354-0003/01 – Metodika konstruování v mechatronice (MKVM)
| Garantující katedra | Katedra robotiky | Kredity | 5 |
| Garant předmětu | Fiktivní Uživatel | Garant verze předmětu | prof. Ing. Jiří Skařupa, CSc. |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinný |
| Ročník | 4 | Semestr | zimní |
| | Jazyk výuky | čeština |
| Rok zavedení | 1995/1996 | Rok zrušení | 2006/2007 |
| Určeno pro fakulty | FS | Určeno pro typy studia | magisterské |
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
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.