1. Omów dwie dewizy inżyniera

Specjalizacja bez izolacji – poza wiedzą inżynierską z danej specjalizacji jest konieczna integracja wiedzy z różnych dziedzin związanych z danym obiektem.

Myśl globalnie, działaj lokalnie – projektanci muszą uwzględnić warunki otoczenia oraz wiedzieć, jakie skutki dla środowiska przyniesie wprowadzenie danego obiektu.

2. Potrzeby – definicja, podział, metody badania

Potrzeba jest to stan odczuwania braku zaspokojenia. Potrzeby ludzkie są nie tylko liczne, ale i różnorodne. Maslow podzielił je na trzy grupy: fizjologiczno-bytowe(pożywienie, zdrowie), psychiczne(wiedza, bezpieczeństwo), społeczne(akceptacja, integracja). W celu ustalenia rodzaju potrzeb stosowane są różne metody: metoda ankietowania(w której losowo wybrana grupa odpowiada na pytania specjalistów), badanie motywacji wyboru(przez prowadzone wywiady), metoda prób rynkowych(przez testowanie wyrobów wypuszczanych na rynek w krótkich seriach).

3. Klasyfikacja potrzeb i metody ich badania

TO SAMO?

4. Cykl życia produktu – zdefiniuj i przedstaw graficznie

Każdy produkt ma ograniczoną długość życia – występuje moment kiedy pojawia się na rynku i kiedy z niego znika. Cechą charakterystyczną dla większości produktów jest występowanie w cyklu czterech faz: wprowadzenia(jest to umieszczanie produktu na rynku i jego stopniowy wzrost sprzedaży), wzrostu(jest wtedy, kiedy produkt zostanie zaakceptowany. Faza ta, to okres intensywnego zwiększania się liczby nabywców), dojrzałości(w tej fazie sprzedaż maleje. Można przeciw temu działać poprzez zabiegi marketingowe lub modyfikację produktu) i spadku(zmniejszenie sprzedaży spowodowane np. postępem technologicznym czy działaniem konkurencji). Pozarynkową fazą (najwcześniejszą) jest faza rozwoju produktu.

5. Zadanie projektowe w projektowaniu otwartym i zamkniętym

Zadanie projektowe określa zasadnicze wymagania stawiane przedmiotowi projektowanemu oraz istniejące ograniczenia. Może ono obejmować wykonanie projektu jak i dotyczyć przedmiotu realizacji.

Projektowanie otwarte (partykularne) – wytworem tego projektowania jest zbiór informacji niezbędnych do technicznego opracowania i wykonania przedmiotu projektowanego.

Projektowanie zamknięte (integralne) – wytworem tego projektowania jest postać materialna przedmiotu projektowanego tj. obiekt lub proces.

6. Przedstaw schemat powiązań pomiędzy czynnikami projektowania w projektowaniu zamkniętym

7. Schemat powiązań pomiędzy czynnikami projektowania w projektowaniu otwartym

8. System i otoczenie – zdefiniuj pojęcia i scharakteryzuj relacje między nimi

System – zespół obiektów wraz z relacjami istniejącymi między tymi obiektami oraz ich własnościami. Jest to również zbiór elementów oraz relacji określających wzajemne oddziaływanie między elementami oraz systemem i jego połączeniem.

Otoczenie – zespół obiektów nie należących do systemu, będący z jednej strony źródłem oddziaływań na system, z drugiej zaś przedmiotem oddziaływań systemu. Otoczenie to również wszystko to, co nie wchodzi w skład systemu, lecz jest w pewien sposób związane z systemem.

Relacje: brak oddziaływań (systemy zamknięte), wyłącznie oddziaływania przypadkowe (opady atmosferyczne, wahania temperatury), zorganizowana współpraca (przetwórnia zaopatruje pobliską ludność w wyroby, a ludność ta pracuje w przetwórni), zorganizowana walka(przetwórnia konkuruje z innymi przetwórniami).

9. Otoczenie systemu produkcyjnego – zdefiniuj i podaj rodzaje

Otoczenie bliższe – firma i jej wewnętrzne jednostki organizacyjne odpowiedzialne za obszary działań: badanie i rozwój, marketing, zaopatrzenie, obsługa.

