עקרונות עיצוב בעלות נמוכה, מכונות דורות לפיתוח מדינות

תכנון מכונות הן זולות והן עמידות חיוני לתמיכה בפיתוח כלכלי במדינות מתפתחות רבות.מכונות כאלה יכולות לשפר את הפרודוקטיביות, ליצור משרות, לטפח תעשיות מקומיות.עם זאת, השגת מטרות אלה דורשות שיקול זהיר של עקרונות עיצוב שונים המותאמים לאתגרים הייחודיים העומדים בפני אזורים אלה.עקרונות אלה הולכים מעבר להנדסתם הקונבנציונאלי כדי לטפל במגבלות בתשתיות, מיומנויות, מימון, כאשר הם מאפשרים יצירת ציוד שאינו יעיל רק אסטרטגיות עיצוביות וגמישות לטווח ארוך, אלא גם על בסיס קבוע, אלא גם על פני אסטרטגיות יעילות, אך מתפתחות, אך יעילות, אך הן פועלות, אך הן פועלות על פני עיצוב, אך הן יכולות לפתח אסטרטגיות ארוכות טווח, אך יעילות, אך יעילות, אך גם על בסיס אסטרטגיות ארוכות טווח, אך יעילות, אך יעילות, אך גם על פני עיצוב, אך הן על בסיס אסטרטגיות מורכבות, אך יעילות, אך יעילות, אך יעילות, אך הן, אך הן על בסיס יעילות, על בסיס אסטרטגיות לטווח ארוך, המבוססות על פני עיצוב, אך גם על פני עיצוב, על פני עיצוב, אך גם על פני עיצוב, המבוססות על פני עיצוב, על פני עיצוב, על פני עיצוב, אך הן, על פני עיצוב, על פני עיצוב, על פני עיצוב, על פני עיצוב, על בסיס אסטרטגיות ארוכות טווח, על פני עיצוב, אך גם על

וויכוח ואתגרים

מדינות מתפתחות פועלות תחת מערך של תנאים שונים בחדות מאלה הנחושים על ידי רוב תקני העיצוב התעשייתיים.רשתות החשמל עשויות להיות בלתי אמינות, חלקי חילוף הם לעתים קרובות רזה, וזמינות של טכנאים מיומנים מוגבלת. גורמים סביבתיים כגון לחות גבוהה, אבק, חום קיצוני, ותדירות גבוהה של עלייה כוח מציבה לחץ נוסף על ציוד.

[ה] בהתעלמות מהמציאות הזו מובילה לבעיה שנקראת "פיל לבן": ציוד מתוחכם תרם או מיובא לאזורים כפריים הנמצאים בדל כי חלקים בודדים לא ניתן להשיג או אף אחד לא יודע כיצד לתקן את זה, מעצבים חייבים לעסוק עמוק עם תנאים מקומיים, חומרים וידע מלכתחילה.

עקרונות עיצוב מפתח

1.הפשטות ואאז של תחזוקה

פשטות היא העיקרון המשפיע ביותר עבור מכונות בעלות נמוכה, עמידות. עיצוב פשוט יותר משתמש בפחות חלקים, פחות ממריצים מיוחדים, ופחות התאמות.זה מפחית ישירות את עלויות הייצור, וחשוב מכך, מאפשר לתקן אפשרי עם כלים בסיסיים ומיומנויות משותפות. כאשר מכונה היא פשוטה, מכונאי מקומי - או אפילו המפעיל - יכול לאבחן בעיה ולתקן אותה ללא ציפייה לטכנאי מהעיר הבירה הזאת חתכים באופן דרמטי וחדשני.

דוגמאות לפשטות בפרקטיקה כוללות עדרים קוד פתוח המשתמשים במנוע דיזל יחיד-צילינדר זמין בשווקים כפריים, או מילימטרי דגנים שתלויים בכוננים חגורתים במקום תיבות הילוכים מורכבות.כל נושא נוסף, חותם, או בקר אלקטרוני הופך לנקודת כשל פוטנציאלית.מעצבים צריכים לשאול: האם ניתן להחליף ערכת נושא בזול, מקור מקומי?

שימוש בחומרים הזמינים מקומיים

החלת פלדה מיובאת, סגסוגת מומחיות, או פלסטיק קנייני יוצר תלות שרשרת אספקה שהופכת מכונות שברירי בטווח הארוך.במקום, מעצבים צריכים עדיפות חומרים שניתן למקורות בתוך האזור - פרופילים פלדה נפוצים, עץ, מתכת ממוחזרת, או אפילו במבוק.שימוש בחומרים מקומיים מקטין את עלויות התחבורה, להימנע מתעריפים יבוא, ומבטיח כי כאשר חלק צריך החלפת, אותו חומר עדיין זמין שנים מאוחר יותר.

