Sekvencijalni i Integralni Pristup Kostruisanju

1

ProfProf. . drdr RadivojeRadivoje MitrovićMitrović

SEKVENCIJALNISEKVENCIJALNI II INTEGRALNIINTEGRALNI PRISTUPPRISTUP KONSTRUISANJUKONSTRUISANJU

2

• ProcesProces konstruisanjakonstruisanja sese odvijaodvija krozkroz sledećesledeće fazefaze, , kojekoje sledeslede jednajedna drugudrugu::

1) 1) DefinisanjeDefinisanje projektnogprojektnog zadatka zadatka

2) 2) KoncipiranjeKoncipiranje tehničkogtehničkog rešenjarešenja

3) 3) RazradaRazrada tehničkogtehničkog rešenjarešenja – – izradaizrada sklopnogsklopnog crtežacrteža, , analizaanaliza radnihradnih ii kritičnihkritičnih stanjastanja delovadelova, , proveraprovera radneradne sposobnostisposobnosti ( (delovadelova ii sklopovasklopova))

4) 4) KompletiranjeKompletiranje tehničketehničke dokumentacijedokumentacije – – izradaizrada detaljnihdetaljnih crtežacrteža

FAZEFAZE UU PROCESUPROCESU KONSTRUISANJAKONSTRUISANJA

DefinisanjeDefinisanje projektnogprojektnog

zadatkazadatka

DefinisanjeDefinisanje projektnogprojektnog

zadatkazadatka

KoncipiranjeKoncipiranje tehničkogtehničkog

rešenjarešenja

KoncipiranjeKoncipiranje tehničkogtehničkog

rešenjarešenja

RazradaRazrada tehničkogtehničkog

rešenjarešenja

RazradaRazrada tehničkogtehničkog

rešenjarešenja

KompletiranjeKompletiranje tehničketehničke

dokumentacijedokumentacije

KompletiranjeKompletiranje tehničketehničke


KONSTRUISANJEKONSTRUISANJEKONSTRUISANJEKONSTRUISANJE

3

• VišeViše odod polovinepolovine lansiranihlansiranih konstrukcijakonstrukcija spadaspada uu grupugrupu prilagoprilagođđenihenih, , neštonešto viševiše odod četvrtinečetvrtine susu novenove, , aa ostaleostale susu varijantnevarijantne

Definisanje Definisanje projektnog projektnog

zzadatkaadatka

Koncipiranje Koncipiranje tehničkog tehničkog

rešenjarešenja

Razrada Razrada tehničkog tehničkog

rešenjarešenja

Kompletiranje Kompletiranje tehničke tehničke


Ponovljene Ponovljene konstrukcijekonstrukcije

Prilagođene Prilagođene konstrukcijekonstrukcije

Varijantne Varijantne konstrukcijekonstrukcije

Nove Nove konstrukcijekonstrukcije

FazaFaza konstruisanjakonstruisanja

KKoonstrukcijanstrukcija

4

• RadećiRadeći nana odreodređđenomenom projektuprojektu razvojnirazvojni timovitimovi preuzimajupreuzimaju posloveposlove razvojarazvoja složenihsloženih mašinskihmašinskih sistemasistema. . UU procesuprocesu razvojarazvoja uvodeuvode sese novinovi metodološkimetodološki pristupipristupi, , gdegde računarračunar obavljaobavlja rutinskerutinske posloveposlove, , aa inženjerimainženjerima ostajeostaje viševiše vremenavremena zaza kreativankreativan radrad. . RanijeRanije susu inženjeriinženjeri sticalisticali znanjaznanja uglavnomuglavnom iskustvomiskustvom ii pratećiprateći proizvodnjuproizvodnju ii eksploatacijueksploataciju odreodređđenogenog proizvodaproizvoda. . PotpunoPotpuno novanova tehničkatehnička rešenjarešenja susu bilabila retkostretkost ii zavisilazavisila susu odod talentatalenta pojedincapojedinca ii njihovenjihove trenutnetrenutne inspiracijeinspiracije. . PorastPorast životnogživotnog standardastandarda jeje stvoriostvorio potrebupotrebu usavršavanjausavršavanja metodologijemetodologije razvojarazvoja sistemasistema, , primenuprimenu mehanizacijemehanizacije ii automatizacijeautomatizacije uu poslovimaposlovima razvojarazvoja..• UU daljemdaljem tekstutekstu će biti će biti razmotrenarazmotrena dvadva nova nova pristupapristupa razvojurazvoju mašinskihmašinskih sistemasistema, , aa toto susu::

1.1. sekvencijalnisekvencijalni2. 2. integralniintegralni

NOVINOVI PRISTUPIPRISTUPI PROCESUPROCESU KONSTRUISANJAKONSTRUISANJA

5

SEKVENCIJALNISEKVENCIJALNI PRISTUPPRISTUP RAZVOJURAZVOJU PROIZVODAPROIZVODA UU MAŠINSTVUMAŠINSTVU

• AkoAko sese razvojrazvoj mašinskogmašinskog sistemasistema obavljaobavlja premaprema sekvencijalnomsekvencijalnom pristupupristupu toto značiznači dada sese razvojrazvoj obavljaobavlja popo fazamafazama. . SekvencijalniSekvencijalni pristuppristup razvojurazvoju sese, , uu globaluglobalu, , možemože predstavitipredstaviti kaokao nana slicislici::

