Wykład 1. 23.02.2011r.

Działania człowieka dzielą się na odruchowe (automatyczne) i namysłowe.

Czynniki wpływające na rozwój projektowania:

• intensywny rozwój nauki i techniki;

• wzrost złożoności działań.

„Wzrost kosztu projektu o jedną jednostkę monetarną może obniżyć koszty wykonania i eksploatacji o kilka lub kilkanaście jednostek”

1. Dewiza inżyniera: specjalizacja bez izolacji.

2. Dewiza inżyniera: działaj lokalnie, myśl lokalnie.

3. Dewiza inżyniera: niewiedza jest nieetyczna.

Teoretyczne podstawy projektowania

projectus (łac. wysunięty ku przodowi);

project (ang. planowanie przedsięwzięć, działanie, zadanie);

design (ang. projektowanie)

Projekt w języku polskim oznacza:

1. wynik wymyślenia, robienia planów;

2. szkic lub wzór służący do wykonania określonego wyrobu;

3. zamierzone złożone przedsięwzięcie specjalnego rodzaju.

Projektowanie techniczne – oznacza obmyślanie zamierzonego przedmiotu technicznego, reguły posługiwania się tymi środkami, stosowane dla zdobywania, przekształcania i wykorzystywania dóbr materialnych;

Inżynieria – to oparta na podstawach naukowych metoda przekształcania rzeczywistości dla dobra człowieka i otoczenia;

Projektowanie – proces, który prowadzi działalność ludzką od stanu początkowego (problem do rozwiązania – potrzeba do zaspokojenia) do stanu końcowego, którym jest pożądany wynik;

Projektowanie – całokształt działań zmierzających do obmyślenia sposobu zaspokojenia określonej potrzeby.

Potrzeba – stan odczuwania braku zaspokojenia.

Podział potrzeb według Maslow’a:

1. fizjologiczno – bytowe (pożywienie, zdrowie, wypoczynek, mieszkanie);

2. psychiczne (wiedza, rozwój osobowy, bezpieczeństwo);

3. społeczne (akceptacja, integracja, przynależność do grupy).

4. szacunek i uznanie

5. samorealizacja

Badanie potrzeb ma na celu określenie:

• jakie potrzeby występują;

• jakie są składowe tych potrzeb;

• jak długo utrzyma się dana potrzeba;

• jakie są tendencje w zakresie zmian charakteru danej potrzeby

Metody badania potrzeb:

• metoda ankietowania – losowo wybrana grupa odpowiada na pytania opracowane przez specjalistów z udziałem psychologa;

• badanie motywacji wyboru, poprzez specjalnie prowadzone wywiady;

• metoda prób rynkowych, poprzez testowanie wyrobów wypuszczanych na rynek w krótkich seriach.

Proces realizacyjny – ogół działań zmierzających do zaspokojenia określonej potrzeby za pomocą określonego wytworu technicznego

2.03.2011r.

Schemat powiązań czynników projektowania(rysunek z ksiakzi)

virtual design studio – wirtualne biuro projektowe

projektowanie otwarte (partykularne) – zadanie projektowe dotyczy tylko wykonania dokumentacji (projektu)

projektowanie zamknięte (integralne) - jego celem jest funkcjonujący obiekt.

przedmiot projektowania – przedmiot w całym okresie projektowania, w czasie pracy nad nim.

inżynieria systemów projektowania – (?)

SYSTEM

1. zespół obiektów wraz z relacjami istniejącymi między tymi obiektami oraz ich własnościami;

2. zespół składników powiązanych wzajemnie przez zachodząc w nich współzależne procesy uwarunkowane celami i możliwościami systemu;

3. zbiór elementów oraz relacji określających wzajemne oddziaływania między elementami oraz systemem i jego otoczeniem;

4. całość wchodząca w skład całości większych, utworzona z części (całości mniejszych) powiązanych w sposób nadający im pewną strukturę, a wyodrębniona ze względu na pewne funkcje względem otoczenia;

5. byt przejawiający istnienie przez synergiczne współdziałanie swych części;

6. zbiór współdziałający ze sobą elementów z określonymi własnościami, stanowiący celowo zorientowaną jedną całość.

