Podstawy projektowania Podstawy projektowania i grafika inżynierska i grafika inżynierska

Wydział Zarządzania i EkonomiiWydział Zarządzania i EkonomiiPolitechnika GdańskaPolitechnika Gdańska

2009 r.2009 r.

Przegląd metod Przegląd metod i podejść projektowychi podejść projektowych

Metody – podejście literaturoweMetody – podejście literaturowe

Polscy autorzy (klasycy):Polscy autorzy (klasycy): Dorosiński W., Dorosiński W., GasparskiGasparski W., Góralski A., W., Góralski A.,

Miller D.Miller D.Zagraniczni autorzy (klasycy) :Zagraniczni autorzy (klasycy) :

Jones C., Pahl G., Beitz W.Jones C., Pahl G., Beitz W.Metody nie będące algorytmami – w Metody nie będące algorytmami – w literaturze książkowej, powszechnej,literaturze książkowej, powszechnej,Algorytmy – w publikacjach wewnętrznych Algorytmy – w publikacjach wewnętrznych ośrodków projektowych, przedsiębiorstw.ośrodków projektowych, przedsiębiorstw.

Metody rozpatrywania Metody rozpatrywania rzeczywistościrzeczywistości

Trzy główne grupy metod Trzy główne grupy metod rozpatrywania rzeczywistości:rozpatrywania rzeczywistości:

Podejście systemowePodejście systemowe

Spojrzenie z wielu perspektywSpojrzenie z wielu perspektyw

Metody respondencyjneMetody respondencyjne

Podejście systemowePodejście systemowe

Postrzeganie i uwzględnianie olbrzymiej Postrzeganie i uwzględnianie olbrzymiej złożoności natury wszystkich obszarów złożoności natury wszystkich obszarów rzeczywistościrzeczywistościCałej złożoności nie można (albo nie Całej złożoności nie można (albo nie trzeba) zauważać i opisywaćtrzeba) zauważać i opisywaćPrzyjmuje się schematy, kryteria, Przyjmuje się schematy, kryteria, wyróżniki ułatwiające rozpatrywanie wyróżniki ułatwiające rozpatrywanie wielości elementów, cech itd.wielości elementów, cech itd.Świadome i uzasadnione rezygnowanie z Świadome i uzasadnione rezygnowanie z tego co zbytecznetego co zbyteczne

Podejście systemowe - zasadyPodejście systemowe - zasadyZasada 1 – rozumienie złożoności świataZasada 1 – rozumienie złożoności świata

Wybrany obszar rzeczywistości traktuje się jako system,Wybrany obszar rzeczywistości traktuje się jako system, Dostrzega się relacje generujące podsystemy,Dostrzega się relacje generujące podsystemy, Dostrzega się nadsystemy i uwzględnia otoczenie,Dostrzega się nadsystemy i uwzględnia otoczenie, Wyróżnia się podsystemy i nadsystemy ważne, a pomija się nieistotne,Wyróżnia się podsystemy i nadsystemy ważne, a pomija się nieistotne, Bada się struktury i hierarchizację systemów;Bada się struktury i hierarchizację systemów;

Zasada 2 – dostrzeganie celu systemuZasada 2 – dostrzeganie celu systemu Rozważenie celu wyróżnienia danego systemu, nadsystemu i Rozważenie celu wyróżnienia danego systemu, nadsystemu i

otoczenia,otoczenia, Wyróżnienie warstwy sterującej i roboczej,Wyróżnienie warstwy sterującej i roboczej, Wyróżnienie podstawowej funkcji realizowanej przez system,Wyróżnienie podstawowej funkcji realizowanej przez system, Rozważenie pozostałych funkcji i ich hierarchizacja,Rozważenie pozostałych funkcji i ich hierarchizacja, Rozważenie wejść i wyjść systemu (np. informacyjne, materialne, itd.),Rozważenie wejść i wyjść systemu (np. informacyjne, materialne, itd.), Rozpatrzenie przepływów oraz zasileń systemu,Rozpatrzenie przepływów oraz zasileń systemu, Rozpatruje się wpływ systemu na otoczenie i odwrotnie.Rozpatruje się wpływ systemu na otoczenie i odwrotnie.