• Ove faze se mogu raščlaniti na određene sadržaje (u svakoj od ovih Ove faze se mogu raščlaniti na određene sadržaje (u svakoj od ovih faza), što je prikazano na sledećem slajdufaza), što je prikazano na sledećem slajdu

• Da bi razvoj mašinskog sistema bio uspešan, potrebno je sprovesti Da bi razvoj mašinskog sistema bio uspešan, potrebno je sprovesti osnovne aktivnosti:osnovne aktivnosti:1.1.Istraživanje informacijaIstraživanje informacija2.2.Stvaranje idejaStvaranje ideja3.3.Skiciranje i crtanjeSkiciranje i crtanje4.4.Analiza i sintezaAnaliza i sinteza5.5.ProračuniProračuni6.6.Ispitivanja i provereIspitivanja i provere

PredlogPredlog potrebapotrebaPredlogPredlog potrebapotreba

KonstruisanjeKonstruisanjeKonstruisanjeKonstruisanje TehnološkaTehnološka razradarazrada

TehnološkaTehnološka razradarazrada

IzradaIzrada proizvodaproizvoda

IzradaIzrada proizvodaproizvoda

6

• OvdeOvde sese aktivnostiaktivnosti nastavljajunastavljaju jednajedna nana drugudrugu ((kadakada sese jednajedna završizavrši, , počinjepočinje sledećasledeća). ). NedostatakNedostatak ovogovog postupkapostupka jeje dužeduže vremevreme potrebnopotrebno zaza razvojrazvoj proizvodaproizvoda..• PredlogPredlog potrebapotreba predstavljapredstavlja ulaznuulaznu fazufazu aa zatimzatim sledeslede dvedve osnovneosnovne globalneglobalne fazefaze razvojarazvoja proizvodaproizvoda ( (fazefaze konstruisanjakonstruisanja ii tehnološketehnološke razraderazrade). ). IzradaIzrada materijalnematerijalne strukturestrukture sistemasistema jeje završnazavršna fazafaza procesaprocesa razvojarazvoja..

IdentifikacijaIdentifikacija potrebapotreba

IdentifikacijaIdentifikacija potrebapotreba

IspitivanjeIspitivanje tržištatržištaIspitivanjeIspitivanje tržištatržišta SelekcijaSelekcija ii izborizbor predlogapredloga

SelekcijaSelekcija ii izborizbor predlogapredloga

PostavljanjePostavljanje zadatkazadatka

PostavljanjePostavljanje zadatkazadatka

KoncipiranjeKoncipiranjeKoncipiranjeKoncipiranjeRazradaRazrada konstrukcijekonstrukcije

RazradaRazrada konstrukcijekonstrukcije

PlaniranjePlaniranje proizvodnjeproizvodnje

PlaniranjePlaniranje proizvodnjeproizvodnje

PlaniranjePlaniranje nabavkinabavkiPlaniranjePlaniranje nabavkinabavkiProjektovanjeProjektovanje tehnologijetehnologije

ProjektovanjeProjektovanje tehnologijetehnologije

LansiranjeLansiranje proizvodnjeproizvodnjeLansiranjeLansiranje

proizvodnjeproizvodnjeUpravljanjeUpravljanje

proizvodnjomproizvodnjomUpravljanjeUpravljanje

proizvodnjomproizvodnjomKontrolaKontrola kvalitetakvalitetaKontrolaKontrola kvalitetakvaliteta

PredlogPredlog potrebapotreba

KonstruisanjeKonstruisanje

TehnološkaTehnološka razradarazrada

IzradaIzrada

7

INTEGRALNIINTEGRALNI PRISTUPPRISTUP RAZVOJURAZVOJU PROIZVODAPROIZVODA UU MAŠINSTVUMAŠINSTVU

• DaDa bibi sese ubrzaoubrzao tehnološkitehnološki razvojrazvoj ii skratiloskratilo vremevreme potrebnopotrebno zaza izlazakizlazak proizvodaproizvoda nana tržištetržište, , moralomoralo jeje doćidoći dodo promenepromene sekvencijalnogsekvencijalnog pristupapristupa razvojarazvoja mašinskihmašinskih sistemasistema..• IntegralniIntegralni pristuppristup razvojurazvoju mašinskihmašinskih sistemasistema sese zasnivazasniva nana memeđđusobnomusobnom preklapanjupreklapanju pojedinihpojedinih aktivnostiaktivnosti uu tokutoku razvojarazvoja ii proizvodnjeproizvodnje. . RezultatRezultat togatoga jeje dada sese ukupnoukupno vremevreme, , potrebnopotrebno zaza realizacijurealizaciju, , znatnoznatno skraćujeskraćuje. . NaNa slicislici 1. 1. susu datedate fazefaze integralnogintegralnog razvojarazvoja mašinskihmašinskih sistemasistema uu funkcijifunkciji vremenavremena potrebnogpotrebnog zaza realizacijurealizaciju..• IntegralniIntegralni pristuppristup razvojurazvoju mašinskihmašinskih sistemasistema, , uu velikojvelikoj merimeri uvažavauvažava memeđđusobniusobni uticajuticaj fazafaza predlogapredloga potrebapotreba, , razvojarazvoja ii izradeizrade.. VelikiVeliki brojbroj aktivnostiaktivnosti, , uu pojedinimpojedinim fazamafazama razvojarazvoja, , sese izvodeizvode nakonnakon rešenjarešenja dobijenihdobijenih uu drugimdrugim fazamafazama razvojarazvoja ii proizvodnjeproizvodnje. . OviOvi procesiprocesi susu neophodnineophodni prilikomprilikom izvoizvođđenjaenja pojedinihpojedinih aktivnostiaktivnosti, , dada bibi sese uu tokutoku razvojarazvoja dobiladobila poboljšanapoboljšana rešenjarešenja nekihnekih problemaproblema razvojarazvoja ii proizvodnjeproizvodnje..• PrilikomPrilikom odabiraodabira korisnihkorisnih predlogapredloga potrebapotreba uvažavajuuvažavaju sese strateškastrateška opredeljenjaopredeljenja menadžmentamenadžmenta preduzećapreduzeća, , kaokao ii strategijestrategije tržištatržišta, , strategijestrategije razvojarazvoja ii strategijestrategije proizvodnjeproizvodnje. . GlobalniGlobalni integralniintegralni pristuppristup razvojurazvoju mašinskogmašinskog sistemasistema prikazanprikazan jeje nana slicislici brbr. 2.. 2.