יתר על כן, חומרים מקומיים לעתים קרובות באים עם ידע מוטבע.למשל, בחלקים רבים של אפריקה, שחורסמית'ס מיומנים בדלקת קלה ויצרו חלקי מתכת פשוטים.מעצבים יכולים למנף את הכישורים האלה על ידי ציון חומרים ושיטות ההצטרפות הנמצאות בתוך המערכת האקולוגית המקומית.ה-FLT:0 פתוח קוד פתוח קוד פתוח של קוד פתוח 1 מספק מודל מצוין: הכפר הגלובלי שלהם, שימוש בסעיפים פלדה וגנריים, אשר ניתן להעריך לעתים קרובות, כמו גם את התכונות של ייצור מקומי, כמו גם את האפשרות של ייצור מקומי, במקום זאת, במקום זאת, כמו גם תכונות מסחר, במקום, כמו גם כן, כמו גם מודלים סטנדרטיות, כמו גם כן, כמו גם כן, כמו גם כן, במקום, כמו גם מודלים סטנדרטיים, כמו גם מודלים סטנדרטיים, כמו גם מודלים סטנדרטיים, כמו גם מודלים סטנדרטיים, כמודלים, כמו גם מודלים סטנדרטיים, כמו גם מודלים סטנדרטיים, כמו גם מודלים סטנדרטיים, כמו גם מודלים סטנדרטיים, כמו גם מודלים סטנדרטיים, כמו גם מודלים סטנדרטיים, כמו גם מודלים סטנדרטיים, כמו גם מודלים סטנדרטיים, כמו גם עלות, כמו גם מודלים סטנדרטיים, כמו גם עלות, כמו גם עלות פלדה, אשר ניתן להשיג יותר זול יותר זול יותר זול

דוריות והתנגדות

מכונות באזורים מתפתחים לעתים קרובות פועל בסביבה קשה: שדות אבק, עיבוד לחות לשפוך, או כבישים כי הם מעט יותר מאשר מסלולים. כדי להשיג עמידות ללא עלות גבוהה, מעצבים חייבים לבחור חומרים ותצורה אשר מתנגדים קורוזיה, שחיקה, עייפות. Galvanated או אבקה-coated פלדה עשוי להיות מיותר אם המכונה יכולה להיות מורכבת, ללא ברזל מתון ונקימה יקר יכול להיות מורחב עם מים רגילים, אפילו עם עק מים נקיים או ממות באופן טבעי.

אסטרטגיה יעילה נוספת היא להפוך את המכונה "גדולה" עבור העומס האופייני שלה, באמצעות גורם של בטיחות כי הוא טיפול גס. a גרגר מחץ שיכול להתמודד להכפיל את התפוקה הצפויה ללא נזק ישרוד שנים של עומס יתר של מפעילי לדחוף אותו למגבלה. גישה זו, לפעמים בשם "עיצוב לא מבושל", פועל נגד חשיבה אופטימלית של ייצור מערבי, שבו כל גרם נשמר עלות עלות של כמה עשורים, במקום לשלם יותר קלוש, מאשר עלות, רק עשר שנים של פלדה, מאשר עלות, מאשר עלות, מאשר עלות, פחות מעוד כמה שנים.

• (ב) ,0) מניעת קורוזיה: 1FLT השתמש חורים ניקוז, להימנע ממלכודת מים, ולקבוע מערכות צבע שניתן להחיל מחדש באופן מקומי.
• (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
• (ב) ,0) ,התגובות של ה-UV: FLT:1, השתמש חלקי גומי עשויים מ-EPDM או גומי טבעי העומדים בפני אור השמש; להימנע מפאנלים מפלסטיק צבועים אשר דוהמים.

4 אנרגיה יעילות

עלויות האנרגיה במדינות מתפתחות רבות הן גבוהות ולא אמין. גנרטורים דיזל יקרים לרוץ ולתחזק, וחשמל רשת עשוי להיות זמין רק כמה שעות ביום. חסכוני באנרגיה מקטין את העלות התפעולית והופך את הציוד לזמין עבור משתמשים בקנה מידה קטן. מעצבי צריך לחפש דרכים להפחית חיכוך, אופטימיזציה של העברת חשמל, ולתאי את דרישות הכוח של המכונה למקור האנרגיה המיועד.