Podejście systemowe - zasadyPodejście systemowe - zasadyZasada 3 – rozpatrywanie wielości funkcjiZasada 3 – rozpatrywanie wielości funkcji

Dostrzega się funkcje oraz cechy ilościowe i jakościowe systemu,Dostrzega się funkcje oraz cechy ilościowe i jakościowe systemu, Wyróżnia się stany możliwe, niemożliwe, prawdopodobne,Wyróżnia się stany możliwe, niemożliwe, prawdopodobne, Wyznacza się uwarunkowania charakterystyczne dla systemu,Wyznacza się uwarunkowania charakterystyczne dla systemu, Dąży się do ilościowego ujęcia funkcji, cech, stanów i powiązań,Dąży się do ilościowego ujęcia funkcji, cech, stanów i powiązań, Rozważa się system z licznych i różnych perspektyw,Rozważa się system z licznych i różnych perspektyw, Uwzględnia się częściową nieokreśloność;Uwzględnia się częściową nieokreśloność;

Zasada 4 – uwzględnianie dynamiki systemuZasada 4 – uwzględnianie dynamiki systemu System w różnych etapach jego życia,System w różnych etapach jego życia, Dostrzega się procesy zachodzące w systemie i w relacjach,Dostrzega się procesy zachodzące w systemie i w relacjach, Wyróżnia się rodzaje procesów (robocze, sterownicze, …)Wyróżnia się rodzaje procesów (robocze, sterownicze, …)

Zasada 5 – uściślanie modeli systemuZasada 5 – uściślanie modeli systemu Wyróżnia się klasy modeli, struktur, procesów i relacji,Wyróżnia się klasy modeli, struktur, procesów i relacji, Stosuje się analizę i modelowanie matematyczne,Stosuje się analizę i modelowanie matematyczne, Przyjmuje się, że wiedza o teraźniejszości przeszłości i przyszłości Przyjmuje się, że wiedza o teraźniejszości przeszłości i przyszłości

jest niepełna.jest niepełna.

Podejście systemowe – zasady cd.Podejście systemowe – zasady cd.

Zasada 6 – wysoka efektywność badań systemowychZasada 6 – wysoka efektywność badań systemowych Rozważanie sekwencji: problem – przedsięwzięcie – system - proces,Rozważanie sekwencji: problem – przedsięwzięcie – system - proces, Zwracanie uwagi na poprawne, ścisłe i precyzyjne formułowanie Zwracanie uwagi na poprawne, ścisłe i precyzyjne formułowanie

rozpatrywanego problemu,rozpatrywanego problemu, Dążenie do strukturalizacji i formalizacji problemu i jego rozwiązania,Dążenie do strukturalizacji i formalizacji problemu i jego rozwiązania, Zasada rozpoczynania od ogółu i przechodzenia do szczegółów,Zasada rozpoczynania od ogółu i przechodzenia do szczegółów, Bierze się pod uwagę kolejne etapy życia systemu;Bierze się pod uwagę kolejne etapy życia systemu;

Zasada 7 – ocenianie i wartościowanie działańZasada 7 – ocenianie i wartościowanie działań Ustala się kryteria jakości przydatne przy ocenie systemu na Ustala się kryteria jakości przydatne przy ocenie systemu na

wszystkich etapach jego życia,wszystkich etapach jego życia, Optymalizuje się projektowanie rozwiązania,Optymalizuje się projektowanie rozwiązania, Rozpatruje się działania systemotwórcze z zachowaniem sekwencji:Rozpatruje się działania systemotwórcze z zachowaniem sekwencji:

potrzeby – cele – zadania – środki – realizacja - wynikipotrzeby – cele – zadania – środki – realizacja - wyniki

Spojrzenie z wielu perspektywSpojrzenie z wielu perspektywPodstawowe założenia:Podstawowe założenia:

W rzeczywistości technokratycznej istnieje W rzeczywistości technokratycznej istnieje wiele warstw, aspektów, elementów,wiele warstw, aspektów, elementów,

Są ze sobą powiązane relacjami i tworzą Są ze sobą powiązane relacjami i tworzą „grubsze” warstwy, „liczniejsze” aspekty „grubsze” warstwy, „liczniejsze” aspekty i „większe” elementy,i „większe” elementy,

Zachowują jednak swoją odrębność,Zachowują jednak swoją odrębność, Rzeczywistość nie jednolita,Rzeczywistość nie jednolita, Postrzeganie zależy od punktu obserwacji.Postrzeganie zależy od punktu obserwacji.