8

IdentifikacijaIdentifikacijaIdentifikacijaIdentifikacija

SlikaSlika 1 1 – – fazefaze integralnogintegralnog razvojarazvoja mašinskihmašinskih sistemasistema uu

funkcijifunkciji vremenavremena potrebnogpotrebnog zaza realizacijurealizaciju

IzborIzbor predlogapredloga

IstraživanjeIstraživanje tržištatržištaIstraživanjeIstraživanje tržištatržišta

PrikupljanjePrikupljanje, , selekcijaselekcija ii izborizbor

PrikupljanjePrikupljanje, , selekcijaselekcija ii izborizbor

KonstruisanjeKonstruisanje

PostavljanjePostavljanje zadatkazadatkaPostavljanjePostavljanje zadatkazadatka

KoncipiranjeKoncipiranjeKoncipiranjeKoncipiranje

RazradaRazrada konstrukcijekonstrukcijeRazradaRazrada konstrukcijekonstrukcije

RazvojRazvoj



PlaniranjePlaniranje proizvodnjeproizvodnjePlaniranjePlaniranje proizvodnjeproizvodnje

PlaniranjePlaniranjePlaniranjePlaniranje

IzradaIzrada

LansiranjeLansiranjeLansiranjeLansiranje

UpravljanjeUpravljanje proizvodnjomproizvodnjom

UpravljanjeUpravljanje proizvodnjomproizvodnjom

KontrolaKontrola kvalitetakvalitetaKontrolaKontrola kvalitetakvaliteta

VremeVreme

9

SlikaSlika 2 2 – – GlobalniGlobalni integralniintegralni pristuppristup razvojurazvoju mašinskogmašinskog sistemasistema

10

• IntegralniIntegralni razvojrazvoj proizvodaproizvoda ((IPDIPD),), u u svetusvetu jeje poznatpoznat kaokao simultanosimultano iliili konkurentnokonkurentno inženjerstvo inženjerstvo ((CECE)). . • Primena CEPrimena CE pristupapristupa podrazumevapodrazumeva pojačanopojačano angažovanjeangažovanje kadrovakadrova uu preduzećupreduzeću, , štošto značiznači, , korišćenjekorišćenje informacionihinformacionih tehnologijatehnologija ii savremenihsavremenih bazabaza znanjaznanja..

SlikaSlika 3 3 – – VremenskaVremenska uštedaušteda pripri integralnomintegralnom razvojurazvoju mašinskogmašinskog sistemasistema

11

ŠTAŠTA SVESVE OBUHVATAOBUHVATA INTEGRALNIINTEGRALNI PRISTUPPRISTUP KONSTRUISANJUKONSTRUISANJU??

12

• PorePoređđenjemenjem sekvencijalnogsekvencijalnog ii integralnogintegralnog pristupapristupa razvojurazvoju mašinskihmašinskih sistemasistema, , dolazimodolazimo dodo zaključkazaključka oo njihovimnjihovim prednostimaprednostima ii manamamanama..

• SekvencijalniSekvencijalni pristuppristup sese bazirabazira nana klasičnimklasičnim pretpostavkamapretpostavkama naukenauke oo konstruisanjukonstruisanju. . NJegovaNJegova prednostprednost jeje jednostavnostjednostavnost organizacioneorganizacione strukturestrukture, , jerjer sese razvojrazvoj odvijaodvija korakkorak popo korakkorak..• NedostatakNedostatak sekvencijalnogsekvencijalnog pristupapristupa jeje dada trebatreba uložitiuložiti viševiše vremenavremena zaza njegovunjegovu realizacijurealizaciju..

• KodKod integralnogintegralnog pristupapristupa razvojurazvoju mašinskihmašinskih sistemasistema, , postojipostoji preklapanjepreklapanje pojedinihpojedinih fazafaza ii aktivnostiaktivnosti. . RezultatRezultat togatoga sese ogledaogleda uu tometome dada sese vremevreme potrebnopotrebno zaza realizacijurealizaciju mašinskogmašinskog sistemasistema znatnoznatno skraćujeskraćuje. . ToTo jeje danasdanas odod izuzetneizuzetne važnostivažnosti – – trebatreba izbacitiizbaciti proizvodproizvod nana tržištetržište prepre konkurencijekonkurencije..