OTOCZENIE

1. zespół obiektów nie należących do rozpatrywanego systemu, będący z jednej strony źródłem oddziaływań na system, a z drugiej strony przedmiotem oddziaływań systemu.

2. wszystko to, co nie wchodzi w skład systemu, lecz jest w pewien sposób powiązane z systemem.

więzy – relacje między elementami systemu oraz systemem i otoczeniem

Rodzaje otoczenia systemów produkcyjnych:

1. otoczenie fizyczne (baza surowcowa, infrastruktura, klimat);

2. otoczenie ekonomiczne (konkurencja, polityka, giełda);

3. otoczenie socjalne (profil wiekowy, status majątkowy);

4. otoczenie kulturowe (religia, zwyczaje, tradycja).

Relacje między systemem a otoczeniem:

• brak oddziaływań;

• występują wyłącznie oddziaływania przypadkowe (losowe);

• występuje zorganizowana współpraca;

• występuje organizowana walka; (np. walka z ekologami, z konkurencją);

Systemy podstawowe w projektowaniu:

• proces zaspokajania potrzeb, jako nadsystem projektowania;

• projektowanie;

• podmiot projektujący;

• przedmiot projektowany.

Zastosowanie inżynierii systemów w projektowaniu umożliwia:

• wyodrębnienie badanego lub projektowanego systemu z otoczenia, zdefiniowanie systemu i otroczenia;

• określenie celu funkcjonowania systemu;

• dekompozycję systemu na podsystemy i elementy składowe oraz syntezę systemu z elementów i podsystemów;

• badanie struktury systemu, powiązań między elementami;

Określenie systemu w konkretnym przypadku polega na

PIT wykład 09.03.2011r.

Proces projektowania – ciąg czynności projektowych o charakterze twórczym. Jest uporządkowanym (logicznie i organizacyjnie) ciągiem czynności projektowych o charakterze twórczym. Wiąże on podmiot projektujący z przedmiotem projektowanym w ten sposób, że w wyniku działań podmiotu projektującego w procesie projektowania powstaje wytwór projektowania, według którego realizowany jest przedmiot projektowany.

Proces projektowania jest procesem:

• Dyskretnym;

• Sekwencyjnym (choć niektóre działania mogą przebiegać równolegle);

• Iteracyjnym;

Kryteriami wyróżniania odrębnych fragmentów (elementów struktury) mogą być:

• Główne decyzje w procesie;

• Odmienność poszczególnych działań;

• Odmienność wykonawcy.

Doskonalenia procesu projektowania osiąga się poprzez:

• Ustalanie optymalnej struktury procesu projektowania;

• Stosowanie właściwych metod projektowania.

Struktura procesu projektowania:

1. Porządek działań tego procesu, wyróżnionych ze względu na określone kryterium.

2. Zbiór relacji pomiędzy określonymi elementami procesu, wyróżniony ze względu na odpowiednie kryterium.

Rodzaje struktury procesu projektowania:

1. Pionowa (makrostruktura)

2. Pozioma (mikrostruktura)

3. Struktura operacyjna (dekompozycyjna)

Makrostruktura procesu projektowania (struktura pionowa)

Makrostrukturę tworzy sieć studiów projektowych wykonywanych przez system projektujący w celu zrealizowania określonych zadań.

Podstawowe, typowe studia wyróżnione w procesie projektowania:

1. Studia i analizy przedprojektowe, mające na celu dostarczanie informacji niezbędnych do właściwego projektowania.

2. Opracowanie koncepcji projektowej, mające na celu dostarczenie szeregu wariantowych rozwiązań projektowych w formie koncepcji;

3. Opracowanie projektu wstępnego, mającego postać założeń techniczno – ekonomicznych (ZTE), na podstawie których możliwe jest rozpoczęcie realizacji przedmiotu projektowanego;

4. Weryfikacja rozwiązania projektowego, mająca na celu wykrycie ewentualnych jego wad;

5. Opracowane projektu technologicznego…

(w tym miejscu schemat)

Pytania do schematu:

1. Czy akceptujesz fazę ze względu na jej poprawność metodologiczną?

2. Czy otrzymane wyniki uzasadniają decyzję podjęcia dalszych prac?

3. Czy można pominąć pewne następne fazy? Jeśli tak, to które?

Mikrostruktura procesu projektowania (struktura pozioma) – struktura, która odnosi się do działań podejmowanych przez jedną osobę. Tworzą ją pewne małe powtarzające się sekwencje typowych działań podejmowanych w celu rozwiązania elementarnych zadań. Zadanie te są realizowane najczęściej przez jednego człowieka.

