, v části Vyjasnění a upřesnění zadání. - Doporučené publikace: [Eder 2010] EDER, W. E., HOSNEDL, S.: Introduction to Design Engineering: Systematic Creativity and Management. Boca Raton, Florida, USA: CRC Press, 2010, ISBN: 978-0-415-55557-9 [Hosnedl 2016] HOSNEDL, S.: Systémové navrhování technických produktů. 1. vyd. lzeň: Západočeská univerzita, 2016. ISBN 978-80-261-0125-3 (elektronická verze). Podklady, výkresy, katalogy apod. poskytnuté zadavatelem. Poznámka: - Pokud není v zadání projektu (vč. SP, BP a DP) doporučená literatura uvedena, lze ji doplnit při úvodním ROZPRACOVÁNÍ PROBLÉMU ve Vyjasnění a rozpracování požadavků na vlastnosti TS, v části Vyjasnění a upřesnění zadání. - Požadavky a pokyny k odevzdání: Souhrnnou zprávu o postupou řešení a výsledcích SP vypracovanou podle zadaných pokynů vytiskněte po jedné straně na bílé listy A4 a svažte do kroužkové vazby s průhledným předním listem. Příp. oddělené přílohy vložte spolu se zprávou do desek, pokud možno s průhledným předním listem. Termín odevzdání Souhrnné zprávy k SP: dd. mm. rrrr Poznámka: - V zadáních projektů (vč. SP, BP a DP) se tyto požadavky a pokyny opět uvádějí nejrůznějšími způsoby. Zde je uvedeno jako nedílná část zadání jen z formálních důvodů. I tyto požadavky je možné v přípustných mezích doplnit a upřesnit při úvodním ROZPRACOVÁNÍ PROBLÉMU ve Vyjasnění a rozpracování požadavků na vlastnosti TS, v části Vyjasnění a upřesnění zadání. v
Odborné a organizační zabezpečení - U předložené Case Example nebylo požadováno ani uplatněno. - Příklad formulace v Pokynech k řešení SP KKS/ZKM [Hosnedl 2017, Příloha B1 1] Např.: Garant projektů: doc.ing. Josef Dlouhý, CSc. ZČU, FST,KKS, Plzeň Zadavatel tématu: Ing. Petr Horák. ŠKODA MT s.r.o., Plzeň Vedení sem. projektu: Ing. Josef Dvořák ZČU, FST,KKS, Plzeň Ing. Martin Kopecký ZČU, FST,KKS, Plzeň Konzultace k sem. proj.: Ing. Pavel Pavlík ŠKODA MT s.r.o., Plzeň Poznámka: - V Pokynech k vypracování BP a DP není požadováno [Pokyny 2007]. Prohlášení o autorství - U předložené Case Example nebylo požadováno ani uplatněno. - Příklad formulace v Pokynech k řešení SP KKS/ZKM [Hosnedl 2017, Příloha B1 1] Prohlašuji/ Prohlašujeme, že jsme tento semestrální projekt vypracovali samostatně, s použitím odborné literatury a pramenů, uvedených v seznamu použité literatury, který je součástí této souhrnné zprávy. V Plzni dne:.. Podpisy autorů Poznámka: - Pozor, v Pokynech k vypracování BP a DP je uvedena odlišná formulace [Pokyny 2007, Příl.11] vi
Autorská a majetková práva - U předložené Case Example nebylo požadováno ani uplatněno. - Příklad formulace v Pokynech k řešení SP KKS/ZKM [Hosnedl 2017, Příloha B1 1] konzultované s útvarem ZČU Legislativa. Podle Autorského zákona č. 121/2000 Sb. ( 35, odst. 3) je semestrální projekt/práce (dále jen SP) školním dílem (stejně jako další studentské práce vytvořené ke splnění studijních povinností). Autory, příp. spoluautory (dále jen autory, pokud není třeba rozlišit) jsou ti ( 8 odst. 1), jejichž společnou tvůrčí činnosti SP vznikl, a jedině ti mají k dílu autorská práva. Spoluautorem není ten ( 35, odst. 2), kdo ke vzniku SP přispěl pouze poskytnutím pomoci nebo rady technické, administrativní nebo odborné povahy nebo poskytnutím dokumentačního nebo technického materiálu, anebo kdo pouze dal ke vzniku díla podnět. Autorské právo vzniká okamžikem ( 9 odst. 1), kdy je SP vyjádřen v jakékoli objektivně vnímatelné podobě. Do práva autorského ( 9 odst. 1), nezasahuje škola nebo školské či vzdělávací zařízení (dále jen ZČU), užije-li je nevýdělečně ke své vnitřní potřebě. ZČU má za obvyklých podmínek právo na uzavření licenční smlouvy o užití SP ( 60, odst. 1). Není-li sjednáno jinak ( 60, odst. 2) může autor SP své dílo užít či poskytnout jinému licenci, není-li to v rozporu s oprávněnými zájmy ZČU. ZČU je přitom oprávněna požadovat ( 60, odst. 3), aby jim autor SP z výdělku jím dosaženého v souvislosti s užitím díla či poskytnutím licence podle 60, odst. 2 přiměřeně přispěl na úhradu nákladů, které na vytvoření SP vynaložila, a to podle okolností až do jejich skutečné výše; přitom se přihlédne k výši výdělku dosaženého ZČU z užití školního díla podle ( 60, odst. 1). Podle Směrnice rektora č.15r/2008 Ochrana duševního vlastnictví (čl. 2, odst. 1) vykonává majetková práva (viz Autorský zákon, odd. 3) k SP ZČU, přičemž osobnostní práva autora (viz Autorský zákon, odd. 2) zůstávají nedotčena. S výjimkou informace o dosažení výsledku, není autor oprávněn SP zveřejnit nebo publikovat bez písemného souhlasu vedoucího pracovníka (čl. 2, odst. 3) a tehdy, pokud by tím byla ohrožena ochrana výsledku, důvěrné a obchodní informace ZČU, jejích partnerů a dalších osob (čl. 6). O uzavření licenční smlouvy k využití SP rozhoduje zaměstnanec, který školní dílo zadal (čl. 5, odst. 1). 18.10.2008 Prof. Ing. Stanislav Hosnedl, CSc. Poznámka: - Pozor, v Pokynech k vypracování BP a DP je uvedena odlišná formulace [Pokyny 2007, Příl.11], která navíc nezmiňuje majetková práva. vii
Anotační listy - U předložené Case Example nebylo požadováno ani uplatněno. - V SP KKS/ZKM [Hosnedl 2017] není požadováno, v případě potřeby možné využít např. požadavky v Pokynech k vypracování BP a DP [Pokyny 2007, Příl.12 a 13]. Poznámka: - U BP a DP je v Pokynech k vypracování požadováno provedení v českém a dalším světovém jazyce [Pokyny 2007, Příl.11 a 12] viii
Obsah - Jak je výše uvedeno, je v odborných publikacích je obvyklé zařazení Obsahu hned na jejich začátku (za případnou předmluvou, úvodem autora, apod), což by u předložené Case Example odpovídalo vložení před předchozí odstavce Zadání, Odborné a organizační zabezpečení, Prohlášení o autorství, Autorská a majetková práva, apod. Důvodem zařazení Obsahu u předložené Case Example až za tyto odstavce je přizpůsobení struktuře požadované u semestrální, bakalářských, diplomových i dalších tzv. kvalifikačních prací, kde Zadání a uvedené předchozí odstavce jsou natolik dominantní, že jsou předřazovány před Obsah, zaměřený na vlastní vypracování zadané práce. - I v tomto posunutém umístění obsahu je však možné a žádoucí tyto úvodní části uvést (i když s neobvyklým umístěním již na předchozích úvodních listech), jak je zde uvedeno. Tím se OBSAH stává kompletní, jak by měl být a navíc může být v případě potřeby beze změny předsunut na začátek publikace, pokud je to zapotřebí nebo požadováno. - Předmluva, úvody, OBSAH, uvedené úvodní odstavce a navazující přehledy obrázků, tabulek atd., které předcházejí vlastnímu vypracování se v publikacích označují jako tzv. předsádkové listy, které se pro odlišení obvykle číslují malými římskými číslicemi na rozdíl od číslování dalších listů arabskými číslicemi. ÚVODNÍ INFORMACE KE CASE EXAMPLE..... i Provedení titulního listu a příp. desek zprávy. ii Obsah (u mimoškolních děl tj. u výzkumných a odborných zpráv, publikací apod.)... ii Zadání....... iii Odborné a organizační zabezpečení.... vi Prohlášení o autorství...... vi Autorská a majetková práva....... vii Anotační listy........ viii Obsah (u školních děl, tj. SP, BP, DP apod.)....... ix Důležité obrázky..... xii Důležité tabulky...... xii Důležité značky....... xii Důležité zkratky a akronymy.... xii Důležité grafické symboly...... xiii Představení zadávající organizace..... xv Poděkování... xv I. ROZPRACOVÁNÍ PROBLÉMU.... 1 1. Vypracování specifikace požadavků na TS a plánu řešení projektu.. 1 - vyjasnění úkolu, požadavkový list a plán řešení i. Vyjasnění a upřesnění zadání...... 1 ii. Vyjasnění problému..... 1 1.a Vypracování specifikace požadavků na TS... 2 - požadavkový list (vč. hodnocení a analýz výchozího a konkurenčních TS) i. Průzkum stavu techniky (State of the Art)....... 2 ii. Specifikace požadavků na TS...... 4 iii. Hodnocení a analýzy výchozího a konkurenčních TS... 15 1.b Vypracování plánu řešení projektu... 17 - plán řešení i. Studie proveditelnosti....... 17 ii. Strategie řešení..... 17 iii. Časový plán řešení projektu......... 18 ix
II. KONCEPČNÍ NÁVRH...... 20 2. Návrh funkční struktury TS......... 20 - funkční schéma i. Navržení provozního transformačního technického procesu TS.... 20 ii. Navržení funkční struktury TS.... 23 3. Návrh orgánové struktury TS... 31 - koncepční schéma i. Navržení orgánů pro navrženou funkční strukturu TS...... 31 ii. Navržení variant orgánové struktury TS....... 33 iii. Hodnocení variant orgánové struktury TS..... 37 III. KONSTRUKČNÍ NÁVRH.... 40 4. Návrh hrubé stavební struktury TS..... 40 - hrubý konstrukční návrh i. Navržení hrubé stavební struktury TS.... 40 ii. Predikce klíčových vlastností hrubé stavební struktury TS.... 42 iii. Hodnocení hrubé stavební struktury TS... 42 5. Návrh úplné stavební struktury TS... 43 - finální konstrukční návrh (vč. souhr. hodnocení a analýz výchozího, konkur. a navrž. TS) i. Navržení úplné stavební struktury TS........ 43 ii. Predikce klíčových vlastností úplné stavební struktury TS... 45 iii. Hodnocení úplné stavební struktury TS a souhrnné hodnocení a analýzy výchozího, konkurenčních a navrž. TS... 45 IV. FINÁLNÍ ZPRACOVÁNÍ... 47 6. Dopracování úplné stavební struktury TS a celého řešení projektu. 47 - detailovaný finální konstrukční návrh a finalizace projektu Dokončení úplné stavební struktury TS a celého řešení projektu pro jeho výstupní prezentaci a obhajobu, pro diferencované předání zadavatelům a dalším představitelům projektu i všem jeho zákazníkům v jednotlivých LC etapách TS a pro archivaci. Shrnutí a další výhled........ 48 - Závěr Bibliografické citace použitých publikací......... 48 - Použitá literatura x
Přílohy vevázané......... 49 - U předložené Case Example nebylo uplatněno. - Příklad seznamu v Pokynech k řešení SP KKS/ZKM [Hosnedl 2017, Příloha B1 1] Např.: Produktová rešerše... Příloha 1 Patentová rešerše... Příloha 2 CAD modely..... Příloha 3 MKP analýzy... Příloha 4 Souhrnné hodnocení a analýzy výchozího, konkurenčních a navrženého TS Příloha5 Analýza rizik navrženého TS se zaměř. na bezpečnost s návrhy na jejich zmenšení Příloha 6 Analýza kritických vlastností navrženého TS s návrhy na jejich eliminaci.. Příloha 7 Přihláška Užitného (příp. Průmyslového) vzoru... Příloha 8 Přílohy volně vložené......... 49 - U předložené Case Example nebylo uplatněno. - Příklad seznamu v Pokynech k řešení SP KKS/ZKM [Hosnedl 2017, Příloha B1 1] Např.: Konstrukční skici... Příloha FST Designérské řešení... Příloha FDULS Elektrotechnické a elektronické řešení... Příloha FEL Zdravotnická hlediska... Příloha FZS Marketingová hlediska... Příloha FEK Poznámka: - Skutečný obsah Souhrnné zprávy je nutné doplnit podle požadavků a pokynů uvedených v zadání a podle specifických potřeb zadaného tématu řešení (zde jsou některé obecně platné části odlišeny šedě). ZÁVĚR KE CASE EXAMPLE....... 50 LITERATURA KE CASE EXAMPLE.... 50 xi
Důležité obrázky - U předložené Case Example nebylo požadováno ani uplatněno. - Pro ilustraci je proto uveden jen příklad obvyklého vypracování (v pořadí podle výskytu).. Např.: Obr. 2.2-1 Provozní transformační proces TS.... 10 Obr. 2.2-2 Funkční struktura TS..... 11 Obr. 2.3-1 Morfologická matice..... 14 Obr. 2.3-2 Orgánové struktury TS... 15 atd. Důležité tabulky - U předložené Case Example nebylo požadováno ani uplatněno. - Pro ilustraci je proto uveden jen příklad obvyklého vypracování (v pořadí podle výskytu).. Např.: Tab. 2.5-1 Tabulka zátěžných sil....... 38 Tab. 2.6-1 Tabulka součinitelů tření... 40 atd. Důležité značky - U předložené Case Example nebylo požadováno ani uplatněno. - Pro ilustraci je proto uveden jen příklad obvyklého vypracování (v abecedním pořadí) Např.: E [MPa] R m [MPa] k [MPa] atd. modul pružnosti v tahu mez pevnosti materiálu mez kluzu ve smyku Důležité zkratky a akronymy - U předložené Case Example nebylo požadováno ani uplatněno. - Pro ilustraci je proto uveden příklad obvyklého vypracování (v abecedním pořadí) Např.: SP TS atd. semestrální projekt technický systém xii