במידת האפשר, שילוב מקורות אנרגיה מתחדשת הוא מהלך עוצמתי. משאבות מים המופעלות על ידי השמש, למשל, נעשות יותר ויותר זולות ואמינות.עבור מכונות נייח כמו גרגרים או מאגרי שמן, עיצובים שניתן להתאים להפעלה על חשמל ממותג השמש, או אפילו ישירות ממערכת שמש מתאימה, הם מבטיחים.

גורם חשוב נוסף הוא הבחירה בין חשמל לבין כוח הבעירה פנימית. באזורים כפריים, מנועי דיזל קטנים זמינים נרחב ויכול לשרוף דלקים שונים, כולל ביו-מדיזל.אם מנוע חשמלי משמש, זה צריך להיות נפוץ, מחוץ ל-hlf סוג (למשל, חד-phase, 220V) ואת המכונה צריך להיות מתוכנן לסבול תנודות מתח.

5.עלות-אווירה

יעילות העלות אינה רק על צמצום מחיר הרכישה. מדובר על צמצום העלות הכוללת של בעלות על החיים הצפויים של המכונה, כולל דלק, תחזוקה, ושעות למטה. מכונה מעט יותר יקרה הדורשת הרבה פחות תיקונים וצריכה פחות אנרגיה היא לעתים קרובות זולה יותר בטווח הארוך. מעצבים חייבים לקבל החלטות מסחר מפורשות, באמצעות נתונים מקומיים על שיעורי עבודה, דלק, חלקי חילוף וזמינות.

לדוגמה, שימוש באיכות גבוהה יותר עשוי להוסיף 5 $ עלות המכונה אבל להימנע מהתמוטטות כי יעלה את 100 החוואי בייצור אבוד. מצד שני, באמצעות פיר פלדה יקר של אל-חלד עשוי להיות overkill כאשר פיר פלדה מתון עם ציפוי צבע פשוט יהיה להימשך זמן קצר בשימוש רגיל.המפתח הוא לזהות את רכיבי FLT:0 קריטיים מעטים FLT שבהם חומרים פרמיה תשלום, שימוש יעיל, עיצובי, אשר מסייעות במקום אחר, תכונות פוטנציאליות, אשר משמשות, אשר מסייעות, עיצוב, אשר למעשה, אשר משמשות, כלומר, תכונות פוטנציאליות, אשר משמשות, אשר משמשות, במקום אחר, כלומר, כלומר, כלומר, תכונות עיצוב, אשר משמשות, אשר משמשות, במקום אחר, כלומר, אשר משמשות, תכונות עיצוב, אשר משמשות, אשר מסייעות, במקום אחר.

6.מודולריות וסטנדרטיזציה

אדריכלות מודולרית מאפשרת מכונה להיבנות ממערכות משנה שונות.ייצור זה, מקטין את המלאי, והופך שדרוגים או תיקונים קלים יותר.אם חקלאי קונה משאבה ממונעת בסיסית, הם צריכים להיות מסוגלים להוסיף מאוחר יותר יחידת סינון או מיכל לחץ באמצעות אותו דפוס משקף. סטנדרטיזציה של ממריצים (למשל, באמצעות רק מ"8 ברגים ואגוזים) לכל אורך שירות w התעלה.

המודולריות גם מאפשרת ייצור מקומי: סדנאות שונות יכולות לייצר מודולים שונים, והאסיפה הסופית יכולה להתרחש קרוב ללקוח.זה בונה יכולת מקומית ולהפחית את עלויות ההובלה.בפרקטיקה, מודולריות צריכות להיות מאוזנות עם פשטות - יותר מדי מודולים מגבירים מורכבות ונקודות כשל פוטנציאליות.המטרה היא לזהות גבולות טבעיים בתפקוד המכונה (למשל, מנוע, שידור, כלי עבודה, מסגרת עבודה) ועיצובים בין ממשקים שונים.

עיצוב משתמש-Centered

המכונה היציבה ביותר היא זו שבאמת נעשה שימוש והחזקה בעיצוב ממוקד משתמשים כרוכה בהבנת היכולות הפיזיות של המפעיל, העדפות תרבותיות ומגבלות כלכליות.לדוגמה, מכונה שדורשת שליטה מוטורית משובחת לא תהיה מתאימה למפעיל שלבוש כפפות עבודה כבדות. A זרקה כי הוא כבד מדי לנוע בין שדות ייזנח אם לא ניתן להעבירו באופן דומה, אם המשתמש המיועד הוא משקל, ועוצמה ממוצעת, יש צורך לנוע בין הגוף המתאים.