• powtarzają się w niej działania podstawowe: synteza [?], analiza, ocena;

iteracja – czynność powtarzania (najczęściej wielokrotnego) tej samej instrukcji (albo wielu instrukcji) w pętli [definicja nie wymagana na kole]

Wyróżnik	Makrostruktura	Mikrostruktura
Kryterium podziału	Główne decyzje	Odmienność działań w każdym etapie
Zakres	Cały proces projektowania	Pojedyncze działania
Budowa	Można pomijać niektóre etapy	Nie można pomijać etapów
Charakter	Liniowy, sekwencyjny	Iteracyjny, rekurencyjny
Rejestracja formalna	Dokument po każdej fazie	Brak formalnej rejestracji
Cel	Ułatwienie makroplanowania (planowanie całego przedsięwzięcia)	Ułatwienie mikroplanowania (planowanie jednego działania)

Struktura operacyjna (dekompozycyjna) – struktura, w której działaniami składowymi są te działania, które, jako do pewnego stopnia autonomiczne, mogą być wyodrębnione i przydzielone do wykonania określonym podsystemom systemu projektującego (zespołom, projektantom). Są to zadania cząstkowe, których zakres wynika ze sposoby dekompozycji zadań większych.

Struktura procesu projektowania zależy od:

• rodzaju zadania projektowego;

• systemu projektującego i warunków, w jakich działa (liczby ludzi i ich kwalifikacji, tradycji projektowych, przepisów, wyposażenia);

• wielkości (skali) zamierzonej produkcji i jej gospodarczej ważności;

• ograniczeń finansowych i czasowych stawianych projektowaniu.

16.03.2011r.

Metoda – świadomie i celowo zastosowany sposób działania zmierzający do rozwiązania danego problemu w skończonej liczbie kroków.

Heurystyka – praktyczna, oparta na doświadczeniu reguła postępowania, która może drastycznie uprościć (lub skrócić) proces poszukiwania rozwiązań w przypadku problemów, dla których nie są znane efektywne algorytmy.

Heurystyka zajmuje się badaniem procesów twórczego myślenia i formułuje zalecenia, których zastosowanie umożliwia bardziej efektywne rozwiązywanie problemów. Podejście heurystyczne do problemu oznacza rozbudzenie fantazji, wyobraźni i intuicji oraz koncentrację na twórczych elementach rozwiązywanego problemu.

Metody heurystyczne

Metody oparte na wykorzystaniu opinii i ocen różnych osób (ekspertów, profesjonalistów i nieprofesjonalistów) zaangażowanych w rozwiązywanie danego problemu, tj. znajdowanie i wykrywanie faktów oraz związków między nimi i formułowanie własnych nieskrępowanych osądów i propozycji rozwiązań.

Do działań podstawowych w procesie projektowania należą:

• formułowanie zadania projektowego;

• analiza zadania projektowego

• szukanie rozwiązań tego zadania;

• wybór i optymalizacja rozwiązania;

• sporządzenie dokumentacji projektowej.

FORMUŁOWANIE ZADANIA PROJEKTOWEGO

1. projektant powinien jak najczęściej pytać „po co?”

2. zleceniodawca powinien wskazać stan przed i po zaspokojeniu potrzeby;

3. wskazać stan idealny.

Celem etapu formułowania zadania projektowego jest:

1. określenie istoty potrzeby, która ma zostać zaspokojona przez projektowany obiekt, czyli określenie celu projektowania;

2. uogólnienie, ale i konkretyzacja potrzeby;

3. poszerzenie pola poszukiwań rozwiązań;

4. eliminacja ograniczeń i wymagań pozornych (nieuzasadnionych)

5. transformacja problemu do takiej postaci, przy której można oczekiwać rozwiązań lepiej zaspokajających potrzeby;

6. transformacja problemu do takiej postaci, w której jest łatwiej rozwiązywalny.