Důležité grafické symboly - Operátor: přeměňující M, E, I, příp. L objekt (hmotný i nehmotný objektový systém) / prostředek (při nedostatku místa i jen jeho název u symbolu účinku) - Operand: přeměňovaný M, E, I, příp. L objekt ( objektový systém, příp. i metaobjektový systém, tj. proces jako množina přeměňovaných M, E, I, L objektů ve stavech mezi vstupem a výstupem) (při nedostatku místa jen název a stav operandu u symbolu jeho vstupu/výstupu) - Proces transformační: soubor vzájemně souvisejících nebo vzájemně působících činností (příp. strukturovaných do podprocesů, operací a kroků), které vlivem účinků operátorů přeměňují operand ( vstupy ) z jeho dostupného vstupního stavu požadovaný výstupní stav operandu ( výstupy ) - Proces rozhodovací: soubor vzájemně souvisejících nebo vzájemně působících činností (příp. strukturovaných do podprocesů, operací a kroků), které na základě hodnocení operandu ve vstupním stavu ( vstupů ) vygenerují vlivem účinků operátorů jako výstup rozhodnutí ( výstupy ) o variantě dalšího možného postupu - Funkce: pracovní nebo asistující schopnost prvku operátoru (vyjadřovaná infinitivem) např.: = aktivní: otáčet, chladit, držet, = pasivní: otáčení/chlazení/držení / umožnit (výst. funkce operátoru vyjadřují jeho schopnost docílit požad. účinek) (symb.obec. funkce vlevo, hraniční funkce receptoru/efektoru vpravo) ( alternativní SW symbol, pokud není k dispozici ) - Vstup/Výstup (ve spojitosti s procesem nebo operátorem): místo a směr M, E, I, příp. L vstupu do/výstupu z procesu nebo operátoru (ve spojitosti s procesy to však není zároveň symbol operandu ve vstupní/výstupním stavu!!! ) - Účinek (přiřazený k symbolu) operátoru: působení M, E, I výstupů operátoru na operand, asistující vstupy nebo na základní okolní (hmotný objektový) systém nebo s ním spojený hmotný objekt v Transformačním systému, které se podílí (spolu s účinky ostatních operátorů) na požad. změně jejich stavu (vyjádř.podst.jm.slovesným), např = aktivní: otáčení, chlazení, držení, přemístění, = pasivní: umožnění otáčení/chlazení/držení/přemístění/ - Hranice zákl.okolního (hmot.objekt.) syst. nebo hm.objektu s ním spoj: pro M, E, I, Sp spojení operátorů s pevným systémem /základnou v TrfS xiii
Poznámky: - Symbol šipky je pro zobrazení účinku operátoru nesprávný, protože by znázorňoval jen M, E, I výstupy operátoru! Ty však ale obecně nemusí pro požadovaný účinek (tj. pro docílení, příp. umožnění požadované přeměny operandu, asistujících vstupů, příp. pro přímé nebo zprostředkované spojení s okolním systémem) postačovat. Kromě toho nejsou účinky operátorů dalšími vstupy do Transformačního procesu (jak by při jejich zobrazení šipkami vyplývalo), ale jsou nanejvýše složkou asistujících, častěji však vedlejších vstupů Transformačního procesu (k nimž je pak nutné je podle konkrétní situace přiřadit!). - Časté používání shodných typů symbolů pro: = operátory a operand (tj. objekty ) = procesy (tj. meta-objekty ) = funkce (tj. schopnosti Operátorů a jejich prvků) a/nebo pro: = vstupy / výstupy (procesů a operátorů) = účinky (operátorů) (viz např. zmíněnou šipku jako symbol pro účinek) a naopak nerozlišování: = objektových prvků (i nehmotných!) zaoblenými symboly = procesů a funkcí (které s operacemi procesů bezprostř. souvisejí) symboly s ostrými rohy podstatně snižuje jednoznačnost a přehlednost zobrazovaných schémat/modelů, čímž zhoršuje jejich dokumentační schopnost i interpretaci a tím také zvyšuje riziko zbytečných chyb (a naopak!). xiv
Představení zadávající organizace - U předložené Case Example není adekvátní a nebylo proto uplatněno. - V Pokynech k řešení SP KKS/ZKM [Hosnedl 2017] je doporučeno v případě potřeby uvést ve zprávě v tomto místě. Poznámka: - V Pokynech k vypracování BP a DP [Pokyny 2007] není požadováno, uvedení je však obvyklé, optimálně pak v tomto místě. Poděkování - U předložené Case Example není adekvátní a nebylo proto uplatněno. - V Pokynech k řešení SP KKS/ZKM [Hosnedl 2017] je doporučeno v případě potřeby uvést ve zprávě v tomto místě. Poznámka: - V Pokynech k vypracování BP a DP [Pokyny 2007] není požadováno, uvedení je však časté, optimálně pak v tomto místě. xv
I. ROZPRACOVÁNÍ PROBLÉMU 1. Vypracování specifikace požad. na TS a plánu řešení projektu - vyjasnění úkolu, požadavkový list a plán řešení i. Vyjasnění a upřesnění zadání - Úkolem je posoudit zadání zejména z hledisek: = Zda postačují údaje obsažené v zadání. = Které další informace je ještě třeba zjistit (od zákazníka, vlastními silami, apod.) = Váhy zadaných požadavků (bezpodmínečné, přání, apod.). = Náročnosti zadavatele na kvalitu řešení. = apod. Kritické posouzení zadání z hledisek úplnosti, jasnosti, jednoznačnosti, apod. bylo provedeno v rámci převzetí zadání. Nebyly shledány žádné nedostatky, takže zadání nebylo nutné upřesňovat ani doplňovat. ii. Vyjasnění problému - Úkolem je posoudit zadaný úkol zejména z hledisek: = Analýzy související problémové situace (příčiny problému, požadavků, možnost jiných zadání způsobů řešení, apod.) = Charakteristiky situace (stav, trendy, apod.) a přístupu k řešení podle faktorů existující konstrukční situace (aktivní a reaktivní politické, ekonomické, znalostní, tržní, podnikové, konstrukční, apod. prostředí) = apod. Kromě konkrétních informací od zadavatele byl obecným zdrojem informací internet. Další cenné informace o výchozím produktu i o konkurenčních produktech byly získány u výrobců, a další informace o výhodách a nevýhodách během jejich provozu z pohledu praktického použití byly získány u jejich přímých i nepřímých uživatelů (údržbářů, opravářů, apod.). 1
1.a Vypracování specifikace požadavků na TS - požadavkový list (vč. hodnocení a analýz výchozího a konkurenčních TS) i. Průzkum stavu techniky (State of the Art) - Úkolem je zjistit zejména: = Jaká je základna a jaké zdroje jsou k dispozici pro zjištění stavu techniky v dané produktové oblasti? = Postačuje současná vědecko-technická základna a informace pro řešení a realizaci úkolu? = Je nutné zadat výzkumné úkoly? Pokud ano, tak jaké? = Který technický produkt bude vybrán za výchozí? Které technické produkty jsou největšími konkurenty? = apod. V tomto případě byl proveden pouze průzkum konkurenčních, příp. srovnatelných technických produktů. Vybrané kritické produkty k zadanému polohovadlu pro svařování jsou zobrazeny na Obr. 1-1. 2
Jednoduchý svářečský stůl => TS0 WESTAX RP 6 => TSA WESTAX RP 135 => TSB WESTAX RP 200 => X Obr. 1-1 Finální výběr z výsledků rešerše dosavadních a srovnatelných tech. produktů se stanovením výchozího TS0 a nejvíce konkurenčních TSA a TSB pro navrhovaný TS: Polohovadlo pro svařování Poznámky: - Vybrané technické produkty je nutné pro další hodnocení a rozhodování ještě doplnit základními technickými údaji (charakteristické vlastnosti, jejich parametry, apod.), obchodními údaji (cena, dodací termíny, servis, apod.), odkazy na další dostupné zdroje informací, a stručným hodnocením a odůvodněním zařazení do tohoto výběru, zejména u TS0, TSA a TSB! Zde není uvedeno, protože ve výchozích podkladech ke Case example [Hubka 1991] ještě nebylo zpracováno, ani se vzhledem k náročnosti a rozsahu přepracování dalších klíčových částí Case exampled oposud nepodařilo doplnit. - U rozsáhlejších projektů je doporučeno vložit všechny získané informace do přílohy, a zde v textu zprávy uvést jen jejich zpracováné výsledkys odkazy na přílohu. U této jednoduché Case Example nebylo zapotřebí, ani nebylo požadováno. 3
ii. Specifikace požadavků na TS - Každé zadání (zde specifikované a popsané v předchozí části Case Example) je nutné doplnit, požadavky uspořádat, kvantifikovat (viz níže) a určit jejich váhu (významnost). - Výslednou specifikaci požadavků (konstrukční specifikaci) lze uspořádat podle tabulky na Obr. 1a-1. - Váhu (tj. významnost) jednotlivých vlastností lze vyjádřit bodovým hodnocením (obecně od 0 pro bezvýznamné požadavky do 4 pro nejvýznamnější požadavky). Používají se však i hrubší dvojúrovňové váhy: přání (tj. váha cca 2) a podmínka (tj. váha cca 4). - Specifikace požadavků může být v průběhu řešení se souhlasem vedoucího řešitele aktualizována a konkretizována při respektování požadavků zadavatele a s vědomím všech spoluřešitelů i důsledků na dodací termíny a vynaložené dodací náklady) - Vypracování Specifikace požadavků může být zefektivněno pomocí SW RS pro specifikaci požadavků na TS [Hosnedl 2016a], příp. pomocí shodné vstupní částí rozsáhlejšího manažerského SW RS&EA pro specifikace požadavků na TS s hodnocením a analýzami jejich realizace [Hosnedl 2016b]. V tomto případě se místo tabulek na Obr. 1a-1 vloží prakticky identické tabulky vytištěné pomocí jednoho z těchto SW (který se pak přiloží v el, verzi na CD jako Příloha Souhrnné zprávy). - Použití SW RS příp. RS&EA v sem. projektech KKS/ZKM (pouze v češtině)záleží na jejich zadání. - Nezávisle na použité formě vypracování specifikace požadavků je podstatné dodržení systému třídění vlastností EDSM/TTS v souladu s [Hosnedl 2016]. 4
Požadavky na výsledné PRODUCT-BUSINESS ( tržní ) vlastnosti TS(s) k posuzované KVALITĚ, dodací DOBĚ a dodacím NÁKLADŮM QTCP-B Požadavky k posuzované PRODUCT-BUSINESS KONKURENCESCHOPNOSTI TS(s) - v libovolné etapě životního cyklu (LC) TS(s), obvykle na konci distribuce ve skupině (0-4) QP-B Požadavky k posuzované PRODUCT-BUSINESS KVALITĚ TS(s) - v libovolné etapě životního cyklu TS(s), obvykle na konci distribuce pro stanovená výchozí QP-B rozhodnutí, např.: Dosavadní a konkurenční (srovnatelné) TS (příp. tech. řešení), Plánovaný počet kusů, apod., zde pro : POLOHOVADLO PRO SVAŘOVÁNÍ Nahrazení dosavadního TS0 : jednoduchý svářečský stůl Konkurenceschopnost k TSA : WESTAX RP 6 Konkurenceschopnost k TSB : WESTAX RP 135 Plánovaný počet: 120 ks v QTCP-B Etapy LC Det. specifikace nebo: Σ Požad. třída kvality 6) * * * * 4 Měřitelné indikátory Požadovaný stav ( hodnota 5) vč. příp. rozměru&tolerance ) Plán - Likv Σ posuzovaná PRODUCT-DESIGN kvalita TS Σ požad. hodnot stavu indikátorů QP-D 4 Distr Kvalita distribuční sítě TS dobrá 3 Distr - Prov Kvalita servisního zabezpečení TS velmi dobrá 4 Distr - Prov Renomé výrobce TS velmi dobré* 4 v QP-B TP-B Požadavky k dodací PRODUCT-BUSINESS DOBĚ / TERMÍNŮM TS(s) - v libovolné etapě životního cyklu TS(s), obvykle na konci distribuce v QTCP-B pro stanovená výchozí TP-B rozhodnutí, např. Klíčové dílčí a celkové dodací termíny (doby, příp. datumy), Čas.rezervy na předvídatelná i nepředvídat. zdržení, ap: Σ PRODUCT-DESIGN dodac.doba (=>termín) na protot./prvý ks TS Σ PRODUCT-DESIGN dodac.doba (=> termin) na další ks TS: Plánovaná časová rezerva (v obou případech) : 14 dní 4 dni 1 den Det. specifikace nebo: Σ Požad. třída kvality 6) * * * 3 Etapy LC Měřitelné indikátory Požadovaný stav ( hodnota 5) vč. příp. rozměru&tolerance ) v TP-B Distr Dodací tržní doba pro prototyp/prvý ks (vč. instalace): 15 dní 4 Distr Dodací tržní doba pro každý další ks (vč.instalace): 5 dní 3 CP-B Požadavky k dodacím PRODUCT-BUSINESS NÁKLADŮM / CENĚ TS(s) - v libovolné etapě životního cyklu TS(s), obvykle na konci distribuce v QTCP-B pro stanovená výchozí CP-B rozhodnutí, např.: Klíčové dílčí a celkové náklady (cena), Plánovaný zisk, Finanční rez na předvídatelné i nepředvídat. náklady, ap: Σ PRODUCT-DESIGN dodac.nákl. (vč. instal.) na prototyp./prvý ks TS: 20.000. Kč Σ PRODUCT-DESIGN dodac.nákl. (vč.instal.) na další 1 ks TS : 17.000. Kč Plánovaný zisk při prodeji : 10 % Plánované náklady na pojištění, devizové ztráty, fin. rezervy, apod. 15 % Det. specifikace nebo: Σ Požad. třída kvality 6) * * * 4 Etapy LC Měřitelné indikátory Požadovaný stav. ( hodnota 5) vč. příp. rozměru&tolerance ) v CP-B Distr Dodací tržní cena za prototyp / první TS (vč. instalace): 25.000 Kč 2 Distr Dodací tržní cena za každý další TS (vč. instalace): 21.250 Kč 4 Obr. 1a-1, část 1 z 9 Specifikace požadavků na navrhovaný TS: Polohovadlo pro svařování 5