Otoczenie dalsze – są to elementy otoczenia firmy, które należy uwzględnić podczas projektowania: stan środowiska naturalnego, poziom rozwoju techniki, klienci, kooperanci.

Rodzaje: otoczenie fizyczne (warunki klimatyczne, zasoby wodne i surowcowe), otoczenie ekonomiczne (polityka podatkowa, kredytowa i rynek), otoczenie socjalne (warunki socjalne i urbanistyczne), otoczenie kulturowe (zwyczaje i upodobania)

10. Struktura procesu projektowania – definicja, rodzaje, omów strukturę dekompozycyjną

Jest to porządek działań tego procesu, wyróżnionych ze względu na określone kryterium; zbiór relacji pomiędzy określonymi elementami procesu, wyróżniony ze względu na odpowiednie kryterium. Ogólnie z powyższych pojęć wynika, że pojęcie struktury nie jest jednoznaczne, gdyż różnie mogą być określone działania składowe procesu oraz rozmaite są kryteria ich wyróżniania.

Rodzaje: struktura pionowa – jeśli podział procesu dokona się biorąc pod uwagę fazy różniące się stopniem szczegółowości. Struktura pozioma – jeśli uwzględni się działania typowe dla zadań elementarnych. Struktura operacyjna – jeśli jest podział procesu na działania przydzielone odpowiednim wykonawcom.

Struktura dekompozycyjna (operacyjna) – tworzą ją działania składowe, czyli takie, które jako do pewnego stopnia autonomiczne, mogą być wyodrębnione i przydzielone do wykonania określonym podsystemom systemu projektującego. Są to zadania cząstkowe, których zakres wynika ze sposobu dekompozycji większych zadań.

Optymalizacja struktury operacyjnej umożliwia nie tylko właściwy podział większych zadań na niezależne zadania o mniejszym zakresie, ale i właściwy przydział zadań poszczególnym projektantom.

11. Makrostruktura procesu projektowania

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

Typowe stadia wyróżnione w procesie projektowania: studia i analizy przedprojektowe(dostarczenie informacji do projektowania), koncepcja projektowa(dostarczenie wielu wariantowych rozwiązań projektowych), projekt wstępny(mający postać założeń techniczno-ekonomicznych), weryfikacja rozwiązania projektowego(wykrycie ewentualnych wad), projekt techniczny(szczegółowa dokumentacja wykonawcza przedmiotu projektowanego). Poszczególne stadia mają taki sam zakres, gdyż obejmują cały przedmiot projektowany, ale różnią się stopniem szczegółowości. Podział na te stadia ułatwia harmonogramowanie, czyli rozłożenie w czasie całego przedsięwzięcia projektowego, jego kontrolę, rozliczanie i kierowanie.

12. Mikrostruktura procesu projektowania

Mikrostrukturę procesu projektowania tworzą pewne stale powtarzające się sekwencje typowych działań podstawowych, podejmowanych w celu rozwiązania elementarnych zadań. Zadania te są realizowane najczęściej przez jednego człowieka, zaś podstawowymi działaniami które wykonuje są: synteza, analiza i ocena. Działania podstawowe polegają na przetwarzaniu informacji. W mikrostrukturze wyniki kolejnych etapów nie muszą być formalnie dokumentowane, co jest różnicą w porównaniu z makrostrukturą.

13. Od czego zależy wybór struktury procesu projektowania

Struktura zależy od: rodzaju zadania projektowania; systemu projektującego i warunków w jakich działa (liczby ludzi i ich kwalifikacji, tradycji projektowych, przepisów, wyposażenia); wielkości (skali) zmierzonej produkcji i jej gospodarczej ważności; ograniczeń finansowych i czasowych stawianych projektowaniu.

14. Omów etap formułowania zadania projektowego

Na początku procesu projektowania należy sformułować zadanie, które ma zostać rozwiązane. Jest to ważny etap, bo właściwie sformułowane zadanie pozwala na uzyskanie optymalnego rozwiązania. Zazwyczaj projektant otrzymuje gotowe zadanie, jednak jego obowiązkiem jest przeanalizowanie tego zadania lub ewentualne przeformułowanie go i przedstawienie do akceptacji. Formułowania zadania projektowego nie można sformalizować, dlatego na tym etapie prac projektowych posługuje się metodami heurystycznymi. Pozwalają one na stopniowe ulepszanie sformułowania zadania.