Spojrzenie z wielu perspektywSpojrzenie z wielu perspektywNajczęściej wyróżniane perspektywy:Najczęściej wyróżniane perspektywy:

TechnicznaTechniczna – wiedza techniczna, niektóre – wiedza techniczna, niektóre działy matematyki, analizy kosztowe, działy matematyki, analizy kosztowe, ekonometria, itd..ekonometria, itd..

OrganizacyjnaOrganizacyjna – identyfikowanie stopnia – identyfikowanie stopnia akceptowalności rzeczywistości, wpływ na akceptowalności rzeczywistości, wpływ na realizację, wybieranie pożądanych realizację, wybieranie pożądanych wariantów.wariantów.

OsobistaOsobista – najtrudniejsza do – najtrudniejsza do wyznaczenia; spojrzenie na świat oczami wyznaczenia; spojrzenie na świat oczami jednostki.jednostki.

Spojrzenie z wielu perspektyw - aksjomatySpojrzenie z wielu perspektyw - aksjomatyWszystkie problemy są powiązane z otaczającym Wszystkie problemy są powiązane z otaczającym światem.światem.Nie każdy problem da się rozwiązać.Nie każdy problem da się rozwiązać.Rozważanie rzeczywistości zredukowanej daje obraz Rozważanie rzeczywistości zredukowanej daje obraz niepełny.niepełny.Każde podejście badawcze modyfikuje obraz Każde podejście badawcze modyfikuje obraz rzeczywistości.rzeczywistości.Kwantyfikacja zdarzeń, procesów, itd., które są ciągłe Kwantyfikacja zdarzeń, procesów, itd., które są ciągłe jest dopuszczalna z zastrzeżeniami.jest dopuszczalna z zastrzeżeniami.Każdy obserwator ma nastawienie subiektywne.Każdy obserwator ma nastawienie subiektywne.Uśrednianie (niedostrzeganie jednostki) daje spaczony Uśrednianie (niedostrzeganie jednostki) daje spaczony obraz rzeczywistości.obraz rzeczywistości.Zakładanie, że upływ czasu jest procesem liniowym (z Zakładanie, że upływ czasu jest procesem liniowym (z punktu widzenia wszystkich perspektyw) jest błędem. punktu widzenia wszystkich perspektyw) jest błędem.

Spojrzenie z wielu perspektyw - praktykaSpojrzenie z wielu perspektyw - praktyka

Zespół powinien składać się z ludzi o różnym Zespół powinien składać się z ludzi o różnym wykształceniu, wiedzy i cechach.wykształceniu, wiedzy i cechach.Zespoły mogą być liczne (szybka realizacja).Zespoły mogą być liczne (szybka realizacja).Małe (dwie lub trzy osoby) zespoły generują szczególnie Małe (dwie lub trzy osoby) zespoły generują szczególnie ciekawe spostrzeżenia.ciekawe spostrzeżenia.KrokiKroki::

Wstępna analiza, dyskusja w zespole,Wstępna analiza, dyskusja w zespole, Identyfikacja kluczowych elementów technicznych, Identyfikacja kluczowych elementów technicznych,

organizacyjnych oraz jednostkowych,organizacyjnych oraz jednostkowych, Ustalenie perspektyw,Ustalenie perspektyw, Pozyskiwanie wiedzy,Pozyskiwanie wiedzy, Integracja otrzymanych obrazów (nie tylko „proste” Integracja otrzymanych obrazów (nie tylko „proste”

złożenie, ale często dokonanie wyborów, ocen itd.)złożenie, ale często dokonanie wyborów, ocen itd.)

Metody respondencyjne - opisMetody respondencyjne - opis

Części:Części: Ustalenie zakresu i formy badań,Ustalenie zakresu i formy badań, Uzyskanie wypowiedzi respondentów,Uzyskanie wypowiedzi respondentów, Opracowanie otrzymanych wypowiedzi.Opracowanie otrzymanych wypowiedzi.