Požadavky na PRODUCT-DESIGN ( konstrukční ) vlastnosti TS(s) (ještě neovlivněné tržně ) k posuzované KVALITĚ, dodací DOBĚ a dodacím NÁKLADŮM QTCP-D Požadavky k posuzované PRODUCT-DESIGN KONKURENCESCHOPNOSTI TS (s) - v libovolné etapě životního cyklu (LC) TS(s), obvykle na konci distribuce ve skupině (0-4) QP-D 1 1.1 Požadavky k posuzované PRODUCT-DESIGN KVALITĚ TS(s) - v libovolné etapě životního cyklu TS(s), obvykle na konci distribuce Požadavky na vlastnosti TS(s) k pracovním funkcím / účinkům - jen v provozní etapě TS(s)! Vhodnost TS(s) pro požadované pracovní (transf. a asist.) funkce OPERÁTORU TS (příp. jeho části), zde pro: POLOHOVADLO PRO SVAŘOVÁNÍ Polohovat spojovací místa se svařencem (=> obrobkem) Nastavenou polohu držet v QTCP-D 4 v QP-D 4 v 1 Det. specifikace nebo: Σ Požad. třída kvality 6) 3 Etapa LC Měřitelné indikátory Požadovaný stav ( hodnota 5) vč. příp. rozměru&tolerance ) v 1.1 Prov. Rozsah naklopení upínací plochy min.<-60 o až +60 o > 3 Prov. Rozsah natočení upínací plochy bez omezení 2 Prov. Rozsah vzdálenosti upínací plochy od podlahy < 600 až 800 > mm 2 1.2 Vhodnost TS(s) pro (transf.) účinky (od prac. transf. funkcí) na požadovaný transformovaný OPERAND, zde pro: POLOTOVAR SVAŘENCE => SVAŘENEC Vhodnost pro požadovaný svařenec (=> obrobek) Vhodnost pro požadované umístění svarů na obrobku v 1 Det. specifikace nebo: Σ Požad. třída kvality 6) 4 Etapa LC Měřitelné indikátory Požadovaný stav ( hodnota 5) vč. příp. rozměru&tolerance ) v 1.2 Prov. Max. vnější půdorysné rozměry obrobku 500 x 500 mm 4 Prov. Max. výška obrobku 500 mm 4 Prov. Max. hmotnost obrobku 300 kg 4 Prov. Tvary obrobku běžné bez omezení 4 Prov. Umístění svarů na povrchu obrobku běžné bez omezení 4 Prov. Max. místní teplota obrobku 1400 C 4 1.3 Vhodnost TS(s) pro (transf.) účinky (od prac. transf. funkcí) pro požadovaný transformační PROCES, zde pro: NASTAVENÍ A DRŽENÍ POLOTOVARU =>SVAŘENCE PŘI SVAŘOVÁNÍ Vhodnost pro nastavení T. optimální polohy a orientace svarů v 1 Det. specifikace nebo: Σ Požad. třída kvality 6) 4 Etapa LC Měřitelné indikátory Požadovaný stav ( hodnota 5) vč. příp. rozměru&tolerance ) v 1.3 Prov. Orientace svarů vodorovně s přístupem shora 4 Obr. 1a-1, část 2 z 9 Specifikace požadavků na navrhovaný TS: Polohovadlo pro svařování 6
Požadavky na PRODUCT-DESIGN ( konstrukční ) vlastnosti TS(s) (ještě neovlivněné tržně ) k posuzované KVALITĚ, dodací DOBĚ a dodacím NÁKLADŮM 2 2.1 Požadavky na vlastnosti TS(s) k provozuschopnosti - jen v provozní etapě TS(s)! Vhodnost TS(s) pro provoz v požadovaném MÍSTĚ (vč. příp. nosného TS): Základ/nosný TS, M,E,I připoj.k zákl./nosnémuts, Pořeba místa, Prac. prostředí, apod. Det. specifikace nebo: Σ Požad. třída kvality 6) 4 v QP-D. Etapa LC Měřitelné indikátory Požadovaný stav ( hodnota 5) vč. příp. rozměru&tolerance ) ve 2.1 Prov. Druh základu betonová podlaha 2 Prov. Max. zástavbové rozměry 500 x 500 mm 4 Prov. Max. hmotnost polohovadla 150 kg 4 Prov. Způsob připevnění k základu (příp. nosnému TS) bez připojovacích prvků 2 Prov. Charakter provozního prostředí velmi nečisté 2 Prov. Korozivzdornost v obvyklém dílenském prostředí velká 3 Prov. Odolnost pracovních ploch TS proti opotřebení velká 4 Prov. Odolnost ostatních ploch TS proti opotřebení standardní 3 Prov. Tepelná odolnost, zejm. pracovních ploch TS velká 4 3 ve 2 2.2 Etapa LC Vhodnost TS(s) pro provoz v požadovaném ČASOVÉM rozmezí: Životnost, Četnost použití, Spolehlivost, apod. Det. specifikace nebo: Σ Požad. třída kvality 6) 3 Měřitelné indikátory Požadovaný stav ( hodnota 5) vč. příp. rozměru&tolerance ) Prov. Doba provozování min. 5 let 4 Prov. Intenzita/frekvence používání velká 4 Prov. Stupeň spolehlivosti velký 3 ve 2 ve 2.2 2.3 Vhodnost TS(s) pro požadované ASSITENČNÍ procesy pro operátory: Zaškolení obsluhy, Údržba, Opravy, apod. Det. specifikace nebo: Σ Požad. třída kvality 6) 3 Požadovaný stav Etapa LC Měřitelné indikátory ( hodnota 5) vč. příp. rozměru&tolerance ) ve 2.3 Prov. Náročnost na údržbu, opravy, apod. velmi malá 4 ve 2 Obr. 1a-1, část 3 z 9 Specifikace požadavků na navrhovaný TS: Polohovadlo pro svařování 7
Požadavky na PRODUCT-DESIGN ( konstrukční ) vlastnosti TS(s) (ještě neovlivněné tržně ) k posuzované KVALITĚ, dodací DOBĚ a dodacím NÁKLADŮM 3 3.1 Požadavky na vlastnosti TS(s) k člověku & ost. živým bytostem - ve všech etapách životního cyklu TS(s) vč. jejich G HuS Env Vhodnost TS(s) pro hodnoty lidí, zvířat, apod., např. pro soulad s jejich: Životními, Sociálními, apod. hodnotami (v postojích, zvyklostech, ) Det. specifikace nebo: Σ Požad. třída kvality 6) * * * 4 v QP-D. 4 Etapy LC Měřitelné indikátory Požadovaný stav ( hodnota 5) vč. příp. rozměru&tolerance ) ve 3.1 Prov. Kulturnost svářečských prací velmi dobrá 4 Všechny Zapojení těles.postiž. osob do vývoje.,výroby, distrib.,užití,... dobré 4 3.2 Vhodnost TS(s) z hled. života, zdraví člověka, zvířat, apod. : Bezpečnost (pro živé bytosti!), Hygieničnost, Ergonomičnost, apod. Det. specifikace nebo: Σ Požad. třída kvality 6) * * * * 4 Etapy LC Měřitelné indikátory Požadovaný stav ( hodnota 5) vč. příp. rozměru&tolerance ) ve 3.2 Předv. --- --- --- Výr. Bezpečnost proti poranění (ostré hrany, úzké otvory, ap.) velmi vysoká 4 Výr. Zdravotní nezávadnost materiálů TS velmi vysoká 2 Výr. Zdravotní nezávadnost asistujících materiálů pro výrobu velmi vysoká 4 Výr. Ergonomie tvarů ručně dotýkaných ploch velká 2 Výr. Hmotnost ručně manipulovaných polotovarů/dílů max. hodn. danná normou 4 Výr. Ovládací síly při výrobě max. 200 N 3 Distr. Bezpečnost proti poranění (ostré hrany, úzké otvory, ap.) velmi vysoká 4 Distr. Hmotnost ručně manipulovaných polotovarů/dílů max. hodn. daná normou 4 Distr. Ovládací síly při distribuci max. 800 N 2 Prov. Stabilita TS proti převržení velmi vysoká 4 Prov. Spolehlivost jištění proti nežád. pohybu upnutého obrobku velmi vysoká 4 Prov. Jednoduchost nastavování a přestavování obrobku velká 4 Prov. Přístupnost ke svařovanému obrobku ze všech stran jednoduchá 3 Prov. Bezpečnost proti zranění (ne: ostré hrany, úzké otvory, ap.) velmi vysoká 4 Prov. Povrch ovládacích prvků TS protiskluzový 2 Prov. Zdravotní nezávadnost materiálů TS velmi vysoká 4 Prov. Zdravotní nezávadnost asistujících materiálů pro TS velmi vysoká 4 Prov. Ergonomie tvarů ručně dotýkaných ploch standardní 2 Prov. Max. ovládací síly 200 N 4 Prov. Σ negativních účinků provozu TS na zdraví člověka velmi malá 4 Likv. Σ negativních účinků likvidace TS na zdraví člověka velmi malá 3 3.3 Vhodnost TS(s) z hled. příjemnosti pro člověka & ost.živ.bytosti: Vzhled, Hlučnost, Pach, Hmat, Chuť..(příjemnost pro zrak, sluch, hmat, čich, chuť, pocity, ). apod.. Det. specifikace nebo: Σ Požad. třída kvality 6) * * * 2 Etapy LC Měřitelné indikátory Požadovaný stav ( hodnota 5) vč. příp. rozměru&tolerance ) ve 3.3 Předv. --- --- --- Výr. Σ negativních účinků TS na smysly&vnímání člověka při výrobě velmi malá 2 Distr. Σ negativních účinků TS na smysly&vnímání člověka při distribuci velmi malá 2 Prov. Tvarový design standardní 3 Prov. Barevné řešení standardní 2 Prov. Σ negat. účinků na smysly&vnímání člověka při provozu velmi malá 2 Likv. Σ negat. účinků na smysly&vnímání člověka při likvidaci velmi malá 3 ve 3 ve 3 ve 3 Obr. 1a-1, část 4 z 9 Specifikace požadavků na navrhovaný TS: Polohovadlo pro svařování 8
Požadavky na PRODUCT-DESIGN ( konstrukční ) vlastnosti TS(s) (ještě neovlivněné tržně ) k posuzované KVALITĚ, dodací DOBĚ a dodacím NÁKLADŮM 4 4.1 Požadavky na vlastnosti TS(s) k ost. technickým&technol. (TS & Tg) prostředkům TS(s) - ve všech etapách životního cyklu TS(s) vč. jejich G TS Env Vhodnost TS(s) pro dostupné objektové TS & Tg prostředky: Kompatibilita s dostupnými a spoluprac. TS & Tg prostředky (tj. "technologičnost"), apod. Det. specifikace nebo: Σ Požad. třída kvality 6) * * * 3 v QP-D. 3 Požadovaný stav Etapy LC Měřitelné indikátory ( hodnota 5) vč. příp. rozměru&tolerance ) ve 4.1 Všech. Náročnost na. existující TS & Tg standardní 4 4.2 Vhodnost z hled. potřeb nových objektových TS & Tg prostředků: Optimální náročnost na nové TS & Tg prostředky (dostupnost, nenákladnost, ), apod. Det. specifikace nebo: Σ Požad. třída kvality 6) * * * 4 Požadovaný stav Etapy LC Měřitelné indikátory ( hodnota 5) vč. příp. rozměru&tolerance ) ve 4.2 Všech. Náročnost na nové vývojové TS & Tg (vč.kooper.) žádná 4 5 5.1 Požadavky na vlastnosti TS(s) k pracovním&přírodním&vesmírným prostředím - ve všech etapách životního cyklu TS(s) Vhodnost TS(s) pro působící pracovní&přírodní&vesmírné prostředí: Odolnost k mater.&energet. účinkům prostředí,.apod. Det. specifikace nebo: Σ Požad. třída kvality 6) * * * * 3 ve 4 ve 4 v QP-D. 3 Etapy LC Měřitelné indikátory Požadovaný stav ( hodnota 5) vč. příp. rozměru&tolerance ) v 5.1 Výr. Klimatické pásmo mírné 3 Distr. Klimatické pásmo subtropické až subarktické 2 Prov. Klimatické pásmo subtropické až subarktické 4 5.2 Vhodnost TS(s) z hled. působení na pracovní&přírodní&vesmírné prostředí: Ekologičnost mater.&energet. vstupů, Ekologičnost mater.&energet. výstupů, apod. Det. specifikace nebo: Σ Požad. třída kvality 6) * * * * 4 Etapy LC Měřitelné indikátory Požadovaný stav ( hodnota 5) vč. příp. rozměru&tolerance ) v 5.2 Všech. Množství spotřebovaných a odpadových materiálů a energií minimální 2 Všech. Ekologičnost použitých a výstupních materiálů a procesů výhradní 4 v 5 v 5 Obr. 1a-1, část 5 z 9 Specifikace požadavků na navrhovaný TS: Polohovadlo pro svařování 9
Požadavky na PRODUCT-DESIGN ( konstrukční ) vlastnosti TS(s) (ještě neovlivněné tržně ) k posuzované KVALITĚ, dodací DOBĚ a dodacím NÁKLADŮM 6 6.1 Požadavky na vlastnosti TS (s) k prováděcím ( odborným ) informacím - ve všech etapách životního cyklu TS(s) vč. jejich G IS Env Vhodnost TS(s) pro dostupné prováděcí ( odborné ) informace: Kompatibilita s dostup. odbor inform., znalostmi, zkušenostmi, know-how ("inform. technologičnost"), apod. Det. specifikace nebo: Σ Požad. třída kvality 6) * * * 2 v QP-D. 2 Etapy LC Měřitelné indikátory Požadovaný stav ( hodnota 5) vč. příp. rozměru&tolerance ) v 6.1 Předv. Náročnost standardní 4 Ost. Náročnost minimální ; 2 6.2 Vhodnost TS(s) z hled. potřeby nových prováděcích ( odborných ) informací: Optimální náročnost na nové. odborné, inform., znalosti, zkušenosti, know-how, (dostupnost, nenákladnost,...), apod. Det. specifikace nebo: Σ Požad. třída kvality 6) * * 4 Etapy LC Měřitelné indikátory Požadovaný stav ( hodnota 5) vč. příp. rozměru&tolerance ) v 6.2 Předv. Náročnost standardní 4 Výr. Náročnost standardní 3 Prov. Náročnost standardní 4 Ost. Náročnost minimální 2 7 7.1 Požadavky na vlastnosti TS(s) k manažerským ( řídicím ) informacím - ve všech etapách životního cyklu TS(s) vč. jejich G MgS Env Vhodnost TS(s) pro (odstupňovaný) management konstrukční situace, zejm. soulad s: Legislativou a předpisy (zákony, směrnice, patenty, licence, závaz.normy), Strategií organizace (produktovou, tržní), apod. Det. specifikace nebo: Σ Požad. třída kvality 6) * * * * 4 v 6 v 6 v QP-D. 4 Etapy LC Měřitelné indikátory Požadovaný stav ( hodnota 5) vč. příp. rozměru&tolerance ) v 7.1 Všech. Legislativa, závazné předpisy bez porušení 4 Všech. Patenty a licence bez porušení 4 Všech. ČSN EN 60601 Bezpečnost produktů dodržení 4 7.2 Vhodnost TS(s) z hled. požad. manažerského hodnocení TS, zejm. soulad s požadovanou: Posuzovanou kvalitou TS, Dodací dobou TS, Dodacími náklady TS,.apod. Det. specifikace nebo: Σ Požad. třída kvality 6) * * * 4 Etapy LC Měřitelné indikátory Požadovaný stav ( hodnota 5) vč. příp. rozměru&tolerance ) v 7.2 Všech. Počet TS 120 4 Předv. Doba ( => termin) na předvýr. etapy prototypu / prvého TS 10 dní 4 Výr. Doba ( => termin) na výrobu prototypu / prvého TS 2 dny 4 Distr. Doba ( => termin) na distribuci (dodání) prototypu/prvého TS 2 dny 4 Likv. Doba na likvidaci 1 TS 1 den 2 Předv. Celk.náklady na předvýr. etapy prototypu / prvého TS 5.000 Kč 4 Předv. Celk. rozpočtené náklady na předvýr. etapy dalšího TS 1.500 Kč 4 Výr. Celk.náklady na výrobu prototypu/prvého TS 5.000 Kč 4 Výr. Celk. rozpočt. nákl. na výrobu 1 ks TS 2.000 Kč 4 Distr. Celk. průměrné náklady na distribuci dalšího 1 ks TS 1000 Kč 4 Prov. Náklady na provoz TS velmi malé 3 Prov. Náklady na údržbu a opravy TS velmi malé 3 Likv. Náklady na likvidaci 1 ks TS 2.000 Kč 2 v 7 v 7 Obr. 1a-1, část 6 z 9 Specifikace požadavků na navrhovaný TS: Polohovadlo pro svařování 10
