Penjelasan materi E-BOOK DASAR REKAYASA DAN DESAIN CHAPTER 18, 19, dan 20

KATA PENGANTAR

         Alhamdulillah dan puji syukur saya ucapkan ke hadirat Allah SWT. Karena atas rahmat dan hidayahnya kami di beri kesehatan sehingga kami dapat menyelesaikan Makalah Rekayasa dan Desain II.

         Dalam mengerjakan makalah ini tidak lepas dari peran serta berbagai pihak yang telah memberikan saran maupun masukan-masukan guna penyempurnyaan makalah ini. Untuk itu kami mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya.

         Akhir kata, mengutip pribahasa yang berbunyi “Tidak ada gading yang tak retak” yang berarti taka da manusia yang sempurna karena kesempurnaan hanya milik Allah SWT. Oleh sebab itu kami akan selalu terbuka terhadap kritik dan saran yang membangun guna kesempurnyaan resensi ini.

                                                                                        PASIR PENGARAIAN, 15 APRIL 2016

                                                                                                                               

                                     

                                                                              Penulis

                                                                         MUHAMMAD TAUFIQ ASTARI

                                                               NIM : 1537046

                                                                                         

Daftar isi

Kata Pengantar ................................................................................................   1

Daftar Isi..................................................................................................   2

       PEMBAHASAN  CHAPTER 18 .....................................................   3

8.1   DEFENISI MASALAH ............................................................................................    3

 8.2  DAFTAR SPESIFIKASI............................................................................................    3

         8.3 DESIGN MILESTONE : KLARIFIKASI TUGAS...................................................    6

    

        PEMBAHASAN  CHAPTER 19

       19.1 BRAINSTORMING...................................................................................................    7

      19.2  KONSEP SKETSA....................................................................................................    8

      19.3 HANDS-ON DESIGN LATIHAN: TUBE THE.......................................................    9

      19.4 STRATEGI PENELITIAN BERBASIS UNTUK MEMPROMOSIKAN ..................   9             

              KREATIVITAS...........................................................................................................    10

      19.5 DEKOMPOSISI FUNGSIONAL SISTEM KOMPLEKS………............…………...   10

      19.6 DESIGN MILESTONE: GENERASI  ALTERNATIF ...............................................  13

        PEMBAHASAN  CHAPTER 20

      20.1 MEMINIMALKAN INFORMASI ISI DESAIN......................................................    13

      20.2 MENJAGA KEMERDEKAAN PERSYARATAN FUNGSIONAL.......................    14

      20.3 DESAIN UNTUK KEMUDAHAN INDUSTRI.......................................................    15

      20.4 DESAIN UNTUK KETAHANAN............................................................................    16

      20.5 DESAIN UNTUK PENYESUAIAN.........................................................................    17

      20.6 HANDS-ON DESIGN LATIHAN: LIMBAH BALL...............................................    18

      20.7 KEPUTUSAN MATRIX…………………………………………………………..     19

      20.8 HANDS-ON DESIGN LATIHAN: LIMBAH BALL...............................................    23

       PEMBAHASAN  CHAPTER 21

      21.1 ANALISIS...................................................................................................................    23

      21.2 EKSPERIMEN............................................................................................................    26

      21.3 MODEL.......................................................................................................................    28

      21.4 Garis Lengkap..............................................................................................................    28

      21.5 Desain Milestone: Desain Detil …………………………………………………………………………...........................      30

DaftarPustaka……….………………………………………………………………...      31

CHAPTER 18

CHAPTER 18  Desain Langkah 1 : Mendefinisikan Masalah

Proses desain dimulai ketika seseorang , yang akan kita sebut sebagai pelanggan mengungkapkan kebutuhan dansehingga enlists jasa seorang insinyur . Pelanggan dapat menjadi individu , organisasi , atau memakan yangpublik. Kebanyakan pelanggan tidak insinyur . Terserah insinyur untuk menerjemahkan kebutuhan pelanggan keistilah rekayasa . Hasilnya dikemas dalam bentuk definisi masalah dan daftar spesifikasi.

18.1 MASALAH DEFINISI

Definisi masalah menyatakan tujuan desain dalam satu sampai tiga yang jelas, kalimat ringkas. Sebagai contoh,definisi masalah ditangani oleh Orville dan Wilbur Wright pada pergantian abad kedua puluh adalah desainmesin berawak mampu mencapai penerbangan bertenaga.definisi masalah ini memberitahu kita bahwa mereka ingin merancang mesin terbang dikenakan dua kendala.

Pertama, harus membawa orang, yang mengatur keluar pesawat model. Kedua, sumber daya onboard, harus digunakan untuk lepas landas, yang menghilangkan kemungkinan melompat dari sebuah gudang dengan sayap genggam dan udara lebih ringan darikerajinan seperti balon udara panas.

Definisi masalah dibangun dalam menanggapi kebutuhan diungkapkan. Kegagalan untuk mengidentifikasi, memahami, danmemvalidasi kebutuhan sebelum merancang, adalah salah satu penyebab paling sering dari kegagalan seluruh proses desain.

Pernyataan pelanggan dari kebutuhan tidak biasanya mengambil bentuk definisi masalah. Sebagai contoh,pertimbangkan pernyataan berikut kebutuhan dari klien fiktif:Butuh: Orang-orang yang bekerja di Gedung Empire State mengeluh tentang menunggu lama di Lift.

Situasi ini harus diperbaiki.

Seorang insinyur mungkin menerjemahkan kebutuhan ini ke dalam definisi masalah berikut:

Soal Definisi: Desain lift baru untuk Empire State Building.

Apakah ini benar-benar definisi masalah yang baik? Adalah perhatian utama dari manajemen di Empire StateMembangun untuk mengurangi waktu tunggu rata-rata atau untuk menghilangkan keluhan? Saat menyalakan kebutuhan diungkapkanmenjadi definisi masalah, penting untuk menghilangkan asumsi yang tidak adil bias desain menuju tertentu

larutan. A lebih baik, batasan masalah kurang-bias mungkin:Peningkatan Soal Definisi: Meningkatkan kepuasan pelanggan dengan lift di Empire State

Bangunan.

CHAPTER 18 Desain Langkah 1 : Mendefinisikan Masalah

Ini akan mengakui solusi seperti cermin di pintu lift atau kopi gratis di lantai tersibuk .

Sebagai contoh lain dari definisi masalah yang tidak memadai , pertimbangkan hal berikut : Desain perangkat untuk menghilangkanblind spot di mobil . definisi masalah yang diusulkan ini juga mengandung asumsi bahwa prematurmembatasi desainer . Perangkat Kata aturan keluar satu solusi yang mencapai tujuan desain (menghilangkanblind spot) hanya reposisi depan dan samping cermin .

Contoh ketiga terjadi di kompetisi desain bernama Blimp Wars ( lihat Gambar 18.1 ) .

Tujuannya adalahuntuk merancang sebuah sistem untuk mengambil Nerf Ò bola dari pohon buatan dan mengembalikan mereka ke dasar balon udara .

Pencantuman balon udara kata dalam definisi masalah bias siswa terhadap desain balon udara alternatifdari lengan diperpanjang yang akan span jarak antara dasar balon udara dan bola sasaran tidakdipertimbangkan.

GAMBAR 18.1 Balon udara Kembali ke Base Setelah Mengambil bola dari " Pohon " Kiri

18.2 DAFTAR SPESIFIKASI

Setelah menerjemahkan kebutuhan ke dalam definisi masalah, langkah berikutnya adalah mempersiapkan daftar spesifikasi. Daftarspesifikasi meliputi "menuntut" karakteristik desain yang harus hadir untuk desain yang akandianggap diterima dan "berharap untuk" karakteristik desain yang diinginkan tetapi tidak penting untuk keberhasilandari desain akhir. Ini adalah praktek yang biasa untuk mengklasifikasikan setiap spesifikasi baik sebagai permintaan (D) atau keinginan (W).Jangan bingung dua. Jika Anda memperlakukan keinginan seolah-olah itu permintaan, desain Anda mungkin menjadi lebih rumitdaripada yang diperlukan.

Bila mungkin, gunakan nomor untuk mengekspresikan spesifikasi. Misalnya, bukan hanya mengharuskanberat badan harus rendah, negara, "Berat harus kurang dari 10 pound." Kadang-kadang menggunakan nomor adalah mustahil.Sebuah kualitas seperti "estetis" sulit untuk diukur. Namun, menggunakan nomor sedapat mungkin,bahkan jika pada tahap awal ini mereka tampak seperti tebakan. Angka dapat disempurnakan kemudian sebagai desain mulaimulai tersusun.Spesifikasi harus menjadi solusi independen untuk menghindari bias. Misalnya, jika Anda sedang mendesain kecil perangkat mobile, membutuhkan bahwa "roda harus dibuat dari karet" akan bias desain dalam dua hal: dimenggunakan roda dan dalam pilihan bahan . keputusan tersebut dicadangkan untuk kemudian di proses desain setelahpertimbangan cermat alternatif .

Spesifikasi datang dalam kategori berikut :

Kinerja n

§  n Geometri

§  n Bahann

§  n  Energi

§  n Waktu

§  n Biaya

§  n Industri

§  n Standar

§  n Keselamatan

§  n Transportasi

§  n Ergonomi

Kategori ini juga dapat digunakan sebagai judul yang digunakan untuk mengatur daftar spesifikasi . Berikut adalahcontoh.

Contoh 18.1

Definisi masalah berikut ini diajukan kepada tiga tim desain bersaing.

Desain dan membangun remote control, 1 perangkat portabel yang akan bermain sembilan lubang golf di lapangan golf lokal denganjumlah yang mungkin paling sedikit stroke. Instruktur juga disediakan tuntutan berikut. Itu diserahkan kepada para siswauntuk mengembangkan daftar lengkap spesifikasi.

Demand (D) Keterangan

Harus biaya kurang dari $ 600 (tidak termasuk radio).

Harus jarak jauh dipicu.

Total jumlah servos2 radio kontrol adalah delapan.

Perangkat tidak bisa menyentuh bola golf sebelum memicu terpencil tembakan.

Perangkat seluruh harus membentuk satu kesatuan.Harus portabel.Desain harus lulus review keselamatan.

mendukung tanah harus sesuai dalam lingkaran 3-kaki.

Larutan

Langkah pertama adalah untuk mengatur tuntutan di bawah setiap pos. Kemudian, menggunakan judul sebagai panduan, tambahan

demand (D) atau keinginan (W) spesifikasi dirumuskan. Hasil ikuti.