Realizuje się kolejno:Realizuje się kolejno: Badania pilotażowe,Badania pilotażowe, Badania ankietowe,Badania ankietowe, Wywiady.Wywiady.

Ustalenie zakresu i formy badań (1)Ustalenie zakresu i formy badań (1)

Identyfikacja wiedzy, którą chcemy Identyfikacja wiedzy, którą chcemy uzyskać.uzyskać.Identyfikacja tych cech zagadnienia, na Identyfikacja tych cech zagadnienia, na których temat mają się wypowiedzieć których temat mają się wypowiedzieć respondenci.respondenci.Zaplanowanie toku badań.Zaplanowanie toku badań.Wybranie kręgu osób „podejrzanych”.Wybranie kręgu osób „podejrzanych”.Opracowanie i przygotowanie Opracowanie i przygotowanie odpowiednich arkuszy pytań.odpowiednich arkuszy pytań.

Ustalenie zakresu i formy badań (2)Ustalenie zakresu i formy badań (2)

Pytania muszą dotyczyć zagadnień Pytania muszą dotyczyć zagadnień znanych respondentowi,znanych respondentowi,Pytania powinny być odpowiednio Pytania powinny być odpowiednio sformułowane,sformułowane,Pytania powinny być „wyskalowane”,Pytania powinny być „wyskalowane”,Nakierunkowanie na otrzymanie obrazu Nakierunkowanie na otrzymanie obrazu rzeczywistego (np. pytania kontrolne),rzeczywistego (np. pytania kontrolne),Pytania nie powinny sugerować Pytania nie powinny sugerować odpowiedzi wyraźnie nie akceptowanych odpowiedzi wyraźnie nie akceptowanych społecznie.społecznie.

Badania pilotażoweBadania pilotażowe

Badania wstępne.Badania wstępne.Sprawdzenie poprawności ułożenia Sprawdzenie poprawności ułożenia zestawu pytań, zrozumiałości a także zestawu pytań, zrozumiałości a także nastawienia respondentów.nastawienia respondentów.Niezbyt liczna grupa respondentów (np. Niezbyt liczna grupa respondentów (np. od 5 do 10).od 5 do 10).Nie tylko odpowiedzi na pytania ale opnie Nie tylko odpowiedzi na pytania ale opnie o samym badaniu.o samym badaniu.Analiza wyników przed dalszymi pracami.Analiza wyników przed dalszymi pracami.

Badania ankietoweBadania ankietowe

Zakłada się, że celem badań ankietowych Zakłada się, że celem badań ankietowych jest pozyskanie wiedzy od ludzi, którzy nie jest pozyskanie wiedzy od ludzi, którzy nie są specjalistami w danej dziedzinie.są specjalistami w danej dziedzinie.Prawidłowy wybór respondentów – bardzo Prawidłowy wybór respondentów – bardzo ważny element badań.ważny element badań.Pytania mogą być:Pytania mogą być:

Zamknięte – wybór z możliwości,Zamknięte – wybór z możliwości, Otwarte – odpowiedzi w formie opisu.Otwarte – odpowiedzi w formie opisu.

Przekształcenia i szczegółowa analiza Przekształcenia i szczegółowa analiza odpowiedzi.odpowiedzi.

WywiadyWywiadyCelem wywiadu jest uzyskanie wiedzy głębszej, Celem wywiadu jest uzyskanie wiedzy głębszej, bardziej szczegółowej.bardziej szczegółowej.Przygotowuje się jeden lub kilka podobnych Przygotowuje się jeden lub kilka podobnych zestawów pytań.zestawów pytań.Wywiad powinna prowadzić osoba odpowiednio Wywiad powinna prowadzić osoba odpowiednio przygotowana.przygotowana.Odmiany wywiadu:Odmiany wywiadu:

„„Zwykły” – zadawanie kolejno pytań z zestawu,Zwykły” – zadawanie kolejno pytań z zestawu, Sterowany – podczas wywiadu następuje Sterowany – podczas wywiadu następuje

modyfikacja przygotowanego wywiadu (na modyfikacja przygotowanego wywiadu (na bieżąco).bieżąco).