Klasyfikacja zadań projektowych;

1. proste lub złożone; złożone – więcej niż jeden projektant lub więcej niż 100 części składowych projektu;

2. klasyczne lub nowe; klasyczne – takie jakie już było;

3. znalezienie nowej konstrukcji lub ulepszenie istniejącej;

4. zadanie zdefiniowane dobrze lub niewystarczająco;

5. celem jest wytwór, który ma służyć jednemu, znanemu odbiorcy, lub użytkownikowi anonimowemu;

6. obiekt może być wytwarzany jednorazowo, seryjnie lub masowo.

ANALIZA ZADANIA PROJEKTOWEGO

Określa warunki wykonania tego zadania. W ramach tej działalności określa się wymogi i dokonuje optymalizacji tych wymagań.

Wymaganiami projektowymi są wszystkie ograniczenia narzucone na rozwiązanie projektowe.

Źródła formułowania wymagań projektowych:

• zamówienie złożone przez zleceniodawcę i z nim uzgodnienie;

• badania marketingowe;

• wiedza, doświadczenie i intuicja projektanta;

• analiza rozwiązań podobnych rozwiązań projektowych;

• rozmowy z przyszłym producentem na temat możliwych ograniczeń technologicznych lub materiałowych;

• rozmowy ze specjalistami z zakresu ergonomii, psychologii, ekonomii, ochrony środowiska itd.

• rozmowy z dotychczasowymi producentami podobnych obiektów;

• przeglądanie dostępnej literatury, norm, opisów patentowych, cenników, Internetu.

Metody wspomagające określanie wymagań projektowych:

• metoda przestrzeni zdarzeń i sprzężeń;

• metoda drzewa celów;

• badanie użytkownika i procesu użytkowania.

W celu optymalizacji wymagań projektowych ustala się kryterium optymalizacji, zwane też funkcją celu i poszukuje wartości pewnych zmiennych, nazywanych zmiennymi decyzyjnymi, takich, aby ta funkcja osiągnęła wartość ekstremalną (najczęściej maksymalną). Przykładem funkcji celu jest maksymalizacja zysku przedsiębiorstwa.

Poszukiwanie rozwiązań zadania projektowego

Projektant powinien działać wielowariantowo, powinno się tworzyć wiele rozwiązań, o których można powiedzieć że są rozwiązaniami poprawnymi lub wariantem dopuszczalnym. Są to takie rozwiązania, które:

• spełniają wszystkie wymagania i ograniczenia projektowe

• nie zawierają błędów logicznych, obliczeniowych, formalnych ani innych;

• są możliwe do realizacji w danych warunkach technicznych, ekonomicznych, organizacyjnych i innych.

Dekompozycja zadań projektowych umożliwia:

• zmniejszenie wymiarowości zadania;

• wykorzystanie znanych rozwiązań lub ich elementów;

• zastosowanie komputerowego wspomagania projektowania w celu wykonania podzadań;

• jednoczesny udział w pracy nad projektem różnym specjalistom.

Trzy podejścia w poszukiwaniu wariantów rozwiązań:

1. Wykorzystanie istniejących rozwiązań i zaadaptowanie ich do wymagań danego zadania projektowego (projektowanie tradycyjne lub rutynowe). Definiowane jak „działanie polegające na doborze informacji konstrukcyjnej i do projektowej ze względu na zidentyfikowaną potrzebę”.

2. Doskonalenie istniejących rozwiązań lub zastosowanie ich do rozwiązania tylko zadań cząstkowych (projektowanie innowacyjne), definiowane jako „stosowanie różnych znanych sposobów projektowania lub konstruowania w celu projektowania zastosowania znanych środków technicznych lub też znanych rozwiązań konstrukcyjnych”;

3. Wymyślanie nowych rozwiązań.

Metody stosowane na etapie poszukiwania rozwiązań zadania projektowego:

1. Metoda prób i błędów;

2. Metoda pytań (i wskazówek naprowadzających) – są listy pytań; odpowiadanie na te pytania pobudza wyobraźnię projektanta;

3. Burza mózgów

4. Metoda 6,3,5 6-liczba uczestników, 3-liczba pomysłów, które każdy z nich zgłasza; 5 - minut

5. Metoda morfologiczna – stosowana do zadań, które miały już swoje realizacje, ale nie są one zadowalające;

6. Metoda drzewa rozwiązań;

7. Metoda systemowa.

Cele metod heurystycznych:

• Pokonanie psychicznych i organizacyjnych barier w procesie twórczym;

• Stymulowanie i wykorzystanie podświadomej pracy mózgu;

• Umożliwienie wglądu w proces twórczy, jego rejestracja i kontrola;

• Oddzielenie procesu generowania pomysłów od ich oceny;

• Umożliwienie współpracy w grupie;

• Umożliwienie efektywnej pracy twórczej osobom o mniejszej wyobraźni, fantazji, pomysłowości itp.