Požadavky na PRODUCT-DESIGN ( konstrukční ) vlastnosti TS(s) (ještě neovlivněné tržně ) k posuzované KVALITĚ, dodací DOBĚ a dodacím NÁKLADŮM 8 Požadavky na reaktivní ( obecné ) konstrukční vlastnosti TS(s) - ad hoc pro libov. etapu živ. cyklu TS(s) v QP-D. 8 Mechanické I. : Makropovrchové, Mikropovrchové, Makroobjemové, Mikroobjemové, ap. Mechanické II. Pevnostní, Deformační, Dynamické, Tribologické, ap. Tepelné, - Chemické, - Akustické, - Optické, - Elektrické, ap, : ad hoc Nukleární, - Chemicko-mechanické, -Technologické, ap.: ad hoc "Botanické", - "Biologické", - "Zoologické", apod. : ad hoc Det. specifikace nebo: Σ Požad. třída kvality 6) * * 3 Etapy LC Měřitelné indikátory Požadovaný stav ( hodnota 5) vč. příp. rozměru&tolerance ) v 8 ad hoc Pevnost při vertikálním centrickém zatížení Fv = 5000 N souč. bezp. proti mezi kluzu: sv = 3 4 ad hoc Stabilita nepřipev TS při vodorov. zatíž upín. plochy Fh =1000 N souč. bezp.. proti převržení: sh = 5 4 ad hoc Odolnost pracovních a upínacích ploch při teplotě Tmax = 1200 stc bez mechanického poškození 4 9 Požadavky na definiční ( elementární ) konstrukční vlastnosti TS(s) - pro všechny etapy živ. cyklu TS(s) v QP-D. 9 Pro stavební strukturuts(s) (ve všech předpokl. konstrukčních stavech!) : Prvky stavební struktury, Uspořádání prvků (struktura) Pro každý prvek stavební struktury TS(s) (ve stavu volném i zamontovaném!) : Tvary, Rozměry, Materiály, Způsoby výroby, Stavy povrchu, Odchylky od jmenovitých hodnot Det. specifikace nebo: Σ Požad. třída kvality 6) * * 3 Etapy LC Měřitelné indikátory Požadovaný stav ( hodnota 5) vč. příp. rozměru&tolerance ) v 9 všechny Konstrukční provedení všech spojovacích částí podle ČSN-EN 2 všechny Povrchová úprava všech funkčních ploch velmi kvalitní 3 všechny Povrchová úprava všech nefunkčních ploch standardní 1 10 Požadavky na znakové konstrukční vlastnosti ("charakteristiky") TS(s) - pro všechny etapy živ. cyklu TS(s) v QP-D. 10 Etapy LC Konstrukční (strukturní) znaky TS: Konstr.princ. a způs.provedení strukt.ts: Stavební, Orgánové, Funkční, apod. Pracovní (funkční) znaky TS: Pracovní princip, Pracovní způsob, apod. Technologické (transformační) znaky TS: Tg princip, Tg způsob, Princ.provoz.transf.proc., Způs.prov.transf.proc.,ap. Reaktivní konstrukční (mech., tepelné, chemické, ) znaky TS: Povrch, Objem, Hmotnost, Poloha těžiště, ap. Det. specifikace nebo: Σ Požad. třída kvality 6) * * * 3 Měřitelné indikátory Požadovaný stav ( hodnota 5) vč. příp. rozměru&tolerance ) všechny Funkční (pracovní) princip mechanický 2 všechny Zdroj energie pro ovládání a pohon/přestavování člověk 3 v 10 Obr. 1a-1, část 7 z 9 Specifikace požadavků na navrhovaný TS: Polohovadlo pro svařování 11
Požadavky na PRODUCT-DESIGN ( konstrukční ) vlastnosti TS(s) (ještě neovlivněné tržně ) k posuzované KVALITĚ, dodací DOBĚ a dodacím NÁKLADŮM TP-D Etapa LC Požadavky k dodací PRODUCT-DESIGN DOBĚ / TERMÍNŮM TS(s) - v libovolné etapě životního cyklu TS(s), obvykle na konci distribuce na vlastnosti TS(s) k manažerským ( řídicím ) informacím (Třída 7) z hled. požad. dodací doby v manažerském hodnocení TS (Podtř. 7.2), zejm. pro: Dodací doby (=> termíny) na předání uživateli (obecně přejímajícímu zákazníkovi) Det. specifikace nebo: Σ Požad. třída kvality 6) * * * 4 Měřitelné indikátory Požadovaný stav ( hodnota 5) vč. příp. rozměru&tolerance ) Distr. Σ PRODUCT-DESIGN dodací doba (=>termin) na prototyp/ první ks TS 14 dní 4 Distr. Σ PRODUCT-DESIGN dodací doba (=> termin) na další ks TS 4 dni 3 v QTCP-D v TP-D Obr. 1a-1, část 8 z 9 Specifikace požadavků na navrhovaný TS: Polohovadlo pro svařování CP-D Etapa LC Požadavky k dodacím PRODUCT-DESIGN NÁKLADŮM / CENĚ TS(s) - v libovolné etapě životního cyklu TS(s), obvykle na konci distribuce na vlastnosti TS(s) k manažerským ( řídicím ) informacím (Třída 7) z hled. požad. dodacích nákladů v manažerském hodnocení TS (Podtř. 7.2), zejm.pro: Dodací náklady (=> ceny) při předání uživateli (obecně přejímajícímu zákazníkovi) Det. specifikace nebo: Σ Požad. třída kvality 6) * * * * 4 Měřitelné indikátory Požadovaný stav ( hodnota 5) vč. příp. rozměru&tolerance ) Distr. Σ PRODUCT-DESIGN dodací náklady na prototyp/ první ks TS 20.000 Kč 2 Distr. Σ PRODUCT-DESIGN dodací náklady na každý další ks TS 17.000 Kč 4 v QTCP-D v CP-D Obr. 1a-1, část 9 z 9 Specifikace požadavků na navrhovaný TS: Polohovadlo pro svařování 12
Poznámky: - Navrhovaný TS je zde označen TS (s) (jako subjektivizovaný TS) pro rozlišení od všech ostatních ( objektivizovaných ) TS v jeho životním cyklu. - Další vysvětlivky ke specifikaci (pro informaci jsou uvedeny k úplné verzi SW RS&EA): - Specifikované požadavky byly převážně převzaty ze studentských projektů, považujte proto jen za ilustrativní. 13
- Specifikace požadavků na navrhovaný TS (Obr. 1a-1)může být s výhodou doplněna i o tvůrčí studie průmyslových designérů předpokládaného vzhledu TS. Varianty designérských studií TS však musí být co nejkompatibilnější s navrženou specifikací požadavků a/nebo naopak. Tyto studie průmyslového designu pak tvoří nedílnou část Specifikace požadavků. V případě dominantních požadavků na vzhled TS, jako je např. obvyklé v automobilovém průmyslu, odpovídající tvary, rozměry, apod., se potom stávají specifikovanými požadavky na Definiční vlastnosti TS. - Příklad variant designérských studií sedadla osobního automobilu, splňujících požadavky na jeho základní pracovní funkce: umožnit nesení přepravované osoby vsedě, naklopitelné podepření jejích zad, zachycení hlavy při zadním nárazu a držení boků při bočních silách, které se však liší (kromě vzhledu), např. ve splnění požadavků na: výškové nastavení zařízení pro zachycení hlavy při zadním nárazu, zachycení hlavy při bočním nárazu, ergonomii, způsob výroby, apod. je znázorněn na následujícím obrázku. Obr. Varianty designérských studií TS, u nichž je zřejmá přímá souvislost s některými požadovanými vlastnostmi 14
iii. Hodnocení a analýzy výchozího a konkurenčních TS - Hodnocení a analýzy vhodnosti uvedených TS pro specifikované požadavky, jejich vzájemné konkurenceschopnosti a optimálně i jejich rizik [Dvorak 2015] a SWOT [Kopecky 2015], jsou klíčovým východiskem pro stanovení optimání strategie návrhu zadaného TS. - V nejjednodušší verzi se může jednat jen o stručné slovní hodnocení a analýzy nejkritičtějších vlastností porovnávaných TS. Hodnocení může být podpořeno i jednoduchým bodovým vyjádřením (viz např. podkap. 3. Odst iii. Hodnocení navržených variant orgánové struktury TS.), příp. i zjednodušenými rizikovými analýzami [Dvorak 2015] a SWOT analýzami [Kopecky 2015]. - Při použití SW RS&EA [Hosnedl 2016b] lze provést hodnocení a analýzy porovnávaných TS komplexně z hledisek všech specifikovaných podtříd vlastností. V sem. projektech KKS/ZKM jsou požadavky na použití SW RS&EA (pouze v češtině) uvedeny v jejich zadání. - Všechny zadané i vypočtené hodnoty pro hodnocení uvedených TS vč. Indikátorů rizik specifikace požadavků (RI-RS) jsou v SW RS&EA zobrazovány v přehledných diagramech pro jednotlivé podtřídy specifikovaných vlastností i souhrnně pro celé TS. Tak se již při zahájení návrhu TS identifikují silná a slabá místa porovnávaných TS vč. jejich vzájemných dílčích i celkové PRODUCT-DESIGN konstrukční i PRODUCT-BUSINESS tržní konkurenceschopnosti. To umožňuje již v samém počátku stanovit optimální strategii návrhu řešeného TS (na závěr projektu jsou pak tato hodnocení a analýzy analogicky rozšířena i na navržený TS). - Kompletní hodnocení a analýzy SW RS&EA se vzhledem ke značnému rozsahu obvykle dávají do přílohy Souhrnné zprávy (vč. el. verze na CD). Do textu Souhrnné zprávy se pak vkládají jen kritické části a souhrnné výsledky z: Hodnocení konstrukční a tržní vhodnosti výchozího a konkurenčních TS pro specifikované PRODUCT-DESIGN a PRODUCT-BUSINESS požadavky Analýzy konstrukční a tržní vhodnosti výchozího a konkurenčních TS pro specifikované PRODUCT-DESIGN a PRODUCT-BUSINESS požadavky Analýzy konstrukční a tržní konkurenceschopnosti výchozího a konkurenčních TS pro specifikované PRODUCT-DESIGN a PRODUCT-BUSINESS požadavky -- V předložené jednoduché Case Example nebyl SW RS&EA použit. Zde je proto pro informaci uveden jen příklad výstupů uvedených analýz. Pokračování na následujícím listu. 15
Pokračování z předchozího listu. Obr. Výsledky analýz konstrukční (příp. tržní) vhodnosti výchozího TS0 a vybraných konkurenčních TSA a TSB pro specifikované PRODUCT-DESIGN (příp. PRODUCT-BUSINESS) požadavky - ilustrativní ukázka dílčího výstupu SW RS&EA [Hosnedl 2017] Obr. Výsledky analýz vzájemné konstrukční (příp. tržní) konkurenceschopnosti výchozího TS0 a vybraných konkurenčních TSA a TSB pro specifikované PRODUCT-DESIGN (příp. PRODUCT-BUSINESS) požadavky - ilustrativní ukázka dílčího výstupu SW RS&EA [Hosnedl 2017] 16
1.b Vypracování plánu řešení projektu - plán řešení i. Studie proveditelnosti - Úkolem je analýza realizovatelnosti uvažovaného technického produktu zejména z hledisek: = Technických (fyzikálních, chemických, apod.) = Ekonomických (krytí nákladů, zisk, apod.) = Finančních (kapitálu, investičních prostředků, apod.) = apod. Pro zadaný projekt je nutné předpokládat, že jeho zadání vychází z analýz trhu a že studie prokázaly, že jeho vývoj a produkce budou proveditelné (realizovatelné) pro daného výrobce z hlediska technického (fyzického), ekonomického (nákladově rentabilního, ziskového) a finančního (volný kapitál, hotovostní tok). Analýzy porovnatelných TS prokázaly (Obr. 1-1), že dostupné inženýrsko-technické poznatky postačují pro řešení zadaného problému, a že není potřeba žádný speciální výzkum. ii. Strategie řešení - Úkolem je stanovit strategii postupu návrhu zadaného technického produktu zejména z hledisek: = Ve které fázi konstrukčního návrhu řešení zadaného úkolu začíná? = Jaká předběžná rozhodnutí k řešení úkolu již byla provedena před zadáním úkolu? = Jaká strategie a příp. i metody budou pro řešení návrhu použity? = apod. Pro řešení návrhu TS je dle požadavku zadání využita strategie znalostně integrovaného navrhování technických produktů Knowledge Integrated Design (KID) [Hosnedl 2016], která vychází z teorie a metodiky konstruování (Engineering Design Science (EDS) [Hubka 1996], [Eder 2008], [Eder 2010] and Methodology (EDSM) [Hosnedl 2016]) na bázi Teorie technických systémů (TTS) [Hubka 1988]. Navrhovaný technický produkt je v předloženém projektu uvažován v souladu se zadáním jako heterogenní technický systém (TS) s dominantní mechanickou (HW) složkou. 17
D. FINAIZACE ŘEŠENÍ IV.FINÁLNí ZPRACOVÁNÍ X. MANAGEMENT, E. VYHLEDÁV A ZPRACOVÁNÍ INFORMACÍ. F. ZOBRAZOVÁNÍ, G.KONTROLY B. HLEDÁNÍ ŘEŠENÍ C1.HODNOCENÍ C2. ROZHODOVÁNÍ NÁVRH NÁVRH A.UPŘESNĚNÍ ÚKOLU I. ROZPRAC. ZADÁNÍ iii. Časový plán řešení projektu - Při vypracování časového plánu řešení je při strategii (Knowledge Integrated Design - KID) [Hosnedl 2016] výhodné, že i při použití všech strategií znalostní podpory konstruování (pokusomyl, zkušenosti, instrukce, teoreticky podložená) lze základní fáze řešení návrhu TS jednoznačně definovat a tím i naplánovat (Obr. 1b-1). I při řešení neznámého projektu poskytuje takový harmonogram jasně definované fáze řešení v (za)daném časovém rozmezí na řešení projektů a tím i jasné zpětnovazební řídicí informace o stavu řešení návrhu i v jeho průběhu, což ostatní strategie řešení neumožnují, příp. i vylučují. Operace Problem Solving Fáze kon. proj. Konstrukční proces Čas Září Říjen Listopad Prosinec Fáze konstrukčního projektu EDSM definované s využitím Teorie technických systémů (TTS) Zadání, organizační záležitosti týd. hod 5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1. Vyjasnění a rozprac. požadavků 3 Specif. požad. a čas. plán řešení 3 II KONCEPČNÍ 2. Navržení funkční struktury TS 3. Navržení orgánové struktury TS 7 4 4. Navržení hrubé stav. struktury TS 5 III.KONSRUKČNÍ 5. Navržení úplné stav. strukturyts Hodnocení úplné stav. struktury TS 4 3 6. Detailování a dokumentování řešení 4 Odevzdání 2 Celkem plán: 40 13 týdnů Obr. 1b-1, část 1 ze 2 Časový plán řešení projektu pro individuálně navrhovaný TS*: Polohovadlo pro svařování *Poznámky: - Každý týden jsou uvažovány 2 hod. cvičení a 1 hod. samostatně 18