Prestasi

D - Harus jarak jauh memicu.

D - Perangkat tidak dapat menyentuh bola golf sebelum terpencil memicu tembakan.

D - Mengemudi jarak harus disesuaikan dengan kisaran antara 15 dan 250 yard.

D - Puting jarak harus disesuaikan dengan kisaran antara 0 dan 15 yard.

CHAPTER 18 Desain Langkah 1 : Mendefinisikan Masalah

D - Harus beroperasi pada tanjakan hingga 45 derajat .

W - Harus tenggelam 95 % dari putt pendek ( kurang dari 3 kaki ) .

W - akurasi 5 yard Mengemudi .

Geometri

D - Total jumlah servos radio kontrol adalah delapan .

D - Seluruh perangkat harus membentuk satu kesatuan .

D - mendukung tanah harus sesuai dalam lingkaran 3 - kaki .

Bahan

W - Bahan tidak harus menurun dalam kisaran yang diharapkan dari kondisi cuaca ( termasuk hujan, salju , 30 F < T< 90 F ) .

Waktu

D - Harus dirancang dan diproduksi dalam waktu kurang dari 14 minggu .

Biaya

D - Harus biaya kurang dari $ 600 ( tidak termasuk radio ) .

Pembuatan

D - Harus diproduksi dengan menggunakan alat yang tersedia di toko mesin .

D - Harus diproduksi dengan menggunakan keterampilan mesin yang tersedia dalam tim .

W - Off - the- rak bagian dan bahan harus siap tersedia .

Standar

D - Radio harus mematuhi peraturan FAA .

Keamanan

D - Desain harus lulus review keselamatan .

Mengangkut

D - Harus portabel .

W - Harus cocok di mobil atau truk kecil ( untuk memudahkan transportasi ke lapangan golf )

18.3 DESIGN MILESTONE : KLARIFIKASI TUGAS

Ada dua versi dari tonggak ini , tergantung pada format proyek desain . Jika ada desainKompetisi yang terlibat , tanggung jawab utama untuk memproduksi daftar spesifikasi bergeser dari siswa untukinstruktur , karena ada kebutuhan bagi setiap orang untuk beroperasi di bawah set yang sama kendala . Dalam kedua kasus ,diasumsikan bahwa instruktur memberikan definisi masalah .Untuk Proyek Desain Umum ( Versi A ).

Tugas

1. Wawancara pelanggan . ( Dalam kasus produk konsumen , melakukan survei produk . )

2. Siapkan daftar diketik spesifikasi .

18.3 Desain Milestone : Klarifikasi Tugas yang

Untuk Kompetisi Desain ( Versi B )

Tugas

1. Tinjau aturan kompetisi dan meminta instruktur untuk klarifikasi aturan .

2. Siapkan daftar diketik persyaratan desain untuk melengkapi yang sudah muncul dalam aturan resmisebuah kompetisi. Misalnya , menetapkan tujuan kinerja untuk mesin Anda .

18.3.1 Kompetisi Tips Desain

Probe batas-batas aturan untuk liar , ide-ide yang tidak konvensional .

Hindari godaan apapun untuk bias persyaratan menuju solusi atau strategi tertentu .

Mengharapkan daftar persyaratan tambahan untuk menjadi sangat singkat jika aturan yang didefinisikan dengan baik .

CHAPTHER 19

Desain Langkah 2 : Generasi

Konsep alternatif

Source: © iStockphoto.com/Linda Bucklin

Setelah pernyataan masalah di tempat, dan spesifikasi yang telah terdaftar , sekarang saatnya untuk menghasilkan alternatifkonsep . Dengan konsep , kita berarti ide yang bertentangan dengan desain rinci . Representasi darKonsep , biasanya dalam bentuk sketsa , berisi informasi yang cukup untuk memahami cara kerja konseptapi tidak cukup informasi untuk membangunnya . Dengan alternatif , kita membutuhkan bahwa berbagai gagasan yang diusulkan harussecara fundamental berbeda dalam beberapa cara . Perbedaan harus melampaui penampilan atau dimensi . ItuAturan biasa praktis dalam kursus desain adalah untuk menghasilkan setidaknya tiga konsep fundamental berbeda .Dalam bab ini , empat aspek generasi konsep akan dibahas : brainstorming, konsep sketsa ,berdasarkan penelitian - strategi , dan dekomposisi fungsional .

19.1 BRAINSTORMING

Pendekatan yang paling umum untuk menghasilkan ide-ide adalah dengan brainstorming. Sebagai istilah menyiratkan, Anda mengandalkan Andakreativitas sendiri dan memori dari pengalaman masa lalu untuk menghasilkan ide-ide. Biasanya, anggota tim akan menghasilkan ide-idesendiri sebelum bertemu dengan tim untuk sesi brainstorming.Brainstorming berdasarkan satu aturan penting: kritik ide tidak diperbolehkan.

 Hal ini memungkinkan setiap timanggota untuk menempatkan ide-ide tanpa takut penolakan langsung. Misalnya, seorang profesor sekali mencatatsesi brainstorming dari tim kecil dari siswa. Pada satu titik, mahasiswa ditawarkan ide, dan siswa laindisebut sebagai "bodoh." Suara mahasiswa pertama tidak pernah terdengar lagi selama sesi. Sebagai gantinyadari tim empat, itu telah menjadi tim tiga.Hal ini penting untuk mengabdikan beberapa waktu Brainstorming mencari berani, ide-ide yang tidak konvensional.

Dalamkasus kompetisi desain, ini bisa berarti mencari lubang dalam aturan yang dapat menyebabkan ide-ide bahwapencipta kompetisi tidak diantisipasi.Hanya ketika curah pendapat selesai harus tim menghilangkan konsep yang tidak layak, tidak sah,atau tidak berbeda secara fundamental. Setelah proses menyiangi-out ini, setidaknya tiga konsep harus tetap. Jika tidak,lebih brainstorming adalah dalam rangka. Contoh berikut menggambarkan langkah ini.

BAB 19 Desain Langkah 2 : Generasi Konsep Alternatif

misalnya 19.1

Dengan asumsi konsep alternatif dalam Gambar 19.1 yang dihasilkan sebagai bagian dari upaya untuk merancang kelelawar baru untuk Major Leaguebisbol , yang konsep harus dihilangkan karena mereka tidak layak , tidak sah , atau tidak berbeda secara mendasar ?

GAMBAR 19.1 Konsep Alternatif untuk Major League Baseball Bat

Larutan

Tidak layak : E karena berdiri tidak ada kesempatan untuk menjadi kompetitif ; Saya karena terlalu sulit untuk menemukan dialam.Tidak sah : F , G , H , dan J.Tidak mendasar berbeda satu sama lain : C dan D karena bentuk dasar adalah sama ; hanya dimensiberbeda.Oleh karena itu , daftar kental alternatif yang layak terdiri dari konsep A , B , dan C.

19.2 KONSEP SKETSA

For ide untuk dipertimbangkan konsep alternatif yang layak, harus diwakili dalam bentuk konseptual sketsa. Tujuan dalam menghasilkan gambar konsep adalah untuk menyampaikan apa desain dan cara kerjanya dalam jelasistilah mungkin. Setiap ketidakjelasan, seperti kegagalan untuk mewakili salah satu subfunctions, akan diterjemahkan ke dalamkeraguan tentang kelayakan konsep ketika datang waktu untuk mengevaluasinya.

Pada saat yang sama, bagaimanapun, ini bukan gambar desain rinci. Dimensi dan rincian lainnya tidak relevanuntuk memahami sifat dasar tentang bagaimana konsep ini akan bekerja ditinggalkan.

Hal terbaik untuk melanjutkan melalui dua tahap saat membuat gambar konsep. Pertama, dalam tahap kreatif, handsketchingdilakukan gaya bebas dan cepat, tanpa mempertimbangkan kerapian atau visual yang clarity.A beberapa baris sederhana, dimengertikepada orang lain, mungkin cukup untuk mengingatkan Anda tentang ide Anda. Sketsa merupakan sarana bagi ide-ide menyimpan danBrainstorming lain. Hasil akhir adalah sketsa kasar dari konsep. Kedua, dalam tahap dokumentasi,konsep ini rapi digambar ulang dan diberi label untuk memfasilitasi komunikasi dengan anggota tim dan sponsor proyek.

Hasil akhir adalah satu atau lebih sketsa disiapkan dengan pedoman berikut:

Dapat tangan-sketsa atau yang dihasilkan komputer.

ada dimensi. Ingat, ini bukan gambar rinci.

bagian Label dan fitur utama. Jika gambar tangan-sketsa, label tulisan tangan dapat diterima.

Menyediakan beberapa pandangan dan / atau close-up dilihat jika diperlukan untuk menggambarkan bagaimana desain bekerja.

Pilihan tampilan terserah Anda. views isometrik seperti yang ditunjukkan pada Gambar 19.2 dan 19.3 menyampaikan banyakinformasi dalam satu gambar. Kebanyakan mekanisme dapat digambarkan secara efektif menggunakan satu atau lebihviews dua dimensi seperti pada Gambar 19.4. Meskipun informalitas jelas mereka, kualitas gambar-gambar inisangat penting untuk cukup mewakili desain selama proses evaluasi. Dalam beberapa kasus mereka adalah satu-satunyasumber bukti untuk menilai jika sebuah desain adalah mungkin untuk bekerja.

GAMBAR 19.2 Konsep Menggambar dari Radio Controlled (RC) Boat untuk Kompetisi Desain (digambar tangan isometrik)

GAMBAR 19.3 Konsep Menggambar dari Radio-Controlled (RC) Blimp (yang dihasilkan komputer isometrik)

GAMBAR 19.4 Konsep Menggambar dari Anti-Personil Sistem Tambang Kliring (dua pandangan digambar tangan)

19.4 Strategi berbasis penelitian untuk Mempromosikan Kreativitas

19.3 HANDS-ON DESIGN LATIHAN: TUBE THE

Tujuan desain adalah untuk mengekstrak bola golf dari dasar berdiri bebas, terbuka mailing tabung di waktu sesingkat mungkin.

19.3.1 Pengaturan

Tempatkan tabung mailing vertikal di lantai dan drop bola golf di dalam tabung.

Memiliki pasokan bahan berikut: string, lakban, Scotch? tape, 8.5? 11 mesin fotokopi standar
kertas, dan gunting.