Rysowanie przekładni oraz Rysowanie przekładni oraz mechanizmów zębatkowych mechanizmów zębatkowych

i zapadkowychi zapadkowych

Przekładnie pasowePrzekładnie pasowe

Na rysunkach złożeniowych koła pasowe Na rysunkach złożeniowych koła pasowe rysuje się dokładnierysuje się dokładnieMożna, w zależności od podziałki i Można, w zależności od podziałki i charakteru rysunku pomijać niektóre charakteru rysunku pomijać niektóre szczegółyszczegółyNa rysunkach wykonawczych koła pasowe Na rysunkach wykonawczych koła pasowe rysuje się bez żadnych uproszczeńrysuje się bez żadnych uproszczeń

Przekładnie łańcuchowePrzekładnie łańcuchowe

Koła i przekładnie łańcuchowe rysuje się Koła i przekładnie łańcuchowe rysuje się tylko w jednym stopniu uproszczeniatylko w jednym stopniu uproszczeniaNie rysuje się uzębienia kółNie rysuje się uzębienia kółZarys walca podstaw zębów (Zarys walca podstaw zębów (aa -linia cienka – -linia cienka –

widoki, widoki, bb -gruba - przekroje) -gruba - przekroje) Zarys walca podziałowego (Zarys walca podziałowego (cc -linia punktowa -linia punktowa

cienka)cienka)Łańcuch oznacza się linią punktową Łańcuch oznacza się linią punktową cienką (styczną do okręgów podziałowych)cienką (styczną do okręgów podziałowych)

Koło łańcuchoweKoło łańcuchowe

Przekładnia łańcuchowaPrzekładnia łańcuchowa

Przekładnie zębatePrzekładnie zębate

Koła i przekładnie zębate rysuje się w Koła i przekładnie zębate rysuje się w jednym stopniu uproszczeniajednym stopniu uproszczeniaNie rysuje się zębówNie rysuje się zębów (można jednak (można jednak napotkać wyjątki) napotkać wyjątki) Pozostałe elementy kół zębatych rysuje Pozostałe elementy kół zębatych rysuje się zgodnie z ogólnymi zasadami rysunku się zgodnie z ogólnymi zasadami rysunku maszynowegomaszynowego

Przekładnie zębatePrzekładnie zębateKoła, które nie mają zębów prostych Koła, które nie mają zębów prostych zaznacza się rysując trzy cienkie linie zaznacza się rysując trzy cienkie linie oznaczające odpowiednie uzębienieoznaczające odpowiednie uzębienie

Czołowe – Walcowe (równoległe)Czołowe – Walcowe (równoległe)

Czołowe – stożkowe (kątowe)Czołowe – stożkowe (kątowe)

Śrubowe - hyperboloidalneŚrubowe - hyperboloidalne

Śrubowe - ślimakoweŚrubowe - ślimakowe

Inne elementy zębateInne elementy zębate

ŚlimakiŚlimaki – wałki z uzębieniem ślimakowym – wałki z uzębieniem ślimakowymŚlimaczniceŚlimacznice – koła ślimakowe – koła ślimakoweŚlimak + ślimacznica = przekładnia Ślimak + ślimacznica = przekładnia ślimakowaślimakowaZębatki i segmenty zębateZębatki i segmenty zębate – rysuje się: – rysuje się: pierwszy i ostatni wrąb (linia gruba), pierwszy i ostatni wrąb (linia gruba), płaszczyznę podziałową (linia punktowa), płaszczyznę podziałową (linia punktowa), płaszczyznę podstaw (linia cienka w widoku, płaszczyznę podstaw (linia cienka w widoku,

gruba w przekroju)gruba w przekroju)

Przekładnia ślimakowa - rysunekPrzekładnia ślimakowa - rysunek

Zębatki i segmenty zębateZębatki i segmenty zębate

Mechanizmy zapadkoweMechanizmy zapadkowe

Mechanizmy zapadkoweMechanizmy zapadkowe: : Okrąg wierzchołków zębów Okrąg wierzchołków zębów aa – linia gruba – linia gruba Okrąg podstaw zębów Okrąg podstaw zębów bb – linia cienka – linia cienkaZarys zębów – co najmniej jeden ząb i dwa Zarys zębów – co najmniej jeden ząb i dwa

sąsiednie wrębysąsiednie wręby

Mechanizmy zapadkoweMechanizmy zapadkowe