D. FINAIZACE ŘEŠENÍ IV.FINÁLNí ZPRACOVÁNÍ X. MANAGEMENT, E. VYHLEDÁV A ZPRACOVÁNÍ INFORMACÍ. F. ZOBRAZOVÁNÍ, G.KONTROLY B. HLEDÁNÍ ŘEŠENÍ C1.HODNOCENÍ C2. ROZHODOVÁNÍ NÁVRH NÁVRH A.UPŘESNĚNÍ ÚKOLU I. ROZPRAC. ZADÁNÍ Operace Problem Solving Fáze kon. proj. II.KONCEPČNÍ III.KONSRUKČNÍ Celkem plán: Konstrukční proces Čas Září Říjen Listopad Prosinec Fáze konstrukčního projektu EDSM definované s využitím Teorie technických systémů (TTS) Zadání, organizační záležitosti 1. Vyjasnění a rozprac. požadavků Specif. požad. a čas. plán řešení 2. Navržení funkční struktury TS 3. Navržení orgánové struktury TS 4. Navržení hrubé stav. struktury TS 5. Navržení úplné stav. strukturyts Hodnocení úplné stav. struktury TS 6. Detailování a dokumentování řešení Odevzdání týd. hod 20 11 12 7 12 9 28 15 16 9 20 12 16 9 12 6 16 10 8 2 160 90 250 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 13 týdnů Obr. 1b-1, část 2 ze 2 Časový plán řešení projektu pro týmově navrhovaný TS*: Polohovadlo pro svařování *Poznámky: - Zobrazený příklad časového plánu řešení (harmonogram) je sestaven pro interdisciplinární týmové řešení projektu. Průběžná (!) spolupráce s designérem/designéry je zdůrazněna červeně. - Zde jsou v týmu uvažováni 4 st. konstruktéři a 1 st. designér. - U konstruktérů jsou uvažovány 2 h/ cvičení a 1 h/individ. za týden. - U designéra je uvažováno 7 h / cvičení a 1 h/individ. za týden. - Spolupráce dalších st. specialistů, příp. i externí spolupráce, zde nejsou pro zjednodušení uvažovány. V konkrétních projektech však samozřejmě musí být zahrnuty. Souhrnné poznámky: - U konkrétních projektů musí šířka a hloubka jejich vypracování odpovídat daným kapacitám. Např. předložená Case Example zhruba odpovídá individuálně řešenému semestrálnímu projektu KKS/ZKM v prezenčním i kombinovaném studiu. - Seriové ( A.- D.) i paralelní operace Problem Solving jsou zobrazené jen pro úroveň celkového návrhu TS by měly být efektivně uplatňovány i při řešení fází a kroků na nižších hierarchických úrovních (tj. při řešení dílčích aktivit A, B, C,, I., II.,III., 1., 2., 3,. atd.). Pokud při tom jejich význam a/nebo objem přesáhne implicitní rozsah, je nutné je uvést v harmonogramu jako vyjmenovanérelativně samostatné dílčí aktivity (příp. i v samostatných přidaných řádkách, jako např. Patentové produktové rešerše ve fázi 1. Vyjasnění a rozpracování požadavků, Experimentální únavové testy ve fázi 5. Navržení úplné stavební struktury TS apod.). Takové rozsáhlejší dílčí aktivity je často nezbytné naplánovat i v nezbytném časovém předstihu, aby výsledky již byly při vlastním návrhu TS k dispozici!!! 19
II. KONCEPČNÍ NÁVRH 2. Návrh funkční struktury TS - funkční schéma i. Navržení provozního transformačního technického procesu TS i.a Černá skříňka provozního transformačního technického procesu TS - Abstrakcí provozního transformačního procesu TS jen na jeho vstup a výstup lze získat podstatu řešené přeměny, jak je znázorněno na obr. 2-1, část 1 ze 3. - Polotovar svařence/svařenec je zde tedy v roli operandu, jehož stav je v průběhu provozního transformačního procesu TS transformován. Prováděcí operátory jsou lidé (obsluha), technické prostředky (navrhované polohovadlo, ostatní technická zařízení apod.), aktivní a reaktivní prostředí (dílna, apod.) a zbývající dva navigační operátory Odborný informační systém a Manažerský informační systém, které působí na operand (přímo či nepřímo prostřednictvím jejich účinků zobrazených na všech částech Obr. 2-1). Účinky operátorů: Asistující vstupy PRACOVNÍCI, OBSLUHA - tech.prostředků v TrfS HuS TECHNICKÉ PROSTŘEDKY - tech&tg obj.pr.v TrfS TS AKT.&REAKT. PROSTŘEDÍ - pro Transform.syst.(TrfS) AREnv INFORMAČNÍ SYSTÉMY - pro provád.inf.v TrfS IS MANAŽERSKÉ SYSTÉMY - pro manaž.inf.v TrfS MgtS Zpětné vazby Svařenec volný před svařením Vedlejší vstupy Nést a polohovat polotovar svařence / svařenec Svařenec volný po svaření Vedlejší výstupy Obr. 2-1, část 1 ze 3 Černá skříňka provozního transformačního technického procesu navrhovaného TS: Polohovadlo pro svařování Poznámky: - V konstrukčních projektech se často navrhuje jen část zobrazených TECHNICKÝCH PROSTŘEDŮ TS (s) TS,( tj. jen část provozního operátoru TS) kde: TS (s) je označení subjektivizovaného (zde konstruovaného) TS, pro odlišení od všech ostatních objektivizovaných TS v celém životním cyklu TS (s). - Transfromační technický proces (TrfTP) se liší od obecného transformačního procesu (TrfP) pouze zjednodušením na ty operace, kterých se navrhovaný TS (s). zúčastňuje (jako operátor nebo jeho část) 20
i.b Technologický princip provozního transf. technického procesu TS - Další řešení již bude zúženo jen na Provozní technický proces navrhovaného TS, tj. jen na tu část Provozního transformačního systému TS, v níž budou pro transformaci operandu využívány účinky navrhovaného TS. - Přestože je otázka na technologii u řešené transformace neobvyklá, je potřebná. V tomto případě byl z několika realizovatelných možností zvolen tento technologický princip požadované transformace: polotovar svařence / svařenec bude pevně spojen s polohovadlem ve spojovacích místech, která umožní požadované nastavení orientace a polohy budoucích svarů, jak je uvedeno na Obr. 2-1, část 2 ze 3. Účinky operátorů: Svář. pom., příd.mat., energie, instr., Polot.svař. volný před svařením Prach, voda, extr. teploty, PRACOVNÍCI, OBSLUHA - tech.prostředků v TrfS HuS TECHNICKÉ PROSTŘEDKY - tech&tg obj.pr.v TrfS TS AKT.&REAKT. PROSTŘEDÍ - pro Transform.syst.(TrfS) AREnv INFORMAČNÍ SYSTÉMY - pro provád.inf.v TrfS IS Spojení dílů polotovaru svařence s polohovadlem a nastavení požadované polohy a orientace budoucího svaru: - naklápěním okolo vodorovné osy - otáčením okolo svislé osy - nastavením výšky spojovacího místa polohovadla s polotovarem svařence / svařencem. MANAŽERSKÉ SYSTÉMY - pro manaž.inf.v TrfS MgtS Zpětné vazby Svařenec volný po svaření Struska, hluk, teplo, ostré světlo, Obr. 2-1, část 2 ze 3 Technologický princip provozního transformačního technického procesu navrhovaného TS: Polohovadlo pro svařování (ve složitějších případech je nutné popsat a příp. zobrazit technologický princip podrobně) i.c Provozní transformační technický proces TS - Hrubý popis (scénář) provozního transformačního technického procesu navrhovaného TS, tj. fází a operací využívajících účinky navrhovaného TS pro docílení požadovaných změn polohy polotovaru svařence / svařence ze vstupního stavu do stavu výstupního je zobrazen na Obr. 2-1, část 3 ze 3. - V odborné literatuře, vč. [Eder 2008], [Eder 2010] jsou tyto procesy zobrazovány prakticky výhradně ve formě vývojových diagramů. To je však možné jen u jednoduchých a kauzálně ( jednoznačně ) probíhajících procesů. U komplexnějších, složitějších a ne plně kauzálních procesů je proto nutné a možné použít i jiné vhodnější formy, jako např. zde v Obr. 2-1, část 3 ze 3, což je i plně v souladu s definicí procesu v [CSN EN ISO 9000 2006, odst.3.4.1 ]. 21
Účinky operátorů: Asistující M, E, I vstupy: Svář. pom., příd. mat., energie, instr., ASISTUJÍCÍ řídicí/ovládací inf. OPERACE: TRANSFORMAČNÍ OPERACE: Polotov. svař. volný před svařením ASISTUJÍCÍ energ.,mater. a spoj. OPERACE: Vedlejší M, E, I vstupy Prach, voda, extr. teploty, TS před servisem PRACOVNÍCI, OBSLUHA - tech.prostředků v TrfS HuS Přípravná fáze Dodání pom.říd./ovl.inform. pro příprav.operace Přisunutí a spojení polotovaru svařence s polohovadlem Přípravné operace. Dodání pomoc. energie E pro příprav.operace Dodání pomoc. mater. M pro příprav.operace Dodání pomoc.řídicích/ovládacích informací pro prováděcí operace Dodání pomoc. energie E pro prováděcí operace Dodání pomoc. materiálu M pro prováděcí operace Dodání pom.říd./ovl.inform pro závěr.operace Dodání pomoc. energie E pro závěr.operace Dodání pomoc. mater. M pro závěr.operace M, E, I, spojení operací provozního Transformačního procesu (TrfP) TS vzájemně i s akt. & reakt. prostředím (vč. dodání asistujících M, E, I) Připravení TS k používání TECHNICKÉ PROSTŘEDKY - tech&tg obj.pr.v TrfS TS AKT.&REAKT. PROSTŘEDÍ - pro Transform.syst.(TrfS) AREnv Prováděcí fáze Naklopení, natočení a nastavení výšky polohovadla a držení nastavené polohy Prováděcí operace. INFORMAČNÍ SYSTÉMY - pro provád.inf.v TrfS IS Čištění, údržba, opravy, apod. servis TS v průběhu jeho používání MANAŽERSKÉ SYSTÉMY - pro manaž.inf.v TrfS MgtS Závěrečná fáze Uvolnění a sejmutí svařence z polohovadla Závěrečné operace Uvolnění TS z používání Zpětné vazby hlavní Svařenec volný po svaření Zpětné vazby vedlejší Vedlejší M, E, I výstupy Struska, hluk, teplo, ostré světlo, Hranice. procesů TS po servisu Obr. 2-1, část 3 ze 3 Provozní transformační technický proces navrhovaného TS: Polohovadlo pro svařování Poznámky: - U jednodušších technických procesů, jako v tomto případě, postačuje pouze návrh hlavního procesu s transformačními operacemi (zajišťujících požadovanou transformaci operandu). To již umožňuje klíčový návrh rozdělení potřebných přímých a zprostředkovaných účinků (pro realizaci transformačních i asistujících operací) na jednotlivé prováděcí operátory (člověk, navrhovaný TS a Akt.&reakt. prostředí) a nepřímých účinků na navigační operátory (odborný inf. systém. a manažerský inf. systém). Obecně uvedené asistující operace lze pak zajistit až při návrhu funkční, příp. orgánové nebo i stavební struktury TS (i když s omez. možnostmi agregací). - Pozor, asistující i vedlejší vstupy a výstupy M, E, I je vždy nutné nejprve chápat podle jejich prvotního účelu/role, a teprve následně vč. jejich (M příp. E) realizace (např. informace mohou být přenášeny pomocí M nebo E, a vždy realizovány jen pomocí M)! To znamená, že ve všech asist. procesech vč. spojovacích (!) obecně existuje M jako nositel E a I, příp. E jako nositel I! - U složitějších procesů je nutné popsat jak transformační, tak i asistující operace podrobněji, příp. i ve formě vývojových diagramů, apod. - Ve spodní části obr. je zjednodušeně zakreslen servisní transformační proces TS (bez zobrazení účinků příslušných operátorů, které mohou být zčásti shodné s operátory Provozního transformačního procesu TS!), kdy se operátor TS přechodně stává jeho operandem! 22
ii. Navržení funkční struktury TS iii. iv. - Dalším krokem je navržení funkční struktury TS. Nejprve jsou stanoveny požadované pracovní v. transformační účinky TS působící v provozním transformačním procesu na operand a pracovní vi. asistující účinky TS pro transformaci asistujících vstupů (Obr. 2-1, část 3 ze 3). Ty jsou vyjádřeny vii. ve formě odpovídajících pracovních transformačních a pracovních asistujích funkcí TS. Zbývající viii. potřebné pracovní transformační a asistující účinky pak musí být realizovány zbývajícími dvěma ix. prováděcími x. operátory Lidmi a příp. ostatním živými bytostmi a Aktivním a reaktivním prostředím, xi. v mezích daných účinky dvou zbývajících ( navigačních ) operátorů Informačním systémem xii. pro prováděcí ( odborné ) informace a Manažerským systémem pro manažerské ( řídicí ) informace. xiii. - Pracovní (transformační xiv. i asistující) funkce TS musí být obvykle doplněny asistujícími funkcemi xv. TS, pro zajištění transformací dostupných/zvolených vstupních stavů M, E, I do TS na výstupní xvi. stavy M, E, I potřebné pro finální pracovní (transformační i asistující) funkce. xvii. - POZOR, nezaměňujte xviii. funkce TS za ostatní vlastnosti TS, příp. za funkce vlastností TS (jak je bez rozlišení zavedeno v hodnotové analýze! - v toto případě je pak vhodnější používat termín účel vlastnosti TS). Jako jednoduché kritérium pro rozlišení funkce TS od ostatních vlastností TS slouží výrok nefunguje to, který má smysl jen u funkcí TS, ale již ne o ostatních vlastností TS!!! 23
