1 Tura

zestaw 1

1. Omów etap formułowania zadania projektowego (6)

Etap formułowania zadania projektowego jest bardzo ważny, gdyż ułatwia uzyskanie optymalnego rozwiązania. Zadanie formułuje się na początku procesu projektowania.

Projektant otrzymuje gotowe zadanie od zlecającego wykonanie projektu, a obowiązkiem projektanta jest analiza tego zadania i przeformułowanie go, jeśli zachodzi potrzeba oraz przedstawienie go do akceptacji.

Celem tego etapu jest określenie celu projektowania, czyli określenie istoty potrzeby, jaka ma być zaspokojona. Dlatego zadanie projektowe powinno być sformułowane ogólnie, aby nie ograniczać liczby możliwych rozwiązań. Jednocześnie powinno także konkretyzować potrzebę umożliwiając efektywne rozwiązanie problemu. Małą wartość operacyjną ma np. sformułowanie wyrażające konieczność poprawienia jakości jakiegoś obiektu, gdyż jest zbyt ogólne.

Formułowania zadania projektowego nie można sformalizować, dlatego na tym etapie można posługiwać się jedynie metodami heurystycznymi. Pozwalają one na stopniowe – w miarę lepszego rozumienia problemu przez projektanta – ulepszanie sformułowania zadania.

2. Rozwiązanie poprawne (4)

Poszukiwanie rozwiązania zadania projektowego:

1.Rozwiązanie musi spełniać wszystkie wymagania;

2.jest poprawne metodologicznie, nie zawiera błędów formalnych, obliczeniowych itp.

3.jest możliwe do realizacji w danych warunkach technicznych ekonomicznych organizacyjnych i innych

3. Omów trzy możliwe prezentacje w modelowaniu 3D (5)

Modelowanie 3D – stanowi pełne modelowanie przestrzenne. W prezentacjach rozróżnia się 3 typy modeli: krawędziowy (drutowy, szkieletowy), powierzchniowy (ściankowy) oraz objętościowy (bryłowy).

Model krawędziowy – powstaje z odpowiednio ułożonych i połączonych w przestrzeni krawędzi reprezentujących w przestrzennym układzie współrzędnych bryłę.

Model powierzchniowy tworzony za pomocą punktów krawędzi i ścian, zawiera współrzędne płaskie, stożkowe i walcowe.

Model bryłowy – tworzony z brył geometrycznych, pozwala na szybką analizę formy projektowanego przedmiotu. Modele bryłowe oddają postać przedmiotu w bardziej realistyczny sposób niż modele płaskie, dlatego mają zastosowanie do bardziej złożonych analiz uwzględniających np. parametry dynamiczne, kinematyczne czy masowe. Modele te mogą być wyeksportowane do modułu CAM przenosząc w ten sposób potrzebne informacje do wytwarzania detalu lub przedmiotu. W przypadku przedmiotów o dużym stopniu złożoności konieczna jest dekompozycja na elementy składowe.

zestaw 2

1. Od czego zależy wybór struktury procesu projektowania (4)

Strukturą procesu projektowania nazywa się porządek działań tego procesu, wyróżnionych ze względu na określone kryterium, lub zbiór relacji pomiędzy określonymi elementami procesu, wyróżniony ze względu na odpowiednie kryterium. Konieczne jest poznanie strukturalnych procesów projektowania, aby możliwe były planowanie, koordynowanie oraz zarządzanie pracami.

Wybór zależy od:

- rodzaju zadania projektowego,

- wielkości (skali) zamierzonej produkcji i jej zamierzonej ważności,

- ograniczeń finansowych i czasowych stawianych projektowaniu,

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

2. Omów wykorzystanie komputera na etapie badania i oceny rozwiązań projektowych (6)

Sposoby weryfikacji projektu:

- sposób intuicyjny, na podstawie obejrzenia rysunków przez doświadczonych projektantów,

- na podstawie analizy wyników obliczeń,

- na podstawie badania modeli materialnych,

- na podstawie symulacji i animacji komputerowej.

Zastosowanie komputera w ocenie rozwiązań pozwala przede wszystkim na dokładne analizowanie rysunków, co znacznie ogranicza możliwości popełnienia błędów. Projektant może wybrać dowolny element obiektu lub jego część i powiększyć go do rozmiarów ekranu. Stosuje się przy tym techniki ułatwiające prowadzoną analizę:

a) Technika „pokrywania” (uwarstwowienia- layering), pozwala na warstwowe nakładanie wybranych obrazów i służy np. do kontroli urządzenia składającego się z części,

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

W ocenie rozwiązań projektowych bardzo cenną własnością systemów CAE jest możliwość symulacji komputerowej, czyli badania obiektu poprzez eksperymentowanie z modelem komputerowym (cyfrowym lub graficznym) tego obiektu. Symulacja prowadzona jest w systemie dialogowym. Ma ona szczególne znaczenie w zagadnieniach kinematycznych dla zapewnienia poprawności konstrukcji. Zaletą symulacji komputerowej jest dostarczenie danych o zachowaniu się obiektu symulowanego, bez konieczności stosowania rzeczywistych modeli czy prototypów. Pozwala to na uniknięcie wielu wad konstrukcyjnych jeszcze na etapie projektowania. Za pomocą wizualizacji można też oceniać stronę estetyczną proponowanych rozwiązań.

