Процесс создания робота

Процесс создания роботаРобошкола-2014

Андрей Антонов

robotosha.ru

10 октября 2014 г.

Процесс проектированияПонятие «инжиниринг»

engineering (англ.)— сооружать, проектировать, придумывать,изобретатьИнжиниринг - применение практического и научного знания крешению проблемы на основе методикиНе существует единственного «правильного» варианта процесса

Андрей Антонов (robotosha.ru) Задача SLAM 10 октября 2014 г. 2 / 26

Процесс проектированияЦикл разработки


Процесс проектированияПример процесса проектирования


Процесс проектированияЭтапы

Шаг 1 — Определение задачиЕсли задача не ясна, можем ли мы ее решить?Шаг 2 — Изучение имеющихся решенийШаг 3 — Понимание требований

ЧТО будет делать решение, без описания КАКТехнические требования: ограничения, накладываемые наразработку; требуемая функциональностьРанжирование технических требований:

C — желаемое требование. Не особо важно, но было бы неплохо,если возможноB — преимущественное требование. Важно, но проект можетобойтись и без этого.A — необходимое требование. Критично для проекта, обязательнодолжно быть включено.



Шаг 4 — Представление идеи.Мозговой штурм.Метод интеллект-карт (mind-mapping).


Процесс проектированияПример интеллект-карты


XMind: http://xmind.net



Шаг 5 — Разработка прототипов.Моделирование. Макетирование.Matlab/Simulink, Proteus, ROS,...

Шаг 6 — Выбор идеи.Матрица принятия решений.Пример: разработка исполнительного органа робота дляманипулирования мячом диаметром 0.25м.



Шаг 5 — Разработка прототипов.Моделирование. Макетирование.Matlab/Simulink, Proteus, ROS,...Шаг 6 — Выбор идеи.Матрица принятия решений.Пример: разработка исполнительного органа робота дляманипулирования мячом диаметром 0.25м.


Процесс проектированияМатрица принятия решений

Этап 1 — Список альтернативРоликовый захватКлешняСовок


Процесс проектированияКлешня


Процесс проектированияРоликовый захват



Этап 2 — Определение критериевОбщие критерии

Сложность (чем меньше, тем лучше)Надежность (чем больше, тем лучше)Эффективность (больше, значит лучше)

Специфические критерииСила захватаТребуемая точность управленияСкорость захвата



Этап 3 — Компоновка матрицы принятия решений

Критерий ВесКлешня Роликовый захват Совок

Оценка Взвешенная Оценка Взвешенная Оценка Взвешеннаяоценка оценка оценка

СложностьСкоростьзахвата

Силазахвата

Вес

Итог



Этап 4 — Вес оценочных критериевУстановить суммарный вес критериев.Ранжирование каждого критерия.



Сложность 5Скорость 20захвата

Сила 15захватаВес 10

Итог 50



Этап 5 — Сбор информации

Этап 6 — Оценка вариантовДля каждого критерия оцениваем различные варианты



Сложность 5 5 5 9Скорость 20захвата


Итог 50



Этап 5 — Сбор информацииЭтап 6 — Оценка вариантов

Для каждого критерия оцениваем различные варианты



Сложность 5 5 5 9Скорость 20захвата


Итог 50



Этап 6 — Оценка вариантов



Сложность 5 5 5 9Скорость 20 7 9 2захвата

Сила 15 10 10 1захватаВес 10 6 4 8

Итог 50



Этап 7 — Вычисление взвешенных оценок



Сложность 5 5 25 5 25 9 45Скорость 20 7 140 9 180 2 40захвата

Сила 15 10 150 10 150 1 15захватаВес 10 6 60 4 40 8 80

Итог 50



Этап 8 — Нахождение итоговых взвешенных оценок



Сложность 5 5 25 5 25 9 45Скорость 20 7 140 9 180 2 40захвата

Сила 15 10 150 10 150 1 15захватаВес 10 6 60 4 40 8 80

Итог 50 375 395 180

Вариант-победитель — роликовый захватАнализ результатовПолучение достоверных результатовВариации методики



Шаг 7 — ПланированиеCAD-модели;Сборочные чертежи;План производства;Спецификация на материалы;Техническое руководство;Руководство пользователя;Презентация, . . .



Шаг 8 — График работСтэнли И.Портни «Управление проектами для чайников»


Процесс проектированияOpenProj: http://sourceforge.net/projects/openproj/

Шаг 8 — График работДиаграмма Ганта



Шаг 9 — Представление предложенияПочему это было сделано именно так?Рассматривали ли вы возможность сделать это другим способом?Почему были исключены альтернативные вариенты?Выполняются ли требования?Каким образом можно улучшить эту функцию?Как можно снизить вес конструкции?Как увеличить скорость?Как повысить надежность?Как можно уменьшить размеры?Как упростить?Как повысить эффективность?Как удешивить?Как облегчить производственный процесс?Какая еще функциональность может быть легко добавлена?

Анализ выгод и затрат



Шаг 10 — РеализацияПриобретение компонентовИзготовление платформыИзготовление печатных платСборка. . .

Шаг 11 — ТестированиеШаг 12 — Итерация




Шаг 11 — Тестирование

Шаг 12 — Итерация




Шаг 11 — ТестированиеШаг 12 — Итерация


http://robotosha.ru


Благодарю за внимание!


Engineering

Процесс создания робота