Řídicí/ovládací INFORMACE pro prac. funkce Hlavní asistující funkce TS Pomocné ENERGIE pro prac. funkce Pomocný MATERIÁL pro prac. funkce Pracovní (hlav.transf. a asist.) funkce TS Pomocné asistující funkce TS Pomoc.MATERIÁLY a ENERGIE, řídicí/ovládací INFORMACE pro jištění/regul. stavu prac. funkcí Řídicí/ovládací INFORMACE o stavu prac. funkcí Řídicí INFORMACE pro Funkci 1 UMOŽ. PŘEVZÍT a TRANSFORM. 1.1.. Pomocnou ENERGII pro Funkci 1 UMOŽ. PŘEVZÍT a TRANSFORM. 1.2. Pomocný MATERIÁL pro Funkci 1 UMOŽ. PŘEVZÍT a TRANSFORM. 1.3. SPOJENÍ polot. svař. s TS UMOŽNIT Funkce 1... NASTAVENÍ Funkce 1 JISTIT/REGULOVAT 1.4. STAV Funkce 1 DETEKOVAT, TRANSF. a INDIK. 1.5. Řídicí INFORMACE pro Funkci 2 UMOŽ. PŘEVZÍT a TRANSFORM. 2.1.. Pomocnou ENERGII pro Funkci 2 UMOŽ. PŘEVZÍT a TRANSFORM. 2.2. Pomocný MATERIÁL pro Funkci 2 UMOŽ. PŘEVZÍT a TRANSFORM. 2.3. Otáčivý POHYB upínací plochy UMOŽNIT Funkce 2 NASTAVENÍ Funkce 2 JISTIT/REGULOVAT 2.4. STAV Funkce 2 DETEKOVAT, TRANSF. a INDIK. 2.5. Řídicí INFORMACE pro Funkci 3 UMOŽ. PŘEVZÍT a TRANSFORM. 3.1. Pomocnou ENERGII pro Funkci 3 UMOŽ. PŘEVZÍT a TRANSFORM. 3.2.. Pomocný MATERIÁL pro Funkci 3 UMOŽ. PŘEVZÍT a TRANSFORM. 3.3. Naklápivý POHYB upínací plochy UMOŽNIT Funkce 3. NASTAVENÍ Funkce 3 JISTIT/REGULOVAT 3.4. STAV Funkce 3 DETEKOVAT, TRANSF. a INDIK. 3.5. Řídicí INFORMACE pro Funkci 4 UMOŽ. PŘEVZÍT a TRANSFORM. 4.1. Pomocnou ENERGII pro Funkci 4 UMOŽ. PŘEVZÍT a TRANSFORM. 4.2. Pomocný MATERIÁL pro Funkci 4 UMOŽ. PŘEVZÍT a TRANSFORM. 4.3. Vertikální POHYB upínací plochy UMOŽNIT Funkce 4. NASTAVENÍ Funkce 4 JISTIT/REGULOVAT 4.4. STAV Funkce 4 DETEKOVAT, TRANSF. a INDIK. 4.5. Řídicí INFORMACE pro Funkci 5 UMOŽ. PŘEVZÍT a TRANSFORM. 5.1. Pomocnou ENERGII pro Funkci 5 UMOŽ. PŘEVZÍT a TRANSFORM. 5.2. Poznámky: Všechny asistující funkce znázorněné vlevo a vpravo od pracovních funkcí nemusí být vždy v TS využité Zde např. všechny asistující funkce pro pracovní Funkci 1 a všechny asistující funkce pro dodání pomocných materiálů neboť se předpokládá, že zajistí obsluha. Realizace asistujících funkcí se obvykle řeší souběžně s řešením pracovních funkcí, jak je připraveno pro další pokračování návrhu TS ve sloupci napravo. Pomocný MATERIÁL pro Funkci 5 UMOŽ. PŘEVZÍT a TRANSFORM. 5.3. Díly TS vzájemně SPOJIT a NÉST (M,.E,I) Σi PŘIPOJENÍ pomocných zařízení UMOŽNIT a DRŽET (M,.E,I) x. POHYB/ZNEHYB. TS na podlaze UMOŽNIT Funkce 5 TS s podlahou SPOJIT (M,E,I) Funkce 6 NASTAVENÍ Funkce 5 JISTIT/REGULOVAT 5.4 STAV Funkce 5 DETEKOVAT, TRANSF. a INDIK. 5.5. DETEK., TRANSF. a INDIK. STAVŮ TrfP UMOŽNIT (M,.E,I) y.. Pracovní (asistující) účinky TS pro spojení TS s podlahou (příp. s hmotným objektem spojeným s podlahou) (vč. příp. umožnění vzájemného pohybu & znehybnění ) Pracovní (hlav.transf. a asist.) účinky TS k požad. přeměně operandu a asistujících vstupů (v operacích provozního transformačního procesu) Obr. 2-2 Funkční struktura navrhovaného TS: Polohovadlo pro svařování (Poznámky viz na následujícím listu) 24
Poznámky k Obr. 2-2: - Z praktických důvodů je horizontální řazení operací v transformačním procesu (v souladu se zobrazováním postupu přeměny operandu ze vstupního stavu na výstupní zleva doprava) ve funkční struktuře TS změněno na svislé řazení funkcí shora dolů. To je pak kvůli logičtější a standardizované formě záznamu převzato i do navazující morfologické matice pro záznam navrhovaných orgánů pro jejich výběr.). Pořadí pracovních funkcí (zde 1 až 6) odpovídá pořadí hlavních transformačních operací v Provozním transformačním procesu (Obr. 2-1, část 3 ze 3). Počet pracovních transformačních funkcí TS a hlavních transformačních operací v TrfP však nemusí být shodný, neboť některé operace TrfP mohou vyžadovat od TS více účinků, a tedy i pracovních transformačních funkcí (a naopak). - Pracovní funkce se skládají z pracovních transformačních funkcí (pro přeměnu operandu v hlavních transformačních operacích provozního TrfP) a z pracovních asistujících funkcí (pro přeměnu asistujících M, E, I vstupů v asistujících operacích provozního TrfP). - Pozor, asistující M, E, I je zde nutné chápat podle účelu pro realizaci jednotlivých hlavních operací, ne podle formy jejich budoucí realizace (např. informace mohou být zprostředkovány/neseny pomocí M nebo E a vždy realizovány jen pomocí M!). Tzn. že M existuje jako nositel E a I, příp. E jako nositel I obecně u všech asistujících funkcí! - Funkce z navržené funkční struktury TS lze při sestavování tabulky funkcí (na pravé straně Obr.2-2) seskupovat, příp. i dále členit (analogicky jako vektory) tak, jak je pro další řešení TS optimální. Ve složitějších případech lze k tomu využít Hierarchický funkční strom (viz dále). - Pokud navrhovaný TS LC (označení pro rozlišení navrhovaného TS od ostatních TS v etapách jeho životního cyklu (LC) většinou není pro jednoduchost používáno, zde je však nutné) plní v provozu roli operátoru ještě společně s dalším TS, tj. platí, že TS LC TS, projeví se to ve schématech na Obr. 2-2 a Obr. 2-3 takto: = Pokud je navrhovaný TS LC zařazen na vstupu výsledného operátoru, tj. TS LC + TS (např. jako hnací technické zařízení) jsou jeho (obecně pracovní i asistující) M, E, I výstupy ještě transformovány navazujícím TS, jehož M, E, I výstupy jsou teprve zdrojem požadovaných účinků na transformovaný operand. Ve schématu hierarchického funkčního stromu (Obr. 2-2) je tedy potom nutné ke všem pracovním funkcím ještě sériově připojit pracovní funkce navazujícího TS. Toto přiřazení je však pro zjednodušení výhodné formálně zahrnout jako předem známou dodatečnou transformaci M, E, I výstupů funkcí navrhovaného TS LC., takže pak již není třeba schéma na Obr. 2-2 nijak formálně měnit. = Pokud je navrhovaný TS LC zařazen na výstupu výsledného operátoru, tj. TS + TS LC (např. jako přídavné technické zařízení), jsou (obecně pracovní i asistující) M, E, I vstupy TS LC tvořeny M, E, I výstupy základního TS. M. E, I výstupy TS LC tedy vyvolávají účinky na transformovaný operand přímo bez dalších změn, takže není třeba schéma na Obr. 2-2 nijak formálně měnit. = Pokud je navrhovaný TS LC zařazen mezi vstupem a výstupem výsledného operátoru, tj. TS Inp + TS LC + TS Out (např. jako převodové technické zařízení), je třeba využít oba předchozí principy. Podstatné však je, že ani v tomto případě není třeba schéma na Obr. 2-2 (a tedy ani další navazující schémata struktur TS) nijak formálně měnit. 25
Poznámky (pokračování poznámek k Obr. 2-2): - Pracovní funkce TS zobrazené na Obr. 2-2 jsou typické pro technické produkty manipulačního typu, nelze je proto mechanicky převzít pro každý TS! - Asistující funkce (pro provoz) navrhovaného TS zobrazené na Obr. 2-2 jsou pro názor uvedeny u každé pracovní funkce co nejobecněji, nemusí však být vždy od TS požadovány. U navrhovaného TS např. není požadováno zajištění asistujících funkcí pro Funkci 1 ani u žádné z asistujících funkcí s materiálovými vstupy M (v příp. potřeby, např. u mazání, lze u navrhovaného TS předpokládat zajištění obsluhou). Tyto a příp. další zde nepožadované pracovní i asistující funkce jsou zobrazeny šedým písmem. - Na závěr pro jistotu: POZOR, nezaměňujte funkce TS za ostatní vlastnosti TS, příp. za funkce vlastností TS (označované např. jako funkce v Hodnotové analýze, kdy je pak vhodnější používat termín účel vlastnosti TS). Jako jednoduché kritérium pro rozlišení funkce TS od ostatních vlastností TS slouží výroky funguje to a nefunguje to, které mají smysl jen u opravdových funkcí TS, ale již ne o ost. vlastností TS!!! 26
PŘESUN.polot. svař./svařence na/z TS UMOŽNIT Fce1a Upínací plochu VYTVOŘIT Fce1b PŘIPEVNĚNÍ polotovaru svařence UMOŽNIT Fce 1c Řídicí / ovlád.inform. pro Funkci 1 UMOŽ. PŘEVZÍT a TRANFORM. 1.1 Pomoc.ENERGII pro Fun. 1 UMOŽNIT PŘEVZÍT a TRANFORMOVAT ji 1.2 Pomoc. MATERI. pro Funkci 1 UMOŽNIT PŘEVZÍT a TRANFORM. ho 1.3 NASTAVENÍ Funkce. 1 JISTIT / REGULOVAT 1.4 Stav Funkce 1 DETEKOVAT, TRANSFORMOVAT a INDIKOVAT 1.5 Řídicí / ovlád.inform. pro Funkci 2 UMOŽ. PŘEVZÍT a TRANFORM. 2.1 Pomoc.ENERGII pro Fun. 2 UMOŽNIT PŘEVZÍT a TRANFORMOVAT ji 2.2 Pomoc. MATERI. pro Funkci 2 UMOŽNIT PŘEVZÍT a TRANFORM. ho 2.3 NASTAVENÍ Funkce. 2 JISTIT / REGULOVAT 2.4 Stav Funkce 2 DETEKOVAT, TRANSFORMOVAT a INDIKOVAT 2.5 Řídicí / ovlád.inform. pro Funkci 3 UMOŽ. PŘEVZÍT a TRANFORM. 3.1 Pomoc.ENERGII pro Fun. 3 UMOŽNIT PŘEVZÍT a TRANFORMOVAT ji 3.2 2.1.2 Pomoc. MATERI. pro Funkci 3 UMOŽNIT PŘEVZÍT a TRANFORM. ho 3.3 2.1.2 2.1.1 NASTAVENÍ Funkce. 3 JISTIT / REGULOVAT 3.4 Stav Funkce 3 DETEKOVAT, TRANSFORMOVAT a INDIKOVAT 3.5 Stav Funkce 3 DETEKOVAT, TRANSFORMOVAT a INDIKOVAT 3.5 Řídicí / ovlád.inform. pro Funkci 4 UMOŽ. PŘEVZÍT a TRANFORM. 41 Pomoc.ENERGII pro Fun. 4 UMOŽNIT PŘEVZÍT a TRANFORMOVAT ji 4.2 Pomoc. MATERIÁL pro Funkci 4 UMOŽNIT PŘEVZÍT a TRANFORM. 4.3 NASTAVENÍ Funkce. 4 JISTIT / REGULOVAT 4.4 Stav Funkce 4 DETEKOVAT, TRANSFORMOVAT a INDIKOVAT 45 Řídicí / ovlád.inform. pro Funkci 5 UMOŽ. PŘEVZÍT a TRANFORM. 5.1 Pomoc.ENERGII pro Fun. 5 UMOŽNIT PŘEVZÍT a TRANFORMOVAT ji 5.2 Pomoc. MATERI. pro Funkci 5 UMOŽNIT PŘEVZÍT a TRANFORM. ho 5.3 NASTAVENÍ Funkce. 5 JISTIT / REGULOVAT 5.4 Stav Funkce 5 DETEKOVAT, TRANSFORMOVAT a INDIKOVAT 5.5 TS s podlahou SPOJIT (M, E, I) Funkce 6 Díly TS vzájemně SPOJIT a NÉST ( M, E, I ) Funkce Σi PŘIPOJENÍ (M.,E,I) pomoc. zaříz. (odsavač kouře,..) UMOŽNIT a DRŽET Fun.kce x DETEK., TRANSF. a INDIK. STAVŮ TrfP ( teplota,svařence.) UMOŽNIT Funkce y Poznámky (pokračování poznámek k Obr. 2-2!): PRACOVNÍ FUNKCE: DRŽENÍ polotovaru svařence (=> svařence) a jeho NASTAVENÍ do požadované polohy UMOŽNIT a v nastavené poloze DRŽET SPOJENÍ polot. svařence s TS UMOŽNIT Funkce 1 + Otáčivý POHYB upínací plochy UMOŽNIT Funkce 2. + Naklápivý POHYB upínací plochy UMOŽNIT Funkce 3 + Vertikální POHYB upínací plochy UMOŽNIT Funkce 4. + POHYB/ZNEHYB. TS na podlaze UMOŽNIT Funkce 5. + ASISTUJÍCÍ FUNKCE: Pracovní Funkce 1 je kvůli své komplexnosti zobrazena jako dílčí pracovní funkce 1a, 1b, 1c I E M E,M I I E M E,M I I E M E,M I I E M E,M I M, E, I M, E, I Obr. 2-2a Hierarchický funkční strom navrhovaného TS: Polohovadlo pro svařování (viz poznámky viz na následujícím listu) 27
Poznámky (pokračování poznámek k Obr. 2-2): - Hierarchický funkční strom obsahuje úrovňově uspořádané pracovní transformační funkce TS, pracovní asistující M, E, I a Sp funkce a jim asistující funkce TS z Funkční struktury TS (Obr..2-2). - Pracovní i asistující funkce TS zde mohou být přehledně seskupovány do agregovaných funkcí, nebo naopak rozkládány do svých dílčích funkcí (analogicky jako vektory) tak, aby mohly být v dalších krocích kontrétizovány ve formě sub-optimálních orgánů (Obr. 3-1). Hierarchický funkční strom lze rovněž s výhodou využít také pro identifikaci shodných, příp. analogických funkcí, obvykle na shodných hierarchických úrovních, jejich výčtem do další/rozšířené tabulky (vpravo na Obr. 2-2) a jejich efektivní společnou konkretizací ve formě shodných sub-optimálních orgánů pro jednotlivé shodné funkce stejným postupem jako v předchozím případě (Obr. 3-1). - V uvedeném příkladu jsou např. pracovní asistující funkce (s výjimkou relativně samostatných spojovacích a nosných funkcí) pro zjednodušení uvažovány a řešeny jako součást příslušných pracovních transformačních funkcí. Naopak větve asistujících funkcí TS (s označením + u jejich připojení) (Obr. 2-2a) zde netvoří listy hlavních funkcí, ale přidané samostatné listy pro tyto asistující funkce. - Hierarchický funkční strom TS (Obr. 2-2a) je proto ve složitějších případech TS optimálním nástrojem pro rozhodnutí o komplexnosti ( rozsahu ) funkcí přenášených z výchozí Funkční struktury TS (Obr. 2-2 = Obr 2-3 vlevo) do tabulky finálních funkcí (Obr. 2-3 vpravo), které odpovídají finálním listům stanoveným v hierarchickém funkčního stromu. K nim se pak v následující fázi přiřazují pomocí morfologické matice (Obr. 3-1) navrhované orgány TS shodné komplexnosti (např. motor buď jako jeden orgán s funkci pohonu, nebo jako soustava dílčích orgánů motoru zajištujících dílčí funkce pro jeho výslednou funkci). 28
