קריטריה לבחירת מושגי הנדסה אופטימאלית בהנדסה מכנית

חשיבותו של בחירת המושגים

כל פרויקט הנדסי מכני מתחיל עם מאגר של מושגים אפשריים.ללא מסגרת הערכה ממושמעת, הצוותים מסכנים את בחירת עיצוב אשר נכשל תחת מגבלות בעולם האמיתי. קריטריונים ממובנים הופכים את הדעות הסובייקטיביות להשוואה אובייקטיבית, ומבטיחים שהקונספט הסופי מאזן ביצועים טכניים, מגבלות תקציב, דרישות רגולטוריות וכדאיות ארוכת טווח.תהליך בחירה קפדני גם מקטין מחזורי עיצוב מחדש, מקצר זמן לשוק, ומסתמך על אמון בין בעלי עניין.

המונחים: Concept Assessment

הקריטריונים הבאים מהווים בסיס איתן להערכת כל מושג הנדסי מכני.כל קריטריון כולל גורמים שיש למשקל על פי סדרי עדיפויות הפרויקט.

אפשרות וסיכון טכני

(ה) לבחון האם ניתן לממש מושג עם טכנולוגיה נוכחית, חומרים, תהליכי ייצור ומומחיות צוות.כדאיות נמוכה מעידה לעתים קרובות על סיכון טכני גבוה.לדוגמה, מושג הדורש סגסוגת חדשנית שעדיין אינה זמינה מבחינה מסחרית, יניב משקל נמוך יותר (התוצאה של שימוש ב-Apas) בשלושה רמות: FLT:0manufacturing FeasibilityFLT1 (אפשרות) לנטרל את זה באופן קבוע (FIRSTIOCT)?

יעילות ביצועים

(היעילות) מודדת עד כמה מושג ממיר אנרגיה או משאבים לתפוקה שימושית תוך צמצום ההפסדים. במערכות מכניות, זה כולל יעילות תרמית, יעילות מכנית (פריון, ללבוש), ויעילות נפחית (עבור מערכות נוזליות) לדוגמה, עיצוב תיבת הילוכים עם ציוד כבד יכול להציע יעילות גבוהה יותר מאשר הילוך עקב מעורבות חלקה, אם כי עלות ייצור גבוהה יותר.

עלויות-אווירה

עלות הייצור הראשונית - היא כוללת עלויות פיתוח (R&D, Prototyping), עלות הייצור יחידה, תחזוקה, צריכת אנרגיה לאורך חיי המוצר, וסילוק סוף החיים. מושג בעל עלות נמוכה של יחידות, אך דרישות תחזוקה גבוהות עשויות להיות יקרות יותר עלות שירות של 10 שנים.

בטיחות ושיקום

הערכת בטיחות חייבת להתחיל בשלב הרעיון.מושגים צריך להיות מוקלט עבור מצבי כישלונ שעלולים לגרום לפציעה, נזק רכוש או נזק סביבתי.תקני סטנדרטי כוללים ניתוח סיכונים ראשוני (PHA) וניתוח מצב ואפקטים (FMEA) בנוסף, הרעיון חייב לציית לסטנדרטים החלים (למשל, ASME Boiler ו-Vssel Code, ISO 138 עבור מכונות בטיחות, או HARIRLDL) לעתים קרובות דורש שיפור ביצועים גבוהים יותר.

קיימות והשפעה סביבתית

(הקיימות כעת מדורגת לצד מדדי הנדסה מסורתיים.מושגים של הגשמה תחרותית של מחזור חומרים, עוצמת אנרגיה של ייצור, ייצור פסולת מסוכן, שימוש במים, טביעת רגל פחמן. מושג באמצעות 30% אלומיניום ממוחזר עם טמפרטורה מופחתת של היתוך עשוי להפחית אנרגיה מתמציתית על ידי 15% לעומת גיל המעבר (LCA) באופן פשוט מבטל ציור על ידי שימוש בפולימרים מרקמים להפחית פליטות של VOFIRST: LTS) או בקיצור, לדוגמה, לדוגמה, בדיקה של זמן (סימולפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטציה (L) או מחזור חיים (L) או בקיצור: DLC) של זמן (סימולציה מלאה של מחזור חיים (סימולציה) (סימולציה של מחזור חיים (סימולציה: DLC) (סימולציה) או בקיצור: DLC) או בקיצור: DLC) או R

חדשנות וקידום עתידי

(הההדגשה) יש לקבל מושגי תגמול המציעים שיפור משמעותי בפתרונות הקיימים מבלי להציג סיכון מופרז. Distinguish בין ה-FLT:0incremental innovationFLT:1 (למשל, אופטימיזציה של גיאומטריה חלופית חום) לבין FLT:2break Through innovationFLT 3 (למשל, באמצעות תוספת לייצור של מונופול, החלפת חומרים מתקדמים יותר מ-Fcketrated) שיכולה להתאים את עצמה ל-FLT5 שנים ל-upating?

שיטות הערכה מתקדמות: Multi-Criteria Decision Analysis

רשימות פשוטות אינן מספיקות כאשר קריטריונים סותרים - למשל, יעילות גבוהה עלולה להוביל את העלות, או חדשנות קיצונית עשויה להפחית את האפשרות.ניתוח החלטות רב-ביקורתי (MCDA) מספק דרך שיטתית לטפל במסחר-offs.השיטה הנפוצה ביותר עבור בחירת מושג הנדסי מכני היא FLT:0 משקל ממטריקס 1 (הידועה גם בשם Pugh או matrix).

בניית מטריקס החלטות במשקל

(ה) יצירת טבלה עם מושגים של מועמד כקווים וקריטריונים כעמודות. assign a Weight (למשל, 1 עד 5) לכל קריטריון (ממוצע) אשר משקף את חשיבותו של הפרויקט. ולאחר מכן שיעור כל מושג נגד כל קריטריון (למשל, 1= 0) 5 = משקל (%) 2=1=DV) ל-pence) הוא סך של 2 (דירוג משקל (דירוג משקל) בכל הקריטריונים של משקל (משקל-pure) באופן אוטומטי) 2.

תהליך הירארכי (AHP)

לקבלת החלטות מורכבות יותר עם קריטריונים רבים, תהליך ההיררכיה אנליטית (AHP) משתמש בהשוואות בוהקות כדי להפיק משקולות ודירוגים עם עקביות רבה יותר. מהנדסים להשוות כל זוג קריטריונים (למשל, "האם עולה יותר חשוב מבטיחות?אם כן, עד כמה?") על סולם 1-9. כלי תוכנה כמו בחירה או תבניות פשוטות של Excel יכול להתאים את העדיפות מספקת גם

ניתוח רגישות ורובוסטנס

אין מטריקס החלטות מושלם - משקלים הם סובייקטיביים ודירוגים הם הערכות. Run "מה אם?" תרחישים: להגדיל את משקל העלות ב-20% ולראות אם הרעיון העליון משתנה.אם מושגים מרובים מכים עמדות תחת שינויים במשקל קטן, ההחלטה חסרה אי-עוצמה.במקרים כאלה, לשקול הפעלת סימולציה מונטה קרלו עם הסתברות עבור משקולות ודירוגים. מושג שדרג גבוה ביותר ברוב התרחישים מדומים הוא הבחירה אמינה ביותר.

יישום אמיתי-עולם: בחירת מושג הרהורים

שקול מהנדס מכני בעיצוב הספיןדל למרכז מהיר של מבוך ארבעה מושגים עולה מוצע: שני דובים מגע זוויתיים בהסכם טנדם (concept A), זוג מתאים בחזרה-ל-back (concept B), אחד כפול-row cydrical roller הנושא (Concept Cept Cept C), ו היברידית באמצעות מגלגל עם מפולת עמוקה (בכדור DAVED).