• PrimenaPrimena savremenihsavremenih alataalata uu procesuprocesu planiranjaplaniranja, , konstruisanjakonstruisanja ii proizvodnjeproizvodnje jeje osnovnaosnovna odlikaodlika integralnogintegralnog razvojarazvoja mašinskihmašinskih sistemasistema. . NajvišeNajviše pažnjepažnje sese posvećujeposvećuje procesuprocesu planiranjaplaniranja ii konstruisanjakonstruisanja. . NedostaciNedostaci sese tadatada lakšelakše otklanjajuotklanjaju, , papa susu troškovitroškovi mnogomnogo manjimanji negonego onioni kojikoji sese uočeuoče ii ispravljajuispravljaju uu tokutoku proizvodnjeproizvodnje..

13

POREĐENJEPOREĐENJE INTEGRALNOGINTEGRALNOG II KONVENCIONALNOGKONVENCIONALNOG PRISTUPAPRISTUPA KONSTRUISANJUKONSTRUISANJU

Vrem e

C ena

T ro š k o v i n a s ta ja n ja p ro iz v o d a

T ro š k o v i eksp loatacije

P o r a s t t r o š k o v a S m a n je n je

troškova

S k ra c e n je v re m e n a

P r o d a j a

Z a v rše ta k ra z v o ja

Z a v rše ta k pro izvodnje

E k s p lo a ta c i ja

U kupni tr o š k o v i

14

• najčešćenajčešće korišćenikorišćeni IPDIPD alatialati susu::

NazivNaziv IPD IPD alataalata

QFDQFD – (Quality Function Deployment) – (Quality Function Deployment)

Upravljanje zahtevima korisnikaUpravljanje zahtevima korisnika

DFMADFMA – (Design for Manufacturing and Assembly) – (Design for Manufacturing and Assembly)

Konstruisanje za izradu i montažuKonstruisanje za izradu i montažu

DFRMDFRM – (Design for Reliability and Maintainbility) – (Design for Reliability and Maintainbility)

Konstruisanje za pouzdanost i održavanjeKonstruisanje za pouzdanost i održavanje

DFCDFC – (Design for Cost) – (Design for Cost)

Konstruisanje za smanjenje troškovaKonstruisanje za smanjenje troškova

FMEAFMEA – (Failure Mode and Effects Analysis) – (Failure Mode and Effects Analysis)

Analiza načina i efekta nedostatkaAnaliza načina i efekta nedostatka

RP RP – (Rapid Prototyping) – (Rapid Prototyping)

Brza izrada prototipaBrza izrada prototipa

15

• QFDQFD – Planiranje – Planiranje kvalitetakvaliteta prekopreko tzvtzv. . kućekuće kvalitetakvaliteta usmerenousmereno kaka prenosuprenosu potrebapotreba korisnikakorisnika – – kupcakupca, , zaza potrebepotrebe konstruisanja.konstruisanja. MoguMogu sese kreiratikreirati proizvodiproizvodi zaza kupcekupce ii poreditiporediti sopstvenisopstveni sasa proizvodimaproizvodima konkurenatakonkurenata..• DFMADFMA – Niz – Niz programaprograma, , tehnikatehnika ii metodametoda zaza poboljšanjepoboljšanje izradeizrade delovadelova iliili pojednostavljenjepojednostavljenje montažemontaže. . JošJoš uu fazifazi konstruisanjakonstruisanja razmatrajurazmatraju sese pogodnostipogodnosti izradeizrade ii montažemontaže delovadelova ii konstrukcije. Redukujukonstrukcije. Redukuju sese troškovitroškovi ii vremevreme izlaskaizlaska nana tržištetržište..• DFRMDFRM – Analiza– Analiza funkcionisanjafunkcionisanja mašinskihmašinskih delovadelova ii sklopovasklopova, , kaokao ii celogcelog mašinskogmašinskog sistemasistema, , dada bibi sese jošjoš uu procesuprocesu razvojarazvoja utemeljiloutemeljilo pouzdanopouzdano funkcionisanjefunkcionisanje ii postiglapostigla maksimalnamaksimalna pogodnostpogodnost održavanjaodržavanja uu predvipredviđđenojenoj eksploatacijieksploataciji..• DFCDFC – Analiza – Analiza svihsvih korakakoraka razvojarazvoja, , čijičiji jeje smisaosmisao dada sese vidividi njihovnjihov uticajuticaj nana troškovetroškove takotako dada sese ostvariostvari funkcionalnostfunkcionalnost delovadelova, , sklopovasklopova ii konstrukcijakonstrukcija sasa najmanjimnajmanjim mogućimmogućim troškovimatroškovima..• FMEAFMEA – Procedura – Procedura zaza otkrivanjeotkrivanje mogućihmogućih nedostatakanedostataka ii procesaprocesa razvojarazvoja. . AnalizirajuAnaliziraju sese efektiefekti ii poslediceposledice, , odreodređđujeuje sese kritičnostkritičnost funkcionisanjafunkcionisanja ii predlažupredlažu korekcijekorekcije uu ciljucilju eliminisanjaeliminisanja iliili smanjenjasmanjenja nepovoljnihnepovoljnih uticajauticaja nedostatakanedostataka..• RPRP – Efikasna– Efikasna izradaizrada prototipaprototipa zaza nekolikonekoliko časovačasova, , aa nene zaza viševiše sedmicasedmica kaokao štošto jeje slučajslučaj kodkod klasičnogklasičnog načinanačina izradeizrade prototipaprototipa..• QFDQFD – se– se koristikoristi zaza planiranjeplaniranje ii donošenjedonošenje odlukaodluka uu procesuprocesu razvojarazvoja proizvodaproizvoda..

