354-0003/01 – Metodika konstruování v mechatronice (MKVM)

Garantující katedraKatedra robotikyKredity5
Garant předmětuFiktivní UživatelGarant verze předmětuprof. Ing. Jiří Skařupa, CSc.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinný
Ročník5Semestrzimní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení1995/1996Rok zrušení2006/2007
Určeno pro fakultyFSUrčeno pro typy studiamagisterské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
KON35 doc. Ing. Zdeněk Konečný, Ph.D.
SKA60 prof. Ing. Jiří Skařupa, CSc.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Klasifikovaný zápočet 3+3
kombinovaná Klasifikovaný zápočet 12+2

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Vyučovací metody

Anotace

Cílem předmětu „Metodika konstruování v mechatronice“ je seznámit posluchače se systémovým přístupem ke konstruování strojů a zařízení v obecném pojetí i se specifiky pro oblast robototechniky a mechatroniky. Prezentovaný soubor poznatků o konstruování je racionálním základem pro výuku i praktickou činnost tvůrčích techniků, zejména konstruktérů, s důrazem na řešení technických problémů obecně. Předmět zahrnuje okruhy: návrhová filozofie, metody analýzy a syntézy návrhů, rozhodovací analýza, optimalizace, konstrukční činnosti jako řešení tvůrčích problémů, konstrukční proces a jeho etapy, transformace, technické procesy, technické systémy, tvůrčí myšlení, vznik bloků, věda o konstruování (met. konstruování), zákl. pojmy a přístupy, hodnotová analýza (hodnotové inženýrství), metody, teorie řešení inovací technických systémů, rozpory v technice, principy TRIZ, ARIZ, SW TechOptimizer a praxe jeho užití, řešení inovací s podporou počítače – Invention Machine, moderní trendy a postupy ve využití CAD systémů, počítač jako prostředek integrovaného vývoje produktu, prediktivní inženýrství, concurrent engineering (lean produkt development, high speed development, coordinated innovation, total design, mechatronika, TQM …), týmová tvůrčí práce, strategie vývoje produktu v prostředí globálního trhu, integrace metod vývoje technických systémů, DF“X“ (správné konstruování pro výrobu, montáž, náklady, kvalitu, údržbu, recyklaci, ….), prezentace výsledků. Cvičení je zaměřeno na praktické řešení technických problémů od úrovně inovačních zadání.

Povinná literatura:

Skařupa, J. Metodika konstruování. VŠB – TU Ostrava, Ostrava, 1993, str. 158, ISBN 80 - 7078 - 167 - X. Skařupa, J. Metodika konstruování (konstrukční cvičení). VŠB – TU Ostrava, Ostrava, 1994, str. , ISBN . Skařupa, J. Příručka uživatele. (Tvůrčí techniky - analýza a syntéza.) Katedra robototechniky, VŠB – TU Ostrava, Ostrava, 1999, str. . Skařupa, J. Inovační postupy (Metodická příručka). Katedra robototechniky, VŠB – TU Ostrava, Ostrava, 1999, str. . Hubka, V. Konstrukční nauka. Heurista, Zůrich, Švýcarsko, 1995, str. 105, ISBN 80 - 901135 - 0 - 8. Andreasen, M. M. - Hein, L. Integrated Product Development. Springer - Verlag Berlin, 1987, str. 205, ISBN 3 - 540 - 16679 - 3. Ottosson, S. Erfolg mit Innovation. Onix, Švédsko, 1989, str. 261. Devojno, I., G., Bušov, B., Švejda, P. Tvorba a řešení inovačních zadání. Asociace inovačního podnikání ČR, Praha, 1997, str. 214. ISBN 80 - 238 - 1573 - 3. TechOptimizer 3.0 - Software Manual. Invention Machine Corporation, Boston, USA, 1997-1998, str. 312. Bušov, B.: TRIZ - Tvorba a řešení inovačních zadání a znalostní systém Invention Machine - IM. Technický týdeník 32/33/34/35/1999. Tomkinson, D. - Horne, J. Mechatronics Engineering. McGraw - Hill, New York, 1995, str. 201, ISBN 0 - 07 - 065099 - 3. Valášek, M. aj. Mechatronika. Vydavatelství ČVUT Praha, Praha, 1995, str. 153, ISBN80 - 01 - 01276 - X. Beneš, P. - Valášek, M. Metody tvůrčí práce. Vydavatelství ČVUT Praha, Praha, 1995, str. 105. http://www.triz-journal.com/ http://www.invention-machine.com/products/demo_tech/