• (ב) ,0) הסתברות (FLT:1) - כל ארבעתם סטנדרטיים וזמין; מושג D דורש צעד פיר מותאם אישית, מעט פחות סביר.ציון: A-5, B-5, C-5, D-4.
• (ב) [ה]התחכוכים הבולגריים משתנים; מגע angular יש חיכוך נמוך יותר מאשר רולר מוקרן.
• (FLT:0) CostveFLT:1 ; זוגות מתאימים יקרים; כפול-row cylindrical הוא מתון. A-200 $, B-250, C-$150, D-$180.
• (FLT:0)SafetyigtyFLT:1) - יכולת טעינה וסיכון אובדן טרום עומס (Back-to-back) מטפל ברגע עומס הטוב ביותר: B-5, A-4, D-3, C-2
• (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
• (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

משקולות: Feasibility=5, Efficiency=4, Cost=3, Safety=5, Sustainability=1, innovation=1. Totals: A=86, B=85, C=82, D=72. Concept A (tandem) מנצח, אבל מושג B (back-to-back-back) קרוב.אם סיכון גבוה יותר של רטט ספין-ל מזוהה, ייתכן שהמהנדס עשוי לתת משקל נוסף ל-A.

להכניס כלים דיגיטליים לתהליך הבחירה

(הנדסה המודרנית מסתמכת רבות על כלים דיגיטליים שמזיןים נתונים ישירות לתפיסת מושג:0imal:0pEA ו-CFDסימולציות של CLT 1 יכולות לספק מדדי ביצועים כמותיים תחת מורכבות, טמפרטורות, 7 ותנאי זרימה שונים, במקום דירוגים מופשטים, המטריקס של ה-APTF (DIF) יכול להשתמש בערכים המדומים ל-ALT2, למשל, אם ALT2, אם הוא מקבל ציון של 180 מעלות אבטחה גבוהות יותר, אך ורק על בסיס רזולוציה של מערכת אבטחה ו-250 מעלות).

דוגמה: Topology-Optimized Auto Control Arm

ספק אוטומטי מעריך שני מושגים עבור זרוע בקרה נמוכה יותר חזיתית: זרוע פלדה מוטבעת מסורתית (concept 1) וטופולוגיה-אופטימית, המיוצרת באופן תוספתי זרוע טיטניום (concept 2).

• (FLT:0) הסתברות: 1FLT (המושג הראשון הוא בוגר (5); קונספט 2 דורש קו ייצור תוספת חדש ופוסט-מעבד (2).
• (ב) [15] (הכוח (Mass/Strengthir): כפל 1:2 הוא 35% קל יותר לאותה נוקשות (5); מושג 1 הוא כבד (2).
• (ב) ⁇ :0) ⁇ : ⁇ 1: 1 50/ענישה בכרך 100k (5); מושג 2 300/ענישה (1).
• (ב) ,0) ,[[1924]]]], שניהם נתקלים במטרות חיים של עייפות (4 לעומת 4).
• ייצור טיטניום 1:1 הוא אנרגיה-intensive; פלדה היא יותר מחזורי.
• (FLT:0) Innovation:FLT:1 (המושג 2) מציג פרדיגמה ייצור חדשה (5); מושג 1 הוא סטנדרטי (1).

משקל: אפשרות (4), יעילות (5), עלות (5), בטיחות (5), אחריות (5), קיימות (3), חדשנות (2).

מושג 1: 4×5+5+5+5+5+5+4+3×4+2×1=20+10+20+12+2=89.10.10.5+5+5+5=4+2=2=10+2=2=89.10.10.10.10.10.10=2=2=5=2=5+2=5+2=5+2=5+2=5+2=5=5=5=2=2=5=5=2=2=5=5=2=2=2=2=2=5=5=5=5=5=5=5=2=2=2=2=2=2=2=10=2=2=2=5=5=5=5=5=2=5=5=5=10=10=2=10.10.

הזרוע המסורתית מנצחת בעקביות בשל עלות ושליטה אפשרית.עם זאת, אם היישום היה אווירוקל (כאשר חיסכון במשקל מצדיק פרמיות עלות גדולות) עם משקולות שונות (משקל עלויות=5, עלות משקל=1), מושג 2 היה ציון 85 לעומת 73.המטריקס ההחלטה עושה את המסחר מפורש.

