1. Omów dwie dewizy inżyniera

2. Potrzeby – definicja, podział, metody badania

3. Klasyfikacja potrzeb i metody ich badania

4. Cykl życia produktu – zdefiniuj i przedstaw graficznie

5. Faza dojrzałości w cyklu życia produktu

6. Porównaj fazę wprowadzenia i wzrostu w cyklu życia produktu

7. Zadanie projektowe w projektowaniu otwartym i zamkniętym

8. Przedstaw schemat powiązań pomiędzy czynnikami projektowania w projektowaniu zamkniętym

9. Schemat powiązań pomiędzy czynnikami projektowania w projektowaniu otwartym

10. Podaj sposoby skrócenia czasu trwania procesu projektowania

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

12. System i jego cechy charakterystyczne

13. Otoczenie systemu produkcyjnego – zdefiniuj i podaj rodzaje

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

15. Makrostruktura procesu projektowania

16. Mikrostruktura procesu projektowania

17. Struktura dekompozycyjna w projektowaniu

18. Porównaj makro – i mikrostrukturę procesu projektowania

19. Od czego zależy wybór struktury procesu projektowania

20. Zdefiniuj proces projektowania i wymień jego działania podstawowe

21. Omów etap formułowania zadania projektowego

22. Klasyfikacja zadań projektowych

23. Cele formułowania zadania projektowego

24. Omów etap analizy zadania projektowego

25. Wymień grupy wymagań projektowych

26. Podaj źródła formułowania wymagań projektowych

27. Cel i sposób optymalizacji wymagań projektowych

28. Rozwiązanie poprawne

29. Projektowanie rutynowe a innowacyjne

30. Projektowanie innowacyjne a twórcze

31. Cel dekompozycji zadań projektowych

32. Od czego zależy wybór metody poszukiwania rozwiązań projektowych

33. Bariery twórczości – czynniki wewnętrzne

34. Bariery zewnętrzne – czynniki zewnętrzne

35. Co to są metody heurystyczne - wymień 5 stosowanych na etapie szukania rozwiązań projektowych

36. Omów metodę morfologiczną

37. Omów metodę drzewa rozwiązań

38. Omów metodę 635

39. Burza mózgów

40. Wybór (wielo)kryterialny i parami

41. Na czym polega wybór dokonywany metodami preferencyjnymi

42. Jak dokonuje się wyboru metodami generacyjnymi

43. Na czym polega optymalizacja (wyjaśnij na przykładzie)

44. Wyjaśnij termin Virtual Design Studio

45. Rodzaje oraz postacie danych i informacji wykorzystywanych w projektowaniu

46. Modelowanie analityczne i parametryczne

47. Omów trzy możliwe prezentacje w modelowaniu 3D

48. Omów wykorzystanie komputera na etapie badania i oceny rozwiązań projektowych

49. Symulacja komputerowa w projektowaniu

50. Wizualizacja, animacja i symulacja komputerowa

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

1. Dywizy

• 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.

1. Potrzeby – definicja, podział metody badań

Potrzeba – stan odczuwania braku zaspokojenia.

Maslow podzielił potrzeby na trzy grupy:

• fizjologiczno – bytowe (pożywienie, zdrowie, wypoczynek, mieszkanie);

• psychiczne (wiedza, rozwój osobowy, bezpieczeństwo);

• społeczne (akceptacja, integracja, przynależność do grupy).

W celu ustalenia rodzaju potrzeb stosowane są różne metody, np.:

• metoda ankietowa, w której losowo wybrana grupa potencjalnych użytkowników odpowiada na pytania opracowane przez specjalistów, z udziałem psychologa;

• badanie motywacji wyboru poprzez specjalnie prowadzone wywiady;

• metoda prób rynkowych poprzez testowanie wyrobów wypuszczanych na rynek w krótkich seriach

Badanie potrzeb ma na celu określenie:

• jakie potrzeby występują;

• jakie są składowe tych potrzeb;

• jak długo utrzyma się dana potrzeba;