Řídicí/ovládací INFORMACE pro prac. funkce Hlavní asistující funkce TS Pomocné ENERGIE pro prac. funkce Pomocný MATERIÁL pro prac. funkce Pracovní (hlav.transf. a asist.) funkce TS Pomocné asistující funkce TS Pomoc.MATERIÁLY a ENERGIE, řídicí/ovládací INFORMACE pro jištění/regul. stavu prac. funkcí Řídicí/ovládací INFORMACE o stavu prac. funkcí Řídicí INFORMACE pro Funkci 1 UMOŽ. PŘEVZÍT a TRANSFORM. 1.1.. Řídicí INFORMACE pro Funkci 2 UMOŽ. PŘEVZÍT a TRANSFORM. 2.1.. Řídicí INFORMACE pro Funkci 3 UMOŽ. PŘEVZÍT a TRANSFORM. 3.1. Řídicí INFORMACE pro Funkci 4 UMOŽ. PŘEVZÍT a TRANSFORM. 4.1. Řídicí INFORMACE pro Funkci 5 UMOŽ. PŘEVZÍT a TRANSFORM. 5.1. Pomocnou ENERGII pro Funkci 1 UMOŽ. PŘEVZÍT a TRANSFORM. 1.2. Pomocnou ENERGII pro Funkci 2 UMOŽ. PŘEVZÍT a TRANSFORM. 2.2. Pomocnou ENERGII pro Funkci 3 UMOŽ. PŘEVZÍT a TRANSFORM. 3.2.. Pomocnou ENERGII pro Funkci 4 UMOŽ. PŘEVZÍT a TRANSFORM. 4.2. Pomocnou ENERGII pro Funkci 5 UMOŽ. PŘEVZÍT a TRANSFORM. 5.2. Poznámky: Všechny asistující funkce znázorněné vlevo a vpravo od pracovních funkcí nemusí být vždy v TS využité Zde např. všechny asistující funkce pro pracovní Funkci 1 a všechny asistující funkce pro dodání pomocných materiálů neboť se předpokládá, že zajistí obsluha. Realizace asistujících funkcí se obvykle řeší souběžně s řešením pracovních funkcí, jak je připraveno pro další pokračování návrhu TS ve sloupci napravo. Pomocný MATERIÁL pro Funkci 1 UMOŽ. PŘEVZÍT a TRANSFORM. 1.3. Pomocný MATERIÁL pro Funkci 2 UMOŽ. PŘEVZÍT a TRANSFORM. 2.3. Pomocný MATERIÁL pro Funkci 3 UMOŽ. PŘEVZÍT a TRANSFORM. 3.3. Pomocný MATERIÁL pro Funkci 4 UMOŽ. PŘEVZÍT a TRANSFORM. 4.3. Pomocný MATERIÁL pro Funkci 5 UMOŽ. PŘEVZÍT a TRANSFORM. 5.3. Díly TS vzájemně SPOJIT a NÉST (M,.E,I) Σi PŘIPOJENÍ pomocných zařízení UMOŽNIT a DRŽET (M,.E,I) x. SPOJENÍ polot. svař. s TS UMOŽNIT Funkce 1... Otáčivý POHYB upínací plochy UMOŽNIT Funkce 2 Naklápivý POHYB upínací plochy UMOŽNIT Funkce 3. Vertikální POHYB upínací plochy UMOŽNIT Funkce 4. POHYB/ZNEHYB. TS na podlaze UMOŽNIT Funkce 5 TS s podlahou SPOJIT (M,E,I) Funkce 6 NASTAVENÍ Funkce 1 JISTIT/REGULOVAT 1.4. NASTAVENÍ Funkce 2 JISTIT/REGULOVAT 2.4. NASTAVENÍ Funkce 3 JISTIT/REGULOVAT 3.4. NASTAVENÍ Funkce 4 JISTIT/REGULOVAT 4.4. NASTAVENÍ Funkce 5 JISTIT/REGULOVAT 5.4 STAV Funkce 1 DETEKOVAT, TRANSF. a INDIK. 1.5. STAV Funkce 2 DETEKOVAT, TRANSF. a INDIK. 2.5. STAV Funkce 3 DETEKOVAT, TRANSF. a INDIK. 3.5. STAV Funkce 4 DETEKOVAT, TRANSF. a INDIK. 4.5. STAV Funkce 5 DETEKOVAT, TRANSF. a INDIK. 5.5. DETEK., TRANSF. a INDIK. STAVŮ TrfP UMOŽNIT (M,.E,I) y.. Pracovní (hlav.transf. a asist.) funkce TS včetně jejich asistujících funkcí Funkce 1 vč. 1.1 1.5 Funkce 2 vč. 2.1 2.5 Funkce 3 vč. 3.1 3.5 Funkce 4 vč. 4.1 4.5 Funkce 5 vč. 5.1 5.5 Funkce 6 & Σi SPOJENÍ polot. svařence s TS UMOŽNIT Otáčivý POHYB upínací plochy UMOŽNIT Naklápivý POHYB upínací plochy UMOŽNIT Vertikální POHYB upínací plochy UMOŽNI POHYB/ZNEHYBNĚNÍ TS na podlaze UMOŽNIT TS s podlahou SPOJIT (M.E,I) Pracovní (asistující) účinky TS pro spojení TS s podlahou (příp. s hmotným objektem spojeným s podlahou) (vč. příp. umožnění vzájemného pohybu & znehybnění ) Pracovní (hlav.transf. a asist.) účinky TS k požad. přeměně operandu a asistujících vstupů (v operacích provozního transformačního procesu) Obr. 2-3 Funkční struktura (vlevo) a její efektivně seskupené funkce pro navržení orgánů (vpravo) navrhovaného TS : Polohovadlo pro svařování 29
- Funkční struktura TS (Obr. 2 3) jako celek, její části nebo její elementy mohou být opět doplněny příslušnými designérskými studiemi (Obr. 2-5). Poznámky: - Výsledné návrhy příp. designu variant TS by měly být co nejvíce kompatibilní s navrženou funkční strukturou TS (Obr. 2-3), příp. s jejími variantami. Design vybraných (sub-optimálních variant TS by se měl stát aktualizací designu TS ve specifikaci požadavků na TS (Obr. 1-2). - Analogie s alternativami designu židlí, splňujících shodné hlavní funkce jako jsou sedící osobu nést, které se však zjevně liší v asistujících funkcích, jako je např. oporu zad vytvořit, oporu rukou vytvořit, oporu hlavy vytvořit, oporu nohou vytvořit příp. i ve speciálních funkcích jako výškové nastavení židle umožnit, rotaci okolo vertikální osy umožnit, pohyb po podlaze umožnit, apod.: Obr. Designérské studie variant TS prokazující provázanost s provozními pracovními funkcemi TS 30
3. Návrh orgánové struktury TS - koncepční schéma i. Navržení orgánů pro navrženou funkční strukturu TS - Hledání a zaznamenání abstraktních orgánů, příp. i konkrétních stavebních orgánů TS (při obecné využitelnosti - strojních částí) (tj. nositelů funkcí), které mohou zajistit stanovené funkce TS (Obr..2-2 a 2-3) a jejich zaznamenání, optimálně do morfologické matice (Obr. 3-1). Stanovené funkce TS jsou zaznamenány v levém krajním sloupci, mohou být postupně přidávány nebo mohou být členěny (analogicky jako vektory) v závislosti na jejich komplexnosti a požadovaných seskupení tak, jako při reálném konstruování. Pracovní Funkce TS vč. asist. funkcí (Obr. 2-2 a 2-3) Navržené orgány TS ( nositele funkcí ) (příp. i s vyznačením funkčního principu) 1 2 3 4 5 6 7 Fce 1 vč. 1.1 1.5 SPOJENÍ polotov. svař. / svařence s TS UMOŽNIT spojení tvarem závit/šroub. spojení spojení klínem pneumatické spojení hydraulická spojení magnetické spojení Fce 2 vč. 2.1 2.5 Otáčivý POHYB upínací plochy UMOŽNIT kluzné uložení valivé uložení Fce 3 vč. 3.1 3.5 Nakláp. POHYB upínací plochy UMOŽNIT válcové uložení kulové uložení otočný čep závěs shora Fce 4 vč. 4.1 4.5 Vertik. POHYB upínací plochy UMOŽNI přimé vedení šroub a matice pákový mechan. kluzné pouzdro Fce 5 vč. 5.1 5.5 Fce 6 & Σi POHYB/ZNEHYB TS na podlaze UMOŽNIT TS s podlahou SPOJIT (M.E,I) 4 nohy s třecím kontaktem, pohon lidskou silou 4 nohy s brzděnými kolečky neotoč.okolo svislé osy, pohon lidskou silou 4 nohy s brzděnými kolečky otoč.okolo svislé osy, pohon lidskou silou 2 nohy s brzd.koleč. otoč.okolo svislé osy, 2 nohy s kol. neotoč.okolo svislé osy pohon lidskou silou 2 nohy s brzd.koleč. otoč.okolo svislé osy, 2 nohy s třecím kont., pohon lidskou silou Obr. 3-1 Morfologická matice s navrženými orgány pro realizaci ( nesení ) stanovených funkcí (Obr. 2-2 a 2-3) navrhovaného TS: Polohovadlo pro svařování (viz poznámky na následujícím listu) 31
Poznámky: - Každý řádek morfologické matice obsahuje navržené rozdílné nositele (orgány) pro jednotlivé funkce. Navržené orgány se mohou vzájemně lišit i stupněm konkrétnosti (např. až na úroveň stavebních orgánů konstrukční struktury TS, tj. až obecně opakovatelných strojních částí ) tak, jak je při konstruování obvyklé. - Metodu morfologické matice lze použít i pro návrh asistujících orgánů k navrženým asistujícím funkcím pro libovolnou hlavní funkci TS : Asist. funkce TS (Obr. 2-2 a 2-3) Navržené asist. orgány TS ( nositele funkcí ) příp. i s vyznačením funkčního principu 1 2 3 4 5 6 7 i.1 Řídicí INFORMACE pro Funkci i UMOŽ. PŘEVZÍT a TRANSFORMOVAT přímo poh. mech. pomocí jist. mech. (rohatky,ap. i.2 Pomoc. ENERGII pro Funkci i UMOŽ. PŘEVZÍT a TRANSFORMOVAT přímo upín. deska bez přev. ovl. kolečko a čelní soukolí ovl. kolečko a pastorek s hřebenem ovl. kolečko a šroubové soukolí ovl. kolečko a šroub se šroub.kol. ovl. kolečko a řemen, řetěz, lanko páka, exc., vačka i.3 Pomoc.MATERIÁL pro Funkci i UMOŽ. PŘEVZÍT a TRANSFORMOVAT (nepoužito) i.4 STAV / nastavení Funkce i JISTIT přímo manuálně čep a otvory rohatkový mechanismus závit ve vedení šroub, šr.s podlož. klín, brzd.špalík i.5 STAV / nastavení FunkcÍ i DETEKOVAT, TRANSF. a INDIK. rysky na stupnici ukazatel a stupnice optické měření elektronické měření mechanicky narážkami bez indikace Obr. Příklad návrhu asistujících orgánů pro asistující funkce k obecné pracovní Funkci i (příp. i k několika analogickým pracovním funkcím najednou) - Návrhy orgánů TS v morfologické matici (Obr. 3-1) mohou opět být ovlivněny designérskými studiemi TS i naopak. 32
ii. Navržení variant orgánové struktury TS - Cílem tohoto kroku je navrhnout několik variant Orgánové struktury TS kombinacemi orgánů vybraných z jednotlivých řádků morfologické matice (Obr. 3-2.). Základní podmínkou je, aby byla v jednotlivých kombinacích orgánů zajištěna jejich vzájemná kompatibilita. Pracovní Funkce TS vč. asist. funkcí (Obr. 3-1) Orgány TS ( nositele funkcí ) a jejich navržené kombinace 1 2 3 4 5 6 7 Fce 1 vč. 1.1 1.5 SPOJENÍ polotov. svař. / svařence s TS UMOŽNIT spojení tvarem závit/šroub. spojení spojení klínem pneumatické spojení hydraulické spojení magnetické spojení Fce 2 vč. 2.1 2.5 Otáčivý POHYB upínací plochy UMOŽNIT kluzné uložení valivé uložení Fce 3 vč. 3.1 3.5 Nakláp. POHYB upínací plochy UMOŽNIT válcové uložení kulové uložení otočný čep závěs shora Fce 4 vč. 4.1 4.5 Vertik. POHYB upínací plochy UMOŽNI přimé vedení šroub a matice pákový mechan. kluzné pouzdro Fce 5 vč. 5.1 5.5 Fce 6 & Σi POHYB/ZNEHYB TS na podlaze UMOŽNIT TS s podlahou SPOJIT (M.E,I) 4 nohy s třecím kontaktem, pohon lidskou silou 4 nohy s brzděnými kolečky neotoč.okolo svislé osy, pohon lidskou silou 4 nohy s brzděnými kolečky otoč.okolo svislé osy, pohon lidskou silou 2 nohy s brzd.koleč. otoč.okolo svislé osy, 2 nohy s kol. neotoč.okolo svislé osy pohon lidskou silou 2 nohy s brzd.koleč. otoč.okolo svislé osy, 2 nohy s třecím kont., pohon lidskou silou Legenda: Varianta a: ; Varianta b: ; Varianta c: ; Varianta d: ; Obr. 3-2 Varianty kombinací orgánů (v morfologické matici převzaté z Obr.3-1) pro orgánovou strukturu navrhovaného TS: Polohovadlo pro svařování (viz poznámky na následujícím listu) 33
Poznámky: - Aby nebyl omezován stupeň odlišnosti navrhovaných řešení názvem, jsou pro zjednodušení jako varianty řešení označovány i alternativy řešení (které již přesahují rámec variací ) - Obecně jsou jednotlivé varianty tvořeny kombinací zčásti nebo i zcela rozdílných orgánů. Orgány však mohou být u všech variant také shodné, takže varianty se pak odlišují např. jejich rozdílným uspořádáním orgánů v prostoru. - Ke splnění pracovních i asistujících funkcí TS mohou být obecně použity orgány z každého řádku morfologické matice (Obr. 2-2 a 2-3). Při použití dvou nebo více orgánů z téhož řádku může být odpovídající funkce navrhované varianty orgánové struktury TS zdvojena, například pro zvýšení spolehlivosti. Je však nutné vzít v úvahu vyvolané zvýšení nákladů. - Orgány a dílčí orgány TS mohou být samozřejmě přidávány k vybraným variantám orgánových struktur TS i v pozdějších konstrukčních fázích a potom zpětně vloženy do původní morfologické matice (Obr. 3-1 a 3-2). - Tyto návraty zpět jsou také doporučovány při realizaci tzv. vyvolaných funkcí k výchozímu TS včetně uvedeného dodatečného vložení do morfologické matice. Tyto vyvolané funkce jsou dodatečně vynuceny ostatními požadavky na vlastnosti TS při navazující konkretizaci (např. stavební struktury TS) jádra Orgánové struktury TS (které odpovídá pouze požadovaným funkcím TS pro transformační a asistující operace jeho prov. TrfP) pokud nevyhoví specifikovaným požadavkům na některé další vlastnosti TS (např. na spolehlivost, bezpečnost atp.). - Metodu morfologické matice lze použít i pro výběr asistujících orgánů k navrženým asistujícím funkcím pro libovolnou hlavní funkci TS : Asist. funkce TS (Obr. 2-2 a 2-3) Navržené asist. orgány TS ( nositele funkcí ) příp. i s vyznačením funkčního principu 1 2 3 4 5 6 7 i.1 Řídicí INFORMACE pro Funkci i UMOŽ. PŘEVZÍT a TRANSFORMOVAT přímo poh. mech. pomocí jišt.mech. (rohatky,ap. i.2 Hnací ENERGII pro Funkci i UMOŽ. PŘEVZÍT a TRANSFORMOVAT přímo čelní soukolí pastorek a hřeben šroubové soukolí šroub a šroub.kolo pás, lano, řetěz páka, exc., vačka i.3 Pomoc.MATERIÁL pro Funkci i UMOŽ. PŘEVZÍT a TRANSFORMOVAT (nepoužito) i.4 STAV / nastavení FunkcÍ i JISTIT přímo čep a otvory rohatkový mechanismu s závit ve vedení šroub, šr.s podlož. klín, brzd.špalík i.5 STAV / nastavení FunkcÍ i DETEKOVAT, TRANSF. a INDIK. rysky na stupnici ukazatel a stupnice opticky electronicky narážky bez indikace Obr. Příklad výběru asistujících orgánů pro asistující funkce k vybrané hlavní Funkci i (příp. i k několika vybraným analogickým hlavním funkcím najednou) 34
- Dalším dílčím cílem je uspořádat navržené varianty kombinací orgánů (Obr. 3-2) do návrhů orgánových struktur TS (optimálně i vč. jejich komplementárních designérských návrhů), jak je znázorněno na Obr. 3-3. Obr. 3-3 Varianty orgánové struktury pro navrhovaný TS: Polohovadlo pro svařování 35
Poznámky: - Příp. designérské varianty TS by měly být co nejvíce kompatibilní s variantami navržených orgánových struktur TS. Design vybraných suboptimálních variant TS by se měl stát aktualizací designu TS v komplexní specifikaci požadavků na TS. - Princip relace mezi konstrukcí a designem v této koncepční fázi může být metaforicky vyjádřen pomocí následujících obrázků: Obr. Dětská lebka pračlověka jako analogie k návrhu orgánové struktury TS a predikovaného vzhledu jejího nositele jako analogie designu TS [National Geographic, listopad 2006] - Je důležité, že souběžná spolupráce konstruktérů a designerů tak umožňuje zahrnout a hodnotit nejen technická a ekonomická kritéria, jak je v této koncepční fázi návrhu většinou nezbytné, ale i kritéria, tj. vlastnosti TS, jako je vzhled, bezpečnost, ergonomičnost, smontovatelnost, transportovatelnost, skladovatelnost, vhodnost pro údržbu, apod., což by jinak nebylo možné! - V případě nejednoznačných výsledků hodnocení variant v této koncepční fázi je samozřejmě možné pokračovat se dvěma nebo i více variantami TS do následující fáze návrhu TS. V nich lze již řada vlastností TS predikovat s vyšší přesností, takže je pak možné lépe rozhodnout o suboptimální variantě řešení. Je to však podstatně náročnější, včetně nároků na čas a náklady. 36