Doporučená literatura:

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

E-learning

Další požadavky na studenta

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

01 Charakteristika a náplň předmětu. Inženýrské činnosti a konstruování, historie, současné trendy a souvislosti, základní pojmy – transformace, technické procesy, technické systémy, konstrukční proces a jeho etapy. Inovace a jejich význam pro firmu a stát. Cvičení: Seznámení s programem cvičení, pracovními postupy, požadavky k zápočtu, literatura, práce s počítači v rozsahu předmětu - zásady. 02 Nauka o konstruování, možné přístupy, současný stav, požadavky praxe. Model konstrukčního procesu, postupy a metody. Algoritmy versus intuice. Hledání problémů a kreativita při jejich řešení. Bloky tvůrčího myšlení a jejich odstraňování. Cvičení: Příprava k aplikaci počítačové podpory na programech předmětu. Základní praxe se sw systémem TechOptimizer – vstup do projektu analýzy výrobku, cíle, parametry. 03 Hodnotová analýza, hodnotové inženýrství v práci tvůrčího technika. Funkčně – nákladová analýza technického systému. Rozpory v technice – administrativní, technické, fyzikální. Etapy hodnotové analýzy. Cvičení: Příklady postupů a realizace hodnotové analýzy. Základní praxe se sw systémem TechOptimizer – analýza struktury, analýza vazeb. 04 Kreativní metody řešení technických problémů – psychologické metody. Zákonitosti rozvoje technických systémů. Rozpory ve vynálezeckých úlohách. Principy eliminace technických rozporů, řešení fyzikálních rozporů transformacemi. Cvičení: Základní praxe se sw systémem TechOptimizer – analýza funkcí. Zadání programu č. 1. 05 Tvůrce inovací a jeho prostředky. Proces inovací. Metoda TRIZ – Tvorby a řešení inovačních zadání, historie a současnost metody a expertního systému v USA, Japonsku a EU. Cvičení: Základní praxe se sw systémem TechOptimizer – editace v prohlížeči při analýze produktu. Příprava trimmingu. Práce na programu č. 1. 06 Funkčně nákladová analýza (FNA) – počítačová podpora TechOptimizer: komponenty, struktura, funkce, parametry, diagnóza, správný výběr zadání a správná formulace zadání. Analýza komponent a struktury, analýza funkcí a parametrů. Cvičení: Procvičování metod řešení technických problémů – transformacemi, standardy a efekty. Základní praxe se sw systémem TechOptimizer – postupy trimmingu. Test č.1: 07 Zdokonalování objektu procedurami omezování počtu prvků (snižování nákladů) a rozvíjení doplňkových funkcí (zvyšování počtu a stupně plnění funkcí) zdokonalovaného objektu (výrobku nebo procesu). Formulace inovačních zadání a úloh v typové pdobě: rozpor, model, potřeba. Cvičení: Základní praxe se sw systémem TechOptimizer – identifikace problémů. Praxe v TechOptimizeru – analýza procesů, odlišnosti proti analýze výrobků.. 08 Syntéza technických systémů (Algoritmus řešení vytvořených inovačních zadání - ARIZ). Překonávání technických rozporů heuristickými postupy. Invention Machine – nástroj pro podporu syntézy technických systémů. Cvičení: Práce s Invention Machine při řešení technických problémů – modul Principy. Hodnocení P1. Zadání programu č. 2 09 Překonávání fyzikálních rozporů standardními postupy. Řešení modelu problému transformacemi vazeb látek a polí. Cvičení: Práce s Invention Machine při řešení technických problémů – modul Prognózy. Práce na programu č. 2 10 Řešení funkce vybranými efekty přírodních věd. Internetový asistent a jeho využití pro fáze analýzy problému, syntézy řešení a verifikace variant. Cvičení: Práce s Invention Machine při řešení technických problémů – modul Efekty. Práce na progr. č. 2 11 Mechatronické systémy a jejich specifika z hlediska návrhových metod. Využití TechOptimizeru a Invention Machine při jejich analýze a návrhu. Transformace inovačního zadání do CAD systému. Komplexní linka počítačové podpory inovačních technologií. Cvičení: Práce s Invention Machine při řešení technických problémů – modul Transfer prvků. 12 Feature Transfer (Přenos charakteristik) – jako metoda zdokonalování technických systémů. Moderní trendy a postupy využití velkých CAD systémů (I- DEAS, PRO/Engineer, ..) a jejich modulů a jejich přínosy. Cvičení: Práce s Invention Machine při řešení technických problémů – modul Internetový asistent. Vypracování a využití zprávy generované v TechOptimizeru. 13 Metody vývoje technických systémů a jejich integrace, počítač jako prostředek integrovaného vývoje produktu. Prediktivní inženýrství a concurrent engineering. Týmová tvůrčí práce. Cvičení: Výpočty a hodnocení v TechOptimizeru. Transfer poznatků z analýzy a syntézy provedené v TechOptimizeru a Invention Machine do CAD systému. Program a jeho zpracování v CAD systému v návaznosti na řešení problému s IM. Test č.2: 14 Správné konstruování z různých hledisek – Design for „X“ (DFA, DFM, DFQ, …) Cvičení: Program a jeho zpracování v CAD systému v návaznosti na řešení problému s IM. Hodnocení P2. 15 Strategie vývoje produktu v prostředí globálního trhu. Odevzdání programu č.1 a 2. Obhajoba programů. Diskuse. Zápočet. Připomínky a návrhy k výuce ze strany posluchačů.