DFMA, DFRM i DFC suDFMA, DFRM i DFC su analitičkianalitički alatialati kojikoji sese koristekoriste uglavnomuglavnom uu fazifazi konstruisanja. Ukonstruisanja. U ovuovu grupugrupu alataalata spadaspada ii procedura FMEA.procedura FMEA. RP seRP se

koristikoristi kodkod složenihsloženih konstrukcijakonstrukcija ii zaza velikevelike serije.serije.

16

• PoredPored nabrojanih nabrojanih IPDIPD,, u u procesuprocesu integralnogintegralnog razvojarazvoja mašinskihmašinskih sistemasistema velikuveliku pomoćpomoć pružajupružaju CACA alati: alati:

- - CADCAD / COMUTER AIDED DESIGN / - konstruisanje / COMUTER AIDED DESIGN / - konstruisanje pomoćupomoću računararačunara

-- CAECAE / COMUTER AIDED ENGINEERING / - inženjering/ COMUTER AIDED ENGINEERING / - inženjering pomoćupomoću računararačunara

- - CAPPCAPP / COMUTER AIDED PROCESS PLANING / - planiranje / COMUTER AIDED PROCESS PLANING / - planiranje pomoćupomoću računararačunara

- - CAMCAM / COMUTER AIDED MANUFACTURING / - izrada / COMUTER AIDED MANUFACTURING / - izrada pomoćupomoću računararačunara

• KodKod integralnogintegralnog pristupapristupa razvojurazvoju mašinskihmašinskih sistemasistema, , ciklusciklus razvojarazvoja ii izradeizrade proizvodaproizvoda jeje znatnoznatno skraćenskraćen zbogzbog preklapanjapreklapanja fazafaza razvojarazvoja, , aa procesproces razvojarazvoja sese odvijaodvija bezbez zastoja. Koristezastoja. Koriste sese efektiefekti primeneprimene raspoloživograspoloživog znanjaznanja ii kadrovskikadrovski potencijalipotencijali preduzećapreduzeća, , kaokao ii savremenisavremeni IPDIPD i i CACA alati.alati.• CiljCilj integralnogintegralnog konstruisanjakonstruisanja, , kaokao deladela integralnogintegralnog pristupapristupa razvojurazvoju mašinskihmašinskih sistemasistema , , jeje ostvarenjeostvarenje optimalnogoptimalnog konstrukcionogkonstrukcionog rešenjarešenja. . ToTo rešenjerešenje moramora dada uvažavauvažava velikiveliki brojbroj zahtevazahteva, , uslovauslova ii ograničenjaograničenja funkcionalnostifunkcionalnosti, , tehnologijetehnologije, , korišćenjakorišćenja ii tržištatržišta..

17

SlikaSlika 4 4 – – OsnovneOsnovne karakteristikekarakteristike kojekoje trebatreba dada zadovoljizadovolji konstrukcijakonstrukcija nekognekog mašinskogmašinskog sistemasistema

18

FUNKCIONALNOSTFUNKCIONALNOST

• strukturastruktura• snagasnaga• nosivostnosivost• masamasa• dimenzijedimenzije• oblikoblik• gabaritigabariti • materijalmaterijal• energijaenergija• brzinabrzina• tolerancijetolerancije• sigurnostsigurnost

TRŽIŠNOSTTRŽIŠNOST

• cena koštanjacena koštanja• kvalitet proizvodakvalitet proizvoda• rok isporukerok isporuke• mogućnost servisiranjamogućnost servisiranja• komforkomfor• prilagođenost normamaprilagođenost normama• forma i bojaforma i boja• izgledizgled• privlačnostprivlačnost• promet pri prodajipromet pri prodaji• dobit od prodajedobit od prodaje

UPOTREBLJIVOSTUPOTREBLJIVOST

• vek trajanjavek trajanja• čvrstoćačvrstoća• potrošnja energijepotrošnja energije• pouzdanost u radupouzdanost u radu• otpornost na temperatureotpornost na temperature• otpornost na habanjeotpornost na habanje• vibropostojanostvibropostojanost• koroziona postojanostkoroziona postojanost• pogodnost opravkipogodnost opravki• pogodnost upravljanjapogodnost upravljanja• bezbednost radabezbednost rada• pogodnost opsluživanjapogodnost opsluživanja• udobnost radaudobnost rada

19

• DaDa bibi integralnointegralno konstruisanjekonstruisanje bilobilo uspešnouspešno, , moramora dada uvažavauvažava strategijustrategiju razvojarazvoja ii strategijustrategiju marketingamarketinga ii proizvodnjeproizvodnje uu preduzećupreduzeću. . SamoSamo nana ovajovaj načinnačin sese postižepostiže glavniglavni ciljcilj svakogsvakog preduzećapreduzeća – – ostvarenjeostvarenje dobiti/profitadobiti/profita..

• KonstruisanjeKonstruisanje ii razradarazrada tehnologijetehnologije susu rezultatrezultat razvojarazvoja, , aa ujednoujedno ii podlogapodloga zaza proizvodnjuproizvodnju mašinskihmašinskih sistemasistema. . CiljCilj integralnogintegralnog konstruisanjakonstruisanja mašinskihmašinskih sistemasistema jeje optimalnooptimalno konstrukcionokonstrukciono rešenjerešenje kojekoje sese bazirabazira nana zahtevimazahtevima funkcijefunkcije, , tehnologijetehnologije, , tržištatržišta ii eksploatacije/korišćenja.eksploatacije/korišćenja.