Bariery twórczości

Czynniki wewnętrzne: są to czynniki, które stoją po stronie projektanta

1. Myślenie stereotypami, automatyczne kojarzenie określonych rozwiązań;

2. Stosowanie starych metod do nowych problemów;

3. Praktycyzm, rutyna, doraźność, partykularność działań;

4. Nadmierna specjalizacja;

5. Podatność na wpływ autorytetów, brak stanowczości co do własnych poglądów;

6. Nadmierny lęk przed krytyką otoczenia, obawa przed śmiesznością;

7. Przeświadczenie, że istnieje tylko jedno dobre rozwiązanie;

8. Brak krytycyzmu, co do narzuconych ograniczeń zewnętrznych;

9. Wygodnictwo, działanie po linii najmniejszego oporu;

10. Brak prób kwestionowania tego, co wydaje się oczywiste;

11. Przedwczesna ocena i krytyka;

12. Negatywny stosunek do nowości.

Bariery zewnętrzne – stoją po stronie kierownictwa

1. Dążenie kierownictwa do uzyskiwania doraźnych efektów;

2. Brak zaufania kierownictwa do rozwiązań oryginalnych;

3. Narzucane twórcom sposobów postępowania (mistrz i uczeń);

4. Sztywne hierarchiczne struktury organizacyjne;

5. Niechęć kierownictwa do przerzucania odpowiedzialności za niższe szczeble hierarchii służbowej;

6. Nieumiejętność ujawniania i popierania predyspozycji i postaw twórczych;

7. Brak ściśle sprecyzowanych celów organizacji lub sprzeczność wśród kierownictwa;

8. Akceptowanie status quo.

Dla wszystkich metod heurystycznych ważne są następujące zalecenia:

1. Nie przerywaj koncypowania wcześnie;

2. Nie zajmuj się szczegółami;

3. Nie zrażaj się trudnościami;

4. Unikaj przedwczesnego wartościowania i negatywnej krytyki;

5. Nie usiłuj rozwiązać problemu na siłę, gdy masz trudność – odczekaj;

6. Zastąp myślenie konwergencyjne myśleniem dywergencyjnym.

23.03.2011r.

Wybór i optymalizacja rozwiązania

Wybór to proces racjonalnego przygotowania decyzji, decyzja to akt postanowienia w sprawie wyboru, podejmowany zawsze przez człowieka, subiektywny i arbitralny.

Zadanie wyboru polega na ocenie rozwiązań wygenerowanych na etapie poszukiwania rozwiązań i dokonaniu wyboru jednego z nich takiego, który spełnia wszystkie wymagania i jest najlepszy z punktu widzenia przyjętego kryterium lub układu kryteriów (w przypadku układu kryteriów uwzględniając hierarchię ich ważności).

Wybór może być:

• parami;

• (wielo)kryterialny.

Wybór parami stosuje się do zadań wynalazczych, oryginalnych, artystycznych, tzn. takich, dla których nie można explicite (wyraźnie) ustalić zbioru kryteriów oceny. Wybór ten polega na porównaniu alternatyw, wyborze lepszego z nich i ustaleniu grafu preferencji.

W metodach preferencyjnych definiuje się i przyjmuje jako kryterium optymalizacji jedno pojęcie. Tworzy się zatem jedną funkcję celu. Najczęściej jest to wielkość ekonomiczna, np. całkowity koszt społeczny wytwarzania i użytkowania danego obiektu, efektywność nakładów, zysk całkowity przedsiębiorstwa itp. W pewnych przypadkach przyjmuje się pewne kryteria techniczne, np. niezawodność lub ciężar.

W metodach generacyjnych ustala się na początku zbiór kryteriów i szuka się według nich zbioru rozwiązań efektywnych (polioptymalnych). Następnie z udziałem eksperta, uwzględniając dynamicznie (zależnie od istniejącego zbioru możliwych rozwiązań) formułowany przez decydenta system wartości, szuka się rozwiązania kompromisowego.

System wartości jest zbiorem atrybutów i relacji między nimi (np. współczynników ważności). System ten służy do oceny stopnia, w jakim projektowany obiekt zaspokaja potrzebę, jest więc miarą jego jakości.

Kryteriami oceny (kryteriami cząstkowymi) są te spośród cech, które zostaną uznane za argumenty nadrzędnego kryterium optymalizacji, tzn. że ustala się je w oparciu o nadrzędne kryterium optymalizacji.

Nadrzędnym kryterium optymalizacji nazywa się taką wielkość lub pojęcie, niekoniecznie zdefiniowane lub jednoznacznie określone, w stosunku do którego wyraża się życzenie, aby było ekstremalne (tzn. minimalne lub maksymalne), np. maksymalna wygoda użytkowania, minimalne straty produkcyjne.

Wartości optymalne to takie wartości, dla których pewne inne wielkości, zwane kryteriami oceny, osiągną wartości najlepsze (co oznacza wybór najlepszego obiektu ze względu na kryterium) oraz gdy spełnione zostaną wszystkie wymagania (ograniczenia).

Wymagania stawiane procesowi wyboru i jego rezultatom.

Wybór powinien być:

1. Jednoznaczny i powtarzalny (stabilny), tzn. dający ten sam rezultat, niezależnie od tego, kto i kiedy dokonuje wyboru;

2. Możliwy do przeprowadzenia przez przeciętnego projektanta przy danej ograniczonej informacji;

3. Przekonujący dla decydenta, nie zawsze będącego specjalistą w danej dziedzinie;

4. Jasny, tzn. możliwy do prześledzenia o odtworzenia krok po kroku.

KOMPUTEROWE WSPOMAGANIE PROJEKTOWANIA

Komputerowym wspomaganiem projektowania nazywa się proces użytkowania zbioru metod i środków informatycznych (komputerowych) wzmacniających możliwości twórcze konstruktora czy projektanta.

Komputerowe wspomaganie projektowania jako system składa się z:

• Projektanta, tzn. użytkownika systemu;

• Sprzętu komputerowego (hardware);

• Oprogramowania (software);

CAM (ang. Computer Aided Manufacturing) – wspomagane komputerowo sterowanie procesem wytwarzania, z wykorzystaniem obrabiarek sterowanych numerycznie (NC – ang. Numeral Control) i obrabiarek sterowanych mikroprocesorami (CNC – ang. Computer Numerical Control). CADD (ang. Computer Aided Design and Drapfing) – wspomagane komputerowo geometryczne modelowanie (rysowanie) w zintegrowanym procesie konstruowania (projektowania).

CIM – komputerowo zintegrowane wytwarzanie. Najbardziej rozwienęta koncepcja produkcji, integrująca programy w obszarach zarządzania, planowania, projektowania konstrukcyjnego i technologicznego, programowania urządzeń sterowanych numerycznie (NC), nadzoru ich funkcjonowania oraz sterowania produkcją.

CAT – (ang. Computer Aided Testing) – sterowany komputerowo proces kontroli technicznej w procesie wytwarzania.

CAE – łączne określenie komputerowego wspomagania prac inżynierskich, tzw. systemów łączących CAD, analizę pola (np. MES – metody elementów skończonych), obsługę eksperymentu, sterowanie obiektami, edytory tekstów, bazy danych i inne. Przykłady:

CAP

CAPP -

CAQ – komputerowe wspomaganie sterowanie jakością;

CAx - techniki i narzędzia komputerowe stosowanych w zintegrowanym wytwarzaniu.

Problemy projektowe, rozwiązywane za pomocą komputera:

1. Przechowywanie informacji;

2. Modelowanie geometryczne;

3. Wykonywanie obliczeń;

4. Badanie i ocena rozwiązań projektowych;

5. Wspomaganie podejmowania decyzji;

6. Tworzenie dokumentacji technicznej.

W procesie projektowania informacje są:

• Wyszukiwane;

• Gromadzone;

• Przetwarzane;

• Przechowywane.

