354-0502/01 – Design Methodology in Mechatronics (MKM)
| Gurantor department | Department of Robotics | Credits | 4 |
| Subject guarantor | Ing. Václav Krys, Ph.D. | Subject version guarantor | prof. Ing. Jiří Skařupa, CSc. |
| Study level | undergraduate or graduate | Requirement | Compulsory |
| Year | 1 | Semester | winter |
| | Study language | Czech |
| Year of introduction | 2004/2005 | Year of cancellation | 2010/2011 |
| Intended for the faculties | FS | Intended for study types | Follow-up Master |
Subject aims expressed by acquired skills and competences
Goal is the interpretation of basics and principles of design of new or innovative technical systems and their applications for analysis and synthesis tasks in engineering practice.
Teaching methods
Lectures
Tutorials
Project work
Summary
Cílem předmětu 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: konstrukční činnosti jako řešení tvůrčích problémů, konstrukční proces
a jeho etapy, transformace, technické procesy, technické systémy, tvůrčí
myšlení, vznik bloků, věda o 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.
Compulsory literature:
Recommended literature:
Way of continuous check of knowledge in the course of semester
Projekty
E-learning
Other requirements
Prerequisities
Subject has no prerequisities.
Co-requisities
Subject has no co-requisities.
Subject syllabus:
Týden Náplň přednášek a cvičení
1. 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.
2. 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.
3. Hodnotová analýza, hodnotové inženýrství v práci tvůrčího technika.
Funkčně – nákladová analýza technického systému. Rozpory v technice –
administrativní, technické, fyzikální. Etapy hodnotové analýzy.
4. Kreativní metody řešení technických problémů – psychologické metody.
Zákonitosti rozvoje technických systémů. Rozpory ve vynálezeckých úlohách.
Principy eliminace technických rozporů, řešení fyzikálních rozporů
transformacemi. Metody QFD a FMEA.
5. 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.
6. 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.
7. 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 podobě: rozpor, model, potřeba.
8. Syntéza technických systémů (Algoritmus řešení vytvořených inovačních
zadání - ARIZ). Překonávání technických rozporů heuristickými postupy.
Invention Machine – nástroj pro podporu syntézy technických systémů.
9. Překonávání fyzikálních rozporů standardními postupy. Řešení modelu
problému transformacemi vazeb látek a polí.
10. Řešení funkce vybranými efekty přírodních věd. Internetový asistent a
jeho
využití pro fáze analýzy problému, syntézy řešení a verifikace variant.
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.
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.
13. Metody vývoje technických systémů a jejich integrace, počítač jako
prostředek integrovaného vývoje produktu. Prediktivní inženýrství a concurrent
engineering. Týmová tvůrčí práce.
14. Správné konstruování z různých hledisek – Design for „X“ (DFA, DFM, DFQ,
…)
15. Strategie vývoje produktu v prostředí globálního trhu.
OTÁZKY KE ZKOUŠCE
1. Etapy života technického objektu a souvislosti s technickou tvůrčí prací,
základní rozpor technické tvůrčí práce a možnosti jeho řešení.
2. Transformační proces, technický proces, technický systém, konstrukční proces.
3. Základní operace konstruování, klasifikace úkolů konstruktéra podle
složitosti (novosti) z hlediská tvůrčí práce. Charakteristika metodiky
konstruování.
4. Morfologická matice a S diagram – jejich význam a použití.
5. Etapy postupu konstruování nového výrobku a jejich charakteristiky.
6. Překážky v tvůrčím myšlení, úloha logiky a intuice, rozvoj a podpora
tvůrčího myšlení.
7. Hodnotová analýza – definice, význam a cíle.
8. Metodický postup hodnotové analýzy – etapy a jejich cíle.
9. Hodnotící metody pro HA.
10.Metody stanovení významnosti kriterií a funkcí.
11.Výběr objektu hodnotové analýzy.
12.Analýza funkcí objektu HA.
13.Analýza nákladů objektu HA ve vztahu k funkcím.
14.Tvorba návrhů na základě provedené HA.
15.Výsledné hodnocení funkcí objektu HA.
16.Zákonitosti rozvoje technických systémů, setrvačnost myšlení, úroveň
vynálezeckých úloh, administrativní, technické a fyzikální rozpory.
17.Algoritmus řešení inovačních zadání (ARIZ), teorie řešení inovačních zadání
(TRIZ), principy a možnosti využití.
18.TechOptimizer, pracovní principy a postupy, užití.
19.Moduly analýzy TO - použití.
20.Moduly syntézy TO - použití.
21.Metody QFD a FMEA, požadavkový list.
22.Principy DFx metod.
Conditions for subject completion
Occurrence in study plans
Occurrence in special blocks
Assessment of instruction
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.