19.3.2 Aturan

Terbatas untuk menggunakan bahan-bahan yang disediakan.

Gunting dapat digunakan untuk pembuatan.

Setiap orang dalam kelompok dapat membantu di bidang manufaktur, tetapi hanya satu orang dapat mengekstrak bola.

Mahasiswa yang tidak diperbolehkan untuk menangani bahan sampai saatnya untuk menguji.

Harus memproduksi desain yang ditampilkan pada konsep menggambar diserahkan ke instruktur.

Waktu 3 menit untuk memproduksi konsep dan ekstrak bola.

Tidak ujung atas tabung.

Tidak dapat menyentuh bagian luar tabung dengan apa pun.

ada pasukan dapat diterapkan pada bagian dalam tabung dalam upaya untuk menahannya vertikal; kebetulan kontak dengan dalam tabung tidak apa-apa asalkan tabung tidak terbalik.

Pelanggaran terhadap aturan sebelumnya akan didiskualifikasi dengan segera.

19.3.3 Prosedur

1.      Pertama memungkinkan siswa 3 menit untuk individual brainstorming (mendorong mereka untuk menggambar sketsa cepat dari masing-masing konsep mereka).

2.      Kemudian membagi bagian dalam tim empat siswa per tim.

3.      Biarkan tim 10 menit untuk mengumpulkan ide-ide, brainstorming sebagai sebuah tim, pilih konsep terbaik mereka, dan memberikan sketsa konsep yang terbaik untuk instruktur.

4.      Instruktur harus berjalan sekitar selama brainstorming untuk mengingatkan tim untuk (a) menghasilkan beberapa solusi sebelum memilih satu dan (b) mencoba untuk melibatkan semua orang dalam proses.

5.       Biarkan tim 2 menit untuk menetapkan tanggung jawab untuk pembuatan dan pengujian.

6.      Satu per satu, memberikan masing-masing tim 3 menit untuk memproduksi konsep mereka dan berupaya mengambil bola golf.

7.      Tim dengan kemenangan waktu pengambilan terpendek.

19.4 STRATEGI PENELITIAN BERBASIS UNTUK MEMPROMOSIKAN KREATIVITAS

Beberapa ide yang benar-benar asli, tetapi kebanyakan diambil dari pengalaman masa lalu. Strategi berikut membantu Anda untuk melihat desain lama untuk menghasilkan yang baru.

19.4.1 Analogi
Salah satu strategi yang sering digunakan adalah untuk mencari situasi desain analog di bidang yang tidak terkait lainnya. Untuk melakukan ini,pertama Anda harus menerjemahkan tujuan desain ke fungsi keseluruhan yang cukup umum untuk luas berlaku.

BAB 19 Desain Langkah 2: Generasi Konsep Alternatif

Misalnya, Anda mungkin ingin merancang sebuah sistem untuk "memanjat dinding vertikal" atau "berjalan dengan dua kaki" atau "bergerak efisien melalui air. "Nature diisi dengan solusi untuk masalah ini (tetapi karena kompleksitas mereka, solusi biologis biasanya harus disederhanakan dan disesuaikan sebelum mereka dapat dari penggunaan praktis). Jika kamu
sedang merancang sebuah sistem untuk "membuang sebuah benda," survei artileri kuno bisa memicu ide-ide.

19.4.2 Reverse Engineering

Strategi dasar di sini adalah untuk memperoleh produk yang sudah ada yang mirip dengan desain yang ada dalam pikiran, mengambilnya terpisah, mencari tahu cara kerjanya, dan kemudian mencoba untuk memperbaiki atau mengadaptasi beberapa ide untuk desain Anda sendiri. Mainan toko adalah tempat yang bagus untuk mencari perangkat elektromekanis kecil yang dapat membalikkan direkayasa.

19.4.3 Sastra Cari
mesin pencari berbasis web yang sangat efektif dalam menemukan solusi desain yang sudah ada. Untuk aplikasi teknologi tinggi, Anda juga harus mencari buku dan database elektronik untuk jurnal teknis (misalnya, Science Citation Index).

19.5 DEKOMPOSISI FUNGSIONAL SISTEM KOMPLEKS

Ketika dihadapkan dengan masalah yang kompleks, sering menguntungkan untuk memecahnya menjadi lebih kecil, sederhana, bagian lebih mudah dikelola. Dalam hal desain, bagian-bagian yang lebih kecil biasanya sesuai dengan individu fungsi (atau tugas) yang harus dilakukan untuk mencapai tujuan desain keseluruhan. Pendekatan ini, dikenal sebagai dekomposisi fungsional, adalah dasar dari prosedur diuraikan sebagai berikut untuk menghasilkan konsep alternatif.
Langkah 1. Membusuk tujuan desain menjadi serangkaian fungsi.

Mulailah dengan menguraikan fungsi keseluruhan menjadi empat atau lima fungsi sub. Biasanya, kata kerja seperti bergerak, angkat, dan kontrol yang digunakan dalam penamaan fungsi. Gambar 19.5 menunjukkan dekomposisi fungsional dari remote dikendalikan Mesin golf contoh sebelumnya. Hal ini diberikan dalam bentuk diagram pohon, yang mungkin merupakan bentuk paling umum dari representasi. Jika lebih rinci diperlukan, masing-masing dari subfunctions bisa lebih jauh dipecah menjadi subfunctions masing-masing.

GAMBAR 19.5 penguraian Fungsional untuk Desain Mesin Golf Remote-Controlled

Ketika itu tidak nampak apa sub fungsi yang, mungkin membantu untuk berpikir dalam hal urutan tugas-tugas yang harus dilakukan oleh desain. The "berurutan" dekomposisi fungsional untuk desain untuk membantu orang cacat ke dalam dan keluar dari bak mandi ditunjukkan pada Gambar 19.6. Hal ini sangat penting bahwa dekomposisi fungsional cukup umum untuk menghindari biasing solusi desain. Sebagai contoh, terpisah drive dan chip yang berfungsi pada Gambar 19,5 dapat menyebabkan tim desain untuk mengabaikan kemungkinan menggunakan perangkat yang sama untuk memenuhi kedua fungsi. Jika solusi bias dihindari, memperkenalkan beberapa dekomposisi fungsional.

GAMBAR 19.6 "Sequential" penguraian Fungsional untuk Desain Sistem untuk Membantu penyandang cacat ke dalam dan keluar dari Standard Bathtub

Langkah 2. Brainstorm pada konsep-konsep alternatif untuk setiap fungsi dan merakit hasil dalam klasifikasi skema.
Skema klasifikasi 1 adalah matriks dua dimensi yang diselenggarakan seperti yang ditunjukkan pada Tabel 19.1. Kolom pertama dalam daftar fungsi yang dihasilkan dari dekomposisi fungsional. Deretan kotak di samping masing-masing nama fungsi
memuat solusi desain yang sesuai yang telah brainstorming. Solusi desain disajikan
menggunakan kombinasi kata dan gambar, jadi hati-hati untuk menarik kotak cukup besar untuk menampung ilustrasi kecil.

Langkah 3. Campurkan konsep fungsi untuk membentuk konsep desain alternatif.
Tabel 19.2 menunjukkan bagaimana satu fungsi sub konsep dari setiap baris dari skema klasifikasi yang dipilih untuk membentuk konsep keseluruhan. Konsep subfunction yang sama dapat digunakan dengan lebih dari satu keseluruhan konsep, meskipun

perlu diingat bahwa idenya adalah untuk menghasilkan konsep desain yang berbeda secara fundamental. Satu-satunya aturan lain ketika memutus kombinasi terbaik adalah untuk memastikan bahwa konsep fungsi sub yang dikombinasikan adalah cocok.

Langkah 4. Sketsa setiap kombinasi yang paling menjanjikan.
Hal ini dilakukan sesuai dengan aturan sebelumnya disajikan untuk konsep gambar. Ingat bahwa Anda harus berakhir dengan gambar untuk setidaknya tiga konsep desain yang berbeda secara

Fundamental.Contoh 19.2 Gunakan dekomposisi fungsional untuk menghasilkan konsep alternatif untuk balon remote control yang diusulkan, mampu mengambil Nerf? bola dari pohon buatan dan mengembalikan mereka ke balon udara dasar (lihat Gambar 18.1).

Larutan
Langkah pertama adalah untuk menghasilkan dekomposisi fungsional dari Gambar 19.7. Kemudian konsep yang brainstorming untuk setiap dari sub fungsi, dan hasilnya berkumpul dalam skema klasifikasi Gambar 19.8.

GAMBAR 19.7 Dekomposisi Fungsional untuk Desain dari Blimp Remote-Controlled

GAMBAR Skema 19.8 Klasifikasi untuk Blimp Remote-Controlled

Total konsep dibentuk dengan menggabungkan konsep subfunction kompatibel. Tiga Total konsep menjanjikan adalah:
1. Total Concept Saya ¼ helium þ 2 alat peraga þ poros alat peraga TH selotip
2. Total Concept II ¼ helium þ berputar vertikal menara þ prop þ rake
3. Total Concept III ¼ helium þ menopang dengan kemudi þ tali þ cakar
Langkah terakhir adalah untuk mewakili masing-masing desain alternatif dalam bentuk konsep gambar. Konsep menggambar untuk Total Concept saya ditunjukkan pada Gambar 19.3.

19.6 DESIGN MILESTONE: GENERASI ALTERNATIF

tonggak ini mengasumsikan sistem yang akan dirancang cukup kompleks (yaitu, setidaknya dua sub fungsi) untuk  menjamin penggunaan dekomposisi fungsional.
Tugas

 Untuk dekomposisi fungsional yang diberikan di kelas (atau modifikasi dari itu bahwa Anda bebas  untuk mengusulkan),
brainstorming untuk menentukan setidaknya lima alternatif yang layak untuk setiap sub fungsi dan merakit
hasil dalam skema klasifikasi.

 Formulir tiga menjanjikan konsep desain dengan menggabungkan alternatif subfunction kompatibel dari Anda skema klasifikasi.Firm tiga konsep desain Anda dengan membuat sketsa mereka dalam bentuk konsep gambar. Fungsi (Yaitu, bagaimana cara kerjanya) harus jelas ditunjukkan dalam gambar melalui penggunaan label dan teks.