Rodzaj informacji wykorzystywanej w projektowaniu:

30.03.2011r.

• Stała, wykorzystywane wielokrotnie i ulegająca stosunkowo wolnym zmianom, np. katalogi, normy, algorytmy obliczeń;

• Zmienna, powstająca w trakcie procesu projektowania, wytwarzania i użytkowania wyrobu, ulegająca częstym zmianom, np. zbiór założeń i wymagań, zestaw analizowanych koncepcji, wyniki symulacji, opinie, testy i inne.

Postacie danych i informacji stosowanych w procesie projektowania:

• Wzór matematyczny;

• Algorytm, przedstawiający np. kolejność obliczeń i doboru silnika;

• Tablica, prezentująca np. wymiary znormalizowanych elementów, wyniki pomiarów;

• Rysunek (zależnie od etapu projektowania może on być: szkicem, schematem, rysunkiem konstrukcyjnym o różnym stopniu złożoności);

• Wykres (płaski, przestrzenny), prezentujący wyniki pomiaru lub zależności między wielkościami;

• Opis (tekst), np. opis działania urządzenia.

Baza danych – zestwa uporządkowanych informacji przechowywanych w pamięci komputera (np. na dysku twardym);

Program obsługi baz danych (system zarządzania) – program stosowany w celu umożliwienia korzystania z bazy danych, tj. udostępniania (wyszukiwania i prezentacji) określonych danych, a szczególnie ich aktualizacji (wprowadzania nowych i poprawianiu istniejących).

System baz danych – baza danych wraz z programem obsługi.

System zarządzania relacyjną bazą danych RDBMS (ang. Relation Data Base Managment System), system składający się z oprogramowanych procedur wprowadzania, zapisu i przetwarzania danych utworzonych na podstawie własności i relacji między nimi. Użytkownik systemu wprowadza dane, wywołuje je i modyfikuje w zakresie dozwolonym przez system zarządzania danymi. Zakres oraz prawa dostępu do danych, mechanizmy modyfikacji oraz zabezpieczenia danych są przypisywane wszystkim użytkownikom przez administratora systemu. Dane są zapisywane w odpowiednich tabelach i mogą być wielokrotnie używane do różnorodnych zastosowań.

Intranet – mechanizm komunikacji wewnątrz firmy. Z technicznego punktu widzenia jest to serwis internetowy, który jest dostępny tylko dla pracowników firmy i dostępny tylko z lokalnej sieci komputerowej.

Ekstranet – części intranetu udostępniane poza obszarem formy np. partnerom handlowym.

MODELOWANIE GEOMETRYCZNE

Model geometryczny – to model komputerowy cech geometrycznych postaci konstrukcyjnej układu. Jest on formalną postacią opisu przestrzeni oraz jego reprezentacją w pamięci komputera.

Model komputerowy jest modelem matematycznym, tyle, że zredagowanym w odpowiednim języku programowania. Zawiera on odpowiedni zapis modelu matematycznego, informacje o sygnałach wejściowych oraz definiuje sygnały wyjściowe.

W projektowaniu obiektów (maszyn) należy ustalić postać konstrukcyjną projektowanego obiektu. Postać konstrukcyjną tworzą cechy geometryczne, cechy materiałowe i cechy dynamiczne, określane na podstawie obliczeń opierających się na regułach mechaniki i wytrzymałości materiałów.

W modelowaniu geometrycznym stosuje się dwie klasy elementów (cech_ geometrycznych, elementy geometryczne określone poprzez użycie:

• analitycznego opisu, w którym wymiary elementów geometrycznych: punktu, linii, powierzchni, bryły odnoszą się do układu współrzędnych;

• parametrycznego opisu, w którym elementy geometryczne nie odnoszą się bezpośrednio do układu współrzędnych tylko do atrybutów przypisanych do elementów, np. promień, wysokość walca.

Typy modeli:

• model 2D;

• model 2,5D;

• model 3D – model krawędziowy (definiuje tylko krawędzie, obrys przedmiotu), model powierzchniowy (punkty, linie, powierzchnie), model objętościowy.