מלכודות נפוצות ב- Concept Selection

גם עם קריטריונים חזקים, הצוותים עושים טעויות.להכיר במלכודות אלה:

• (FLT:0) Anchoring on First הרעיון: FLT:1 המושג הראשוני הופך לעתים קרובות לבסיס; כל חלופות משווים לכך, לא באופן עצמאי ניתן להפחית את ה-Bas על ידי עיוורת ההערכות למקורות מושג במהלך הניקוד הראשוני.
• (ה) 0 (לא ברור) בדירוגים: FIRLT:1 (התייחס לדירוג של 4 כפי שאמת מוחלטת היא מסוכנת.שימוש במגוון (למשל, 3.5-4.5) או התפלגות הסתברות ללכידת אי ודאות.
• (FLT:0) Over Weighting innovation: FLT:1 Novelty הוא מרגש אבל לעתים קרובות נושאת סיכונים נסתרים.כפי לחתום על משקל החדשנות ביחס למטרות הפרויקט - לא הרצון של הצוות למשהו חדש.
• (FLT:0) ,Negting מגבלות ייצור: FLT:1 מושג שעובד יפה במעבדה עשוי להיות בלתי אפשרי לייצר בקנה מידה בשל מחסניות סובלנות, זמינות חומרית או מורכבות כלי.
• (ב) [ה]התיעוד: [ה]לא היה [ה] [ה] [ה] [ה] [ה]] [ה]] [ה]] [ה]] [ה]]]] [ה]]] [ה]] [ה]] [ה]] [ה] [ה]]]] [הלא היה [ה] [ה] [ה] [ה] [ה] [ה] [ה] [ה] [ה] [ה]] [ה] [ה] [ה] [ה] [ה] [ה] [ה] [ה] [ה] [ה] [ה] [ה] [ה] [ה] [ה] [ה]]]]]] [ה] [ה] [ה] [ה] [ה] [ה] [ה]]] [ה] [ה] [ה] [ה] [ה]] [ה] [ה] [ה] [ה] [ה] [ה] [ה] [ה] [ה] [ה] [ה]] [ה]]]]]]]]]]]]] [ה] [ה]

תקנים והערות שמדריך קריטריה מעמיד

התעשייה והסטנדרטים הבינלאומיים מספקים מדדים סמכותיים לקריטריונים רבים.

• (ב) [ה]ה']: [ה'] מ'''[דרוש מקור]', [ה'], [ה'], [ה'], [ה']'[ה'], [ה'], [ה'], [ה'ו]'[ה']'[ה']']']
• (ב) ,0) ISO 9001FLT:1 - מערכות ניהול איכות; משפיעות על בטיחות ועלות (עונשים לא פורמליים).
• (ב) ISO 14040/14044FLT:1 - עקרונות הערכת מחזור חיים; תמיכה ישירה בציון קיימות.
• (FLT:0)IEC 61508FLT:1 - בטיחות תפקודית של מערכות אלקטרוניות חשמליות / אלקטרוניות / אלקטרוניקה ניתנות להשגה; רלוונטי לכל מושג עם בקרה מוטמעת.

מקורות חיצוניים כגון:0ASME Standards & הסמכה ציטראט 1 פורטל ו-FLT:2 ISO תקני קטלוגFLT 3 הם הכרחיים לאמת קריטריונים סף.בנוסף, מחקרים של חברות הנדסה כמו FLT:4SAE InternationalFLT:5 לספק דוגמאות בעולם האמיתי של איך נבחרו מושגים בתחום הרכב, חלל, ומגזר תעשייתי.

מסקנה: להפוך את קריטריה להטבות תחרותיות

בחירת מושג הנדסי אופטימלי הוא לא אחד בגודל של התאמה לכל פעילות גופנית.הקריטריונים חייבים להיות מותאמים מטרות הביצועים של הפרויקט הספציפי, תקציב, ציר זמן, סביבה רגולטורית, תיאבון סיכון ארגונית.על ידי יישום שיטתי של תאימות, יעילות, קבוצות עלות, בטיחות, קיימות וקריטריונים של חדשנות - נתמך על ידי החלטות מגרות, ניתוח רגישות ונתונים אמיתיים מכלים דיגיטליים - מהנדסים מכניים יכולים לבחור באופן עקבי את הקריטריונים של יכולת הבחירה הטובה ביותר על ידי זיהוי המוצר.