עיצוב ממוקד משתמשים גם אומר מעורבים משתמשים בשלבי תכנון ובדיקה. ניסויים שדה עם משוב חלקי יכול לחשוף בעיות כי אין כמות של בדיקות מעבדה יכול לתפוס - כגון מנוף שליטה כי הוא מביך להגיע, או האפר כי רוטט כאשר ריק ומפחיד את המפעיל.זה תהליך זה הוא מוביל למכונות כי הוא לא רק עמיד, אלא גם ידידותי למשתמש, להגדיל את הסבירות של טיפול נכון ונכון.

אסטרטגיות יישום

בדיקות ושיפורים

אין עיצוב מושלם על הניסיון הראשון, במיוחד עבור סביבות מאתגרות.התמריץ המהיר באמצעות חומרים ומיומנויות זמינים מקומית מאפשר למעצבים לבחון ולחדד מושגים במהירות.שקה פשוטה שנעשתה מפלדה יכול לאמת מנגנון קריטי לפני ביצוע בדיקות שדה בתנאים תפעוליים אמיתיים - גשם מונסון, שדות בוץ, סדנאות אבקה - חיוני כדי לחשוף חולשות.

מעצבים צריכים גם לתכנן לולאות משוב ברגע שהמכונה בשטח.מי ידווח על בעיות?כיצד יש לתקשר עם קוד פתוח ורשתות תיקון הנתמכות בקהילה הופכות למודלים יותר ויותר בר קיימא, כפי שמוכיחים פלטפורמות כמו FLT:0 Open Source EcologycioFLT:1 ו-FLT:2 כיצד לעצבFLT 3.

שרשרת אספקה וייצור מקומי

עבור מכונות להיות באמת בר קיימא, שרשרת האספקה עבור חלקי חילוף וחומרי ייצור חייב להיות אמין. מעצב צריך למפות את הזמינות המקומית של רכיבים מוקדם בתהליך.מה גדלים של צינור פלדה מלאים על ידי סוחרים מקומיים? אילו מנועים הם בדרך כלל מתוקנים?האם חנויות מתפתלות מסוגלות גז מכווץ MIG מתפתל, או רק מחץ של החלטות עיצוב רבות?

עידוד ייצור מקומי הוא מטרה בפני עצמו.כאשר מכונה יכולה להיבנות על ידי סדנה קטנה, היא יוצרת משרות ולהפחית את ההסתמכות על יבואנים.מעצבים יכולים לתמוך בייצור המקומי על ידי מתן ידניים מפורטים, עיצובי ג'יג, ובדקי בקרת איכות.חלק מהארגונים אפילו מציעים הכשרה ליזמים מקומיים כדי להפוך "להגני" יצרנים של עיצוב סטנדרטי, הבטחת עקביות תוך התאמה לחומרים מקומיים.

מקרה מחקרים

מחקר ראשון: The Money Maker hip Pump

מפותח על ידי KickStart International, המשאבה של MoneyMaker היא דוגמה קלאסית של פשטות ועמידות.זהו משאבה טרה-מכוננת המופעלת באופן ידני עבור השקיה בקנה מידה קטן.המשאבה משתמשת בשקפת פשוטה ושני גלילי פלדה, עם עיצוב המאפשר לייצר אותה מקומית משחפת משותפת וחותמת גומי.

ביקורת: The Universal Nut Sheller

The Universal Nut Sheller, שפותחה ב-MIT של D-Lab ומבוסס על עיצוב על ידי קבוצת ההנדסה ב- CEMEX במקסיקו, הוא דוגמה בולטת נוספת.It סדקים שהיא אגוזים, פולי קפה או תוצרת קשה אחרת באמצעות דיסק מתכת רוטט בתוך מסך נייח מקומי, העיצוב משתמש במרכיבים זולים - מנוע חשמלי סטנדרטי או קו רוחב, פלדה משותפת, וכמה ברגים ברזל ניתן היה להדגים בקלות על ידי הפטישים מקומיים.

מסקנה

תכנון מכונות בעלות נמוכה, עמידות למדינות מתפתחות הוא אתגר שמתגמל גישה מחושבת, אנושית ריכוזית.על ידי עדיפות לפשטות, חומרים מקומיים, עוצמה, יעילות אנרגיה, יעילות אנרגיה, משוב משתמש, מהנדסים ויזמים יכולים ליצור ציוד שבאמת מעצימה קהילות.העקרונות המפורטים כאן אינם רק אידיאלים אקדמיים; הם מוכחים בפועל, כפי שמוצג על ידי ההצלחה של מוצרים כמו כסף גורם משאבה ונוכליל יכול להמשיך את החיים הגלובליים להמשיך לטפח חיים בריאים יותר ויותר.