• jakie są tendencje w zakresie zmian charakteru danej potrzeby

1. To samo co w pytaniu drugim.

2. Cykl życia produktu, zdefiniuj i przedstaw graficznie

Każdy produkt ma ograniczoną długość życia; występuje moment, kiedy pojawia się na rynku, oraz moment, kiedy zanika. Wymiernym efektem zainteresowania danym produktem jest wartość jego sprzedaży. Jeśli przedstawi się ją w funkcji czasu, to otrzyma się krzywą obrazującą cykl życia produktu, tzn. czas trwania produktu w wymianie z otoczeniem. Kształt krzywej oraz jej długość bywają różne (jeden z możliwych przebiegów przedstawiono na rys. 3), ale cechą charakterystyczną wspólną dla większości produktów, jest występowanie w każdym cyklu czterech podstawowych faz [13], jakimi są:

1) wprowadzenie,

2) wzrost,

3) dojrzałość,

4) spadek.

1. Faza dojrzałości w życiu produktu.

Po okresie wzrostu nadchodzi etap dojrzałości, w którym tempo wzrostu sprzedaży maleje. Można temu przeciwdziałać poprzez różnego rodzaju zabiegi marketingowe, ale również jest to ostatni moment, w którym określone efekty ekonomiczne może przynieść modyfikacja produktu. Faza dojrzałości trwa zwykle dłużej niż pozostałe fazy, ważne jednak jest, aby pod koniec jej trwania był już opracowywany lub istniał w fazie wzrostu produkt kolejnej generacji. Spowoduje to minimalizację strat związanych z ostatnią fazą cyklu życia produktu, tj. fazą spadku.

1. Faza wprowadzenia i wzrostu

Wprowadzenie to okres umieszczenia produktu na rynku i stopniowego wzrostu jego sprzedaży. Produkt występuje w tej fazie wyłącznie w wersji podstawowej, bez ulepszeń. Jeśli produkt zostanie zaakceptowany, to następuje faza wzrostu, czyli okres intensywnego zwiększania się liczby nabywców i wielkości sprzedaży. W fazie tej jest już możliwe i celowe ulepszanie bądź usprawnianie pierwotnej wersji produktu.

1. Zadanie projektowe w projektowaniu otwartym i zamkniętym

Zadanie projektowe określa zasadnicze wymagania stawiane przedmiotowi projektowanemu oraz istniejące ograniczenia. Czasem ujmuje również wymagania stawiane podmiotowi projektującemu. Zadanie projektowe powinno być tak sformułowane, aby stworzyć podmiotowi projektującemu warunki niezbędne do podjęcia procesu projektowania. „dla danego przedmiotu projektowanego znajdź taką jego postać oraz taki sposób realizacji, aby osiąg tego przedmiotu był największy, zaś związane z tym koszta były najniższe". Jest to jedna z możliwych postaci zadania projektowego, ale może być też ono sformułowane inaczej, np. znajdź najlepsze zastosowanie danego przedmiotu

Zadanie projektowe może obejmować tylko wykonanie projektu (wytworu projektowania) lub też dotyczyć przedmiotu realizacji [6]. Pierwszy rodzaj projektowania nosi nazwę projektowania otwartego (partykularnego). Wytworem projektowania jest wówczas zbiór informacji niezbędnych do technicznego opracowania i wykonania przedmiotu projektowanego.

Drugi rodzaj, charakterystyczny dla gospodarki rynkowej, to projektowanie zamknięte (integralne). Wytworem projektowania jest w tym wypadku postać materialna przedmiotu projektowanego, tj. funkcjonujący obiekt lub proces.

1. Przedstaw schemat powiązań pomiędzy czynnikami projektowania w projektowaniu zamkniętym.

1. Schemat powiązań pomiędzy czynnikami projektowania w projektowaniu otwartym.

2. Podaj sposoby skrócenia czasu trwania procesu projektowania.

Proces projektowania można skrócić przez:

• Właściwą organizacja zespołu

• Właściwy obieg informacji

• Koordynację działań poszczególnych projektantów

• Właściwe przydzielenie zadań (utalentowani pracownicy powinni wykonywać pracę twórcze, osoby o mniejszym talencie i uzdolnieniach prace rutynowe)

• Współpracę ze specjalistami spoza zespołu

• Wykorzystanie najnowszych metod projektowania

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

SYSTEM – całość wchodząca w skład całości większych, utworzoną z części (całości mniejszych) powiązanych w sposób nadający im pewną strukturę, a wyodrębnioną ze względu na pewne funkcje względem otoczenia.

OTOCZENIE – to zespół obiektów nie należących do rozpatrywanego systemu, będący z jednej strony źródłem oddziaływań na system, z drugiej zaś przedmiotem oddziaływań systemu. Otoczenie definiuje się też jako wszystko to, co nie wchodzi w skład systemu, lecz jest w pewien sposób powiązane z systemem.

Między systemem a otoczeniem zachodzą relacje o następującym charakterze:

• brak oddziaływań (tak jest w przypadku systemów zamkniętych),

• wyłącznie oddziaływania przypadkowe (losowe), np. opady atmosferyczne lub wahania temperatury, wpływające na jakość surowców rolnych,

• zorganizowana współpraca, np. przetwórnia zaopatruje okoliczną ludność w swoje wyroby, jednocześnie zaś ludzie z otoczenia przetwórni pracują w niej,

• zorganizowana walka, np. przetwórnia konkuruje z innymi przetwórniami o przodującą pozycję na rynku lokalnym bądź krajowym.

1. System i jego zasadnicze cechy.

Integralność – przejawia się tym, że system jedynie jako całość jest w stanie realizować w pełni założone zadania. Wg Arystotelesa „całość to coś więcej niż suma części składowych”, stąd mimo to, że niektóre właściwości systemu wynikają z właściwości jego części składowych, system wykazuje też cechy będące wyłącznie własnością jego jako całości. I jedynie jako całość system może osiągnąć swój cel ogólny.

MODUŁOWA STRUKTURA – umożliwia dekompozycję systemu na mniejsze podsystemy. Podsystemy mają charakter organiczny, składają się z pewnych zespołów składników systemu, powiązanych tak, aby mogły spełniać określone funkcje podsystemu.

1. Otoczenie zdefiniuj i podaj rodzaje.

OTOCZENIE – to zespół obiektów nie należących do rozpatrywanego systemu, będący z jednej strony źródłem oddziaływań na system, z drugiej zaś przedmiotem oddziaływań systemu. Otoczenie definiuje się też jako wszystko to, co nie wchodzi w skład systemu, lecz jest w pewien sposób powiązane z systemem.

Cztery typy otoczenia:

• otoczenie fizyczne (baza surowcowa, infrastruktura, klimat);

• otoczenie ekonomiczne (konkurencja, polityka, giełda);

• otoczenie socjalne (profil wiekowy, status majątkowy);

• otoczenie kulturowe (religia, zwyczaje, tradycja).

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

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.

Rodzaje struktur:

1. MAKROSTRUKTURA PROCESU PROJEKTOWANIA (PIONOWA)

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

Podstawowe, typowe studia wyróżnione w procesie projektowania:

• Studia i analizy przedprojektowe, mające na celu dostarczanie informacji niezbędnych do właściwego projektowania.

• Opracowanie koncepcji projektowej, mające na celu dostarczenie szeregu wariantowych rozwiązań projektowych w formie koncepcji;

• Opracowanie projektu wstępnego, mającego postać założeń techniczno – ekonomicznych (ZTE), na podstawie których możliwe jest rozpoczęcie realizacji przedmiotu projektowanego;

• Weryfikacja rozwiązania projektowego, mająca na celu wykrycie ewentualnych jego wad;

• Opracowane projektu technologicznego, czyli szczegółowej dokumentacji wykonawczej przedmiotu projektowanego.

1. MIKROSTRUKTURA PROCESU PROJEKTOWANIA (POZIOMA)

Mikrostrukturę procesu projektowania tworzą pewne stałe powtarzające się sekwencje działań podstawowych, podejmowanych w celu rozwiązania elementarnych zadań. Zadania te są realizowane najczęściej przez jednego człowieka, podstawowymi zaś działania, które wykonuje są: synteza, analiza, ocena.

1. STRUKTURA OPERACYJNA (DEKOMPOZYCYJNA)

Strukturę operacyjną tworzą działania składowe, tzn. takie, które jako do pewnego stopnia autonomiczne, 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. Ogólny schemat struktury dekompozycyjnej, w której zadanie Z zostało podzielone na zadania składowe (Zj,..., Z,,,..., ZN), przedstawiono na rys. 9. Każde z zadań ma osobne wejście, wyjście, ograniczenia i system wartości (WE, WY, Q, K). Zadania składowe są rozwiązywane osobno, po czym następuje połączenie (agregacja) wszystkich rozwiązań.

1. Porównaj mikro i makrostrukturę projektowania.

Wyróżnik	Makrostruktura	Mikrostruktura
Kryterium podziału	Główne decyzje	Odmienność działań w każdym etapie
Zakres	Cały proces projektowania	Pojedyncze działania
Budowa	Można pomijać niektóre etapy	Nie można pomijać etapów
Charakter	Liniowy, sekwencyjny	Iteracyjny, rekurencyjny
Rejestracja formalna	Dokument po każdej fazie	Brak formalnej rejestracji
Cel	Ułatwienie makroplanowania (planowanie całego przedsięwzięcia)	Ułatwienie mikroplanowania (planowanie jednego działania)

1. Od czego zależy wybór struktury projektowania.

Struktura procesu projektowania zależy od:

• rodzaju zadania projektowego;

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

• wielkości (skali) zamierzonej produkcji i jej gospodarczej ważności;

• ograniczeń finansowych i czasowych stawianych projektowaniu.

1. Zdefiniuj proces projektowania i wymień jego działania podstawowe.

Do działań podstawowych w procesie projektowania należą:

1. formułowanie zadania projektowego;

2. ANALIZA ZADANIA PROJEKTOWEGO

3. szukanie rozwiązań tego zadania

4. wybór i optymalizacja rozwiązania;

5. sporządzenie dokumentacji projektowej.

1. FORMUŁOWANIE ZADANIA PROJEKTOWEGO

• projektant powinien jak najczęściej pytać „po co?”

• zleceniodawca powinien wskazać stan przed i po zaspokojeniu potrzeby;

• wskazać stan idealny.

Celem etapu formułowania zadania projektowego jest:

• określenie istoty potrzeby, która ma zostać zaspokojona przez projektowany obiekt, czyli określenie celu projektowania;

• uogólnienie, ale i konkretyzacja potrzeby;

• poszerzenie pola poszukiwań rozwiązań;

• eliminacja ograniczeń i wymagań pozornych (nieuzasadnionych)

• transformacja problemu do takiej postaci, przy której można oczekiwać rozwiązań lepiej zaspokajających potrzeby;

• transformacja problemu do takiej postaci, w której jest łatwiej rozwiązywalny.

1. Klasyfikacja zadań projektowych:

• proste lub złożone; złożone – więcej niż jeden projektant lub więcej niż 100 części składowych projektu;

• klasyczne lub nowe; klasyczne – takie jakie już było;

• znalezienie nowej konstrukcji lub ulepszenie istniejącej;

• zadanie zdefiniowane dobrze lub niewystarczająco;

• celem jest wytwór, który ma służyć jednemu, znanemu odbiorcy, lub użytkownikowi anonimowemu;

• obiekt może być wytwarzany jednorazowo, seryjnie lub masowo.

1. Celem etapu formułowania zadania projektowego jest:

• określenie istoty potrzeby, która ma zostać zaspokojona przez projektowany obiekt, czyli określenie celu projektowania;

• uogólnienie, ale i konkretyzacja potrzeby;

• poszerzenie pola poszukiwań rozwiązań;

• eliminacja ograniczeń i wymagań pozornych (nieuzasadnionych)

• transformacja problemu do takiej postaci, przy której można oczekiwać rozwiązań lepiej zaspokajających potrzeby;

• transformacja problemu do takiej postaci, w której jest łatwiej rozwiązywalny.

1. ANALIZA ZADANIA PROJEKTOWEGO

Na etapie analizy zad. projektowego ustala się zasadnicze warunki jego wykonania, w tym przede wszystkim:

• określa się wymagania projektowe

• dokonuje się optymalizacji wymagań projektowych

Wymaganiami projektowymi są wszystkie ograniczenia narzucone na rozwiązanie projektowe. Po ich ustaleniu określa się w odniesieniu do nich przedziały wartości dopuszczalnych.

1. Grupy wymagań projektowych

• wymagania funkcjonalne

• niezawodnościowe

• dynamiczne

• ergonomiczne i estetyczne

• kulturowe

• ekonomiczne

• technologiczne

• ekologiczne

• wynikające z możliwości obliczeń

• prawne

• formalne

1. Źródła formułowania wymagań projektowych:

• zamówienie złożone przez zleceniodawcę i z nim uzgodnienie;

• badania marketingowe;

• wiedza, doświadczenie i intuicja projektanta;

• analiza rozwiązań podobnych rozwiązań projektowych;

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

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

• rozmowy z dotychczasowymi producentami podobnych obiektów;

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

1. Cel i sposób optymalizacji wymagań projektowych

Optymalizacja jest pomocna przy wyborze z wszystkich możliwych rozwiązań projektowych tych rozwiązań, które zapewniając konieczny kompromis między jakością obiektu a kosztami jego produkcji.

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 (najczęściej maksymalną). Przykładem funkcji celu jest maksymalizacja zysku przedsiębiorstwa

1. Poszukiwanie rozwiązań zadania projektowego/ rozwiązane poprawne:

Projektant powinien działać wielowariantowo, powinno się tworzyć wiele rozwiązań, o których można powiedzieć że są rozwiązaniami poprawnymi lub wariantem dopuszczalnym. Są to takie rozwiązania, które:

• spełniają wszystkie wymagania i ograniczenia projektowe

• nie zawierają błędów logicznych, obliczeniowych, formalnych ani innych;

• są możliwe do realizacji w danych warunkach technicznych, ekonomicznych, organizacyjnych i innych.

1. Projektowanie rutynowe a innowacyjne

2. Projektowanie innowacyjne a twórcze

Trzy podejścia w poszukiwaniu wariantów rozwiązań:

1. Wykorzystanie istniejących rozwiązań i zaadaptowanie ich do wymagań danego zadania projektowego (projektowanie tradycyjne lub rutynowe). Definiowane jak „działanie polegające na doborze informacji konstrukcyjnej i do projektowej ze względu na zidentyfikowaną potrzebę”.

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

1. Dekompozycja zadań projektowych umożliwia:

• zmniejszenie wymiarowości zadania;

• wykorzystanie znanych rozwiązań lub ich elementów;

• zastosowanie komputerowego wspomagania projektowania w celu wykonania podzadań;

• jednoczesny udział w pracy nad projektem różnym specjalistom.

1. Od czego zależy wybór metody poszukiwania rozwiązań projektowych

Wybór metody zależy od wielu kryteriów, należących do jednej z trzech grup:

• kryteria określające rodzaj zadania projektowego, w tym: ważność zadania, stopień nowości, złożoność obiektu

• kryterium określające podmiot projektujący, w tym: doświadczenie zespołu, liczebność i zakres specjalizacji, znajomość metod oraz preferencje w stosunku do określonej metody

• kryteria określające ograniczenia czasowe, finansowe, i inne, narzucone w procesie projektowania.

1. Czynniki wewnętrzne: są to czynniki, które stoją po stronie projektanta

   1. Myślenie stereotypami, automatyczne kojarzenie określonych rozwiązań;

   2. Stosowanie starych metod do nowych problemów;

   3. Praktycyzm, rutyna, doraźność, partykularność działań;

   4. Nadmierna specjalizacja;

   5. Podatność na wpływ autorytetów, brak stanowczości co do własnych poglądów;

   6. Nadmierny lęk przed krytyką otoczenia, obawa przed śmiesznością;

   7. Przeświadczenie, że istnieje tylko jedno dobre rozwiązanie;

   8. Brak krytycyzmu, co do narzuconych ograniczeń zewnętrznych;

   9. Wygodnictwo, działanie po linii najmniejszego oporu;

   10. Brak prób kwestionowania tego, co wydaje się oczywiste;

   11. Przedwczesna ocena i krytyka;

   12. Negatywny stosunek do nowości.

2. Bariery zewnętrzne – stoją po stronie kierownictwa

   1. Dążenie kierownictwa do uzyskiwania doraźnych efektów;

   2. Brak zaufania kierownictwa do rozwiązań oryginalnych;

   3. Narzucane twórcom sposobów postępowania (mistrz i uczeń);

   4. Sztywne hierarchiczne struktury organizacyjne;

   5. Niechęć kierownictwa do przerzucania odpowiedzialności za niższe szczeble hierarchii służbowej;

   6. Nieumiejętność ujawniania i popierania predyspozycji i postaw twórczych;

   7. Brak ściśle sprecyzowanych celów organizacji lub sprzeczność wśród kierownictwa;

   8. Akceptowanie status quo.

3. Dla wszystkich metod heurystycznych ważne są następujące zalecenia:

• Nie przerywaj koncypowania wcześnie;

• Nie zajmuj się szczegółami;

• Nie zrażaj się trudnościami;

• Unikaj przedwczesnego wartościowania i negatywnej krytyki;

• Nie usiłuj rozwiązać problemu na siłę, gdy masz trudność – odczekaj;

• Zastąp myślenie konwergencyjne myśleniem dywergencyjnym.

Cele metod heurystycznych:

• Pokonanie psychicznych i organizacyjnych barier w procesie twórczym;

• Stymulowanie i wykorzystanie podświadomej pracy mózgu;

• Umożliwienie wglądu w proces twórczy, jego rejestracja i kontrola;

• Oddzielenie procesu generowania pomysłów od ich oceny;

• Umożliwienie współpracy w grupie;

• Umożliwienie efektywnej pracy twórczej osobom o mniejszej wyobraźni, fantazji, pomysłowości itp.

Metody stosowane na etapie poszukiwania rozwiązań zadania projektowego:

1. Metoda prób i błędów; stopniowe dochodzenie do poprawienia rozwiązań przez ulepszanie istniejących. Brakuje tu krytycznej oceny co powoduje kopiowanie błędów.

2. Metoda pytań (i wskazówek naprowadzających) – są listy pytań; odpowiadanie na te pytania pobudza wyobraźnię projektanta;

3. Burza mózgów; myślenie grupowe, grupa osób wymyśla rozwiązanie jakiegoś zadania,. Dąży się do otrzymania jak największej liczby pomysłów, zasada ograniczonego wartościowania, każdy pomysł jest ważny.

4. Metoda 6,3,5 - 6-liczba uczestników, 3-liczba pomysłów, które każdy z nich zgłasza; 5 - minut

5. Metoda morfologiczna – stosowana do zadań, które miały już swoje realizacje, ale nie są one zadowalające;

6. Metoda drzewa rozwiązań; stosowana gdy zadanie musi być rozwiązane w całości, gdyż nie można go podzielić na podzadania. Struktura tworzy drzewo, hierarchiczność drzewa.

7. Metoda systemowa.

1. . 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.

1. 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).

1. 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.

1. 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.

Wybór i optymalizacja rozwiązania

Wybór to proces racjonalnego przygotowania decyzji, decyzja to akt postanowienia w sprawie wyboru, podejmowany zawsze przez człowieka, subiektywny i arbitralny.

Zadanie wyboru polega na ocenie rozwiązań wygenerowanych na etapie poszukiwania rozwiązań i dokonaniu wyboru jednego z nich takiego, który spełnia wszystkie wymagania i jest najlepszy z punktu widzenia przyjętego kryterium lub układu kryteriów (w przypadku układu kryteriów uwzględniając hierarchię ich ważności).

Wybór może być:

• parami;

• (wielo)kryterialny.

System wartości jest zbiorem atrybutów i relacji między nimi (np. współczynników ważności). System ten służy do oceny stopnia, w jakim projektowany obiekt zaspokaja potrzebę, jest więc miarą jego jakości.

Kryteriami oceny (kryteriami cząstkowymi) są te spośród cech, które zostaną uznane za argumenty nadrzędnego kryterium optymalizacji, tzn. że ustala się je w oparciu o nadrzędne kryterium optymalizacji.

Nadrzędnym kryterium optymalizacji nazywa się taką wielkość lub pojęcie, niekoniecznie zdefiniowane lub jednoznacznie określone, w stosunku do którego wyraża się życzenie, aby było ekstremalne (tzn. minimalne lub maksymalne), np. maksymalna wygoda użytkowania, minimalne straty produkcyjne.

Wartości optymalne to takie wartości, dla których pewne inne wielkości, zwane kryteriami oceny, osiągną wartości najlepsze (co oznacza wybór najlepszego obiektu ze względu na kryterium) oraz gdy spełnione zostaną wszystkie wymagania (ograniczenia).