15. Klasyfikacja zadań projektowych

1.proste (potrzebny jeden specjalista) lub złożone (potrzebnych kilku specjalistów lub obiekt składa się z więcej niż 100 części)

2 klasyczne lub nowe (pojazd do pracy na Marsie)

3 znalezienie nowej konstrukcji lub ulepszenie istniejącej

4 zadanie zdefiniowane dobrze lub niewystarczająco (np. poprawić istniejącą konstrukcję)

5 celem jest wytwór, który ma służyć jednemu, znanemu odbiorcy (domek jednorodzinny) lub użytkowników anonimowych

obiekt może być wytwarzany jednorazowo, seryjnie lub masowo

16. Cele formułowania zadania projektowego

Etap formułowania zadania projektowego ma na celu określenie celu projektowania, a więc istoty potrzeby, jaka ma być zaspokojona. Z tego względu zadanie projektowe powinno być sformułowane ogólnie, tak aby nie ograniczać liczby możliwych rozwiązań. Jednocześnie powinno się konkretyzować potrzebę, a tym samym umożliwić efektywne rozwiązanie problemu.

17. Omów etap analizy zadania projektowego

Na tym etapie ustala się zasadnicze warunki wykonania zadania projektowego, w tym przede wszystkim: określa się wymagania projektowe(są to wszystkie ograniczenia na rozwiązanie projektowe, listę tych wymagań ustala się je heurystycznie. Po ustaleniu tej listy określa się w odniesieniu do nich przedziały wartości dopuszczalnych), dokonuje się optymalizacji wymagań projektowych(jest ona pomocna przy wyborze ze wszystkich możliwych rozwiązań tych, które zapewnią kompromis pomiędzy jakością a kosztami).

18. Podaj źródła formułowania wymagań projektowych

Zamówienie złożone przez zleceniodawcę i z nim uzgodnione; badania marketingowe; wiedza, doświadczenie i intuicja projektanta; analiza rozwiązań podobnych zadań projektowych; rozmowy z przyszłym producentem na temat ograniczeń technologicznych/materiałowych; rozmowy ze specjalistami z zakresu ergonomii, psychologii itp.; przeglądanie dostępnej literatury, Internetu.

19. Cel i sposób optymalizacji wymagań projektowych

Optymalizacja wymagań projektowych jest pomocna przy wyborze ze wszystkich możliwych rozwiązań tych, które zapewnią kompromis pomiędzy jakością a kosztami. Ustala się kryterium optymalizacji(funkcja celu) i poszukuje wartości pewnych zmiennych(zmienne decyzyjne), aby funkcja osiągnęła wartość ekstremalną. Kryterium optymalizacji tworzy system wartości przyjęty dla danego zadania. System ten może się zmieniać w zależności od charakteru zadania projektowego. W zasadzie największe znaczenie ma zysk, dlatego stosując to kryterium, wybiera się rozwiązania projektowe na podstawie maksymalizacji wartości zysku.

20. Rozwiązanie poprawne

Rozwiązaniem poprawnym jest takie rozwiązanie, które: spełnia wszystkie wymagania projektowe, nie zawiera błędów logicznych i obliczeniowych, jest możliwe do realizacji w określonych warunkach technicznych/organizacyjnych/ekonomicznych, wstępnej selekcji wariantów (eliminacja tych, które są poprawne, ale gorsze od innych).

21. Projektowanie rutynowe, innowacyjne i twórcze

1.Wykorzystanie istniejących rozwiązań i zaadoptowanie ich do wymagań danego zadania projektowego (projektowanie tradycyjne lub rutynowe.) definiowane jako działanie polegające na doborze informacji konstrukcyjnej lub projektowej ze względu na zidentyfikowanie potrzeb.

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 (projektowanie wynalazcze lub twórcze); te działania mają na celu poszukiwanie zupełnie nowych środków technicznych i dzięki temu wyznaczenie nowych potrzeb.

