BİLGİSAYAR DESTEKLİ TASARIM Engineering is not just math & science... Engineering and Design are synonymous. Mühendislik sadece matematik ve bilim değildir... Mühendislik ve tasarım eşanlamlıdır. Engineering: the professional activity of creating artefacts and systems to meet people’s material needs. Mühendislik: insanların maddi gereksinimlerini karşılamak için eşya ve sistem oluşturmaya yönelik profesyonel bir uğraştır. Design as the central creative process Scientific knowledge and economic considerations as its essential inputs Public safety as its overriding responsibility Tasarım temel yaratıcı işlevdir. Akademik bilgi ve ekonomik hususlar gerekli girdilerdir. Halk güvenliği en temel sorumluluktur.

BİLGİSAYAR DESTEKLİ TASARIM "Scientists discover the world that exists; engineers create the world that never was." “Biliminsanları mevcut dünyayı keşfeder, mühendisler var olmayan dünyayı oluşturur.” Anyone who has never made a mistake has never tried anything new. -Albert Einstein Hiç hata yapmamış kimse, yeni bir şey denememiş olandır. -Albert Einstein

Design Process Tasarım Süreci Problem Tanımı Müşteri Gereksinimleri Kavramsal Tasarım Ön Tasarım Detaylı Tasarım Uygulama Tasarım Doğrulama ve Dökümantasyon

Eşzamanlı Mühendislik Tasarımı Concurrent Engineering Design Eşzamanlı Mühendislik Tasarımı

Client Needs/Statement Müşteri Gereksinimleri/Beyanları The ability to ask the right question is more than half the battle of finding the right answer. -Thomas Watson Doğru soruyu sorabilme kabiliyeti doğru cevabı bulma uğraşının yarısından daha fazladır. -Thomas Watson Tasarım İçin Başlangıç noktası Pazarlama departmanı, yönetici veya müşteri olabilir Genel olarak kısa ve sınırlı bilgi ve talimat içerir Bu noktadan nereye ulaşılabilir?

Problem Definition/Problem Tanımı Clarify the Objectives/ Amacı Netleştirin The engineer’s first problem in any design situation is to discover what the problem really is. Her tasarım probleminde, mühendisin temel uğraşı, problemin gerçekte ne olduğunu ortaya çıkarmaktır. Müşteri Görüşmeleri: amaç, kısıtlamalar Literatür araştırması: yayınlar, patentler, internet Kullanıcı gereksinimleri/istekleri: araştırmalar, görüşmeler, anketler Uygunluk: Düzenleyici yönetmelikler ve standartlar, yasal zorunluluklar Oluştur: Gözden geçirilmiş problem tanımı, detaylandıırlmış amaç ve fonksiyonlar, kullanıcı gereksinimleri, sınırlandırmalar, (Critical To Quality) Müşteri gereksinimlerini karşılamaya yönelik kritik kalite parametreleri.

Conceptual Design/Kavramsal Tasarım Detaylı tasarım tanımlamalarını oluştur-fonksiyonel, performans, öznitelikler, özellik ve faydalar, sayısal ölçüler (amaca yönelik) Rekabetçi Analiz: ürün karşılaştırması, ters mühendislik (tahlil). Tasarım alternatifleri oluştur: Beyin fırtınası, yaratıcılık teknikleri, çizim/görselleştirme Teknik ve ekonomik fizibilitesini (uygulanabilirlik) belirle. Araçlar: Morfolojik kartlar-muhtemel çözümlerin şekillendirilmesi, Kalite Fonksiyon Yayılımı (Quality Function Deployment)-Müşteri taleplerinin teknik özelliklere dönüştütülmesi, fonksiyonel analiz.

Conceptual Design/Kavramsal Tasarım

Morphological Chart

Preliminary Design/Ön Tasarım Seçilmiş kavramsal tasarımları analiz et. Temel mühendislik analizleri ve ön maliyet analizler. Emniyet, dayanıklılık, uygunluk ve çevresl faktörler. Erken (Ön) modelleri ve/veya “Frankestein” prototipler oluştur. Laboratuvar testleri, ön saha testleri. Müşteri ve kullanıcı değerlendirmelerive geri bildirimler. Araçlar: TRIZ (Theory of Inventive Problem Solving), eşleşmeli karşılaştırma tabloları, seçilmiş grup geri bildirimleri.

Detailed Design/Detaylı Tasarım İterasyon ve doğrulama aşaması En iyi tasarım opsiyonunu seç > Matematik model (FEM) ve/veya fiziksel model oluştur. Değerlendir (analiz FEA ve/veya test ile)>tasarımın fonksiyonel, performans, kullanıcı özellikleri, maliyet ve uygunluk gereksinimlerini karşıladığını göster. Detaylı test planı gereklidir. Tasarımı iyileştir ve optimize et > performansı maksimum hale getir, maliyeti düşür. Araçlar ve yöntemler:Bilgisayar Destekli Tasarım, tasarım kritikleri, FMEA (failure Mode and Effect Analysis), beta sürüm testleri, tehlike analizi, kullanıcı geri bildirimleri.

Final Validation and Documentation Son Onay ve Dokümantasyon Son tasarım değerlendirmeleri Son emniyet değerlendirmeleri Düzenleyici uyumluluk testlerine sunum (mevcut ise) Dokümantasyonun sonlandırılması, üç boyutlu modeller, üretim çizimleri, kalite planı, satın alma/kaynak planları, uygulama programı gibi üretime ait tüm unsurlarının belirlenmesi.

Doğru dengeyi belirlemek tasarımcıya kalmıştır. The Design Challenge Tasarım Süreci Doğru dengeyi belirlemek tasarımcıya kalmıştır.

Design Examples

FEA (Finite Element Analysis) for Design Engineers: Based on CAD Models (P.M. Kurowski) Modern design is conducted using CAD, so a CAD model is the starting point for analysis. Since CAD models are used for describing geometric information for FEA, it is essential to understand how to prepare CAD geometry in order to produce correct FEA results, and how a CAD model is different from an FEA model. Tasarım Mühendisleri için SEA (Sonlu Elemanlar Analizi): Bilgisayar destekli tasarım modellerini esas alan. Modern tasarımlar bilgisayar destekli tasarım modellerini kullanarak gerçekleştirilmektedir, bu nedenle bir bilgisayar modeli analiz için başlangıç noktasıdır. Bilgisayar modelleri SEA için geometrik bilgileri tanımlamada kullanıldıklarından, doğru SEA sonuçlarını elde edebilmek için bilgisayar modelinin nasıl hazırlamak gerektiğini ve bilgisayar modelinin SEA modelinden nasıl farklı olduğunu anlamak kavramak gereklidir.

Tasarım Mühendisleri için SEA: Tasarım süreci ile eşzamanlı FEA for Design Engineers: Concurrent with the design process (P.M.Kurowski) Since FEA is a design tool, it should be used concurrently with the design process. It should drive the design process rather than follow it. Tasarım Mühendisleri için SEA: Tasarım süreci ile eşzamanlı SEA bir tasarım aracı olduğu için, tasarım süreci ile eşzamanlı olarak kullanılmalıdır. SEA tasarım sürecini takip etmek yerine ona yön vermelidir.

Objectives of FEA for Design Engineers: (P.M.Kurowski) The ultimate objective of using FEA as a design tool is to change the design process from repetitive cycles of “design, prototype, test” into a streamlined process where prototypes are not used as design tools and are only needed for final design validation. With the use of FEA, design iterations are moved from physical space of prototyping and testing into the virtual space of computer simulations. SEA’nin Tasarım Mühendisi için Hedefleri: SEA’nın bir tasarım aracı olarak kullanımının en büyük amacı, tasarım sürecini “tasarım, prototip, test” aşamalarından oluşan tekrarlanan bir döngüden, prototiplerin bir tasarım aracı olarak kullanılmadığı ve sadece son tasarımın doğrulanması için ihtiyaç duyulduğu doğrusal bir sürece dönüştürmektir. SEA’nın kullanımı ile, tasarım iterasyonları prototipleme ve test işlemlerinin fiziksel ortamından sanal bilgisayar benzetimlerine taşınmaktadır.

Traditional Product Design Process Design Prototyping Testing Production FEA Driven Product CAD FEA Tasarım Prototip Üretim Test Üretim BDT-SEA In an FEA driven product design process, the prototype is no longer a part of the iterative design loop. SEA ile yönlendirilen bir tasarım sürecinde, prototip artık iteratif tasarım döngüsünün bir parçası değildir.