Wymagania stawiane procesowi wyboru i jego rezultatom.

Wybór powinien być:

• Jednoznaczny i powtarzalny (stabilny), tzn. dający ten sam rezultat, niezależnie od tego, kto i kiedy dokonuje wyboru;

• Możliwy do przeprowadzenia przez przeciętnego projektanta przy danej ograniczonej informacji;

• Przekonujący dla decydenta, nie zawsze będącego specjalistą w danej dziedzinie;

• Jasny, tzn. możliwy do prześledzenia o odtworzenia krok po kroku.

1. Wybór parami stosuje się do zadań wynalazczych, oryginalnych, artystycznych, tzn. takich, dla których nie można explicite (wyraźnie) ustalić zbioru kryteriów oceny. Wybór ten polega na porównaniu alternatyw, wyborze lepszego z nich i ustaleniu grafu preferencji.

Wybór wielokryterialny - dokonywany jest metodami generacyjnymi lub metodą polioptymalizacji, tzn. ustala się zbiór kryteriów efektywnych, a następnie z udziałem eksperta i decydenta (uwzględniając system wartości decydenta) szuka się rozwiązania kompromisowego ze względu na wszystkie kryteria.

1. W metodach preferencyjnych definiuje się i przyjmuje jako kryterium optymalizacji jedno pojęcie. Tworzy się zatem jedną funkcję celu. Najczęściej jest to wielkość ekonomiczna, np. całkowity koszt społeczny wytwarzania i użytkowania danego obiektu, efektywność nakładów, zysk całkowity przedsiębiorstwa itp. W pewnych przypadkach przyjmuje się pewne kryteria techniczne, np. niezawodność lub ciężar.

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

3. Na czym polega optymalizacja, podaj przykład.

Optymalizacja jest wyborem spośród nieskończonego zbioru rozwiązań

1. Wyjaśnij termin Virtual Design Studio.

Wirtualne biuro projektów. Termin ten określa wirtualną pracownię projektową, utworzonej przez wykorzystanie Internetu oraz umożliwiającej projektowanie i prezentację prac na odległość, we wspólnym środowisku sieci komputerowej. Jest to szczególnie ważne w wypadku bardzo złożonych i trudnych zadań projektowych, wykonywanych z udziałem specjalistów z różnych dziedzin pracujących jednocześnie w miejscach odległych od siebie.

1. Rodzaje oraz postacie danych i informacji wykorzystywanych w projektowaniu.

W procesie projektowania informacje są:

• Wyszukiwane;

• Gromadzone;

• Przetwarzane;

• Przechowywane.

Rodzaj informacji wykorzystywanej w projektowaniu:

• Stała, wykorzystywane wielokrotnie i ulegająca stosunkowo wolnym zmianom, np. katalogi, normy, algorytmy obliczeń;

• Zmienna, powstająca w trakcie procesu projektowania, wytwarzania i użytkowania wyrobu, ulegająca częstym zmianom, np. zbiór założeń i wymagań, zestaw analizowanych koncepcji, wyniki symulacji, opinie, testy i inne.

Postacie danych i informacji stosowanych w procesie projektowania:

• Wzór matematyczny;

• Algorytm, przedstawiający np. kolejność obliczeń i doboru silnika;

• Tablica, prezentująca np. wymiary znormalizowanych elementów, wyniki pomiarów;

• Rysunek (zależnie od etapu projektowania może on być: szkicem, schematem, rysunkiem konstrukcyjnym o różnym stopniu złożoności);

• Wykres (płaski, przestrzenny), prezentujący wyniki pomiaru lub zależności między wielkościami;

• Opis (tekst), np. opis działania urządzenia.

1. Modelowanie parametryczne i analityczne.

Systemy CAD pozwalają na szkicowanie i modelowanie geometryczne. W modelowaniu geometrycznym stosuje się dwie klasy elementów geometrycznych, tj. elementy geometryczne określone poprzez użycie [34]:

• analitycznego opisu, w którym wymiary elementów geometrycznych: punktu, linii, powierzchni, bryły, odnoszą się do układu współrzędnych;

• 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.