3. Cel dekompozycji zadań projektowych (5)

Struktura dekompozycyjna- strukturę tą tworzą działania składowe, tzn. takie, które jako do pewnego stopnia automatyczne, mogą być wyodrębnione i przydzielone do wykonania określonym podsystemom systemu projektującego ( zespołom, projektantom). Są to zadania cząstkowe, których zakres wynika ze sposobu dekompozycji zadań większych. Zadania składowe są rozwiązywane osobno, po czym następuje połączenie (agregacja) wszystkich rozwiązań. Optymalizacja struktury operacyjnej (dekompozycyjnej) umożliwia właściwy podział zadań większych na niezależne zadania o mniejszym zakresie oraz właściwy przydział zadań poszczególnym projektantom.

Cel:

- zmniejszenie wymiarowości zadania,

- możliwość zastosowania komputerowego wspomagania do pewnych rozwiązań,

- wykorzystanie znanych rozwiązań bądź ich elementów,

- jednoczesny udział w pracy nad projektem różnym specjalistom.

2 Tura

zestaw 1

1. Makrostruktura procesu projektowania? (5)

Struktura procesu projektowania to porządek działań, wyróżnionych ze względu na określone kryterium lub zbiór relacji pomiędzy określonymi elementami procesu, wyróżniony ze względu na odpowiednie kryterium.

Makrostruktura- struktura pionowa (schemat str. 33). Tworzy ją sieć stadiów projektowych wykonywanych przez system projektujący w celu zrealizowania określonych zadań.

Poszczególne stadia w procesie projektowania:

•Studia i analizy projektowe- dostarczają informacji niezbędnych do właściwego projektowania

•Opracowywanie koncepcji projektowej- dostarczają wielu wariantów rozwiązań projektowych w formie koncepcji

•Projekt wstępny- ma postać założeń techniczno-ekonomicznych (ZTE), na podstawie których może być rozpoczęta realizacja przedmiotu projektowanego

•Weryfikacja rozwiązania projektowego- mająca na celu wykrycie ewentualnych jego wad

•Opracowywanie projektu technicznego- szczegółowej dokumentacji wykonawczej przedmiotu projektowanego

2. Rozwiązanie poprawne (4)

Poszukiwanie rozwiązania zadania projektowego:

1.Rozwiązanie musi spełniać wszystkie wymagania;

2.jest poprawne metodologicznie, nie zawiera błędów formalnych, obliczeniowych itp.

3.jest możliwe do realizacji w danych warunkach technicznych ekonomicznych organizacyjnych i innych

3. Symulacja komputerowa w projektowaniu (6)

Symulacja komputerowa – metoda wnioskowania o zachowaniu się obiektów rzeczywistych na podstawie obserwacji programów komputerowych symulujących to zachowanie.

Symulacja służy do weryfikacji projektowego układu i weryfikacji projektowanego procesu np. obciążenia sieci miejskiej.

Zalety symulacji komputerowych:

1. Możliwość testu. - Symulacja daje możliwość przetestowania procesu bez angażowania zasobów.

2. Sterowanie czasem – Symulacja pozwala sterować czasem – przyspieszać lub zwalniać, w dodatku symulacja trwa bardzo krótko

3. "Understand Why?" -Zrozumienie dlaczego powstały ewentualne błędy lub specyficzne wyniki. Symulacja komputerowa daje możliwość śledzenia krok po kroku wszelkich procesów.

4. Odkrywanie nowych możliwości – Można rozwijać, ulepszać i przyspieszać symulację. Dzięki temu możemy otrzymać optymalny wynik i zastosować go w rzeczywistości.

5. Poznanie ograniczeń. Dzięki symulacji procesów można poznać ich ograniczenia, których nie da się przewidzieć przy projektowaniu procesów.

6. Poprawa zrozumienia. Symulacja polepsza zrozumienie projektu.

Wady i trudności:

1. Odzwierciedlenie rzeczywistości. Projektowanie symulacji wymaga doświadczenia i umiejętności, aby w symulowanym problemie uwzględnić wszystkie specyficzne dla problemu atrybuty. Podczas projektowania można popełnić wiele błędów.

2. Interpretacja wyników. Bardzo trudno zinterpretować wyniki symulacji, przeprowadzić wizualizację całej symulacji.

3. Koszt i czas. Symulacja komputerowa również potrzebuje środków finansowych i czas na jej oprogramowanie i testy. Przy bardzo małych projektach zalety symulowania zjawisk są zbyt małe.