Model krawędziowy – (drutowy) powstaje z odpowiednio ułożonych i połączonych w przestrzeń krawędzi reprezentujących w przestrzennym układzie współrzędnych bryłę.

Model powierzchniowy – jest tworzony za pomocą punktów, krawędzi i ścian, zawiera powierzchnie płaskie, stożkowe i walcowe.

Model bryłowy – jest tworzony z brył geometrycznych.

Badanie i ocena rozwiązań projektowych

Sposoby weryfikacji projektu

1. sposób intuicyjny – na postawie obejrzenia rysunków przez doświadczonych projektantów (z pomocą komputera jest to łatwiejsze, bo można rozciągnąć dowolny element do rozmiarów ekranu i poddać go gruntownej analizie oraz można stosować różne techniki szczegółowe, np. zastosowanie uwarstwowienia, metody badań interferencyjnych, itd.).

2. na podstawie analizy wyników obliczeń;

3. na podstawie badania modeli materialnych;

4. na podstawie symulacji i animacji komputerowej

Technika „pokrywania” (uwarstwowienia) pozwala na warstwowe nakładania wybranych obrazów i służy do kontroli urządzania składającego się z części;

Technika badań interferencyjnych polega na analizie złożonych struktur, w których występuje ryzyko zajmowania jednego miejsca przez różne elementy tych struktur.

Symulacja komputerowa

1. metoda wnioskowania o zachowaniu się obiektów rzeczysitych na podstawie obserwacji programów komputerowych symulujących to zachowanie. Stosowana, gdy bezpośrednie obserwowanie zachowania się obiektu jest trudne lub niemożliwe;

2. badanie obiektu poprzez eksperymentowanie z modelem komputerowym (cyfrowym lub graficznym) tego obiektu, którego obliczenia imitują działania systemu, przy czym działanie systemu jest zachowaniem się zmiennych tego systemu w czasie.

Symulacja służy do weryfikacji projektowanego obiektu i weryfikacji projektowanego procesu.

Symulacja prowadzona jest w systemie dialogowym.

Symulacja komputerowa umożliwiając i ułatwiając ocenę własności projektowanego układu lub procesu, w tym własności dynamicznych itd.

Animacja komputerowa – służy do uzyskiwania ruchomych obrazów z pomocą specjalnych programów komputerowych. Jest stosowana np. wtedy, gdy zachodzi niebezpieczeństwo konfliktu (kolizji) pomiędzy dwoma obiektami pracującymi w jednym polu operacyjnym lub np. zależy nam na odtworzeniu trajektorii jakiegoś ruchu.

Wizualizacja – to rodzaj komunikacji, polegający na graficznym przedstawieniu danych oraz interakcji, jakie między nimi zachodzą.

Rendering – polega na sfotografowaniu wymodelowanej części wraz z zastosowanym materiałem, światłem, cieniami, fakturą materiału itp. Ma to na celu zbliżenie i pokazania jak może wyglądać część w rzeczywistości.

Systemy ekspertowe – programy komputerowe przeznaczone do rozwiązywania specjalistycznych problemów wymagających profesjonalnej ekspertyzy. System ekspertowy jest programem komputerowym, który zastępuje człowieka – eksperta z danej dziedziny, gdyż działając w sposób zbliżony do procesu rozumowania człowieka wyciąga wnioski i podejmuje decyzje.

Pełny system ekspertowy składa się z:

• bazy wiedzy;

• bazy danych;

• procedury wnioskowania;

• procedury objaśniania;

• procedury sterowania dialogiem między użytkownikiem i programem;

• procedury umożliwiające rozszerzanie oraz modyfikację wiedzy (pozyskiwanie wiedzy);

Systemy eksperckie stosowane są do zadań zdeterminowanych – w których jest możliwe tylko jedno rozwiązanie.

Grafika komputerowa

Typy i format zapisu grafiki komputerowej:

Grafika rastorowa lub grafika bitmapowa – to zapisany elektronicznie obraz w postaci zbioru pojedynczych punktów obrazu (pikseli) o danym kolorze.

Grafika wektorowa lub geometryczna – to zapisany elektronicznie obraz w postaci figur geometrycznych opisanych wzorami matematycznymi.

Możliwa jest konwersja zapisu wektorowego na zapis rastrowy. Procedura odwrotna jest bardzo skomplikowana.