Επισκόπηση της διαδικασίας σχεδιασμού μηχανικών

Ποια Ταινία Θα Δείτε;
 

Η ακόλουθη επισκόπηση σχεδιασμού ανατυπώνεται με άδεια της VEX Robotics.
Για περισσότερες πληροφορίες, επισκεφθείτε τον ιστότοπό τους στο http://www.vexrobotics.com/design .

Κατά την ανάπτυξη ενός σχεδιασμού ρομπότ, είναι συνετό να ακολουθείτε μια διαδικασία σχεδιασμού μηχανικής. Ουσιαστικά, η διαδικασία σχεδιασμού μηχανικών αποτελείται από τα ακόλουθα βήματα:

Προσδιορίστε την ανάγκη

Τα περισσότερα ρομπότ VEX είναι κατασκευασμένα για εκπαίδευση ή διαγωνισμό, όπου ένας σαφής στόχος επίλυσης ενός προβλήματος ή βαθμολόγησης πόντων παρουσιάζεται στον σχεδιαστή. Με οποιοδήποτε έργο, πρέπει να κατανοήσετε διεξοδικά το εύρος και τις επιπτώσεις του έργου που πρέπει να αντιμετωπιστούν. Οι απαιτήσεις κόστους, πολυπλοκότητας και τεχνολογίας μπορούν γρήγορα να μειώσουν κάθε καλοπροαίρετο έργο.

Πολλές φορές, οι στοχαστές, οι σχεδιαστές και οι μηχανικοί δεν ονειρεύονται μια ιδέα από μόνες τους, αλλά βομβαρδίζονται από τα προβλήματα ενός πελάτη, της κοινωνίας ή του περιβάλλοντος που «χρειάζεται» να λυθούν για να επιτύχουν μια βασική «ανάγκη». Χωρίς σαφή ορισμό αυτής της ανάγκης, η διαδικασία σχεδιασμού της μηχανικής δεν μπορεί να ξεκινήσει. Πολύς χρόνος και πολλές σταδιοδρομίες έχουν σπαταληθεί κατά την αναζήτηση μιας κακώς καθορισμένης ανάγκης.

Ορίστε το πρόβλημα

Το πρόβλημα είναι το κύριο πρόβλημα που εμποδίζει την εκπλήρωση της ανάγκης. Το πρόβλημα πρέπει να προσδιοριστεί με ακρίβεια και ρεαλισμό προκειμένου να προχωρήσει στη διαδικασία επίλυσής του. Εάν όχι, ο χρόνος και τα χρήματα θα χαθούν και το αρχικό πρόβλημα μπορεί να εξακολουθεί να υπάρχει χωρίς λύση.

1. Αποκτήστε μια σαφή εικόνα των παραμέτρων του προβλήματος ή του ανταγωνισμού.

2. Δημιουργήστε μια λίστα με τους στόχους και βαθμολογήστε τους κατά σειρά σπουδαιότητας.

3. Πολλές φορές ένα ρομπότ δεν μπορεί να κάνει ό, τι παρουσιάζει ένα πρόβλημα. Δεν είναι συχνά ότι ένα ρομπότ μπορεί να κάνει τα πάντα καλά.

4. Είναι σημαντικό να δώσετε προτεραιότητα και να σχεδιάσετε μια μηχανή που μπορεί να κάνει τα περισσότερα πράγματα και να κάνει μερικά πράγματα πολύ καλά.

Διεξαγωγή έρευνας

Η έρευνα μπορεί να είναι μια ανεξάρτητη, μοναχική προσπάθεια ή μια δυναμική ομαδική δραστηριότητα. Η έρευνα πρέπει να εστιαστεί και να ενσωματώσει νέες ιδέες και μια διεξοδική εξερεύνηση παλαιών παρόμοιων ιδεών. Μερικές φορές οι παλιές ιδέες είναι οι καλύτερες. Ακούσατε ποτέ το ρητό, 'Μην ανακαλύψετε ξανά τον τροχό' https://scoutlife.org/wp-content/uploads/2011/04/brainstorm.jpg 'title =' brainstorm 'alt =' '/>Καταιγισμός ιδεών

Καμία ιδέα δεν είναι κακή ιδέα. Είναι σημαντικό να ληφθούν υπόψη όλες οι προσεγγίσεις ενός προβλήματος. Ένα που δεν φαινόταν εφικτό ή δεν είχε νόημα στην αρχή μπορεί να είναι ο τρόπος να πάει στο τέλος. Δεν αναπτύσσονται πάρα πολλά έργα με την πρώτη προσπάθεια ή την καλύτερη ιδέα εκείνη τη στιγμή. Το τελικό έργο αποτελείται συνήθως από μια συλλογή ιδεών. Μερικά που θεωρήθηκαν πολύ επικίνδυνα, δαπανηρά ή απλά τρελά. Σκεφτείτε τους διάσημους εφευρέτες όπως ο Edison, ο Benjamin Franklin, οι Wright Brothers ή ο Leonardo da Vinci. Μπορείτε να τα φανταστείτε χρησιμοποιώντας αυτήν τη διαδικασία; Πόσες προσπάθειες έκαναν πριν πετύχουν;

Οι λύσεις πρέπει να διαχωρίζονται σύμφωνα με τα υπέρ και τα κατά τους. Αυτή η δραστηριότητα επιτυγχάνεται καλύτερα σε μια ομάδα. Το 'brainstorming' ενθαρρύνει τη μέγιστη ποσότητα εισροών από διαφορετικά επίπεδα εμπειρίας και διαφορετικές προσεγγίσεις στο πρόβλημα. Οι εναλλακτικές λύσεις μπορούν να αναλυθούν και να καταγραφούν σύμφωνα με την αξία και την πιθανή χρήση. Μετά την απόσταξη αυτών των ιδεών σε έναν διαχειρίσιμο αριθμό, οι αριθμοί πρέπει να περικοπούν για να αξιολογήσουν την πιθανότητα και το κόστος μιας επιτυχούς έκβασης, χρησιμοποιώντας τις μεμονωμένες λύσεις. Μεγαλύτεροι παράγοντες παίζουν εδώ, όπως η κοινή λογική και το ένστικτο. Εάν δεν είναι σωστό, μην το κάνετε.