• IntegralnoIntegralno konstruisanjekonstruisanje objedinjujeobjedinjuje svesve proceseprocese kojikoji susu neophodnineophodni zaza ostvarenjeostvarenje optimalnogoptimalnog konstrukcionogkonstrukcionog rešenjarešenja nekognekog mašinskogmašinskog sistema.sistema.

• ZaZa razlikurazliku odod klasičnogklasičnog, , kodkod integralnogintegralnog konstruisanjakonstruisanja dolazidolazi dodo preklapanjapreklapanja pojedinihpojedinih fazafaza ii aktivnostiaktivnosti. . ZbogZbog togatoga sese ukupnoukupno vremevreme, , potrebnopotrebno zaza realizacijurealizaciju nekeneke konstrukcijekonstrukcije, , znatnoznatno skraćujeskraćuje ii nemanema zastojazastoja uu raduradu. . IntegralnoIntegralno konstruisanjekonstruisanje sese bazirabazira nana upotrebiupotrebi računararačunara.

20

SISTEMATSKOSISTEMATSKO TRAŽENJETRAŽENJE REŠENJAREŠENJA PRIPRI KONSTRUISANJUKONSTRUISANJU

BEZBEZ OBZIRAOBZIRA NANA PRIMENJENPRIMENJEN PRISTUPPRISTUP KONSTRUISANJUKONSTRUISANJU, , MOGUĆEMOGUĆE JEJE

USPOSTAVITIUSPOSTAVITI JASNUJASNU ANALOGIJUANALOGIJU IZMEĐUIZMEĐU AKTUELNIHAKTUELNIH TEHNIČKIHTEHNIČKIH SISTEMASISTEMA II PRINCIPAPRINCIPA BIOLOŠKEBIOLOŠKE EVOLUCIJEEVOLUCIJE

21

Primena principa evolucije tehničkih sistema počinje sa uvodjenjem razmatranja sistema preko tehnoloske S-krive.

Zbog toga ce uvodi apstraktni cilj kod daljeg razvoja razmatranog sistema.

Ovaj cilj odnosno misaoni podsticaj čini osnovu za dalje traženje rešenja preko sistematskih, intuitivnih ili asocijativnih tehnika za traženje rešenja.

Postupci kod primene principa evolucijePostupci kod primene principa evolucije

Osnovni postupci: Sistem u fazi IRazvoj tehničkog sistema biće rešen preko osnovnih istraživanja i otkrića novog fizičkog efekta. Najpre se razvijaju osnove za funkcionisanje kompletnog sistema.


Sistem u fazi II

Paraleno sa uvodjenjem sistema na tržiste, vrši se i dalji razvoj tehnologije u smislu optimizacije sistema, sto dovodi do kvalitetnog proizvoda.


Sistem u fazi III

Sistem je dostigao visoki nivo; dalja njegova tehnička poboljšanja su teška i povezana sa visokim troškovima. Znatno poboljšanje kvaliteta sistema moguće je samo kroz uvodjenje sasvim nove tehnologije (tehnološki skok).



Po predstavljanju tehničkog sistema u njegovoj evolucionoj krivi razmatraju se tri parametra:

nivo (visina) pronalazaka,

broj pronalazaka godišnje,

profitabilnost sistema. Pomoću njih je moguće da se stanje razvoja sistema pouzdano ustanovi i u nekoj od tri faze evolucione krive postavi. Bitno je da se medjusobno postave i pozicioniraju na S-krivi kao i diskusija koja iz toga proizilazi.


Nivo pronalaskaOsnovni pronalasci novog tehničkog sistema, dovode najčešće do visokog nivoa pronalaska; Druga visoka tačka dobija se kroz pronalaske, koji pomažu sistemu kod prelaza. Kao posledica dalje opada visina pronalaska koja se odnosi na ovaj sistem.Pogled na patentnu literaturu na temu «Airbag» jasno pokazuje pad visine pronalska u toku razvoja sistema. Za vreme osnovnog patenta iz 1951 godine centralni princip funkcionsanja koji je za zaštitu prijavljen, obuhvatao je aktuelni patentni opis zaključno sa poboljšanjima u detalje.


Broj pronalazakaBroj prijavljenih pronalazaka razvija se obrnuto proporcionalno nivou pronalazaka. Manje osnovnih pronalazaka rešava razvoj novog sistema tako što se kroz mnoge pronalaske na nižem nivou teži tehničkoj perfekciji.Ovaj razvoj takođe se može dokumentovati na primeru Airbags-a. Ideja vazduhom napunjenog jastuka kao sigurnosnog sistema za automobile pojavila se tek 1951 godine kao patent. Do kraja 80-tih godina prijavljeno je manji broj patenata iz te oblasti, uprkos tome sto je u tom periodu Airbag razvijen do serijske proizvodnje. Tek početkom devedesetih godina kada je sistem češće bio serijska oprema vozila, naglo raste broj prijavljenih patenata iz te oblasti.


ProfitabilnostRazvoj broja prijavljenih patenata stoji u uskoj vezi sa profitabilnošću sistema. Ekonomski bilans tehničkih sistema je negativan ukoliko se njihov radni vek završava u fazi II. Profitabilni su oni sistemi koji se nalaze u fazi III. Naravno ako se obuhvate veliki broj preduzeća koji takve sisteme razvijaju, onda to objašnjava visok broj prijavljenih patenata.Broj instaliranih Airbag-jedinica raste od nule u 1981 godini do 80 miliona u 1999. godini. Predviđa se da će njihov broj 2010. godine biti 280 miliona jedinica godišnje.