Hodnocení Q Dodací náklady C T iii. Hodnocení variant orgánové struktury TS - V tomto kroku je cílem ohodnotit navržené varianty orgánových struktur TS a rozhodnout o suboptimální variantě, která bude konkrétizována v další fázi návrhu řešeného TS. - Hodnocení variant se provádí podle klíčových kritérií, tj. vlastností TS, které je již možné v této koncepční fázi dostatečně přesně predikovat (Obr. 3-4). Jak bylo v předchozím kroku vysvětleno k rozšíření počtu těchto kritérií a tedy i ke kvalitě hodnocení mohou významně přispět designérské návrhy pro jednotlivé varianty (Obr. 3-3). - Vzájemná konkurenceschopnost navržených variant orgánových struktur TS je potom hodnocena podle relací hodnocení dodané kvality Q, dodacích termínů T a vynaložených nákladů C, jak je znázorněno na (Obr. 3-5). - Po komplexním posouzení těchto analytických hodnocení i dalších nezahrnutých a nezahrnutelných kritérií se pak provede rozhodnutí o sub-optimální variantě, která bude v navazující fázi návrhu řešeného TS konkretizována. HODNOCENÍ VARIANT ORGÁNOVÉ STRUKTURY TS Stupnice { min. 0 až max. 4 } [VDI-2225 1977] Varianta Q-T-C Kritérium - vlastnost TS TS0 a b c d ideál Posuzovaná kvalita Dodací doba Otáčivý pohyb --- 1 1 1 1 4 Naklápivý pohyb --- 1 2 2 3 4 Vertikální pohyb --- 1 1 1 1 4 --- --- --- --- --- --- --- Σ hodnocení Q --- 0 4 4 5 12 Σ normalizované hodnocení Q { 0 1} --- 0,25 0,33 0,33 0,42 1,00 Celková dodací doba - shodná --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- Σ hodnocení T --- --- --- --- --- --- Σ normalizované hodnocení T { 0 1} --- --- --- --- --- --- Celkové dodací náklady --- 2 3 3 4 4 --- --- --- --- --- --- --- Σ hodnocení C --- 2 3 3 4 4 Σ normalizované hodnocení C { 0 1} --- 0,50 0,75 0,75 1,00 1,00 Obr. 3-4 Hodnocení variant orgánových struktur navrhovaného TS: Polohovadlo pro svařování (viz poznámky na následujícím listu) 37
Poznámky: - Pro zjednodušení je zde váha (tj. významnost) všech zvolených kritérií uvažována shodná a v hodnocení se proto nevyskytuje. V případě potřeby však lze vážené hodnocení jednoduše uplatnit. - Zařazení výchozího TS0 k hodnocení navržených variant orgánových struktur je možné jen v případě příbuzné orgánové struktury, má však jen orientační význam a není tedy nezbytné. - Pokud je některé kritérium/vlastnost TS a tedy i hodnocení shodné u všech variant, není ho nutné uvažovat. Zde např. není do hodnocení variant zahrnuta jejich předpokl.shodná dodací doba T. - POZOR v literatuře je u takových hodnocení někdy požadováno hodnotit dodací dobu T a vynaložené náklady C u každého kritéria. Vypadá to exaktněji, ale má to smysl nanejvýše při malých variacích jednotlivých vlastností TS za předpokladu, že ostatní vlastnosti TS nejsou konstrukčními změnami ovlivněny (např. při snižování výrobních nákladů již navržené konstrukce TS pomocí metod Hodnotové analýzy apod.). Ve skutečnosti je však změna jakékoli vlastnosti TS docilována konstrukčními změnami, které obecně ovlivňují i všechny ostatní vlastnosti TS. Např. jen doplnění krytu na převodovku kvůli zvýšení bezpečnosti obsluhy ovlivní zároveň i její hlučnost, chlazení, vzhled, hmotnost, vyrobitelnost, smontovatelnost, udržovatelnost, atd. atd,. takže přiřazení a hodnocení nákladů C (o dodací době T ani nemluvě) vynaložených na kryt ke každé takové jednotlivé vlastnosti je nerealizovatelný a tedy nesplnitelný požadavek. Vynaložené náklady C i dodací dobu T lze přiřadit jedině až k výsledné konstrukci TS, jak je uvedené v hodnocení variant na Obr.3-4. - Je důležité, že při paralelní spolupráci jak konstrukčního, tak průmyslového designu je možné predikovat, zahrnout a hodnotit nejen technická, nákladová a časová kritéria, jak je většinou nezbytné v této ranné, ještě koncepční fázi, ale i vzhled a příp. i vyvolanou bezpečnost, ergonomii, udržovatelnost atd.! - V případě nejednoznačných výsledků hodnocení je samozřejmě možné pokračovat dvěma (nebo i více) variantami TS k následujícím fázím návrhu, pro získání více konkrétních hodnot svých predikovaných vlastností, a rozhodnutí o suboptimální alternativě. Jeto však pracnější a časově náročnější 38
Hodnocení dodacích nákladů C Hodnocení dodací doby T Hodnocení posuzované kvality Q Obr. 3-5 Q-T-C diagram s hodnocením navržených variant orgánových struktur pro analýzu jejich vzájemné konkurenceschopnosti a rozhodnutí o suboptimální variantě navrhovaného TS: Polohovadlo pro svařování ( Dodací doba T je pro všechny uvažované varianty řešení přibližně shodná, není proto předmětem hodnocení, analýz ani rozhodování ) Poznámky : - Varianta d Orgánové struktury TS může být v daném případě vyhodnocena bez pochyb jako optimální. To by však platilo i v případě existence další naznačené varianty x, která má sice o něco vyšší hodnocení posuzované kvality Q, avšak výrazně nižší ekonomické hodnocení (tj. neúměrně vyšší dodací náklady C). - Predikované dodací doby T jsou prakticky shodné pro všechny varianty, proto lze použít pouze dvojrozměrný diagram Q-C. Pokud by se však doby T výrazněji lišily, museli bychom použít buď Q-T-C třírozměrný diagram nebo dvojrozměrný diagram se zdvojenou vertikální osou pro hodnocení dodacích nákladů C i dodací doby T, jak je v obr. naznačeno. V tomto případě je pak nutné graficky rozlišovat symboly pro hodnocení C (např. čtvereček) a T (např. kroužek) jak je také naznačeno. Po komplexním posouzení analytických hodnocení (Obr. 3-4 a 3-5) i dalších nezahrnutých a nezahrnutelných kritérií byla pro další vývoj řešeného TS vybrána jako sub-optimální (tj. nejlepší z posuzovaných) varianta orgánové struktury d (Obr. 3-3). 39
III. KONSTRUKČNÍ NÁVRH 4. Návrh hrubé stavební struktury TS - Hrubý konstrukční návrh i. Navržení hrubé stavební struktury TS - Nyní může být pro sub-optimální variantu d orgánové struktury (Obr. 3-5.) řešeného TS navržena jeho hrubá stavební struktura (Obr. 4-1) spolu s případnými designérskými návrhy. Obr. 4-1, část 1 ze 2 Hrubá stavební struktura navrhovaného TS: Polohovadlo pro svařování - prostorový 3D pohled (hrubý model CAD 3D) (CAD 3D model v této formě však samotný nepostačuje - viz část 2 ze 2)!! 40
Obr. 4-1, část 2 ze 2 Hrubá stavební struktura navrhovaného TS: Polohovadlo pro svařování - boční a čelní pohled (hrubé návrhy ve 2D, možné z 3D CAD modelu, alespoň částečné řezy jsou důležité!) Poznámky: - Hrubá stavební struktura TS je zaměřena na klíčové zóny TS, neobsahuje tedy ještě všechny údaje pro tvorbu výrobní dokumentace (vč. montáže, testování atd.) a další životní etapy TS. - Návrh hrubé stavební struktury TS je obvykle požadovaným výstupem SP KKS/ZKM. Souhrnná zpráva k SP však potom musí být uzavřena predikcemi a hodnocením podle odst. ii. a iii. podkap. 5. uplatněnými pro tuto navrženou hrubou stavební strukturu TS! 41
ii. Predikce klíčových vlastností hrubé stavební struktury TS - Predikce vlastností TS (zahrnujících i chování TS [Hosnedl 2011a+] se řeší podle druhu, složitosti a náročnosti úlohy pomocí výpočtů (vč. simulací na virtuálních CA modelech), příp. i kvalifikovaných odhadů, experimentů na fyzických modelech, vzorcích i prototypech, apod. - V této vývojové fázi návrhu TS jsou obvykle prováděny základní výpočty se zaměřením na statiku, kinematiku, pevnost a deformace klíčových stavebních orgánů TS. Výpočty by měly vést k minimalizaci rozměrů a hmotností, zejména s uvažováním omezení daných lidskou obsluhou a navrženými pohony. - Vzhledem k obvykle většímu rozsahu se úplná dokumentace těchto prací většinou dává do příloh a v Souhrnné/Dílčí zprávě se uvádí jen zadání a výsledky řešení. - V tomto Case Example postačují vzhledem k jednoduchosti navrhovaného TS predikce vlastností na základě kvalifikovaných odhadů. iii. Hodnocení hrubé stavební struktury TS - Hodnocení se provádí prostřednictvím vhodnosti predikovaných vlastností navrženého TS pro specifikované požadavky rovněž podle druhu, složitosti a náročnosti úlohy (viz např. [Hosnedl 2012b]). - V této jednoduché Case example jsou jednotlivá hodnocení pomocí kvalifikovaných odhadů rovněž považována za vyhovující. 42
5. Návrh úplné stavební struktury TS - finální konstrukční návrh (vč. souhr. hodnocení a analýz výchozího, konkur. a navrž. TS) i. Navržení úplné stavební struktury TS - Další konkretizace definičních vlastností TS [Hosnedl 2016], vycházející z návrhu hrubé stavební struktury TS, pokračuje až do úplné stavební struktury znázorněné na Obr. 5-1 včetně její suboptimalizace a hodnocení. Tento návrh úplné stavební struktury TS by měl být kompatibilní s příp. finálním designérským návrhem TS i jeho vizualizacemi. Obr. 5-1, část 1 ze 2 Úplná stavební struktura navrženého TS: Polohovadlo pro svařování - prostorový pohled (úplný model 3D CAD) 43
A A A - A M 1 : 2 Obr. 5-1, část 2 ze 2 Úplná stavební struktura navrženého TS: Polohovadlo pro svařování - boční a čelní pohled v část řezech s detailním řezem (2D zobrazení ze 3D CAD modelu v měříítku bez kót a tolerancí) Poznámky: - Úplná stavební struktura TS již musí (na rozdíl od hrubé stavební struktury TS) obsahovat všechny údaje pro tvorbu výrobní dokumentace (vč. montáže, testování atd.) a další etapy životního cyklu TS. - Návrh úplné stavební struktury TS již není obvykle požadován jako výstup SP KKS/ZKM. Souhrnná zpráva k SP však potom musí být v každém případě uzavřena podle následujících odst. ii. a iii.. uplatněných však jen pro hrubou stavební strukturu navrženého TS! 44
ii. Predikce klíčových vlastností úplné stavební struktury TS - Predikce vlastností TS (zahrnujících i chování TS [Hosnedl 2011+], nejčastěji ve formě výpočtů (vč. simulací na virtuálních modelech), příp. i kvalifikovaných odhadů, ale i experimentů na fyzických modelech, vzorcích i prototypech apod. se provádějí podle druhu, složitosti a náročnosti navrhovaného TS - V tomto případě již nebylo vzhledem k nenáročnosti TS požadováno. iii. Hodnocení úplné stavební struktury TS a souhr. hodnocení a analýzy výchozího, konkurenčních a navrž. TS - Hodnocení a analýzy vhodnosti uvedených TS pro specifikované požadavky, jejich vzájemné konkurenceschopnosti a optimálně i jejich rizik [Dvorak 2015] a SWOT [Kopecky 2015], jsou klíčovým závěrem návrhu zadaného TS, který konzistentně navazuje na úvodní hodnocení a analýzy výchozího a konkurenčních TS (viz podkap. 1a, odst ii.) - V nejjednodušší verzi se opět může jednat jen o stručné slovní hodnocení nejkritičtějších vlastností porovnávaných TS. Hodnocení může být podpořeno i jednoduchým bodovým vyjádřením (viz např. podkap. 3. Odst iii. Hodnocení navržených variant orgánové struktury TS.), příp. i zjednodušenými rizikovými analýzami [Dvorak 2015] a SWOT analýzami [Kopecky 2015]. - Při použití SW RS&EA [Hosnedl 2016b] lze opět provést hodnocení a analýzy (viz podkap. 1a, odst ii.) všech porovnávaných TS komplexně z hledisek všech specifikovaných podtříd vlastností. - Jak již bylo uvedeno, kompletní hodnocení a analýzy SW RS&EA se vzhledem ke značnému rozsahu obvykle dávají do přílohy Souhrnné zprávy (vč. el. verze na CD). Do závěru Souhrnné zprávy se pak opět vkládají jen kritické části a souhrnné výsledky z: Hodnocení konstrukční a tržní vhodnosti navrž. TS pro specifikované PRODUCT-DESIGN a PRODUCT-BUSINESS požadavky Souhrnné analýzy konstrukční a tržní vhodnosti výchozího, konkurenčních a navrž. TS pro specifikované PRODUCT-DESIGN a PRODUCT-BUSINESS požadavky Souhrnné analýzy konstrukční a tržní konkurenceschopnosti konkurenčních a navrž. TS pro specifikované PRODUCT-DESIGN a PRODUCT-BUSINESS požadavky - Jak již bylo uvedeno, SW RS&EA nebyl v předložené jednoduché Case Example použit a zde je proto pro informaci uveden jen příklad výstupů uvedených analýz. Pokračování na následujícm listu. 45
V. Pokračování z předchozího listu : VI. VII. VIII. IX. X. XI. XII. XIII. XIV. XV. XVI. XVII. XVIII. XIX. XX. XXI. XXII. XXIII. XXIV. XXV. Obr. Výsledky analýz konstrukční XXVI. (příp. tržní) vhodnosti výchozího TS0, vybraných konkurenčních XXVII. TSA a TSB a navržených TS1 a TS2 pro specifikované PRODUCT-DESIGN (příp. XXVIII. PRODUCT-BUSINESS) požadavky - ilustrativní ukázka dílčího výstupu XXIX. SW RS&EA [Hosnedl 2017] XXX. XXXI. XXXII. XXXIII. XXXIV. XXXV. XXXVI. XXXVII. XXXVIII. XXXIX. Obr. Výsledky analýz vzájemné konstrukční (příp. tržní) konkurenceschopnosti výchozího TS0, vybraných konkurenčních TSA a TSB a navržených TS1 a TS2 pro specifikované PRODUCT-DESIGN (příp. PRODUCT-BUSINESS) požadavky - ilustrativní ukázka dílčího výstupu SW RS&EA [Hosnedl 2017] 46