Kriteria Grading
Komunikasi teknisIde jelas di sajikanAkhir gambar konsep yang rapi diberikanKonten teknisSemua konsep yang layak, hukum, dan secara fundamental berbedaKonsep disajikan secara cukup rincijumlah Diminta konsep yang dihasilka

19.6.1 Kompetisi Tips Desain

Tujuannya adalah untuk menghasilkan tiga konsep yang kuat.Pencarian batas-batas aturan untuk ide-ide yang tidak biasa yang berpotensi mendominasi kompetisi.Sertakan strategi sebagai salah satu barang yang akan brainstorming dalam skema klasifikasi.Gambar ulang sketsa konsep untuk meningkatkan kejelasan dan kerapian. Kualitas konsep menggambar, atau kurang dari itu, dapat berbuat banyak untuk bergoyang pendapat ketika datang waktu untuk menilai konsep-konsep.

CHAPTER 20

Desain Langkah 3: Evaluasi Alternatif dan Seleksi Konsep sebuah

Source: © iStockphoto.com/Emrah Tu¨ ru¨ du

Misalkan Anda sudah menghasilkan tiga konsep yang akan memenuhi definisi masalah dan memenuhi spesifikasi. Mana yang harus Anda pilih sebagai dasar untuk desain akhir Anda? Tidak ada rumus ajaib. Namun, Profesor Nam P. Suh dari MIT telah memberikan dua prinsip desain sangat membantu untuk mengevaluasi dan meningkatkan konsep: meminimalkan konten informasi dan menjaga independensi fungsional requirements. 1 Bab ini menambahkan tiga pertimbangan tambahan untuk mengevaluasi alternatif: kemudahan pembuatan, ketahanan, dan desain untuk penyesuaian. Kemudian ditutup dengan metode menarik bersama-sama semua ide-ide ini:
matriks keputusan.

20.1 MEMINIMALKAN INFORMASI ISI DESAIN

Ketika memilih antara alternatif yang menjanjikan, desain terbaik adalah sering salah satu yang dapat ditentukan secara unik menggunakan sedikitnya jumlah informasi atau, alternatif, dapat diproduksi dengan daftar terpendek arah. Ide ini kadang-kadang dinyatakan sebagai prinsip.

Ada sejumlah pedoman desain yang secara alami mengikuti. Beberapa yang paling menonjol adalah:

Minimalkan jumlah bagian.

Minimalkan jumlah berbagai jenis bagian.

Membeli bagian disukai untuk manufaktur mereka sendiri.

20.2 MENJAGA KEMERDEKAAN PERSYARATAN FUNGSIONAL
Fungsi dipertimbangkan dalam dekomposisi fungsional memberikan dasar bagi prinsip kedua Suh ini.
Prinsip ini menegaskan bahwa fungsi-fungsi ini harus independen satu sama lain dalam desain yang baik.

BAB 20 Desain Langkah 3: Evaluasi Alternatif dan Seleksi Konsep sebuah

Sebuah keberhasilan penerapan prinsip ini diilustrasikan oleh desain dipisahkan pada Gambar 20.1. Kemerdekaan fungsi "angkat" dan "bergerak" dipertahankan dengan merancang mekanisme terpisah secara fisik untuk setiap tindakan (gunting jack untuk mengangkat, kendaraan roda untuk bergerak) dan dengan melakukan tindakan secara berurutan, bukan yang pada waktu bersamaan. Pertama gunting jack akan mengangkat kendaraan, kendaraan maka akan meluncur secara horizontal ke Langkah berikutnya, dan akhirnya jack gunting akan menutup ke atas dan ditarik kembali di bawah kendaraan. desain digabungkan mempekerjakan empat lengan diartikulasikan, tangki seperti trek pada setiap lengan, dan gerakan rumit untuk baik angkat dan bergerak pada saat yang sama. Meskipun kedua mesin dilakukan mengagumkan, desain dipisahkan memiliki
jauh lebih tinggi potensi payload dan lebih mudah untuk membangun, karena diperlukan setengah banyak motor.

GAMBAR 20.1 Dua Konsep untuk Stair-Climbing Mesin-Konsep Pertama (Pusat) decouples "Angkat" dan "Move" Fungsi tapi Concept Kedua

Contoh sebelumnya menunjukkan desain pedoman berikut: Carilah desain modular. Sebuah desain modular adalah satu di mana solusi desain untuk setiap fungsi telah diisolasi secara fisik. Keuntungan utama dari desain modular adalah bahwa modul individu dapat dirancang, diproduksi, dan diuji secara paralel, yang mengarah untuk kali pengembangan produk yang lebih pendek.
Dalam mencari peluang untuk meningkatkan desain yang diberikan, situasi mungkin timbul di mana Suh ini dua prinsip tampak dalam konflik. Misalnya, perubahan desain yang ditujukan untuk meningkatkan kemandirian persyaratan fungsional dapat mengakibatkan kompleksitas yang lebih besar. Suh berpendapat bahwa setiap perubahan desain yang baik meningkatkan informasi atau mengorbankan independensi persyaratan fungsional tidak boleh diterima. Selalu ada desain yang kurang ditambah dengan konten informasi yang lebih rendah.
Kami sekarang menggambarkan penerapan dua prinsip desain ini dengan sebuah contoh

Contoh 20.1
Sebuah kompetisi desain mahasiswa head-to-head bernama Davy Jones harta karun didasarkan pada masalah berikut
definisi:

Merancang sebuah sistem untuk mengambil permukaan (ping-pong bola) dan bawah permukaan (1 massa lb) objek dari kolam renang. Ini adalah tunduk pada persyaratan desain utama berikut:

Ini harus masuk dalam 2 ft? 2 ft? volume 3 ft pada awal kompetisi.Ini harus membawa target yang menonaktifkan perahu jika dipukul oleh lawan.gambar konsep dua dari desain mahasiswa ditunjukkan pada Gambar 20.2 dan 20.3. Lihatlah Angka 20,2 dan 20,3 dan mengevaluasi dua desain siswa dengan aplikasi mengidentifikasi dan pelanggaran prinsip-prinsip desain Suh ini. (Petunjuk: Hanya fitur yang relevan telah diberi label dalam angka-angka.)

Larutan
Air Cannon Desain

meriam air mungkin efektif karena bertujuan dan kemudi independen.

Catapults tidak akan efektif karena bertujuan tergantung pada kemudi.

20.2 Menjaga Independensi Persyaratan Fungsional

GAMBAR 20.2 Water Cannon (top view)

GAMBAR 20.3 Twin Boat Desain (top view)

BAB 20 Desain Langkah 3: Evaluasi Alternatif dan Seleksi Konsep sebuah

Perahu harus sangat bermanuver karena kedua alat peraga berfungsi untuk memisahkan bergerak dan gilirannya fungsi yaitu, harus mampu menghidupkan sepeser pun.

Industri sistem prop bisa sia-sia memakan waktu.

Twin Boat Desain

Penggunaan dua kapal akan sangat efektif karena decouples dua fungsi pengambilan. Satu perahu bisa mengumpulkan bola ping-pong sementara yang lain mengumpulkan 1 lb massa.

Gunakan baling-baling yang dibeli di toko akan menghemat waktu.

Penggunaan dua desain hull hampir identik akan menyederhanakan desain dan manufaktur, sehingga menghemat lebih banyak waktu.

Perahu tidak akan seperti bermanuver dengan Desain Water Cannon karena bergerak dan berubah fungsi tidak independen; yaitu, desain single-prop perlu bergerak maju dalam rangka untuk mengubah.

The Gatling gun tidak akan seefektif meriam air karena bertujuan tergantung pada kemudi.

Catatan Akhir
Karakteristik sebelumnya memberikan wawasan yang akurat tentang bagaimana kapal benar-benar dilakukan. The Twin Boat Desain memenangkan kompetisi sebagian besar pada kekuatan sistem pencarian dual. Meskipun meriam air jauh lebih efektif dari senapan Gatling, Cannon Desain Air pada akhirnya pada belas kasihan dari alat peraga buatan tangan, yang mengambil banyak waktu untuk memproduksi, meninggalkan sedikit waktu untuk pengujian, dan terbukti dapat diandalkan.

20.3 DESAIN UNTUK KEMUDAHAN INDUSTRI

Ada keuntungan yang jelas untuk pergi dengan desain yang mudah untuk memproduksi. Dari antara desain bersaing tim Anda adalah yang pertama untuk menyelesaikan pembuatan desain Anda, waktu tambahan dapat digunakan untuk menguji, debug, dan mengoptimalkan kinerja. Untuk perusahaan komersial, pertama-ke-pasar dapat berarti monopoli jangka pendek di pasar yang sangat kompetitif. Seringkali, kemudahan pembuatan pergi tangan-di-tangan dengan biaya yang lebih rendah. Dengan demikian, diberi pilihan dua konsep, yang keduanya memenuhi persyaratan desain ke tingkat yang sama, dan di mana satu lebih sulit daripada yang lain untuk memproduksi, masuk akal untuk memilih konsep yang lebih mudah untuk memproduksi.

Pada tahap ini dalam proses desain, evaluasi kemudahan pembuatan harus dilakukan pada tingkat abstraksi konsisten dengan konsep gambar. Penghitungan operasi mesin dan langkah-langkah perakitan dicadangkan untuk lain waktu ketika tingkat yang diperlukan detail dalam desain telah dicapai. Di sini penekanannya adalah pada pengembangan kesan kemudahan pembuatan seperti diungkapkan melalui prinsip-prinsip desain Suh ini.

Seorang mahasiswa atau tim dengan tugas berat karena harus membangun desain kompleks sendiri harus mengajukan pertanyaan-pertanyaan berikut sebagai setiap konsep dievaluasi:

Apakah ada sejumlah besar bagian?
Jika ada banyak bagian yang perlu dibuat dan dirakit, itu akan memakan waktu lama untuk membangun.

Apakah ada sejumlah besar jenis bagian?

Untuk bagian dari kompleksitas yang sebanding, dibutuhkan sedikit waktu untuk membuat dua bagian yang sama daripada yang dilakukannya dua
bagian yang berbeda karena mengurangi waktu setup.

Apakah ada bagian dengan geometri yang rumit?

Bagian ini akan memakan waktu lebih lama untuk membuat.

Dapat beberapa bagian dibeli?

Hal ini tidak selalu merupakan pilihan dalam kompetisi desain, tetapi jika itu adalah, waktu disimpan dan keandalan terbukti
dari bagian prefabrikasi biasanya dibenarkan pembelian.

20.4 DESAIN UNTUK KETAHANAN

Manufaktur kesalahan, perubahan lingkungan, dan memakai internal dapat menyebabkan variasi tak terduga dalam kinerja. Ketika produk yang dirancang tidak sensitif terhadap tiga sumber dari variabilitas, desain dikatakan kuat. Insinyur mencari desain yang kuat karena kinerja desain tersebut dapat diprediksi dengan pasti lebih besar. perancang harus belajar untuk mengharapkan yang tak terduga. Semua siswa terlalu sering membayangkan desain sementara dengan asumsi kondisi operasi yang ideal. Namun, penyimpangan dari kondisi-kondisi yang ideal dapat menyebabkan kurang ideal kinerja, seperti yang digambarkan oleh contoh berikut.

Contoh 20.2

Untuk kompetisi desain, siswa harus merancang mesin yang secara akurat bisa melempar dart ke papan dart. Mesin-mesin itu didukung oleh massa jatuh besar. Namun, tak satu pun dari mesin sempurna berulang. Sebagai contoh, dari 8 kaki, yang terbaik bahwa mesin dalam Gambar 20.4 bisa lakukan adalah untuk menjaga anak panah dalam lingkaran 1 inci. Faktor-faktor apa yang berkontribusi pada hilangnya ini akurasi panah-lempar.

                           

GAMBAR 20.4 Konsep Menggambar dari Mesin Dart-Melontar

BAB 20 Desain Langkah 3: Evaluasi Alternatif dan Seleksi Konsep sebuah

Larutan

kesalahan yang relevan manufaktur, perubahan lingkungan, dan situs memakai internal brainstorming. Daftar berikut mengakibatkan:

Kesalahan manufaktur

perbedaan dimensi kecil antara anak panah di set tiga

Perubahan lingkungan

arus udara Kecilreposisi Inexact plungerInexact reposisi anak panah dalam gun blowrilis konsisten dari massa jatuh

Wear internal

Kerusakan pada sirip panahmenumpulkan ujung panahKerusakan papan dart

Ketika mengevaluasi konsep sehubungan dengan ketahanan, Anda harus bertanya pada diri sendiri pertanyaan-pertanyaan berikut:

Akan kesalahan manufaktur kecil secara dramatis mengganggu kinerja?
Jika bagian harus diproduksi sempurna agar desain untuk berfungsi dengan baik, Anda harus berharap untuk mengalami masalah. Anda ingin desain yang akan bekerja bahkan ketika bagian dimensi yang sedikit off. Ini adalah salah satu alasan mengapa set gigi yang seperti pilihan desain populer. kesalahan kecil dalam jarak tengah antara gigi kawin tidak mengubah rasio gigi.
Akan fungsi desain benar atas lengkap dari kondisi lingkungan?
              Kondisi lingkungan tunduk pada variasi termasuk pasukan diterapkan, kondisi atmosfer, dan kekasaran dari permukaan medan. Kisaran yang diharapkan dari kondisi lingkungan yang relevan harus didefinisikan secara jelas dalam daftar spesifikasi. Jika mereka tidak ada, sekarang adalah saat yang tepat untuk memasukkan mereka.
Dalam kompetisi desain head-to-head, telah tindakan tim lawan telah diantisipasi?
              Tindakan tersebut dapat memberikan kontribusi yang signifikan terhadap variabilitas kondisi lingkungan. Sebagai contoh, mesin menentang dapat menerapkan kekuatan untuk mesin Anda atau mengubah kekasaran medan permukaan dengan meletakkan rintangan. Dengan demikian, Anda ingin memilih kombinasi strategi / desain yang akan tampil baik terlepas dari apa yang menentang tim mungkin dilakukan.

20.5 DESAIN UNTUK PENYESUAIAN

Dalam program rekayasa biasanya hanya cukup waktu dan sumber daya untuk memproduksi satu desain, dan desain yang hampir tidak pernah melakukan seperti yang direncanakan pada percobaan pertama. Mengoptimalkan kinerja dengan membangun beberapa desain bukanlah pilihan. Kursus hanya tersisa tindakan adalah untuk merancang penyesuaian ke awal pelaksanaan.

Ada sejumlah cara untuk desain untuk penyesuaian. Salah satu cara adalah untuk merancang sistem dengan modularitas. Hal ini dapat berfungsi untuk mengisolasi perubahan desain yang diperlukan untuk subsistem tunggal. Dalam sistem mekanik, dimensi penyesuaian dapat diperoleh dengan

menggunakan metode penambat non permanen seperti sendi sekrup bukannya Metode permanen seperti epoxy.

Desain untuk penyesuaian dapat dimasukkan ke dalam proses evaluasi dengan mengajukan pertanyaan-pertanyaan berikut karena setiap konsep ditinjau:

Apa variabel kinerja utama?
              Biasanya, hanya satu atau dua variabel yang paling penting yang perlu dipertimbangkan. kinerja khas variabel kecepatan, kekuatan, dan radius putar.
Dapat variabel kinerja disesuaikan dengan mudah?
              metode umum yang dijelaskan sebelumnya. Metode lain yang ditemukan oleh brainstorming dan dengan pemeriksaan dari persamaan yang mengatur.

Contoh 20.3
Sebuah platform bergerak motor-driven adalah fitur umum dari banyak desain kendaraan skala kecil. Sebuah atas dari satu seperti bergerak platform desain ditunjukkan pada Gambar 20.5.

GAMBAR 20.5 Pindah Landasan

Setelah produsen desain ini selesai, apa penyesuaian dapat dilakukan untuk:
Sebuah.

 Meningkatkan kecepatan platform bergerak?

Meningkatkan kekuatannya mendorong?

Larutan

1.      metode alternatif untuk meningkatkan kecepatan adalah:Penurunan rasio gigi Meningkatkan radius banMeningkatkan tegangan dari power supplyBeralih di motor dengan RPM yang lebih tinggi

2.       metode alternatif untuk meningkatkan kekuatan mendorong adalah:Meningkatkan rasio gigiPenurunan jari-jari banMeningkatkan tegangan dari power supplyBeralih ke motor dengan torsi puncak yang lebih tinggi

BAB 20 Desain Langkah 3: Evaluasi Alternatif dan Seleksi Konsep sebuah

20.6 HANDS-ON DESIGN LATIHAN: LIMBAH BALL

20.6.1 Skenario
Sebuah perusahaan yang menggunakan zat radioaktif untuk penelitian kadang-kadang memiliki "tumpahan" radioaktif bolabenda. Ketika ini terjadi, objek radioaktif harus diangkut ke wadah sampah dengan darurattim.

20.6.2 Desain Tujuan
Desain metode untuk mentransfer zat radioaktif (bola plastik) dari lokasi tumpahan ke kontainer sampah(Kulkas kecil) di lokasi lain.

20.6.3 Pengaturan

Bagilah tim, yang terdiri dari seluruh kelas, menjadi kelompok-kelompok subfunctional dari dua atau tiga siswasetiap. Setiap kelompok subfunctional akan bertanggung jawab untuk satu kaki dari transfer.

 Sebelum kelas, instruktur harus lay out saja. Harus ada banyak kaki yang berbeda karena adaadalah kelompok subfunctional. Ruang di mana bola awalnya ditempatkan dan ruangan lain yang berisiaccount kulkas kecil untuk dua kaki. kaki lainnya dapat terdiri dari koridor, tangga, sebuahlift, atau tamasya luar ruangan. Cobalah untuk membuat setiap tantangan yang sedikit berbeda untuk mempromosikan pembangunandesain khusus oleh kelompok subfunctional.

Distribusikan bahan berikut untuk masing-masing kelompok subfunctional:
1 koran harian (atau setara)1 gulungan lakbanplate 1 busa1 cangkir plastik1 gunting (untuk konstruksi saja)

Tim juga akan menerima:3 bola dari string, yang harus dibagi di antara kelompok-kelompok

20.6.4 Aturan

1.      Karena bola adalah radioaktif, tidak ada yang bisa berada dalam 8 kaki dari bola.\

2.      Anda harus hanya menggunakan materi yang disediakan.

3.      Untuk tujuan keselamatan, berjalan tidak diperbolehkan.

4.      Jika perlu, pintu harus aman dipegang terbuka oleh tim dan kemudian ditutup segera setelah limbah melewati.

5.      Jika selama transportasi, bola sengaja menyentuh sesuatu selain wadah transportasi (misalnya, lantai) penalti 30 detik akan dikenakan dan kelompok membawa bola harus me-restart di lokasi di mana menerima handoff.

6.      Tim ini memiliki 3 menit per kelompok untuk melengkapi desain untuk transportasi.

7.       Kelas dengan waktu transit minimum menang.

20.6.5 Setelah Latihan tersebut

Menilai kinerja tim dengan membandingkan kali ke bagian lainnya.

Diskusikan kualitas komunikasi antara kelompok-kelompok fungsional sub.

Apa yang pelajaran?

20.7 KEPUTUSAN MATRIX
Matriks keputusan mempromosikan pemeriksaan sistematis dan lengkap dari konsep kekuatan dan kelemahan. Seluruh prosedur, dari pemilihan kriteria evaluasi untuk mengisi matriks, dirancang untuk menghapus pribadi bias dari proses pengambilan keputusan. Hasil memberikan ukuran numerik untuk peringkat alternatif dan akhirnya memilih konsep terbaik.

20.7.1 Kriteria Evaluasi

Kriteria yang konsep harus dinilai semua yang terkandung dalam daftar spesifikasi. Bahkan
memenuhi syarat sebagai sebuah konsep layak, harapan harus bahwa semua persyaratan desain yang ditetapkan sebagai tuntutanakan puas. Oleh karena itu, peringkat konsep layak akhirnya tergantung pada sejauh manamereka memenuhi persyaratan desain yang ditetapkan sebagai keinginan. Namun, pada tingkat konseptual, kualitas yang terkaitdengan kedua tuntutan dan keinginan yang termasuk di antara kriteria evaluasi karena ketidakpastian masihterkait dengan memperkirakan gelar mereka pemenuhan.

Persyaratan desain yang dipilih untuk melayani sebagai kriteria evaluasi biasanya dicatat untuk menunjukkankualitas yang diinginkan. Misalnya, bukan berat, biaya, dan pembuatan, yang sesuai kriteria evaluasimenjadi berat badan rendah, biaya rendah, dan mudah untuk memproduksi.

kriteria evaluasi harus independen satu sama lain untuk memastikan bobot wajar persyaratan dalammatrix keputusan dibahas kemudian. Misalnya, biaya rendah dan kemudahan manufaktur akan berlebihan dan dengan demikianganda dihitung jika biaya tenaga kerja adalah fraksi yang signifikan dari total biaya.

Jumlah kriteria evaluasi dapat bervariasi tergantung pada situasi. Kami menyarankan tingkat detail yang konsistendengan jumlah informasi rinci yang tersedia tentang konsep. Bagi kebanyakan tangan-proyek siswa,5-7 dari kriteria evaluasi yang paling penting harus cukup. Mudah untuk memproduksi dan murahhampir selalu termasuk dalam daftar ini.

20.7.2 Prosedur untuk Mengisi Out Matrix Keputusan

Langkah 1. Identifikasi kriteria evaluasi

Langkah ini dijelaskan di bagian sebelumnya.

Langkah 2. Timbang kriteria evaluasi.

nilai bobot yang ditugaskan untuk setiap kriteria evaluasi secara proporsional dengan kepentingan relatif terhadap keseluruhan Keberhasilan desain; semakin besar berat, yang lebih penting kriteria evaluasi. Meskipun bukan matematika kebutuhan, biasanya ide yang baik untuk menentukan bobot sehingga jumlah mereka adalah sama dengan 1, yaitu:

di mana N adalah jumlah kriteria evaluasi. Kendala ini menanamkan pandangan bahwa bobot sedang didistribusikan di antara kriteria dan dengan demikian membantu untuk menghindari kriteria berlebihan.

BAB 20 Desain Langkah 3: Evaluasi Alternatif dan Seleksi dari Conceptria.

Langkah 3. Mengatur matriks keputusan.

Organisasi matriks keputusan diilustrasikan pada Tabel 20.1. Nama-nama konsep yang dievaluasiyang diisi di bagian atas setiap kolom. Demikian juga, kriteria evaluasi dan bobot mereka ditugaskan adalahditulis di kolom paling kiri dari matriks. Scoring dan menengah perhitungan akan disimpan dalamsub kolom di bawah setiap konsep dan kemudian mencapai di bagian bawah matriks.

Langkah 4. nilai Tetapkan ke setiap konsep.

Mulai di baris pertama, setiap konsep ditugaskan nilai antara 0 dan 10 sesuai dengan seberapa baik memenuhikriteria evaluasi yang dipertimbangkan. Nilai-nilai yang dianggap memiliki interpretasi berikut:

0 ¼ konsep Benar-benar tidak berguna dalam hal kriteria ini
               5 ¼ rata konsep dalam hal kriteria ini
              10 ¼ konsep sempurna dalam hal kriteria ini

dan dicatat di bawah sub kolom pertama dari setiap konsep. Proses ini diulang untuk setiap kriteria, akanbaris demi baris untuk menghindari bias. Biasanya penugasan nilai didasarkan pada penilaian kualitatif, tetapi jika kuantitatifinformasi yang tersedia, mereka dapat ditugaskan dalam proporsi parameter dikenal.

Langkah nilai 5. Hitung keseluruhan untuk setiap konsep.

Untuk setiap kombinasi konsep-kriteria, produk dari berat badan dan nilai dihitung dan kemudian dicatat dalam subcolumn kedua. Setelah perhitungan ini selesai, nilai keseluruhan (OF) dihitunguntuk setiap konsep menggunakan ekspresi berikut:

yang setara dengan memanggil sub kolom kedua di bawah setiap konsep pos. The OVS dicatat bagian bawah matriks.

Langkah 6. Menafsirkan hasil

Nilai keseluruhan tertinggi memberikan indikasi yang desain yang terbaik. nilai keseluruhan yang sangat dekatbesarnya harus dianggap sebagai menunjukkan paritas mengingat ketidakpastian yang masuk ke penugasanbobot dan nilai-nilai. Hasil akhir adalah non mengikat. Dengan demikian, tidak ada kebutuhan untuk bias penilaian sehingga memperolehyang berharap untuk hasil akhir. Sebaliknya, grafik harus dianggap sebagai alat yang bertujuan membina lengkapdiskusi tentang kekuatan dan kelemahan.

20.7 Keputusan Matrix

20.7.3 Tips Tambahan Menggunakan Matriks Keputusan

Setiap anggota tim desain harus individual mengisi matriks keputusan sebelum terlibat  dalam diskusi tim. Ini akan memberi semua orang kesempatan untuk berpikir tentang kekuatan dan kelemahan depan waktu dan dengan demikian membuatnya lebih mungkin bahwa mereka akan menjadi peserta aktif dalam pertemuan tim.Gunakan matriks untuk mengidentifikasi dan kelemahan benar dalam desain yang menjanjikan. Mengutamakan kelemahan yang paling berat berbobot.Jangan ragu untuk menciptakan alternatif baru dengan menggabungkan kekuatan dari konsep bersaing.

Contoh 20.4

Mengingat mesin golf dikendalikan dari jarak jauh seperti yang dibahas dalam bab sebelumnya, tiga konsep yang muncul Dalam Angka 20,6 melalui 20.8 telah diusulkan sebagai terbaik memenuhi persyaratan desain. Evaluasi ketiga konsep dengan menggunakan prosedur yang diuraikan sebelumnya untuk mengisi matriks keputusan.

GAMBAR 20.6 Konsep Menggambar dari "Cannon"

GAMBAR 20.7 Konsep Menggambar dari "Original"

BAB 20 Desain Langkah 3: Evaluasi Alternatif dan Seleksi Konsep sebuah

GAMBAR 20.8 Konsep Menggambar dari "Robot Golfer"

Larutan
Persyaratan desain berikut yang dipilih untuk menjadi kriteria evaluasi:

Drives baik

Putts baik

 Bola loader adalah kuat (misalnya, mengambil bola dari semua jenis medan)

 Mudah untuk mengangkut Mudah untuk memproduksibiaya rendah, yang biasanya muncul, tidak dipilih karena semua tiga konsep memenuhi persyaratan biaya dan biayatidak terlibat dalam scoring kompetisi desain.Dengan di tangan, matriks keputusan dapat dibuat dan bobot ditugaskan untuk setiap kriteria. Drivedan bola loader dianggap sama pentingnya karena seseorang tidak dapat bekerja tanpa yang lain. Drive / chipsditimbang sedikit lebih tinggi dari putt karena hanya 43 persen dari semua foto yang diambil oleh para profesional golfadalah putt.

 Transportasi adalah tertimbang rendah karena tidak faktor dalam mencetak gol. Kemudahan pembuatan selalu pentingkarena dampaknya pada waktu pengembangan. bobot yang dihasilkan tercantum dalam matriks keputusanTabel 20.2.Kemudian, melanjutkan satu kriteria evaluasi pada suatu waktu, tim menganalisa kekuatan dan kelemahan masing-masing konsep dalam konteks kriteria yang diberikan dan wakilnya yang sesuai nilai-nilai untuk setiap konsep dalam matriks keputusan. Hasil analisis disajikan berikut ini, dan nilai-nilai dicatat dalam Tabel 20.2.

Drive

Semua tiga driver tampak menjanjikan mengingat efektivitas pistol kentang terkenal. Namun, karena CO2 tangki datang pra bertekanan dan tangan-memompa dikenakan 60 s batas waktu pada persiapan tembakan pra, Cannon kemungkinan akan menembakkan bola pada tekanan yang lebih tinggi, dan dengan demikian harus memiliki rentang yang lebih besar.

Tabel 20.2 Keputusan Matrix untuk Mesin Terbang Remote-Controlled

Putt Yah

Hijau di lokasi kompetisi akan sangat miring dan lambat. Oleh karena itu, mesin harus mampu melaksanakan putt panjang. Dari tiga mesin, yang Robogolfer adalah yang paling disesuaikan, karena mata air dapat dengan mudah diganti jika kisaran membuktikan tidak memadai. Di sisi lain, energi potensial dari kekuatan gravitasi dua Putters lainnya, dan akan sulit untuk meningkatkan ketinggian awal setelah mesin ini dibangun. Oleh karena itu, ada risiko yang lebih besar terkait dengan putters tersebut.

Loader Apakah Kuat

Berbagai macam kebohongan adalah mungkin, dari lereng parah pasir dan divots. The Cannon dan alamat Asli masalah ini dengan menggunakan kaki yang disesuaikan panjangnya. Robot lengan Robogolfer jelas desain yang paling fleksibel dan tidak memerlukan waktu setup.

Mudah Untuk Transportasi

Aturan mengharuskan hanya satu siswa dari tim dapat digunakan untuk mengangkut mesin ke lokasi tembakan berikutnya. The Cannon adalah yang paling mudah untuk mengangkut karena hanya memiliki roda.

Mudah Untuk Pembuatan

Robot lengan Robogolfer berdiri sebagai mudah sistem yang paling rumit pada mesin apapun. Sebagai tiga degree-of-kebebasan mekanisme, membutuhkan tiga motor dikontrol secara independen. loader The Original ini harusmenjadi mudah untuk memproduksi. Salad penjepit dan bagian-bagian untuk hoist listrik dapat dengan mudah dibeli.

Diskusi Hasil

The Robogolfer adalah pemenang pada titik-titik. Namun tantangan yang terlibat dalam merancang dan manufaktur robot yang lengan harus membuat Anda gugup (kecuali Anda memiliki ahli robotika di tim Anda). Matriks keputusan juga mengungkapkan bahwa Putters untuk Cannon dan asli adalah konsep yang lemah. Jika mereka digantikan oleh linear Robogolfer ini semi putter, Original berakhir dengan poin terbanyak.

Tiga konsep dalam Angka 20,6 melalui 20,8 sesuai dengan desain siswa sebenarnya yang dirancang, diproduksi, dan diuji. Tim Asli (dinamakan demikian karena mereka adalah tim pertama yang mengembangkan meriam air) memenangkan kompetisi desain. Mereka kompensasi untuk putter lemah mereka dengan chipping putt panjang dan menambahkan
jalan untuk membuat putt pendek. Tim Robogolfer (yang memiliki ahli robotika) mengambil lebih lama dari yang asli dan kurang waktu untuk menguji. The Cannon menyelesaikan desain dan pembuatan dan dengan demikian memiliki drive terpanjang dan putt terpendek.

BAB 20 Desain Langkah 3: Evaluasi Alternatif dan Seleksi Konsep sebuah

20.8 DESIGN MILESTONE: EVALUASI ALTERNATIF

Menjalankan tonggak ini membutuhkan tiga konsep desain yang kuat, pikiran terbuka, dan banyak pemikiran yang cermat.

Tugas

Tentukan 06:55 kriteria evaluasi yang akan digunakan dengan matriks keputusan untuk mengevaluasi tiga konsep dari tonggak sebelumnya. Menetapkan bobot untuk kriteria evaluasi. Isi matriks keputusan. Satu baris pada satu waktu, mendiskusikan kekuatan dan kelemahan dari semua konsep dalam konteks kriteria yang diberikan, dan kemudian menetapkan nilai-nilai berdasarkan konsensus sebelum pindah ke berikutnya kriteria. Menganalisis hasil matriks keputusan. Gunakan matriks untuk mencari kelemahan dan berusaha untuk memperbaiki mereka dengan menggabungkan ide-ide dari konsep yang berbeda.

Pilih konsep terbaik.

 Dokumen proses evaluasi Anda sesuai Contoh 20.4.

Kriteria Grading

Apakah bobot dan nilai-nilai yang akurat dan sepenuhnya dibenarkan?

Apakah hasil matriks keputusan ditafsirkan serius ketika mencari dan memilih Konsep terbaik?

Apakah semua tiga konsep desain yang kuat?

Apakah dokumentasi diketik dan jelas ditulis?

20.8.1 Kompetisi Tips Desain

Tidak perlu untuk rig hasil matriks keputusan untuk keluar dengan konsep yang Anda inginkan, sebagai hasilnya non mengikat.Jangan membabi buta mematuhi hasil matriks keputusan Anda; pemilihan kriteria evaluasi mungkin telah cacat untuk memulai dengan.Terlibat semua orang dalam proses pengambilan keputusan.Jangan menghindar dari desain yang berani hanya karena mereka berbeda dari orang lain. Perbedaan bisa menyebabkan kemenangan di final kompetisi.

CHAPTHER 21

Desain Langkah 4: desain lengkap

Tujuan dari langkah ini dalam proses desain adalah untuk menentukan rincian desain sehingga dapat diproduksi. Mereka rincian biasanya dimensi dan komposisi bahan dari bagian, serta metode yang digunakan untuk bergabung dengan mereka. Keputusan yang diambil selama desain rinci dipandu oleh analisis, eksperimen, dan model untuk mengurangi risiko bahwa perubahan desain tambahan akan diperlukan nanti. Hasil akhir didokumentasikan dalam bentuk gambar rinci.

21.1 ANALISIS
Analisis mengacu pada penerapan model matematika untuk memprediksi kinerja. Peran analisis di mahasiswa proyek desain terbatas karena kemampuan analitis mahasiswa teknik baru mulai berkembang.

Salah satu perhitungan yang mungkin terbukti bermanfaat untuk perangkat elektromekanis kecil adalah penentuan rasio gigi yang optimal. Dalam mengembangkan model matematis ini kami akan menarik dari persamaan di gearing dan rasio roda gigi pada Bab 13.

Asumsikan bahwa kita ingin menentukan rasio gigi secara keseluruhan untuk drive train dari

Gambar 21.1. Di Gambar 13.7 dari Bab 13, perbandingan gigi secara keseluruhan ini sesuai dengan rasio gigi gabungan dari gear box.

GAMBAR 21.1 Skema drivetrain untuk Platform Pindah

BAB 21 Desain Langkah 4: Desain Detil

dan pasangan eksternal dari gigi mengemudi as roda. Rasio gigi secara keseluruhan (GR) adalah sama dengan timbal balik dari rasio kecepatan keseluruhan seperti yang diungkapkan oleh persamaan berikut:

di mana Motor adalah kecepatan sudut dari poros motor (di RPM) dan Axle adalah kecepatan sudut dari poros (dalam RPM). Kecepatan linear dari platform bergerak (VMP) pada gilirannya berhubungan dengan kecepatan sudut dari poros melalui hubungan berikut:

yang dinyatakan di sini dalam hal radian / s dan R Tire adalah jari-jari ban didorong. Mengubah unit pada sudut kecepatan untuk RPM di Persamaan (21.2), kita memperoleh:

Menata ulang Persamaan (21.3) untuk mendapatkan ekspresi Pria dan menggantikannya dengan hasil ke dalam persamaan (21.1) menyebabkan:

di mana unit panjang pada ban dan VMP harus sama, dan unit waktu Vmp adalah detik. Persamaan (21.4) dapat digunakan untuk menghitung rasio gigi secara keseluruhan yang dibutuhkan untuk mencapai kecepatan yang diinginkan Vmp, tetapi hanya jika kita tahu nilai Motor.

Dengan motor DC kecil, penentuan Nmotor tidak selalu merupakan hal yang mudah. Memulai dengan, Nmotor linear tergantung pada resistensi rotasi, atau torsi, yang bekerja pada poros motor seperti yang diilustrasikan pada Gambar 21.2. Setiap titik pada kurva bermotor merupakan keadaan ekuilibrium yang berbeda dari motor. Misalnya, jika poros motor diperbolehkan untuk bebas berputar, itu akan memiliki kecepatan sudut yang sama dengan tidak ada beban kecepatan sudut dilambangkan dengan Nnoload. Sebaliknya, jika Anda ambil poros motor berputar antara jari-jari Anda dan secara bertahap meningkatkan tekanan, poros akan berhenti berputar ketika torsi Anda lamar mencapai nilai sama dengan torsi kios, Tstall. Dengan demikian, untuk menentukan N_motor, kita perlu tahu Nnoload dan T_stall dari motor diberikan, serta torsi (T_motor)
yang bekerja pada poros motor. Di sinilah letak tantangan, untuk penentuan Tmotor dianggap melampaui lingkup teks ini dan N_noload dan T_stall tidak selalu tersedia dengan spesifikasi bermotor.

Mengingat kendala ini, kami menyarankan Anda menghitung rasio gigi hanya jika T_motor mendekati nol untuk aplikasi. Ini mengharuskan kendaraan menjadi sangat kecil dan ringan (sehingga kerugian gesekan dapat diabaikan) dan bahwa itu hanya bergerak di tingkat pesawat tanpa mendorong terhadap apa pun. Kemudian, motor ¼ N_noload, dan Persamaan (21,4) mengurangi ke:

Sejak kerugian gesekan sulit untuk menghindari, Anda dapat mengharapkan platform bergerak untuk berjalan pada kecepatan yang lebih kecil dari nilai target. Jika ada kali selama operasi pada saat motor tidak dapat diabaikan, seperti ketika mendaki bukit atau mendorong terhadap lawan, Persamaan (21.5) tidak berlaku lagi. Semua kita dapat memberitahu Anda adalah bahwa
rasio gigi harus lebih besar dari Persamaan (21.5) prediksi. Berapa banyak yang lebih besar akan tergantung pada besarnya gaya traksi pada ban didorong.

Ketika nilai ada beban tidak disediakan, Anda mungkin (risiko Anda sendiri) mengasumsikan nilai rata-rata dari 9000 RPM, mengingat bahwa N Beban untuk motor DC yang paling kecil adalah di kisaran 6.000 sampai 12.000 RPM. Ini tidak akan bekerja jika motor DC Anda adalah gearhead bermotor, yang sudah memiliki gear box built-in. Ini akan berputar jauh lebih rendah tarif, dan satu-satunya jalan, jika Anda ingin menggunakan Persamaan (21.5), adalah mencoba untuk mengukur N_noload.

Contoh 21.1

Kami ingin merancang sebuah platform bergerak dengan kecepatan tertinggi 0.500 ft / s di flat. Motor, dengan spesifikasi Tstall ¼ 0,210 oz-in dan Neoload ¼ 11.600 RPM, sudah di tangan, seperti ban berdiameter 2,00 inci. Menentukan keseluruhan gear ratio yang diperlukan untuk mencapai kecepatan yang diinginkan.

Larutan
Mengganti ke Persamaan (21.5) kita mendapatkan:

mana V_mp dan R_tire diungkapkan menggunakan unit panjang yang sama (inci).

21.2 EKSPERIMEN

Eksperimen fisik adalah cara yang sangat efektif untuk mengurangi risiko ketika bekerja dengan elektromekanis kecil sistem. Oleh karena skala kecil, bahan yang dibutuhkan untuk percobaan mungkin dapat memulung, atau setidaknya diperoleh dengan biaya rendah, dan kekuatan realistis dapat dengan mudah diterapkan. Juga, percobaan fisik sering lebih akurat dibandingkan model matematika ideal pada skala ini.

Karena desain yang sebenarnya belum dibangun belum, sub fungsi sedang diselidiki mungkin harus ideal untuk tujuan percobaan. Misalnya, Anda mungkin menggunakan bahan murah atau menggunakan tangan Anda untuk membuat pergerakan. Kesalahan diperkenalkan oleh pendekatan ini akan ditoleransi jika mereka jauh lebih kecil daripada perubahan kinerja yang diamati.

Mengetahui kapan harus menggunakan eksperimen memerlukan kesadaran yang tajam dari sumber risiko dalam desain. Ini tidak waktu untuk terlalu percaya; Anda dapat dengan aman berasumsi bahwa jika sesuatu yang bisa salah, itu akan. Dengan demikian, sangat penting bahwa
Anda dapat membedakan antara aspek desain tentang yang Anda yakin dan mereka tentang yang
Anda tidak begitu yakin. Yang terakhir adalah kandidat untuk percobaan fisik.

BAB 21 Desain Langkah 4: Desain Detil

Langkah-langkah untuk merumuskan rencana eksperimental adalah sebagai berikut:

1.      Mengidentifikasi aspek desain dan kinerjanya tentang yang Anda tidak yakin.

2.      Kaitkan aspek pada langkah 1 dengan satu atau lebih variabel fisik yang dapat divariasikan dengan cara
percobaan sederhana.

3.       Melaksanakan eksperimen yang akan melakukan paling untuk mengurangi risiko dalam jangka waktu yang tersedia.

4.      Jika memungkinkan, mendokumentasikan hasil dalam bentuk grafik atau tabel.

Contoh 21.2
Sebuah konsep untuk kompetisi desain bernama Duel Duffers telah diusulkan dan ditunjukkan padaGambar 21.3. Itu obyek ini persaingan head-to-head adalah untuk menjadi yang pertama untuk deposit hingga 10 bola golf ke dalam lubang di tengah bidang meja bermain dari Gambar 21.4.

GAMBAR 21.3 Usulan Desain Konsep untuk "Duel Duffer" Design Competition.

GAMBAR 21.4 Lapangan Bermain untuk "Duel Duffer" Kompetisi Desain

21.2 Percobaan

Ini adalah fitur utama dari desain yang diusulkan:

§  Ini memegang 10 bola golf di atas setengah dari botol 2 liter.