22. Cel dekompozycji zadań projektowych

-zmniejszenie wielowymiarowości

-możliwość zastosowania komputerowego wspomagania do pewnych rozwiązań

-wykorzystanie znanych rozwiązań

-jednoczesna praca na projektem kilku specjalistów

23. Bariery twórczości – czynniki wewnętrzne

-myślenie stereotypami, automatyczne kojarzenie określonych rozwiązań

-stosowanie starych metod do nowych problemów

-praktyzm, rutyna, doraźność

-nadmierna specjalizacja

-podatność na wpływ autorytetów, brak stanowczości co do własnych poglądów

-nadmierny lęk przed krytyką otoczenia, obawa przed śmiesznością

-przeświadczenie, że istnieje tylko jedno dobre rozwiązanie

-brak wytycznych co do narzuconych ograniczeń zewnętrznych

-wygodnictwo i działanie po linii najmniejszego oporu

-brak prób kwestionowania tego, co wydaje się oczywiste

-przedwczesna ocena i krytyka

-negatywny stosunek do nowości

24. Bariery zewnętrzne – czynniki zewnętrzne

-dążenie kierownictwa do uzyskiwania doraźnych efektów

-brak zaufania kierownictwa do rozwiązań oryginalnych

-narzucanie tworcom sposobu rozwiazania (mistrz i uczeń)

-sztywne hierarchiczne struktury organizacyjne

-niechęć kierownictwa do przerzucania odpowiedzialności na niższe szczeble hierarchii służbowej nieumiejętności

25. Co to są metody heurystyczne - wymień 5 metod stosowanych na etapie poszukiwania rozwiązań projektowych

26. Na czym polega i do jakich zadań jest stosowana metoda morfologiczna

Metoda ta należy do metod systematyczno-heurystyczych, gdyż niektóre jej działania mogą podlegać zabiegom w pełni sformalizowanym, inne zaś odbywają się na zasadzie intuicyjnej. Jej podstawową tezą jest twierdzenie, że każdy system można określić zbiorem charakterystycznych cech, każdą zaś cechę – zbiorem środków jej spełnienia. Cechy i warianty ich spełnienia tworzą skrzynkę morfologiczną (zbiór koncepcji rozwiązania zadania). Stosowana jest do zadań, które miały już swoje realizacje, ale nie są one zadowalające.

27. Omów metodę drzewa rozwiązań

Metoda ta służy do poszukiwania sposobów realizacji określonego zadania przedmiotu. Jest stosowana wtedy kiedy zadanie projektowe musi być rozwiązane w całości, gdyż nie można go podzielić na podzadania. Tworzy się drzewo złożone z możliwych rozwiązań danego problemu. Hierarchiczna struktura drzewiasta odzwierciedla wzrastający stopień szczegółowości opisu rozwiązania (w tej metodzie rozpatruje się możliwe rozwiązania, uwzględniając na jednym poziomie szczegółowości tylko jedną cechę).

28. Omów metodę 635

Liczba 6 oznacza, że w metodzie bierze udział 6 uczestników, którzy mają za zadanie wymyślenie 3 pomysłów w ciągu 5 minut. Forma tej metody jest pisemna – wykorzystuje się w niej określone formularze, które są wprowadzane do obiegu między wszystkimi uczestnikami metody. Każdy uczestnik na swoim formularzu podaje 3 rozwiązania, następnie przekazuje go jednej spośród pozostałych osób i otrzymuje inny, na którym zapisuje 3 kolejne niepowtarzające się pomysły. Możliwe jest jednak modyfikowanie, poprawianie i rozbudowywanie istniejących już pomysłów. Gdy każdy uczestnik dopisze 3 pomysły do wszystkich 6 formularzy, brainwriting zostaje zakończony.

29. Burza mózgów

Metoda ta polega na wytwarzaniu pomysłów do rozwiązania jakiegoś zadania przez wybraną grupę ludzi, w której oprócz specjalistów znajdują się laicy. W tej metodzie dąży się do uzyskania jak największej liczby pomysłów, nie dbając o możliwości ich realizacji. Jest to zgodne z zasadą odroczonego wartościowania, która pozwala na zachowanie wszystkich pomysłów, nawet jeśli są one nietrafione. Każdy pomysł jest warty rozpatrzenia, bo może okazać się pomocny dla projektanta.