1. Omów trzy możliwe prezentacje w modelowaniu 3D.

Najbardziej zaawansowaną techniką jest modelowanie 3D, stanowiące pełne modelowanie przestrzenne (trójwymiarowe). W prezentacjach rozróżnia się trzy typy modeli: krawędziowy (drutowy, szkieletowy), powierzchniowy (ściankowy) oraz objętościowy (bryłowy)

• Model krawędziowy (drutowy) powstaje z odpowiednio ułożonych i połączonych w przestrzeni krawędzi, reprezentujących w przestrzennym układzie współrzędnych bryłę.

• Model powierzchniowy (surface model), tworzony za pomocą punktów, krawędzi i ścian, zawiera powierzchnie płaskie, stożkowe i walcowe.

• Model bryłowy (solid model), tworzony z brył geometrycznych, pozwala na szybką analizę formy projektowanego przedmiotu.

Ponieważ modele bryłowe oddają postać modelowanego 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 też wyeksportowane do modułu CAM, przenosząc. w ten sposób niezbędne informacje potrzebne do wytwarzania detalu lub przedmiotu.

W przypadku przedmiotów o dużym stopniu złożoności konieczna jest ich dekompozycja na elementy składowe, które są modelowane oddzielnie, a następnie synteza części w jedną całość.

1. Omów wykorzystanie komputera na etapie badania i oceny rozwiązań projektowych.

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

• Technika „pokrywania" (uwarstwowienia - layering), pozwalająca na warstwowe nakładanie wybranych obrazów, służy np. do kontroli urządzenia składającego się, z części.

• 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.

Oprogramowanie do symulacji określonych zjawisk jest jedną z klas oprogramowania towarzyszącego, przy czym dąży się do opracowania narzędzi integrujących tego typu oprogramowanie z systemami CAD.

1. Symulacja komputerowa w projektowaniu.

Symulacja komputerowa:

• metoda wnioskowania o zachowaniu się obiektów rzeczywistych na podstawie obserwacji programów komputerowych symulujących to zachowanie. Stosowana, gdy bezpośrednie obserwowanie zachowania się obiektu jest trudne lub niemożliwe;

• badanie obiektu poprzez eksperymentowanie z modelem komputerowym (cyfrowym lub graficznym) tego obiektu, którego obliczenia imitują działania systemu, przy czym działanie systemu jest zachowaniem się zmiennych tego systemu w czasie.

• Symulacja służy do weryfikacji projektowanego obiektu i weryfikacji projektowanego procesu.

• Symulacja prowadzona jest w systemie dialogowym.

• Symulacja komputerowa umożliwiając i ułatwiając ocenę własności projektowanego układu lub procesu, w tym własności dynamicznych itd.

1. Wizualizacja, animacja, symulacja komputerowa.

Animacja komputerowa – służy do uzyskiwania ruchomych obrazów z pomocą specjalnych programów komputerowych. Jest stosowana np. wtedy, gdy zachodzi niebezpieczeństwo konfliktu (kolizji) pomiędzy dwoma obiektami pracującymi w jednym polu operacyjnym lub np. zależy nam na odtworzeniu trajektorii jakiegoś ruchu.

Wizualizacja – to rodzaj komunikacji, polegający na graficznym przedstawieniu danych oraz interakcji, jakie między nimi zachodzą.

1. System eksportowy – pojęcia, struktura, cel stosowania w projektowaniu.

Systemy ekspertowe – programy komputerowe przeznaczone do rozwiązywania specjalistycznych problemów wymagających profesjonalnej ekspertyzy. System ekspertowy jest programem komputerowym, który zastępuje człowieka – eksperta z danej dziedziny, gdyż działając w sposób zbliżony do procesu rozumowania człowieka wyciąga wnioski i podejmuje decyzje.

Pełny system ekspertowy składa się z:

• bazy wiedzy;

• bazy danych;

• procedury wnioskowania;

• procedury objaśniania;

• procedury sterowania dialogiem między użytkownikiem i programem;

• procedury umożliwiające rozszerzanie oraz modyfikację wiedzy (pozyskiwanie wiedzy);

Systemy eksperckie stosowane są do zadań zdeterminowanych – w których jest możliwe tylko jedno rozwiązanie.