3 Tura

zestaw 1

1. Cel i sposób optymalizacji wymagań projektowych

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.

Możliwe ograniczenia na zmienne decyzyjne:

- wielkość produkcji powinna być niewiększa niż możliwości produkcyjne producenta, nie gorsza od tej, która wynika z norm lub przepisów

- stopa zysku powinna być nie mniejsza niż ekonomicznie opłacalna

- minimalna jakość produktu powinna być nie gorsza od tej., która wynika z norm lub przepisów

2. Omów metodę drzewa

Metoda drzewa rozwiązań służy do poszukiwania sposobów realizacji określonego zadania.

Stosowana jest wtedy, kiedy zadanie projektowe musi być rozwiązane w całości, gdyż nie można go podzielić na podzadania (tak jak w metodzie morfologicznej).

Struktura utworzona z możliwych rozwiązań całego problemu tworzy tak zwane drzewo rozwiązań przy czym rozwiązania składające się na tak utworzoną strukturę nie muszą być niezależne. W odróżnieniu od metody morfologicznej metodzie tej rozpatruje się możliwe rozwiązania uwzględniając na jednym poziomie szczegółowości tylko jedną cechę. Np.: (s. 46)

3. Projektowanie rutynowe a innowacyjne

Projektowanie rutynowe (lub inaczej tradycyjne), opiera się przede wszystkim na wykorzystaniu istniejących już rozwiązań i zaadoptowaniu ich do wymagań danego zadania projektowego. Jest ono definiowane jako działanie polegające na doborze informacji konstrukcyjnej lub projektowej ze względu na zidentyfikowanie potrzeb.

W odróżnieniu od projektowania rutynowego, projektowanie innowacyjne opiera się na doskonaleniu istniejących rozwiązań lub zastosowanie ich do rozwiązania tylko zadań cząstkowych. Jest ono definiowane jako stosowanie różnych znanych sposobów projektowania lub konstruowania w celu przeprojektowania znanych środków technicznych lub też znanych rozwiązań konstrukcyjnych

zestaw 2

1. Struktura procesu projektowania. Omów strukturę dekompozycyjną (6)

Definicja:

Strukturą procesu projektowania nazywa się porządek działań tego procesu, wyróżnionych ze względu na określone kryterium, lub zbiór relacji pomiędzy określonymi elementami procesu, wyróżniony ze względu na odpowiednie kryterium.

Konieczne jest poznanie strukturalnych procesów projektowania, aby możliwe były planowanie, koordynowanie oraz zarządzanie pracami.

Rodzaje:

1) Struktura pionowa (makrostruktura) – podział procesu biorąc pod uwagę fazy różniące się stopniem szczegółowości.

2) Struktura pozioma (mikrostruktura) – podział procesu przy uwzględnieniu działań typowych dla zadań elementarnych.

3) Struktura operacyjna (dekompozycyjna) – podział procesu na działania przydzielone odpowiednim wykonawcom.

Struktura dekompozycyjna(operacyjna)

Strukturę tą tworzą działania składowe, tzn. takie, które jako do pewnego stopnia automatyczne, mogą być wyodrębnione i przydzielone do wykonania określonym podsystemom systemu projektującego ( zespołom, projektantom). Są to zadania cząstkowe, których zakres wynika ze sposobu dekompozycji zadań większych.

Zadania składowe są rozwiązywane osobno, po czym następuje połączenie (agregacja) wszystkich rozwiązań.

Optymalizacja struktury operacyjnej (dekompozycyjnej) umożliwia właściwy podział zadań większych na niezależne zadania o mniejszym zakresie oraz właściwy przydział zadań poszczególnym projektantom.

2. Modelowanie analityczne i parametryczne (4)

Systemy CAD pozwalają na szkicowanie i modelowanie geometryczne. W modelowaniu geometrycznym stosuje się dwie klasy elementów geometrycznych:

Pierwsza – analitycznego opisu, w którym wymiary elementów geometrycznych punktów, linii, powierzchni, bryły, odnoszą się do układu współrzędnych.

Druga – parametrycznego opisu – w którym elementy geometryczne odnoszą się bezpośrednio nie do układu współrzędnych lecz tylko do atrybutów przypisanych do elementów, takich jak np. promień, wysokość walca.

3. Źródła formułowania wymagań projektowych (5)

W celu sformułowania wymagań projektant korzysta z różnych źródeł, mogą to być

• zamówienie złożone przez zleceniodawcę i z nim uzgodnione

• badania marketingowe

• wiedza, doświadczenie i intuicja projektanta

• analiza rozwiązań podobnych zadań projektowych (poprzez eksploatację obiektów istniejących, rozmowy z użytkownikami, dystrybutorami)

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

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

• rozmowy z dotychczasowymi producentami podobnych obiektów

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