1. Ελάτε με τουλάχιστον τρεις σχεδιαστικές λύσεις και αξιολογήστε καθεμία από αυτές.

2. Κοιτάξτε τον αριθμό των εξαρτημάτων που έχουν δεσμευτεί για το σχεδιασμό. Υπάρχουν αρκετά; Μπορεί να απλοποιηθεί;

Σχεδιάστε, δοκιμάστε και αξιολογήστε την καλύτερη λύση

Η φάση σχεδιασμού ενός προϊόντος είναι ίσως η πιο δύσκολη από ολόκληρη τη διαδικασία. Μόλις ολοκληρωθεί η ιδέα, είναι καιρός να καθίσετε και να καταλάβετε πώς να την κάνει πραγματικότητα. Οι καλοί σχεδιαστές είναι πρόθυμοι να είναι ευέλικτοι όταν λαμβάνουν δύσκολες αποφάσεις και πρόθυμοι να κάνουν αντισταθμίσεις και παραλείψεις για να κάνουν το σχεδιασμό πρακτικό και εφικτό.

Το πρώτο βήμα είναι να αρχίσετε να σχεδιάζετε για να πάρετε τις ιδέες σε χαρτί. Το σκίτσο και το σχέδιο με το χέρι σας επιτρέπει να αγγίξετε τη δημιουργική πλευρά σας. Είναι σημαντικό να έχετε ακριβή και πλήρη σκίτσα για να μεταφράσετε την ιδέα στο χέρι ή σε σχέδια και μοντέλα CAD. Αυτή η φάση επιτρέπει επίσης εικονικό πρωτότυπο ή δοκιμή του προϊόντος στον υπολογιστή. Μπορείτε να βρείτε πιθανές, και μερικές φορές δαπανηρές, ατέλειες σε ένα σχέδιο πριν από την κατασκευή του πραγματικού κόσμου.

Τα μακέτα είναι παραστάσεις του προϊόντος για δοκιμή και αξιολόγηση. Αυτή η διαδικασία είναι ακόμα πολύτιμη, παρόλο που οι υπολογιστές μπορούν να επιτύχουν τα ίδια αποτελέσματα. Το μόνο πράγμα που δεν μπορούν να κάνουν είναι να παρέχουν ένα πραγματικό προϊόν για αξιολόγηση. Αφού αξιολογηθεί το πρότυπο, το έργο μπορεί να φτάσει στο στάδιο της δημιουργίας πρωτοτύπων.

Δημιουργήστε ένα πρωτότυπο

Ο καλύτερος τρόπος για να μάθετε εάν ένα σχέδιο θα λειτουργήσει σε πραγματικές συνθήκες είναι να δημιουργήσετε ένα πρωτότυπο. Το πρωτότυπο είναι ένα ακριβές μοντέλο εργασίας του τελικού σχεδιασμού. Το πρωτότυπο αξιολογείται ως προς το κόστος, την αισθητική, την ανθεκτικότητα, την ευκολία κατασκευής και πληροί τα κριτήρια σχεδιασμού.

Βελτιώστε ή επανασχεδιάστε

Εάν ένας αρχικός σχεδιασμός και ένα πρωτότυπο δεν επιλύσουν πλήρως το πρόβλημα ή τις προδιαγραφές, πληρούν τις παραμέτρους σχεδίασης ή παραμένουν εντός ενός αποδεκτού κόστους, ένας σχεδιαστής μπορεί να επιστρέψει «στον πίνακα σχεδίασης» (ή στον υπολογιστή). Η διαδικασία σχεδιασμού της μηχανικής έχει έναν βρόχο για να επιστρέψει στο σχεδιασμό και να τελειοποιήσει ή να επανασχεδιάσει. Το μεγαλύτερο εμπόδιο σε αυτήν τη βελτίωση / επανασχεδιασμό είναι τα χρήματα. Μερικές φορές είναι ευκολότερο και λιγότερο δαπανηρό να εξοικειωθείτε με ένα ελαφρώς κατώτερο σχέδιο από το να ξοδέψετε τα χρήματα για την ανάπτυξη ενός σχεδόν τελικού προϊόντος.

Χτίζω

Η διαδικασία κατασκευής είναι μια μακρά πολύπλοκη διαδικασία. Η διαδικασία κατασκευής πρέπει να λαμβάνει υπόψη τα υλικά, τις διαδικασίες, τους περιορισμούς κατασκευής και το κόστος. Οι εταιρείες πραγματοποιούν σημαντικές επενδύσεις σε εργοστάσια και την υποδομή για να κατασκευάσουν τα σχέδιά τους, οπότε όσο πιο αποτελεσματικά έχει χειριστεί ένα σχέδιο, τόσο καλύτερα θα είναι η κατασκευή. Μόλις ξεκινήσει η διαδικασία κατασκευής, η εταιρεία μπορεί να αρχίσει να ελπίζει να αποφέρει τις επενδύσεις της σε ολόκληρη τη διαδικασία σχεδιασμού με το μάρκετινγκ και την πώληση του προϊόντος.