Ispunjenje funkcijePotrebni preduslovi da funkcija tehničkog sistema bezuslovno bude ispunjena je da kriva razvoja sistema pređe od faze II u fazu III.OptimizacijaMogućnosti za dalji razvoj tehničkog sistema određene su razvojem sistema u fazama II i III.PrelazMogućnosti tehnološkog skoka a samim tim i prelaza u novu fazu razvoja pokazuju se u fazi III.

Pravila evolucije tehničkih sistema Pravila evolucije tehničkih sistema

1. Kompletnost delova sistema «Potrebni uslov za radnu sposobnost tehničkog sistema je da

glavni delovi sistema imaju minimalnu funkcionalnu sposobnost na istom nivou.» (Altšuler).

Najčešće jedan osnovni pronalazak samostalno ne može pouzdano da obezbedi funkciju novog sistema. Potrebni su dalji usmereni koraci razvoja da bi se sistem funkcionalno oblikovao. U ovoj situaciji za dalji razvoj sistema treba rešiti sledeća pitanja:

Gde kod razmatranog sistema postoje još funkcionalni nedostaci?

Kako je moguće ukloniti ove funkcionalne nedostatke?


Primer «Airbag»:Patent od 1951. godine opisuje prinzip

funkcionisanja Airbag-a koji je i danas važeći. Pokazalo se ipak u toku daljeg razvoja, da na

osnovu u patentu datog tehničkog rešenja za vazdušni jastuk, gasgenerator i «okidač» nisu mogli da omoguće funkcionalnu sposobnost sistema.

Posledica toga je da se za svaki parcijalni sistem moralo razraditi funkcionalno sposobno rešenje.


Kompletnost delova sistema “Airbag“


2. «Energeтska» prohodnost (spremnost) sistema«Potrebni uslov radne sposobnosti tehničkog sistema

je energetski tok kroz sve delove sistema.» (Altšuler).Pored funkcionalne sposobnosti parcijalnih sistema,

mora takođe za funkcionisanje kompletnog sistema da bude obezbeđen prenos energije između pojedinih delova sistema.

Primer «Airbag»:Pokazalo se da naduvavanje vazdušne vreće

komprimovanim vazduhom, kako je bilo predviđeno patentom iz 1951, ne ide dovoljno brzo.

Nedovoljni protok energije i materijala između gasgeneratora i vazdušne vreće, mogao je biti rešen tek kada je primenjen pirotehnički gasgenerator.


Punjenje vazdušne vreće komprimovanim

vazduhom

Punjenje vazdušne vreće pomoću pirotehničkog

gasgeneratora

Sistem ne ispunjava funkciju zbog sporog

punjenja

Sistem sigurno ispunjava funkciju brzim punjenjem

Airbag-a

Obezbeđenje “energetske prohodnosti” u sistemu Airbag


3. Podešavanje ritmike delova sistema «Potrebni uslov radne sposobnosti sistema je podešenost ritmike (na pr. frekvencije oscilovanja ili periodičnosti) delova sistema.» (Altšuler).Dovoljno tačno vremensko ili funkcionalno podešavanje parcijalnih funkcija sistema igra u mnogim slučajevima odlučujući značaj za globalnu funkciju sistema. Ako ova saglasnost kod sistema nije obezbeđena, mora se pokušati sa primenom principa podešavanja (upravljanje ili regulisanje).


Primer «Airbag»:

U patentu od 1951 predviđeno je da aktiviranje Airbag-a izvodi

sam vozač ili preko prekidača udarne poluge.

Oba rešenja nisu osigurala pouzdano aktiviranje Airbag-a kod

sudara (saobraćajnih nezgoda).

Tek elektromehanički senzor sudara omogućio je izradu

efikasnog sigurnosnog sistema.


Ručno aktiviranje Airbag-a

Aktiviranje Airbag-a preko elektromehaničkog senzora udara

Funkcija sistema je osigurana kroz

pouzdano aktiviranje

Funkcija sistema nije osigurana zbog neade-

kvatnog upravljanjaAktiviranje Airbag-a preko

prekidača na udarnoj polugi

Podešavanje vremenski usaglašenog delovanja u sistemu Airbag


4. Uvećanje stepena idealnosti sistema «Razvoj sistema odvija se u smeru uvećanja njegove idealnosti.» (Altšuler).Idelanost je relativno apstraktni pojam, koji kod različitih tehničkih sistema dobija različiti značaj. Idealni sistem je «nepostojeći» sistem. Pri tome se misli, da zadata funkcija sa minimalnim utroškom resursa bude ispunjena. U primeni mora vrlo često individualno biti definisano, šta se u konkretnom slučaju pod idealnošću razume. Upravo diskusija o tome (šta se u konkretnom slučaju pod idealnim sistemom razume) može da dovede do mnogobrojnih poboljšanja ili do novih tehničkih rešenja.


Primer «Airbag»:Kao idelani Airbag može se definisati Airbag koji u svim mogućim slučajevima nezgoda nudi dovoljnu zaštitu putnika.To je i pravac u kome teče razvoj automobila. Primenom različitih Airbag-a treba uvek što bolju zaštitu u kritičnim situacijama omogućiti.


UveUveććanjeanje idealnosti sistema Airbag idealnosti sistema Airbag

Obimna zaštita putnika sa više različitih Airbag-a

Čeoni Airbag

Pojedinačni Airbag vozača

Temeni Airbag

Bočni Airbag


5. Neravnomernost razvoja delova sistema „Razvoj delova sistema odvija se neravnomerno: ukoliko je sistem komplikovaniji veća je neravnomernost razvoja njegovih delova“ (Altšuler). S obzirom na njihove parcijalne sisteme, tehnički sistemi razvijaju se neravnomerno. To znači da u svakom razmatranom sistemu postoji aktuelno tehničko «usko grlo». Za dalji razvoj postojećih sistema moraju takva uska grla da se identifikuju i prevaziđu. Kada se to uspe, onda drugi parcijalni sistem preuzima ulogu uskog grla, pa se na njemu koncentrišu aktivnosti vezane za razvoj sistema.


Primer «zaštita putnika» Razvoj sistema zaštite putnika u putničkim vozilima pokazuje vrlo jasno nehomogenost tehničkog razvoja.

Sigurnosni pojasevi čine osnovu za sigurnost putnika u vozilima.

Po njihovom uvođenju razvojne aktivnosti koncentrišu se na sigurno oblikovanje karoserije.

Pri tome se pokazalo da zaštita putničkog prostora kod sudara sa velikom brzinom samo kroz odgovarajuće čvrsto oblikovanje zone sudara.

Kaiš kao sistem za pričvršćivanje nije dovoljan kod delovanja takvih ubrzanja na putnike, tako da se i Airbag koristi kao dodatni sistem zaštite.

Kod ugradnje ovih sistema, ponovo se postavlja pitanje usavršavanja i dogradnje karoserije.


Sigurnosni kaiš

Zategnuti kaiš

Karoserija

Airbag

Zaštita putnika

Zavisnost između različitih sigurnosnih sistema Zavisnost između različitih sigurnosnih sistema kod vozilakod vozila


6. Prelaz sa makro na mikro ravan „Razvoj radnih organa sistema izvodi se najpre na makro ravan a na kraju na mikro ravan.“ (Altšuler). Kod mnogih sistema može da se uoči, da proces tehničke optimizacije najpre makroskopski oblik obuhvata (geometrijski oblik, raspodela masa, itd.). Ako je u ovom pogledu postignut maksimum, dalji razvoj koncentriše se na mikroskopsku promenu strukture u cilju poboljšanja funkcije. Pri tome mikroskopske promene mogu da budu na primer površina ili struktura materijala.


Primer „senzor sudara“

Senzor sudara u upravljačkom delu Airbag-a razvijao se od

jednostavnog elektromehaničkog inercijalnog prekidača do jako

minijaturnog senzora ubrzanja, pomoću koga je moguće dobiti tačni

kvantitativni odziv prema jačini sudara.

Smanjenje dimenzija (minijaturizacija) ima za posledicu ne samo

značajno smanjenje cene, već i poboljšanje funkcije kompletnog

sistema “Airbag”.


Mikromehanički senzor ubrzanja u silicijumskoj

tehnologiji

Elektromehanički senzor sudara

Mikromehanički senzor ubrzanja u hibridnoj

tehnologiji

Porast minijaturizacije kod senzora sudara Airbag sistema


7. Prelaz na viši sistem “Po iscrpljivanju njegovih razvojnih mogućnosti sistem biva prihvaćen kao deo višeg sistema”. (Altšuler)Ako se razmatrani sistem nalazi u fazi III na evolucionoj krivi razvoja, mora prema mogućnosti da se traži tehnološki skok. Važan podsticaj za takav tehnološki skok dobija se često kroz sistematsko proširenje granica sistema. Zbog toga ne treba sistem biti izolovan, već u vezi sa svojom okolinom. Na osnovu ovakve sveobuhvatne analize može da se izvede formulacija cilja, što može da dovede do sasvim novih rešenja.


Primer “Airbag” Klasični Airbag služi za zaštitu putnika u vozilu. Proširenje granice sistema može da se izvede kroz sledeće pitanje: “Može li se razviti takav Airbag da kompletan unutrašnji prostor vozila uključujući i putnike štiti od posledica sudara? Još radikalnije pitanje glasi: “Može li Airbag od sudara da štiti kompletno vozilo?” ili “Može li sistem generalno da umanji sudar?”


Zaštita kompletnog vozila

(uključujući i putnike) od

posledica sudara

Proširenje granica sistema kod Airbag sistema

Zaštita putnika kod

deformacije vozila


8. Prelaz na promenljivo delovanje materijal-okolina

«Razvoj tehničkih sistema teče u pravcu uvećanja udela i uloge naizmeničnog delovanja materijal-okolina». (Altšuler)Tehnološki skok dobija se često zamenom klasičnih mehaničkih interakcija principima delovanja, baziranih na daljinskom delovanju. Zbog toga treba kod traženja sasvim novih principa delovanja uvek postaviti pitanje, kako aktuelni zadatak može da se reši «bezkontaktno» (strujno polje, elektromagnetno polje, itd.).


Primer «Airbag»

«Da li je kod upravljanja Airbag-om svrsishodno, primeniti senzore koji upozoravaju na sudar tek kod pojave mehaničkog oštećenja? Nije li bolje da oni reaguju «bezkontaktno», pre nego što dođe do mehaničkog dodira? Dobija li se na ovaj način veća sigurnost? Ili može li sudar preko odgovarajućih mera potpuno biti izbegnut?


57

Documents

Sekvencijalni i Integralni Pristup Kostruisanju