30. Wybór (wielo)kryterialny i parami

Etapy (parami): porównania wskazanie, lepszego wskazanie, graficzne preferencji

Kryterialny: metody preferencyjne – jest jedno kryterium optymalne, według którego dokonujemy oceny rozwiązań. metody generacyjne – wiele kryteriów; wtedy szukamy rozwiązań optymalnych dla tych wielu kryteriów (polioptymalnych)

Nadrzędne kryterium optymalizacji – jest niezmienne i stałe w całym procesie projektowania

Kryteria oceny – argumenty nadrzędnego kryterium optymalizacji

Optymalizację można wspomagać komputerowo:

-według jednego kryterium

-polioptymalizacja – według kilku kryteriów

31. Na czym polega wybór dokonywany metodami preferencyjnymi

Jako kryterium optymalizacji przyjmuje się jedno pojęcie(czyli tworzy się jedną funkcję celu). Najczęściej jest to wielkość ekonomiczna np. zysk całkowity przedsiębiorstwa, całkowity społeczny koszt wytwarzania. W pewnych przypadkach przyjmuje się pewne kryteria techniczne np. ciężar.

32. Jak dokonuje się wyboru metodami generacyjnymi

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

33. Wybór a optymalizacja

Optymalizacja stanowiąca wybór ze zbioru nieprzeliczalnego, ma zastosowanie szczególnie w zadaniach konstrukcyjnych. Typowym przykładem optymalizacji/polioptymalizacji jest wyznaczenie optymalnych wartości głównych cech konstrukcyjnych projektowanego obiektu, gdy jest dana jego koncepcja.

Wartości optymalne – wartości, w odniesieniu do których inne kryteria oceny osiągną wartości najlepsze oraz zostaną spełnione wszystkie wymagania.

34. Wyjaśnij termin Virtual Design Studio

Termin ten zaproponował W.J. Mitchell do określenia wirtualnej pracowni projektowej, utworzonej poprzez sieć Internet i umożliwiającej projektowanie/prezentację na odległość. Jest to ważne w wypadku bardzo złożonych i trudnych zadań projektowych, wykonywanych przez specjalistów z różnych dziedzin pracujących jednocześnie w różnych miejscach.

35. Rodzaje oraz postacie danych i informacji wykorzystywanych w projektowaniu

36. Modelowanie analityczne i parametryczne

Modelowanie analityczne – w modelowaniu tym wymiary elementów geometrycznych (punkt, linia, powierzchnia, bryła) odnoszą się do układu współrzędnych.

Modelowanie parametryczne – w modelowaniu tym elementy geometryczne odnoszą się nie do układu współrzędnych, ale do atrybutów przypisanych do elementów tj: promień, wysokość walca.

37. Omów trzy możliwe prezentacje w modelowaniu 3D

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 powierzchnie płaskie, stożkowe i walcowe.

Model bryłowy – tworzony z brył geometrycznych, pozwala na szybką analizę formy przedmiotu projektowanego. 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.

38. Sposób badania i oceny rozwiązań projektowych

Zastosowanie komputera w ocenie rozwiązań pozwala na dokładne analizowanie rysunków, co ogranicza popełnianie błędów. Stosuje się różne techniki: technika pokrywania(pozwalająca na warstwowe nakładanie wybranych obrazów, służy np. do kontroli urządzenia składającego się z części), technika badań interferencyjnych(polega na analizie złożonych struktur, w których występuje ryzyko zajmowania jednego miejsca przez różne elementy struktur).

39. Wizualizacja, animacja i symulacja komputerowa

Animacja – ożywienie, wyrażenie ruchu obiektów.

Wizualizacja – przedstawiamy w takiej postaci, by zauważyć jak to będzie w rzeczywistości. Za pomocą wizualizacji można też oceniać stronę estetyczną proponowanych rozwiązań

Symulacja komputerowa – badanie obiektu przez eksperymentowanie z modelem komputerowym tego obiektu. Służy do zapewnienia poprawności konstrukcji. Jej zaletą jest dostarczenie danych o zachowaniu się obiektu symulowanego bez konieczności stosowania prototypów – pozwala to na uniknięcie wielu wad konstrukcyjnych jeszcze na etapie projektowania.

40. System ekspertowy – pojęcie, struktura oraz cel stosowania w projektowaniu