§  Ia menggunakan rel sisi untuk mengarahkan.

§  Ketika itu bahkan dengan lubang, kesedihan bola golf ke arah umum dari lubang.

Jalan dari kendaraan dan arah di mana bola yang dibuang ditunjukkan pada Gambar 21.4. Untuk ini Misalnya, Anda akan diminta untuk (1) mengidentifikasi sumber-sumber utama risiko dan (2) mengusulkan eksperimen untuk mengatasi sumber tersebut risiko.

Larutan

Sumber Risiko / Ketidakpastian

Sumber risiko yang disajikan di sini dalam bentuk pertanyaan, jawaban yang saat ini tidak diketahui. Ini adalah jenis yang sama dari pertanyaan yang akan ditanyakan oleh juri di pertahanan desain oral.

1.      Apakah semua 10 bola cocok di bagian atas botol 2-liter?

2.      Berapa tinggi optimal dari yang untuk membuang bola?

3.      Apakah semua 10 bola jatuh ke dalam lubang ketika dibuang dengan cara ini?

4.      Apakah penting untuk memiliki kendaraan diposisikan sempurna sebelum membuang bola

5.       Akan perjalanan mesin perlahan cukup bahwa posisinya dapat dengan mudah dikontrol?

Percobaan yang diusulkan
Setup eksperimental pada Gambar 21.5 dapat digunakan untuk mengatasi masing-masing empat sumber pertama risiko hanya terdaftar. Yang terakhir item dalam daftar terbaik adalah ditangani dengan menghitung rasio gigi secara keseluruhan menggunakan Persamaan (21.5).

Pengaturan GAMBAR 21,5 Experimental untuk Membangun Key Dimensi dan Mengurangi Resiko

Botol, batang baja, dan dua blok dari kayu semua mudah didapat. Asumsikan lapangan tersedia untuk pengujian. Bagian bawah botol plastik akan perlu dipotong, dan batang baja perlu dimasukkan melalui bagian atas botol. Tidak ada bagian lain yang perlu bergabung. Anda dapat menggunakan tangan Anda untuk menjaga batang di tempat atas blok, saat mengambil hati untuk membiarkan botol dan bola jatuh di bawah berat badan mereka sendiri.

BAB 21 Desain Langkah 4: Desain Detil

Jumlah percobaan yang dijelaskan sebagai berikut sesuai dengan sumber-sumber bernomor sebelumnya risiko.

1.      Variabel kontrol H (lihat Gambar 21.5). Masukan 10 bola golf ke dalam botol dan mengukur minimum H wajib memiliki 10 bola.

2.       variabel kontrol h menentukan seberapa cepat bola akan bergulir ketika mereka melewati lubang. Meningkatkan h oleh memasukkan buku di bawah blok; menurunkan h dengan menjahit ujung blok. Untuk setiap nilai h, membuang bola tiga kali dan mencatat jumlah bola yang jatuh ke lubang. Hasil dokumen dengan memplot h vs rata-rata jumlah bola yang dijatuhkan.

3.       Di sini perhatian kurang dengan kecepatan dan lebih dengan distribusi bola saat mereka melewati lubang. variabel kontrol mungkin H atau cara di mana bola yang dikemas dalam botol (misalnya, vertikal pembagi dapat digunakan untuk menjaga bola di sisi botol menghadap lubang). Sekali lagi, gunakan tiga percobaan untuk setiap nilai dari variabel kontrol dan plot variabel kontrol terhadap rata-rata jumlah bola yang dijatuhkan.

4.       Variabel kontrol X. Lakukan tiga percobaan untuk setiap nilai X, dan plot X dibandingkan rata-rata jumlah bola yang jatuh. Bentuk grafik ini akan memberikan jawaban untuk pertanyaan 4.

5.      Hitung rasio gigi menggunakan Persamaan (21.5).

21.3 MODEL
           Model skala replika dibuat dari murah, bahan tersedia. Dalam kasus kecil perangkat elektromekanis, mereka sering dibangun dari karton atau papan busa. Model yang digunakan untuk memeriksa kompatibilitas geometris, membangun dimensi kunci dari bagian yang bergerak, dan untuk memvisualisasikan gerak keseluruhan.

Contoh umum ditunjukkan pada Gambar 21,6 dan 21,7. Model papan busa dari perangkat memanjat tangga pada Gambar 21,6 digunakan untuk membuktikan kelayakan desain. Beberapakonsep memanjat tangga lainnya, terutama roda dan track desain, dianggap sebagai layak sampai model membuktikan sebaliknya. Pada Gambar 21.7,

GAMBAR 21,6 Model dari Perangkat Stair-Climbing

21.4 GambaR Detil

GAMBAR 21.7 Model dari Perangkat Dart-Melontar

hubungan mekanis panah-lempar dimodelkan dalam 3D menggunakan kardus. Semua link bergerak, termasuk Mekanisme grip yang melepaskan anak panah saat lengan menyerang stopper.

21.4 Garis Lengkap

Menurut definisi, gambar rinci akan berisi semua informasi yang diperlukan untuk memproduksi desain. Itu gambar harus begitu lengkap bahwa jika Anda menyerahkan mereka ke seseorang yang tidak terbiasa dengan desain, yang orang akan mampu membangunnya.

Praktek yang biasa adalah untuk menentukan dimensi pada beberapa tampilan orthogonal dari desain. Pandangan isometrik kadang-kadang juga disediakan untuk membantu visualisasi. Dalam semua, enam pandangan ortogonal yang mungkin: depan, belakang, kiri, kanan, atas, dan bawah. Tiga pandangan, bagaimanapun, adalah yang paling umum. Gambar 21.8 menunjukkan gambar rinci dengan lima pandangan orthogonal.Informasi tambahan seperti spesifikasi material, jenis bagian, dan arah perakitan disampaikan melalui catatan tertulis pada gambar. Close-up tampilan dapat digunakan untuk memperjelas fitur kecil.

Meskipun berlatih insinyur akan menghasilkan gambar seperti Gambar 21.8 menggunakan desain dibantu komputer (CAD) perangkat lunak, mahasiswa teknik tahun pertama mungkin belum mengambil kursus CAD belum. Oleh karena itu, kami merekomendasikan bahwa standar yang biasa untuk persiapan gambar rinci harus rileks agak dan digantikan oleh set berikut pedoman:

§  Gambar dapat rapi hand ditarik menggunakan penggaris dan kompas.

§  Gambar harus ditarik ke skala, meskipun tidak harus skala penuh.

§  Gambar dari setidaknya dua pandangan ortogonal dari desain harus disiapkan. Pandangan isometrik tidak diperlukan, tetapi tampilan close-up harus digunakan untuk memperjelas fitur kecil.

§  Tampilkan garis tersembunyi hanya ketika mereka akan meningkatkan kejelasan. Garis-garis ini putus-putus yang digunakan untuk menunjukkan tepi yang tidak terlihat dari perspektif pemirsa.

§  Hal ini dapat diterima untuk menunjukkan dimensi-yang hanya penting adalah, dimensi kunci yang baik memiliki langsung berdampak pada kinerja atau diperlukan untuk menunjukkan bahwa kendala geometri puas.

§  Gunakan catatan atau label untuk menunjukkan spesifikasi material, jenis bagian, dan arah perakitan.

BAB 21 Desain Langkah 4: Desain Detil

GAMBAR 21,8 Lima Pemandangan Toe Hak sebuah Animatronic Timur Gray Squirrel

§  Hal ini dapat diterima jika rincian manufaktur tidak lengkap. Siswa yang kurang pengalaman untuk sepenuhnya
menentukan mereka harus menemukan detail-detail dengan trial and error selama membangun.

§  Jika sebuah sirkuit listrik dirancang, menunjukkan dalam bentuk rangkaian rapi tangan ditarik tetapi sepenuhnya ditentukan
diagram.

Contoh gambar rinci disusun sesuai dengan pedoman ini ditunjukkan pada Gambar 21.9.

Meskipun kebebasan untuk meninggalkan beberapa dimensi dan rincian manufaktur telah diizinkan, perlu diingat bahwa hilang rincian jumlah yang berisiko tinggi dalam benak mereka diminta untuk memberikan sumber daya untuk proyek. Dengan demikian, desain dengan rincian yang hilang lebih sedikit dapat dilihat oleh instruktur sebagai memiliki risiko yang lebih rendah.

21.5 Desain Milestone: Desain Detil

GAMBAR 21.9 Tangan-Drawn Menggambar Detil dari Vehicle Competition

21.5 DESIGN MILESTONE: RINCI DESIGN

tonggak ini adalah semua tentang mengurangi risiko, tidak hanya dalam pikiran Anda sendiri tetapi di benak juri di mendatang pertahanan desain oral.

Tugas

1.      Gunakan analisis, eksperimen, dan model untuk membantu membangun dimensi dan bukti dari konsep.

2.      Siapkan gambar rinci dari konsep desain yang Anda pilih.

Dokumentasi

§  Tuliskan rincian analisis dalam format yang biasa, yang menyatakan semua asumsi.

§  Untuk setiap percobaan: (1) menyatakan tujuan percobaan, (2) mendeskripsikan prosedur eksperimental,
(3) hasil ini, dan (4) kesimpulan negara.

§  Merangkum informasi yang berguna yang dihasilkan oleh model, dan menyerahkan model.

§  Lampirkan tangan ditarik gambar rinci.

BAB 21 Desain Langkah 4: Desain Detil

Kriteria Grading

§  Dari pemeriksaan gambar rinci, apakah desain memiliki kesempatan untuk bekerja?

§  Memiliki kesempatan untuk mengurangi tingkat risiko (melalui analisis, eksperimen, dan model) sepenuhnya dieksploitasi?

§  Apakah ada informasi yang cukup dalam gambar rinci untuk memproduksi desain?

§  Bagaimana kualitas keseluruhan dari gambar rinci?

21.5.1 Kompetisi Tips Desain

§  Waktu yang dihabiskan sekarang analisis, eksperimen, dan model terbayar kemudian dalam iterasi desain yang lebih sedikit selama manufaktur dan pengujian.

§  Dari keempat metode untuk mengurangi risiko, gambar rinci baik akan menuai manfaat paling dalam mahasiswa baru proyek desain.

PENUTUP

DAFTAR PUSTAKA

·       E-BOOK DASAR REKAYASA DAN DESAIN