Podmínky absolvování předmětu

Kombinovaná forma (platnost od: 1960/1961 letní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Klasifikovaný zápočet Klasifikovaný zápočet 100 (100) 0
        Úloha Jiný typ úlohy 100  0
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2005/2006 (M2301) Strojní inženýrství (2301T032) Výrobní systémy s průmyslovými roboty a manipulátory K čeština Ostrava 5 povinný stu. plán
2005/2006 (M2301) Strojní inženýrství (2301T032) Výrobní systémy s průmyslovými roboty a manipulátory P čeština Ostrava 4 povinný stu. plán
2005/2006 (M2301) Strojní inženýrství (3901T003) Aplikovaná mechanika P čeština Ostrava 4 povinně volitelný stu. plán
2004/2005 (M2301) Strojní inženýrství (2301T032) Výrobní systémy s průmyslovými roboty a manipulátory K čeština Ostrava 5 povinný stu. plán
2004/2005 (M2301) Strojní inženýrství (2301T032) Výrobní systémy s průmyslovými roboty a manipulátory P čeština Ostrava 4 povinný stu. plán
2004/2005 (M2301) Strojní inženýrství (3901T003) Aplikovaná mechanika P čeština Ostrava 4 povinně volitelný stu. plán
2003/2004 (M2301) Strojní inženýrství (2301T032) Výrobní systémy s průmyslovými roboty a manipulátory K čeština Ostrava 5 povinný stu. plán
2003/2004 (M2301) Strojní inženýrství (2301T032) Výrobní systémy s průmyslovými roboty a manipulátory P čeština Ostrava 4 povinný stu. plán
2003/2004 (M2301) Strojní inženýrství (3901T003) Aplikovaná mechanika P čeština Ostrava 4 povinně volitelný stu. plán
2002/2003 (M2301) Strojní inženýrství (2301T032) Výrobní systémy s průmyslovými roboty a manipulátory K čeština Ostrava 5 povinný stu. plán
2002/2003 (M2301) Strojní inženýrství (2301T032) Výrobní systémy s průmyslovými roboty a manipulátory P čeština Ostrava 4 povinný stu. plán
2002/2003 (M2301) Strojní inženýrství (3901T003) Aplikovaná mechanika P čeština Ostrava 4 povinně volitelný stu. plán
2001/2002 (M2301) Strojní inženýrství (2301T032) Výrobní systémy s průmyslovými roboty a manipulátory K čeština Ostrava 5 povinný stu. plán
2001/2002 (M2301) Strojní inženýrství (2301T032) Výrobní systémy s průmyslovými roboty a manipulátory P čeština Ostrava 4 povinný stu. plán
2001/2002 (M2301) Strojní inženýrství (3901T003) Aplikovaná mechanika P čeština Ostrava 4 povinně volitelný stu. plán
2000/2001 (M2301) Strojní inženýrství (2301T032) Výrobní systémy s průmyslovými roboty a manipulátory K čeština Ostrava 5 povinný stu. plán
2000/2001 (M2301) Strojní inženýrství (2301T032) Výrobní systémy s průmyslovými roboty a manipulátory P čeština Ostrava 4 povinný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku