Problem Çözme İşlemi - Endüstriyel Tasarım Mühendisliği Bölümü

2. Temeller
Çözümler geliĢtirmede, stratejik olarak bir tasarım
yaklaĢımı geliĢtirmek için öncelikle teknik sistemlerin
temelleri ve bilgisayar desteğine ön koĢul olan iĢlemler
incelenmelidir.
Böylece tasarım için ayrıntılı öneriler yapmak mümkün
olabilir.
17.11.2011
1
2.1 Teknik Sistemlerin Temelleri
Teknik görevler; fabrika, ekipman, makineler, montajlar ve
parçaları içeren teknik yapılar yardımıyla gerçekleĢtirilir.
Enerji dönüĢtüren teknik yapılar
Malzeme dönüĢtüren teknik yapılar
Sinyal dönüĢtüren teknik yapılar
: Makine
: Tezgah
: Cihaz
olarak alan standart tanım çabaları vardır.
17.11.2011
2
Teknik yapılar;
Çevreye girdi ve çıktılar aracılığıyla bağlanacak sistemler
olarak kabul edilebilmektedir [Hubka].
Bir sistem, alt sistemlere ayrılabilir. Özel bir sisteme ait
olan bileĢenler, sistem sınırlarıyla belirlenir. Girdi ve
çıktılar, sistem sınırlarından geçer.
Bu yaklaĢımla kullanılarak sistemler, her soyut analiz ve
tasnif seviyesinde tanımlanabilir. Bu tür sistemler, daha
büyük sistemlerin parçalarıdır.
17.11.2011
3
Somut bir örnek,
ġekil 2.1’de birleĢik bir kaplin görülmektedir. Bu yapı bir
makinede “kaplin” sistemi olarak düĢünülebilir veya iki
makineyi bağladığında bir montaj olarak kabul edilebilir.
Bu kaplin montajı, “Esnek Kavrama (a, b, c parçaları)” ve
“Mekanik Kumandalı Lamelli Kavrama (d, e, f, g, h)”
Ģeklinde iki alt sistem olarak ele alınabilir.
17.11.2011
4
Şekil 2.1. Kaplin Sistemi
a…h sistem elemanları; i…l birleĢtirme elemanları, S tüm sistem; S1 “esnek
kaplin” alt sistemi; S2 “kavrama” alt sistemi; І girdiler; O çıktılar
17.11.2011
5
Tasarım Amacı: 1 nolu mildeki döndürme momentini 2 nolu mile çeĢitli kavrama
yapıları ile iletmek
(S1) sistem elemanları: a, b, c parçaları
Döndüren mil : l
Kama ile milden göbeğe (a parçası) moment iletimi : I
Esnek kavrama (b parçası) ile c parçasına moment iletimi, geometrik
düzgünsüzlükleri karĢılama
FlanĢlı kavrama ile (S1) sisteminden (S2) sistemine moment aktarımı
(S2) sistem elemanları: d, e, f, g, h parçaları
i parçası ile tahrik edilen h parçası (manĢon) manivela kolunu (g parçası)
hareket ettirerek göbek (gövde) üzerindeki dıĢ lameller ve mil üzerindeki iç
lamellerin birbiri ile sürtünmesini sağlar. Böylece göbekteki hareket lameller
üzerinde oluĢan sürtünme momentinin etkisi ile f parçasına aktarılır. Kama
bağlantısı ile de 2 nolu mile iletilir.
Döndürülen mil: k
Döndürülen milin moment değeri: O
17.11.2011
6
ġekil 2.1’de görünen sistem:
Konstrüksiyon yapısı olarak belirtilen
konstrüksiyonuna dayanmaktadır.
mekanik
Benzer Ģekilde bu sistem, fonksiyonları cinsinden de
düĢünülebilir.
Bu durumda tüm “Kaplin” sistemi;
• Sönümleme
: (S1) sistemi
• Kavrama
: (S2) sistemi
alt sistemlerine ayrılabilir.
17.11.2011
7
Örnek olarak “g” sistem elemanı (manivela kolu)
gövdeye bağlı dıĢ lameller ve mile bağlı iç lameller
arasında sürtünme bağını oluĢturma fonksiyonu olan bir
alt sistem olarak düĢünülebilir.
Ġkinci bir alt sistem (S2) ise;
•
Kavrama kumanda kuvvetini (i etkisi ile h (manĢon)
parçası tarafından manivela koluna uygulanan
kuvvet) normal kuvvete dönüĢtürme
• Momenti (Tork’u) nakletme (Lamelli kavramalar ile)
alt sistemlerine bölünebilir.
17.11.2011
8
Bir sistemi alt bileĢenlerine bölmede (sistem ayrıĢtırma)
hangi bakıĢ açısının kullanılacağı yapılan araĢtırmanın
amacına bağlıdır.
Sistem ayrıĢtırmada kullanılan yaklaĢımlar:
• Fonksiyon:
Fonksiyonel iliĢkiler belirleme veya tanımlamada
kullanılır.
• Montaj:
Montaj iĢlemlerini planlamada kullanılır.
• Üretim:
Üretim veya üretim planlamayı kolaylaĢtırmada
kullanılır.
17.11.2011
9
Enerji, Malzeme ve
Sinyalleri Dönüştürme
Teknik sistemlerin (fabrika, ekipman, makine, alet,
montaj veya parça) analizi, tüm bunların enerji, malzeme
ve sinyalleri ileten veya değiĢtiren teknik iĢlemler
içerdiğini açıkça göstermektedir.
Enerji, birçok yolla dönüĢtürülebilir.
Elektrik Motoru (Elektrik E.  Mekanik E.)
Ġçten Yanmalı Motor (Kimyasal E.  Mekanik, Isı E.)
Nükleer Elektrik Santrali (Nükleer E.  Isı E.)
17.11.2011
10
Malzemeler de birçok Ģekilde dönüĢtürülebilir.
• KarıĢtırılabilir
• AyrıĢtırılabilir
• Boyanabilir
• Kaplanabilir
• Paketlenebilir
• TaĢınabilir
• Yeniden ġekillendirilebilir
Ham maddeler, yarı mamul veya mamul ürünlere
dönüĢtürülebilir. Makine parçalarına özel biçimler
verilebilir, yüzey iĢlemleri uygulanabilir ve bazıları deney
amaçlı imha edilebilir.
17.11.2011
11
Tüm teknik sistemler (makine, fabrika v.s.) sinyal
Ģeklindeki bilgiyi iĢlemden geçirirler. Sinyaller;
• Alınır
• Hazırlanır
• Diğerleri ile karĢılaĢtırılır
• BirleĢtirilir
• TaĢınır
• Gösterilir
• Kayıt edilir
17.11.2011
12
Enerji akıĢı; kuvvet, tork, akım vb. iletimini de içerir
(kuvvet akıĢı, tork akıĢı ve akım akıĢı)
Bir nükleer enerji santrali kömür yakıtlı olanlarla (Termik
Santraller) karĢılaĢtırıldığında sürekli malzeme akıĢı
görülmese bile elektriksel güç üretecek enerji dönüĢümü
bir malzeme dönüĢümüne bağlıdır.
Bu dönüĢüm sırasındaki sinyallerin akıĢı, tüm iĢlemi
kontrol ve düzenlemede önemli bir yardımcı akıĢ
oluĢturur.
17.11.2011
13
Ayrıca, ölçüm aletleri herhangi bir malzeme akıĢı
olmaksızın sinyalleri alır, iletir ve gösterir.
Birçok durumda bu amaçla özellikle enerji sağlama
zorunludur; Her sinyal akıĢına malzeme akıĢı gerekmese
bile bir enerji akıĢı eĢlik eder.
17.11.2011
14
Enerji:
Mekanik, ısıl, elektriksel, kimyasal, optik, nükleer…, yanı
sıra kuvvet, akım, ısı gibi …
Malzeme:
Gaz, sıvı, katı, toz…, yanı sıra ham madde, test
numunesi, iĢ parçası …, son ürün, parça gibi …
Sinyaller:
Genlik, görüntü, kontrol uyarısı, veri, bilgi…
Bu kitapta, Ana akıĢı enerjiye dayalı olan teknik sistemler
motorlar; ana akıĢı malzemeye dayalı olanlar tezgâhlar
ve ana akıĢı sinyale dayalı olanlar ise cihazlar olarak
anılmaktadır
17.11.2011
15
Şekil 2.2. Enerji, malzeme ve sinyallerin dönüĢümü. Henüz çözüm bilinmiyor,
girdi ve çıktılara dayalı görev veya fonksiyon tanımlanır
Teknik sistemlerin tamamı; miktar, kalite ve ekonomik
terimlerle tanımlanacak E, M ve S dönüĢtürme iĢlemleri
içermektedirler.
17.11.2011
16
Fonksiyonel İlişki
Göreve–Özgü Tanıtım
Bir tasarım problemini tanımlamak ve çözmek için, amacı
bir görevi yerine getirmek olan teknik bir sistemin girdi/çıktı
iliĢkisine fonksiyon yapısı uygulanmalıdır.
1.
Fonksiyon Kavramları/Terimleri
Tüm (genel) fonksiyon:
Genel görevi tanımlayan fonksiyondur. Bir teknik sistemin
tüm girdi ve çıktılarını göstermektedir.
17.11.2011
17
Alt Fonksiyon:
Tüm fonksiyonu oluĢturan alt görevleri temsil eden
fonksiyonlardır.
Alt fonksiyonların birbirleri ve tüm fonksiyon arasındaki
iliĢki, bazı alt fonksiyonları diğerlerinden önce karĢılanma
gereğine göre bazı sınırlayıcılarla yönetilir (Örneğin bir
montaj sisteminde alt montajları temsil eden bazı alt montaj
fonksiyonlarının diğerlerinden önce gelmesi).
Ayrıca, birbirleri ile uyumlu alt fonksiyonları birleĢtirmek ve
değiĢik çözüm alternatifleri (örneğin bir montaj sisteminde
uygun montaj sıra planları gibi) oluĢturmak gereklidir.
17.11.2011
18
VE/VEYA grafı
Şekil. 2.3. Basit bir montaj sistemi ve uygun montaj sıralarını
temsil eden VE/VEYA grafı.
17.11.2011
19
Öncelik grafı
Şekil 2.4. MenteĢe montaj sistemi ve öncelik graf temsili
17.11.2011
20
ġekil 2.4.’deki diyagrama göre,
1. Montaj ĠĢlemi:
Tutamak parçasının temel parça olarak seçilmesi ve montaj
edilmek üzere yerine yerleĢtirilmesi
2. Montaj ĠĢlemi:
Tutamak parçasına plakanın yerleĢtirilmesi iĢlemi
3A Montaj ĠĢlemi:
2. montaj iĢlemi ile elde edilen tutamak ve plakanın
oluĢturduğu alt montaja 1. cıvatanın montajı
3B Montaj ĠĢlemi:
3A montaj iĢlemi ile gösterilen alt montaja 1. somunun
montajı
17.11.2011
21
4A ve 4B sırasıyla 2. cıvata ve 2. somun montajını,
5A ve 5B’de 3. cıvata ve 3. somun montajını temsil eden
iĢlemlerdir.
6 numaralı iĢlem
göstermektedir.
17.11.2011
ise
montajın
tamamlanmıĢ
halini
22
Fonksiyon Yapısı
Alt fonksiyonların tüm fonksiyonlara anlamlı ve uyumlu
birleĢtirilmesi ile Fonksiyon Yapısı olarak adlandırılan bir
yapı oluĢturulur.
Şekil 2.5. Tüm fonksiyonu alt fonksiyonlara
ayrıĢtırarak bir fonksiyon yapısı oluĢturma
17.11.2011
23
Bir fonksiyon yapısındaki alt fonksiyonları temsil etmek için
kullanılan semboller, ġekil 2.6’da özetlenmektedir.
ġekil 2.6. Bir fonksiyon
yapısındaki fonksiyonları
temsilde kullanılan
semboller
17.11.2011
Fonksiyonlar, genelde bir fiil ve isimden oluĢan ifadelerle
tanımlanır. Örneğin,
“Basıncı Artır Fonksiyonu”
“Torku Naklet Fonksiyonu”
“Hızı Azalt Fonksiyonu”
Her birisi bir Alt Fonksiyon olan Ana ve Yardımcı
fonksiyonlar arasında bir ayrım yapmak faydalıdır.
Ana fonksiyonlar tüm fonksiyona doğrudan hizmet ederken;
yardımcı fonksiyonlar dolaylı olarak katkıda bulunurlar.
Yardımcı fonksiyonlar, destekleyici ve tanımlayıcı bir
özelliğe sahiptir.
17.11.2011
25
ÇeĢitli Alt Fonksiyonlar arasındaki iliĢkiyi incelemek ve
bunların mantıksal sırası veya düzenine özel önem
vermek gereklidir.
Örnek:
Uzun bir halıdan belirli boyutlarda kare halı parçalarını
kesen, kalite kontrolü yaparak belirli bir kalitenin üzerindeki
parçaları alan, bu parçaları sayarak balyalarda birleĢtiren
paketleyerek gönderen bir sistem ele alınsın.
Görev-I:
Kare halı parçalarını kesecek, kalite kontrolü yapacak,
kaliteli halı parçalarını seçecek, sayacak, belirli sayılarda
balyalar oluĢturacak ve özel paketlerde istifleyecek bir
kontrol yöntemi belirlemektir.
17.11.2011
26
Buradaki ana akıĢ, malzeme akıĢıdır. (ġekil 2.7)
ġekil 2.7. Halı karelerini paketleme fonksiyon yapısı
17.11.2011
27
Bu diyagram, bu tür bir uygulamada sadece muhtemel bir
iĢlem sırasıdır.
Daha yakın bir inceleme halinde bu alt fonksiyon zincirinin
yardımcı fonksiyonlara gereksinim duyduğu fark edilebilir.
Çünkü:
Kalıpta kesme iĢlemi, ayıklanması gereken artıklar
meydana getirmektedir.
Kabul edilmeyen malzeme ayrı olarak çıkartılmalı ve
iĢlemden geçirilmelidir.
Paketleme malzemesi içeri alınmalıdır.
17.11.2011
28
Şekil 2.8. Yardımcı fonksiyonlar eklenmiĢ halı kareleri paketleme fonksiyon yapısı
17.11.2011
29
“Halı karelerini say” alt fonksiyonun belirli boyuttaki balyalar
içinde kareleri paketleme sinyali de verebileceği
görülecektir.
Böylece, fonksiyon yapısına “bir balya içinde n halı karesi
birleĢtirme sinyali gönder” alt fonksiyonlu bir sinyal akıĢı
eklemek faydalı olacaktır.
Bu durumdaki fonksiyonlar, GÖREVE-ÖZGÜ FONKSİYON
yapısı olarak tanımlanmaktadır.
17.11.2011
30
Brockhaus, fonksiyonları;
Faaliyetler, etkiler, amaçlar
tanımlamaktadır.
ve
sınırlayıcılar
olarak
Matematikte bir fonksiyon;
Tek bir y değerini (tek değerli fonksiyon) veya birden fazla y
değerini (çok değerli fonksiyon) her x değerine atama
Ģeklinde bir x büyüklüğü ile bir y büyüklüğünü iliĢkilendirir.
Değer analiz tanımına göre fonksiyonlar;
Yapı davranıĢlarını tanımlar (görevler,
karakterler).
17.11.2011
faaliyetler,
31
Genel Geçerli Tanıtım
Diğer bir fonksiyon tanımlaması ise Kramhauer tarafından
geliĢtirilen genel geçerli fonksiyon yapısıdır. (ġekil 2.9.)
Şekil 2.9. Enerji, malzeme ve sinyallerin dönüĢümünde
tür, büyüklük, sayı, yer ve zaman karakteristiklerinden çıkartılan genel geçerli fonksiyonlar
17.11.2011
32
Halı karelerini paketleme fonksiyon zinciri (ġekil 2.7), ġekil
2.10’da görüldüğü gibi genel geçerli fonksiyonlar kullanılarak
temsil edilebilir.
Şekil 2.10. ġekil 2.7’de verilen halı karelerini paketleme
fonksiyon yapısının Genel Geçerli Fonksiyon yapısı ile temsili
17.11.2011
33
Zımba ile Kesme Fonksiyonu:
Zımba ile kesme fonksiyonunda 1 adet malzeme ve 1 adette enerji girdisi bulunmaktadır.
Zımba makinesi, enerji (elektrik enerjisi girdisi) ve malzeme (Halı malzeme girdisi)
girdilerini alır ve halı karelerini (küçük halı parçaları malzeme çıktısı) çıktı olarak verir.
Enerji Girdisi
: Elektrik Enerjisi
Malzeme Girdisi
: Halı
Malzeme Çıktısı
: KesilmiĢ halı kareleri
Artıkları Ayırma Fonksiyonu:
Bu fonksiyonun kesilmiĢ halı parçalarından oluĢan 1 adet malzeme girdisi
bulunmaktadır, kesilmiĢ halı parçaları incelenerek artıklar ayrılır, diğer kare Ģeklindeki
halı parçaları bir sonraki Kaliteyi Kontrol Et Fonksiyonuna malzeme girdisi olarak verilir.
17.11.2011
34
Halı Karelerini Sayma Fonksiyonu:
Kaliteyi kontrol etme fonksiyonundan çıkan malzeme çıktısını girdi olarak alır ve aldığı
sinyal girdisi (kaç adet halı karesi olacağını belirten sinyal) ile belirli sayılarda halı
karelerini malzeme çıktısı olarak verir.
Balyalarda Birleştirme Fonksiyonu:
Bir önceki halı karelerini sayma fonksiyonu ile belirlenen halı karelerini alır ve balyalar.
Daha sonra bu balyaları malzeme girdisi olarak Paketleme Fonksiyonuna verir.
Paketleme Fonksiyonu:
Balyalarda BirleĢtirme Fonksiyonundan girdi olarak aldığı malzemeyi paketler.
Paketler depolanır ve daha sonra Naklet fonksiyonu ile nakliye iĢlemine tabi tutulur.
17.11.2011
35
• Genel geçerli fonksiyonlar kullanan tanımlamalar daha
yüksek düzeyli bir soyutlamaya sahiptir.
• Tüm olası çözümlere açıktır ve sistematik bir yaklaĢımı
daha da kolaylaĢtırır.
• Ancak genel geçerli fonksiyonlar kullanmak, bu tür soyut
düzeyin
bazen
doğrudan
çözümler
gizleyebileceği için bir problem de barındırabilir.
17.11.2011
aramayı
36
Mantıksal Tanıtım
Fonksiyonların
gerçekleĢtirilmesi
sırasında
birbirleri
arasında mantıksal bir iliĢki tanımlanır.
Bir alt fonksiyon gerçekleĢtirilmeden önce, bazı alt
fonksiyon ve/veya fonksiyonlar karĢılanmalıdır.
“Eğer–ise (If–Then)” olarak adlandırılan bu iliĢki bu tür
tanımlamalarda kullanılır.
Örneğin; Eğer A alt fonksiyonu mevcutsa, B alt fonksiyonu
etkili olabilir vb. gibi. Diğer alt fonksiyon etkiye geçmeden
önce sıkça birkaç alt fonksiyonun tamamı eĢzamanlı
karĢılanmalıdır.
17.11.2011
37
Alt fonksiyonların düzeni böylece incelenmekte olan enerji,
malzeme ve sinyal dönüĢüm yapısını belirler.
Buna göre bir çekme dayanım testi esnasında birinci alt
fonksiyon “numuneye kuvvet uygula”, diğer alt
fonksiyonlardan “kuvveti ölç” ve “deformasyonu ölç” önce
karĢılanmalıdır.
Ayrıca son iki alt fonksiyon da eĢzamanlı olarak
karĢılanmalıdır. Ġncelenmekte olan akıĢ içindeki uyum ve
sıraya özen gösterilmelidir. Bu iĢlemler, açık anlaĢılır alt
fonksiyon birleĢimi ile yapılabilmektedir.
17.11.2011
38
Ayrıca mantıksal iliĢkiler, bir alt fonksiyonun girdi ve çıktıları
arasındaki iliĢkileri tanımlamak içinde kullanılır. Birçok
durumda iliĢkileri ikili (binary) mantık önermelerine benzer
kabul edilebilecek birkaç girdi ve çıktı vardır.
Bunlar; doğru/yanlıĢ, evet/hayır, içinde/dıĢında, yapıldı/
yapılmadı, mevcut/mevcut değil gibi ikili mantık ifadelerdir.
Boolean cebiri kullanılarak bilgisayara uygulanabilirler.
17.11.2011
39
Örnek:
Matris Temelli Montaj Sırası Planlama Metodu
17.11.2011
40
17.11.2011
41
Temas Fonksiyonu
17.11.2011
42
Toplam Temas Fonksiyonu (TT)
17.11.2011
43
Toplam Temas Sonucu (TTS)
17.11.2011
44
Hareket Fonksiyonu
17.11.2011
45
Toplam Hareket Fonksiyonu (TH)
17.11.2011
46
Toplam Hareket Sonucu (THS)
17.11.2011
47
Montaj Edilebilirlik
Bir parçanın baĢka bir parçaya, ya da bir montaj
sistemine eklenip eklenemeyeceğini göstermektedir.
(TTS) ile (THS) mantıksal VE () iĢlemine tabi
tutulması ile elde edilir.
M=TTS THS
1: Montaj mümkün
0: Montaj olamaz
17.11.2011
48
Montaj Sıralarının Bulunması
Bağlanabilirlik Kriteri: (TTS = 1)
Temas fonksiyonu ile, parça çiftleri arasında temas olup
olmadığı anlaĢılabilmekte ve parça çiftleri arasında bir
bağlantıdan söz edilebilmektedir.
Parça çiftleri arasında temas olup olmaması parçaların
birbirlerine monte edilebilmeleri için gerek Ģart olsa da yeterli
Ģart olamamaktadır.
17.11.2011
49
Montaj Sıralarının Bulunması
Öncelik Kriteri: (THS=1)
Montaj hareketini engellemeyecek Ģekilde parçalar arasında
çarpıĢmasız bir yönün/eksenin varlığıdır.
Bir bileĢen, söz konusu yönde/eksende baĢka bir bileĢene
çarpmadan hareket edebiliyorsa, tam tersi yönde monte
edilebilmektedir.
17.11.2011
50
Montaj Sıralarının Bulunması
17.11.2011
51
Montaj Sıralarının Bulunması (İki Parça)
17.11.2011
52
Montaj Sıralarının Bulunması (İkiden Fazla Parça)
17.11.2011
53
Montaj Sıralarının Bulunması (İkiden Fazla Parça)
17.11.2011
54
Örnek Uygulama
17.11.2011
55
Örnek Uygulama
17.11.2011
56
Örnek Uygulama
17.11.2011
57
Makara Destek Sistemi
17.11.2011
58
17.11.2011
59
17.11.2011
60
17.11.2011
61
Darbe Aparatı Montaj Sistemi
17.11.2011
62
Kasnak Sabitleme Düzeneği Montaj Sistemi
17.11.2011
63
Mantıksal Fonksiyonlar
VE (AND) fonksiyonları
VEYA (OR) fonksiyonları
DEĞĠL (NOT) fonksiyonları
NOR fonksiyonları (VEYA ile DEĞĠL)
NAND fonksiyonları (VE ile DEĞĠL)
DönüĢüm (flip–flops) yardımlı depolama fonksiyonları
17.11.2011
64
VE fonksiyonları: Eğer çıktı tarafında doğru bir sinyal
oluĢacaksa, girdi tarafındaki tüm sinyaller de aynı
doğruluğa sahip olmalıdırlar.
VEYA fonksiyonları: Eğer çıktı tarafından doğru bir sinyal
oluĢacaksa, girdi tarafında sadece bir sinyalin doğru
(geçerli) olması gerekir.
DEĞĠL fonksiyonları: Girdi tarafındaki sinyalin negatif
olması ile bu negatif sinyal çıktı tarafında geçerli (doğru)
olur.
17.11.2011
65
Mantıksal fonksiyonların tamamı standart sembollerle ifade
edilebilirler. Her bir sinyalin mantıksal geçerliliği, ġekil 2.11’
de görünen doğruluk tablosundan okunabilir.
Şekil 2.11. Mantıksal fonksiyonlar. X bağımsız ifade (sinyal);
Y bağımlı ifade; “0”, “1” ifade değeri, örneğin “kapalı”, “açık”
17.11.2011
66
Şekil 2.12. Ġki kavramanın mantıksal fonksiyonları
17.11.2011
67
ġekil 2.12, iki mekanik kavrama ile bunların karakteristik
mantıksal fonksiyonlarını göstermektedir.
Soldaki kavrama iĢleyiĢi basit bir VE fonksiyonu ile temsil
edilebilir (Tork’u aktarabilme öncesi sinyal gönderilmeli ve
kavrama temas etmelidir). Dolayısıyla sinyal verilip kavrama
teması sağlandığı zaman moment iletimi gerçekleĢir.
X1
X2
Y
: Sinyal Girdisi
: Kavrama Temas Girdisi
: Tork (Moment) çıktısı
X1 ve x2’nin her ikisi de mevcutsa (“1” ise) moment iletimi
(Y=1) gerçekleĢir.
17.11.2011
68
Sağ taraftaki kavrama ise operasyon sinyali verildiğinde
kavrama teması kalkacağı (yani; Tork aktarılacaksa X1’in
negatif olacağı kapsamda) Ģekilde yapılmıĢtır. Diğer bir ifade
ile eğer istenilen etki oluĢturulacaksa, sadece X2 mevcut
veya pozitif olmalıdır.
X1=0 ise X1’in değili “1” olur. X1=0 ve kavrama teması varsa
(x2=1),
moment
iletimi
gerçekleĢmektedir.
Sinyal
gönderildiğinde manivela kolu kavrama temasını kaldıracak
Ģekilde etki etmektedir.
17.11.2011
69
Şekil 2.13. Bir yatak yağlama sistemini izleme mantıksal fonksiyonları. Her yatağa pozitif
bir sinyal (yağ olması), operasyona izin verir. Basınç izleme p; debi izleme 
17.11.2011
70
ġekil 2.13, VE ve VEYA fonksiyonları içeren çok yataklı bir
makine mili yatak yağlama sistemini izleyecek mantıksal bir
sistemi göstermektedir.
Hedef değerle bir gerçek değer karĢılaĢtırmayla yağ basınç
ve yağ debisi için her yatak durumu izlenir. Ancak sistem
çalıĢmasına izin verme amaçlı her yatak durumu için
sadece bir pozitif değere ihtiyaç duyulur.
17.11.2011
71
Çalışma İlişkisi
Orijinal olarak “kara kutular” Ģeklinde temsil edilen alt
fonksiyonlar, bu aĢamada daha somut ifadelerle temsil
edilmektedir.
Alt fonksiyonlar; genelde fiziksel, kimyasal ve biyolojik
iĢlemlerle karĢılanır.
Makine mühendisliği çözümleri esas itibariyle fiziksel
iĢlemlere dayanırken; iĢlem mühendisliği çözümleri temel
olarak kimyasal ve biyolojik iĢlemlere dayanmaktadır.
17.11.2011
72
Seçilen fiziksel etkilerle gerçekleĢtirilecek, geometrik ve
malzeme karakteristikleri tarafından sınırlandırılacak bir
fiziksel iĢlem, fonksiyonu (iĢlevi) göreve uygun olarak
karĢılayacak bir çalıĢma iliĢkisi ortaya koyar.
Böylece bir çalıĢma iliĢkisi, fiziksel etkilerle seçilen
geometrik ve malzeme karakteristiklerini birleĢtirme yolu ile
oluĢur.
17.11.2011
73
Fiziksel Etkiler
Fiziksel etkiler, ilgilenilen fiziksel çokluğu etkileyen fiziksel
yasalar aracılığı ile sayısal olarak tanımlanabilir.
• Sürtünme etkisi FF = μ · FN Coulomb yasası
• Kaldıraç etkisi FA · a = FB · b Kaldıraç yasası
• Uzama etkisi ∆l = α · l ·
Δϑ
GenleĢme yasasıyla
sağlanır
17.11.2011
74
Şekil 2.14. Fiziksel etkiler, geometrik ve malzeme karakteristiklerinden oluĢturulan
çalıĢma ilkeleri ile alt fonksiyonları karĢılama
17.11.2011
75
Tork’u iletme alt fonksiyonu,
Sürtünme Fiziksel Etkisi ile, Kas
Gücünü Büyültme alt fonksiyonu,
Kaldıraç yasası fiziksel etkisi ile
karĢılanmaktadır.
17.11.2011
76
Bir alt fonksiyon, çoğunlukla birtakım fiziksel etkilerce
karĢılanabilir. Böylece bir kuvvet, kaldıraç etkisi, kama
etkisi, elektromanyetik etki, hidrolik etki vb. ile büyütülebilir.
Ancak özel bir alt fonksiyona seçilen fiziksel etki, ilişkili diğer alt
fonksiyonların fiziksel etkileri ile uyumlu olmalıdır.
Ayrıca özel bir fiziksel etki, bir alt fonksiyonu sadece belirli
Ģartlar altında optimum olarak karĢılayabilir. Böylece
pnömatik bir kontrol sistemi, sadece özel Ģartlar altında bir
mekanik veya elektrik kontrol sisteminden üstün olacaktır.
17.11.2011
77
Geometrik ve Malzeme Karakteristikleri
Fiziksel iĢlemin etkin olduğu yer çalıĢma bölgesidir; yani
ilginin odaklandığı andaki özel aktif bölgedir.
Bir fonksiyon, fiziksel etki seçilerek karşılanır.
FİZİKSEL ETKİ (Çalışma Geometrisi (çalışma
yüzeyleri veya çalışma uzayları) ve Çalışma
Hareketleri seçimi)  FONKSİYON
17.11.2011
78
ÇalıĢma yüzeyleri (çalıĢma geometrisi) aĢağıda
verilen parametrelere bağlı olarak belirlenmelidir:
ÇeĢit
Biçim
Konum
Boyut
Sayı: Bir, birkaç vb.
17.11.2011
79
Benzer Ģekilde
belirlenmektedir:
çalıĢma
hareketleri
Ģu
Ģekilde
ÇeĢit: öteleme – dönme
Tabiat: düzenli – düzensiz
Yön: x-, y-, z- eksenleri doğrultusu boyunca öteleme
ve/veya x- ,y-,z- eksenleri etrafında dönme hareketleri
Büyüklük: hız vb.
17.11.2011
80
Ayrıca, çalıĢma yüzeyleri oluĢturulurken malzeme türü
fikrine ihtiyaç duyulur.
Örneğin malzeme; katı, sıvı veya gaz; rijit veya esnek;
elastik veya plastik; bükülmez, katı veya sert veya
korozyon dirençli olabilir.
Sadece fiziksel etki ile geometrik ve malzeme
karakteristikleri (çalıĢma yüzeyi, çalıĢma hareketi ve
malzemeler) birleĢimi, bir çözüm ilkesi ortaya koymaya izin
verir. Bu etkileĢime çalıĢma ilkesi adı verilmektedir.
17.11.2011
81
Şekil 2.15. Teknik sistemlerdeki
karĢılıklı iliĢkiler
17.11.2011
82
Coulomb yasasına uygun olarak silindirik bir çalıĢma
yüzeyindeki sürtünme vasıtasıyla tork iletmek (normal
kuvvet uygulama Ģekline bağlı olarak), bir sıkı geçme
veya sıkma geçme bağlantı seçimi verecektir.
Merkez ve uygulama noktaları (çalıĢma geometrisi)
belirleme ve gerekli çalıĢma hareketini dikkate alma
sonrası kaldıraç yasasına uygun olarak bir kol yardımı ile
kas kuvvetini büyütmek, bir çalıĢma ilke tanımı verecektir
(kaldıraç çözümü, eksantrik çözüm vb.).
17.11.2011
83
Düzenli genleĢme yasasına göre uygulanan genleĢme
etkisi kullanarak bir boĢluğu birleĢtiren elektrik kontağını
sağlamak, boyutlar (örneğin, çap ve uzunluk) ve genleĢen
ortam (bir malzeme) çalışma hareketine gerekli çalışma
yüzey durumları belirleme sonrası sadece genel bir çalıĢma
ilkesi sağlar.
Birkaç çalıĢma ilkesini birleĢtirmek bir çözüme ait çalıĢma
yapısını ortaya çıkarır. Bu çalıĢma ilkelerini birleĢtirme
vasıtasıyla tüm görevi karĢılayacak çözüm ilkesi
belirlenebilir.
17.11.2011
84
Konstrüksiyon ĠliĢkisi
ÇalıĢma yapısıyla belirlenen çalıĢma iliĢkisi
konstrüksiyon yapısı oluĢturmada kullanılır.
somut
Konstrüksiyon iliĢkisi; parça, montaj, makine ve ilgili
bağlantıları tanımlayan somut teknik sistemi gösterir.
Üretim, montaj, sevkiyat vb. de dikkate alınır.
17.11.2011
85
Sistem İlişkisi
Teknik sistemler, tek baĢlarına çalıĢmaz ve genelde daha
büyük bir sistemin parçası durumundadır. (ġekil 2.16).
• Genelde diğer sistemlerle çalıĢır
• Ġnsan müdahalesine gereksinim duyar
• Geri besleme etkisi ve sinyaller gönderirler
17.11.2011
86
Şekil 2.16. Ġnsanları da içeren teknik sistemlerdeki karĢılıklı iliĢkiler
17.11.2011
87
Arzulanan girdilerden farklı olarak, çevreden ve komĢu
sistemlerden gelen arzulanmayan girdilerde bir teknik
sisteme etki etmektedir.
Bu tür olumsuz etkiler (örneğin aĢırı sıcaklık gibi),
arzulanmayan yan etkilere (biçimden sapmalar veya konum
değiĢimleri gibi) sebep olabilir.
Bu yan etkiler, insanlar ve çevre üzerinde olumsuz bir
tesire sahip olabilir.
17.11.2011
88
Teknik sistemlerdeki etkiler:
o Amaçlanan etki
: Sistem operasyonuyla istenen etki
o Girdi etkisi
: Teknik sistem üzerinde insan etkisi
o Geri besleme etkisi: Teknik sistem etkisine bağlı iĢlevsel
iliĢki
o Olumsuz etki
: Teknik
istenmeyen dıĢ etki
o Yan etki
sistem
/
insan
üzerinde
: Teknik sistemin insan / çevre üzerinde
istenmeyen etkisi
17.11.2011
89
Sistematik Kılavuz
Teknik görevler:
Genel Amaç
Teknik fonksiyon, ekonomik fizibilite, insan ve çevre
emniyeti gibi
Sınırlayıcılar
Ergonomi, üretim yöntemleri, nakil olanakları, amaçlanan
kullanım vb.
karĢılanarak çözülmektedir.
17.11.2011
90
Bir çözüm, fonksiyonel ve çalıĢma iliĢkilerinin yanı sıra
belirli genel ve görev-özel sınırlayıcıları da karĢılamalıdır.
Bunlar,
17.11.2011
91
Bu sınırlayıcılardan elde edilebilen özellikler, genelde
ihtiyaçlar olarak formüle edilir
Bunlar; fonksiyon, çalıĢma ve konstrüksiyon yapılarını
etkiler ve birbirlerine de tesir eder.
Ġhtiyaçlar, tüm tasarım iĢlemi süresince tasarımı
yönlendiren kılavuzlar olarak kabul edilebilir ve tasarımın
her safhasına uygulanabilir, dolayısıyla tasarımın ilerleyen
safhaları içinde güncel bilgi temini yapmalıdır. (ġekil 2.17).
17.11.2011
92
Şekil 2.17. Tasarım ve geliştirme esnasındaki etki ve sınırlayıcılar.
Bunlar, kalite kontrolüne bir kılavuzluk sağlayabilir
17.11.2011
93
Sistematik Yaklaşımın Temelleri
•
•
•
•
•
•
Problem Çözme İşlemi
Problem Çözücü Karakteristikleri
Zekâ ve Yaratıcılık
Karar Verme Davranışı
Bilgi İşleme Olarak Problem Çözümü
Genel Çalışma Metodolojisi
Maksatlı Düşünme
Özel Çalışma Tarzları
Genel Uygulanabilir Yöntemler
Analiz
Soyutlama
Sentez
Sürekli Soru Sorma Yöntemleri
Geçersizleştirme Yöntemi
İleri Adımlar Yöntemi
Geriye Adımlar Yöntemi
Bileşenlere Ayırma Yöntemi
Sistematik Değiştirme Yöntemi
İş(çilik) Paylaşımı ve İşbirliği Yapma
Bilgisayar Desteğinin Rolü
17.11.2011
94
Sistematik tasarımın özel adım ve kurallarını ele almadan önce
bilişsel psikolojik ilişki ve genel metodik ilkelerin incelenmesi
gerekir.
Bu bölümde, önerilen işlem ve özel yöntemler tasarımın
şekillendirilmesine yardımcı olur. Bu işlem ve yöntemler, tasarım
görev çözümlerine uygulanabilir. Bir problemin çözümüne
yönelik fikirler genel olarak teknik harici olmak üzere birçok
farklı disiplinden gelir ve genelde disiplinler arası temellerde
oluşur. Dolayısıyla, iş bilimi, psikoloji ve felsefe bu çalışmada ana
ilham kaynakları arasındadır.
17.11.2011
95
Problem Çözme İşlemi
Tasarımcılar, çoğu zaman hemen çözemeyecekleri problemler
içeren görevlerle karşılaşırlar. Farklı uygulama alanları ve çeşitli
somutluk düzeylerinde problem çözmek, tasarımcıların bir
çalışma stilidir.
İnsan düşünme sistemi temelini araştırmak, bilişsel
psikolojinin odak noktasıdır.
Bu araştırma sonuçları mühendislik tasarımında da hesaba
katılmalıdır. Aşağıdaki verilen kısımlar büyük oranda Dörner’in
çalışmasına dayanmaktadır [2.8, 2.10].
17.11.2011
96
Problem Çözme İşlemi
Bir problem şu üç bileşene sahiptir:
• Arzulanmayan bir başlangıç hali; yani tatminkâr olmayan bir
hal mevcudiyeti
• Arzulanan bir hedef hali; yani tatminkâr bir hali gerçekleştirme
• Belirli bir zaman anında arzulanmayan başlangıç halinden
arzulanan hedef anına dönüşümü (geçişi) önleyen engeller.
17.11.2011
97
Problem Çözme İşlemi
Dönüşümü önleyen bir engel aşağıdakilerden oluşabilir:
• Engelin üstesinden gelecek çare bilinmiyor veya bulunmak
zorunda (sentez veya operatör problemi).
• Çare bilinir, ama bunlar çok fazladır veya sistematik bir
incelemeyi olanaksız kılacak kadar çok birleşme içerir (ara
kestirim problemi, birleşim ve seçim problemi).
• Hedefler, sadece bulanık bilinir ve açıkça formüle edilemez. Bir
çözüm bulma, tatminkâr bir hale ulaşana kadar sürekli mütalaa
etme ve çelişkileri ayıklamayı kapsar (diyalektik problemi,
araştırma ve uygulama problemi).
17.11.2011
98
Problem Çözme İşlemi
Bir problem aşağıdaki tipik özelliklere sahiptir:
Karmaşıklık:
Farklı mukavemette bağlantılarla birçok parça ve bu parçaların
birbirine etkileri.
Belirsizlik:
İhtiyaçların tümü bilinmez, ölçütlerin tamamı saptanmaz; tüm
çözüm veya diğer kısmi çözümler üzerindeki bir kısmi çözümün
etkisi tam olarak anlaşılmaz veya sadece yavaş yavaş ortaya çıkar.
17.11.2011
99
Problem Çözme İşlemi
Bir görev bir problemden farklıdır. Çünkü:
Görev, yardım için çeşitli araç ve yöntemlerin mevcut olduğu
zihinsel ihtiyaçları gerekli kılar. Verilen yükler (kuvvetler),
bağlantı boyutları ve üretim yöntemleri ile mil tasarımı buna bir
örnektir.
Görev ve problemler, tasarımda birçok şekillerde (genelde birleşik
ve başlangıçta açık ayrılamaz şekilde) olur. Örnek olarak özel bir
tasarım görevi yakından incelendiği zaman, bir probleme
dönüşebilir. Birçok büyük görevler alt görevlere bölünebilir.
Bunların bazıları, zor alt problemler oluşturabilir. Diğer taraftan
önceden bilinmeyen bir birleşimde birkaç alt görevi karşılayarak
bazen bir problemi çözmek olasıdır.
17.11.2011
100
Problem Çözme İşlemi
Düşünme işlemi beyinde cereyan eder ve hafıza içeriğinde
değişimleri kapsar. Düşünme esnasında hafıza içerikleri ve
bunların irtibat şekilleri önemli rol oynar.
Basitçe bir problemi çözmeye başlamak için problem alanı
hakkında insanların belirli bir düzeyde gerçek bilgiye ihtiyacı
olduğu söylenebilir.
Bilişsel psikolojide bu bilgi hafızaya taşındığı zaman orada doğru
bilgi (epistemik) yapısını temsil eder.
İnsanlar, çözümler bulma ve bunu etkin şekilde yapmada belirli
işlemlere (yöntemlere) ihtiyaç duyar. Bu bakış açısı, deneyimsel
(heuristik) insan düşünme yapısını kapsar.
17.11.2011
101
Problem Çözme İşlemi
Kısa dönemli ve uzun dönemli hafıza arası bir ayrım yapma
mümkündür.
Kısa dönemli hafıza, bir çalışma bellek türüdür. Sınırlı bir
kapasiteye sahiptir ve aynı anda sadece yedi dolayında argüman
(kanıt) veya olgu saklayabilir.
Uzun dönemli bellek, muhtemelen sınırsız kapasiteye sahiptir ve
düzenli bir şekilde depolanmış gözüken olgular ve deneyimsel
(heuristik) bilgi içerir.
17.11.2011
102
Problem Çözme İşlemi
Bu yolla insanlar birçok olası şekilde özel ilişkiler belirleme, bu
ilişkileri kullanma ve yenilerini oluşturmaya muktedir olurlar. Bu
tür ilişkiler teknik alanda çok önemlidir. Örnek olarak:
Somut–soyut ilişki
örneğin; açısal temaslı yatak–bilyalı yatak–yuvarlanma elemanlı
yatak–rulman (yatak)–kızak–kuvvet nakli ve parça konumlama
gibi.
Tüm–parça ilişkisi (hiyerarşisi)
örneğin; fabrika–makine–montaj–parça gibi.
Boşluk ve zaman ilişkileri
örneğin düzen: ön–arka, aşağı–yukarı gibi,
örneğin sıra: bu ilk–şu sonraki gibi.
17.11.2011
103
Problem Çözme İşlemi
Hafıza, değiştirilebilen ve genişletilebilen düğümleri (bilgiler) ve
bağlantıları (ilişkiler) ile anlamlı bir ağ (semantik network) olarak
düşünülebilir.
Şekil 2.18, “yatak” terimi ile ilişkili olası bir anlamlı ağı
göstermektedir.
Bu ağ içinde yukarıda değinilen ilişkilerle birlikte diğerlerini de
(özellik ilişkileri ve zıtlıkları ifade edenler -kutupsal ilişkilergibi) ayırt etmek mümkündür.
Düşünme, benzer anlamlı ağlar oluşturma ve yeniden
yapılandırmayı kapsar ve düşünme işlemi kendiliğinden sezgisel
ve etkileşimli sürebilir.
17.11.2011
104
Problem Çözme İşlemi
Şekil 2.16. Yataklarla ilişkili oluşturulan anlamsal ağ yapısı
17.11.2011
105
Problem Çözme İşlemi
Sezgisel düşünme, ilham kıvılcımları ile sıkı bir ilişki içindedir.
Gerçek düşünme işlemi büyük oranda bilinçsizce cereyan eder.
Bilinçli akılda kavrayışlar aniden oluşur (bazı tetikleme ve
çağrışımların sebep olduğu). Bu, ana yaratıcılık olarak adlandırılır.
Ani kavrayışlar olmadan önce bilinçsiz “düşünme”, genelde süreye
ihtiyaç duyar. Kavrayışlar, çözüm fikirlerine ait serbest el krokileri
ve makine resimleri oluşturularak tetiklenebilir.
17.11.2011
106
Problem Çözme İşlemi
Etkileşimli düşünme, iletişim kurulabilen ve tesir edilebilen bilinçli
bir işlemdir. Olgular ve ilişkiler; bilinçlice analiz edilir, değiştirilir,
yeni şekillerde birleştirilir, kontrol edilir, reddedilir ve daha
kapsamlı yeniden düşünülür. Kaynaklar [2.2, 2.30]’da bu, ikinci
yaratıcılık olarak anılır.
Bu tür düşünme, tam ve bilimsel bilgiyi kontrol etme ve bir bilgi
yapısı içinde bunu oluşturmayı kapsar. Sezgisel düşünmeden farklı
olarak bu işlem, yavaştır ve küçük birçok bilinçli adımları içerir.
17.11.2011
107
Problem Çözme İşlemi
Hafıza yapısında tam ve bilinçlice edinilen bilgi, belirsiz kanı veya
arka plan bilgisinden hassas bir şekilde ayrılamayabilir. Bunun
yanında, iki bilgi türü birbirini etkiler. Bilginin kolayca bulunup
getirilmesi ve birleştirilmesi için problem çözücünün aklında
düzenli ve mantıksal olgulara dayalı bilgi yapısının (epistemik
yapı) belirleyici olduğu düşünülür ve düşünme işleminin sezgisel
veya etkileşimli olmasında da bu geçerlidir.
17.11.2011
108
Problem Çözme İşlemi
Deneyimsel yapı, tam bilgi (yani açıklanabilen bilgi) yanında
dolaylı bilgi de içerir. Bu, düşünme operasyonlar sırasını organize
etmede gereklidir. Bunlar; değiştirme operasyonları (araştırma ve
bulma) ve test etme operasyonlarını (kontrol ve değerlendirme)
içerir.
Genelde problem çözücülerin fazla çaba göstermeden bilgi
tabanlarından hemen bir çözüm bulacakları ümidiyle rastgele işe
koyuldukları görülür. Bu yaklaşım başarısız olduğu veya çelişkiler
oluştuğu zaman, daha açıkça planlanmış veya sistematik düşünme
operasyonları gerekmektedir.
17.11.2011
109
Problem Çözme İşlemi
TOTE olarak adlandırılan model [2.33], düşünme işlemleri için
önemli bir temel sırayı temsil eder (Şekil 2.18).
Bu iki işlemden oluşmaktadır: bir değiştirme işlemi ve bir düşünme
işlemi. TOTE modeli, bir değiştirme yapılmadan önce bir test etme
operasyonunun (test) başlangıç halini analiz etmek için çağrıldığını
göstermektedir.
Sadece bundan sonra seçilen değiştirme operasyonu (operasyon)
icra edilir. Bunu diğer bir test etme operasyonu (test) izler ve bu
esnada oluşan hal kontrol edilir. Eğer sonuç tatminkârsa işlemden
çıkılır (çıkış); tatminkâr değilse operasyon uyarlanır ve tekrarlanır.
17.11.2011
110
Problem Çözme İşlemi
Şekil 2.17. Düşünme işleminde temel TOTE modeli [2.8, 2.33]
17.11.2011
111
İyi Problem Çözücü İnsan Karakteristikleri
Zekâ ve Yaratıcılık
Zekâ: Anlama / kavrama + muhakeme + uyum yeteneği
Yaratıcılık: Yeni fikirler / mevcut fikirlerin orijinal bileşimlerini
oluşturma gücü
Zekâ ve yaratıcılık kişisel karakteristiklerdir. Şimdiye dek zekâ ve
yaratıcılığın hassas bilimsel tanımlarını yapma ve bunlar arasında
açık bir ayırım yapılması mümkün olmamıştır. Zekâ / yaratıcılık
testleriyle ölçülür ve problem çözmede önemlidir.
17.11.2011
112
İyi Problem Çözücü İnsan Karakteristikleri
Karar verme davranışı
Karar vermede aşağıdaki zihinsel faaliyet ve yetenekler çok
önemlidir:
•
Bağımlılıkları ayırt etme: Karmaşık bir sistemin alt elemanları
arası bağımlılıkları belirleme / sıralama
•
Önem ve öncelik belirleme: Probleme ait önemli / az önemli
detayları belirleme / sıralama / çözme (İyi problem çözücüler,
ihtiyaç duyacakları süreyi hassas bir şekilde hesap ederler. Bunlar,
ayrıntılı -fakat olanaksız olmayan- bir zaman planı (iş planı)
hazırlarlar)
17.11.2011
113
İyi Problem Çözücü İnsan Karakteristikleri
Karar verme davranışı
•
Süreklilik ve esneklik: Süreklilik hedefe ulaşmada daima
odaklanma / çalışma; esneklik ise değişen ihtiyaçlara hemen
uyum yeteneğidir (bunlar dengelenmelidir)
•
Kaçınılmaz hatalar: Karmaşık sistemlerde olası bazı hatalardan
kaçınılamaz / bunlar düzeltilmelidir.
17.11.2011
114
İyi Problem Çözücü İnsan Karakteristikleri
Bilişsel psikoloji göre iyi problem çözücüler:
• Doğru ve düzenli teknik bilgiye sahiplerdir (zihinlerinde düzgün
bir model bulunur)
• Somut - soyut arası uygun bir denge kurarlar
• Belirsiz ve bulanık veriyle iş yapabilirler
• Esnek bir karar verme davranışı benimser ve sürekli hedeflere
odaklanırlar
17.11.2011
115
İyi Problem Çözücü İnsan Karakteristikleri
İyi tasarımcılar:
• Genel hedef / kısmi hedefleri titiz analiz ederler
• Kavramsal aşamada çözüm ilkeleri oluşturur / belirlerler
• Önce uzaklaşan sonra yaklaşan bir araştırma benimser, uygun
bir somutluk düzeyi seçer ve bakış açılarını değiştirirler
• Ölçütlere göre çözümleri değerlendirirler
• Sürekli kendi yaklaşımlarını yansıtır / mevcut duruma
uyarlarlar
17.11.2011
116
Bilgi İşleme Olarak Problem Çözümü
Sistemler yaklaşımında, problem çözmenin büyük ve sabit bir
bilgi akışı gerektirdiği belirlenmiştir. Bilgi; alınır, işleme tabi
tutulur ve iletilir.
Şekil 2.19. İterasyon ile bilgi dönüşümü
17.11.2011
117
Bilgi İşleme Olarak Problem Çözümü
Piyasa analizleri, eğilim çalışmaları, patentler, teknik dergiler,
araştırma sonuçları, lisanslar, müşteri talepleri, somut
değerlendirmeler, tasarım katalogları, doğal ve yapay sistem
analizleri, hesaplar, analojiler, genel ve kurum içi standart ve
yönetmelikler, bilgi (envanter) kartları, teslim yönergeleri, bilgisayar
verisi, test raporları, kaza raporları ve aynı zamanda “sorgulama
soruları” ile bilgi derlenir.
Analiz ve sentez, çözüm kavramları geliştirme, hesap, deney, genel
oluşum çizimleri hazırlama ve çözümleri değerlendirme ile de bilgi,
işleme tabi tutulur.
17.11.2011
118
Bilgi İşleme Olarak Problem Çözümü
Krokiler, çizimler, raporlar, çizelgeler, üretim dokümanları, montaj
el kitapları, kullanıcı el kitapları vb. gibi vasıtalarla bilgi iletilir.
Bunlar, basılmış ve elektronik şekillerin her ikisinde de olabilir.
17.11.2011
119
Bilgi İşleme Olarak Problem Çözümü
Bilgiyi karakterize etme ölçütleri:
•
Güvenilirlik: Bilginin mevcut, güvenilir ve doğru olma olasılığı.
•
Tam olma: Bilgi içeriğinin hassas ve açıklığı
•
Hacim ve yoğunluk: Bir sistem veya işlemi tanıtmak için ihtiyaç duyulan kelime
veya resimler sayısını belirtme.
•
Değer: Bilginin alıcıya önemi.
•
Güncellik: Bilginin kullanılabileceği zaman dilimini belirtme.
•
Şekil: Grafik ve alfa sayısal veri arası fark
•
Orijinallik: Bilgi orijinal karakterinin korunup korunmayacağını belirtme.
•
Karmaşıklık: Bilgi sembol ve bilgi elemanlar (yani birim veya bileşenler) yapısı
veya bunlar arasındaki bağlantısallık.
•
Düzeltme derecesi: Bilgi ayrıntı miktarı
17.11.2011
120
Genel Çalışma Metodolojisi
Aşağıdaki koşullar, sistematik bir yaklaşım kullanan herkesçe karşılanmalıdır:
•
Hedef tanımlama – tüm / alt hedef ve önemlerini belirleme
•
Koşulları netleştirme – ilk ve uç sınırlayıcılar tanımlama
•
Önyargılı olmama – büyük çözüm uzayı kullanma ve mantıksal hatalardan
sakınma sağlar
•
Seçenek arama – alternatif çözüm / birleşimleri
•
Değerlendirme yapma – hedef ve koşullara göre
•
Karar verme – objektif değerlendirmeyle kolaylaşır ve gelişme sağlar
Bu genel yöntemlerin işe yarayabilmesi için aşağıdaki düşünme ve eylem
operasyonları dikkate alınmalıdır.
17.11.2011
121
Genel Çalışma Metodolojisi
Maksatlı düşünme
Düşünme şekli, sezgisel ve etkileşimli olabilir
Sezgisel bir yaklaşımın dezavantajları:
• Gerekli anda doğru bir fikir çok nadir oluşur
• Sonuç, kişisel yetenek ve tecrübeye bağlıdır
• Ön yargılı fikirler çözümleri kuşatabilir
Etkileşimli düşünme şekli:
Problemi küçük parçalara ayırmak + sistematik çözmek / analiz
etmek + değiştirmek / birleştirmek
17.11.2011
122
Genel Çalışma Metodolojisi
Özel çalışma tarzları
İşlem-odaklı:
Her fonksiyona çözüm ilkesi arama + uyumunu kontrol etme + genel
çözümde birleştirme + şekillendirme
Problem-odaklı:
Her bir fonksiyona çözüm ilkesi arama / şekillendirme + uyumunu
sağlayacak birleştirme + değiştirme
İşlem–odaklı yaklaşımlar, alt problemlerin sıkıca birbirleriyle ilişkili olduğu
ve bir yenilik yapılacağı zaman önerilir. Problem–odaklı bir yaklaşım,
fonksiyonel alanlar arası bağlantının az olduğu ve uygulama alan alt
problemlerinin mevcuttan bilindiği durumda faydalı olur.
17.11.2011
123
Genel Çalışma Metodolojisi
Şekil 2.20. İlişkili birkaç fonksiyonel alan
ile bir çay yapma makinesine çözümler
geliştirme esnasında farklı
özel yaklaşımlar:
Tabla/kontrol (A fonksiyonu),
su deposu ve ısıtma elamanı
fonksiyonu),
musluk ve kapatma (C fonksiyonu).
(B
a sistematik (adım adım) işlem–odaklı;
yani, her geliştirme evresinde tüm
fonksiyonel alanlar ileri doğru ele alınır;
b problem–odaklı; yani,
fonksiyonel alanları birleştirmeden önce
bunlar sırayla geliştirilirler
17.11.2011
124
Genel Çalışma Metodolojisi
Deneyimli tasarımcılar; problem-odaklı yaklaşım kullanır,
tecrübeden yararlanır, birçok çözümü bilir, çabuk temsil eder
ve sonuca giderler
Bu yaklaşım, parçaların birbirini sıkıca etkilemediği ve açık
özellikler sahip olduğunda geçerlidir
Acemi tasarımcılar; işlem-odaklı yaklaşım kullanır, daha uzun
süreye gerek duyar, aşırı büyük çözüm uzayı oluşturur
Bu yaklaşım, soyut – somut arası uygun bir denge gerektirir;
yani uzaklaşma / yakınlaşma
17.11.2011
125
Genel Çalışma Metodolojisi
Bu iki yaklaşım,
Uygulamada genelde yalın değil çeşitli birleşimlerde bulunur
İşlem-odaklı yaklaşım; alt problemlerin sıkı ilişkide olduğu ve
yenilik gerektiğinde önerilir
Problem-odaklı yaklaşım; fonksiyonel alan bağlantıları az
olduğu ve alt problemler bilindiğinde faydalı olur
17.11.2011
126
Genel Çalışma Metodolojisi
Eğer
tasarımcılar,
bireysel
alt
fonksiyonlara çözümler aramada
paralel farklı çözüm ilkeleri veya
şekillendirme seçenekleri geliştirir ve
inceler ve daha sonra da en uygunu
bulmak
için
bunları
birbiriyle
karşılaştırırsa; bu yaklaşım üretken bir
çözüm araştırması adını alır (Şekil
2.21).
Şekil 2.21. Elastik bir desteğe
çözümler araştırılması esnasındaki
farklı özel yaklaşımlar. a üretken; yani
çeşitli çözümler oluşturma ve hedef–
odaklı seçim. b düzeltici, yani
geliştirme ve bir fikri uyarlama ile
çözümler araştırma
17.11.2011
127
Genel Çalışma Metodolojisi
Diğer taraftan özel bir fikir veya örnek, bir başlangıç noktası
olarak kullanılır ve daha sonra tatminkâr bir çözüm ortaya çıkana
kadar bu adım adım bir yaklaşımla geliştirilir ve uyarlanırsa; bu
düzeltici çözümler araştırma olarak adlandırılır (Şekil 2.21.).
17.11.2011
128
Genel Uygulanabilir Yöntemler
Analiz
Karışık problemleri küçük parçalara ayırma ve ilişkilerini
incelemektir.
Problem analizi
• Önemlileri önemsizlerden ayırmak
• İkinci dereceli tekil problemlere bölmek
• Gerekirse problemi yeniden formüle etmek
17.11.2011
129
Genel Uygulanabilir Yöntemler
Yapısal Analiz
Yapısal ilişkileri araştırmaktır.
• hiyerarşik yapılar
• mantıksal yapılar
Zayıf Nokta Analizi
• aksaklıkları keşfetmek
• zincirdeki en zayıf halkayı araştırmak
17.11.2011
130
Genel Uygulanabilir Yöntemler
Soyutlama
Özel / önemsizi ihmal etme ve genel / temel olana odaklanmadır.
Yüksek düzeyde ilişki sağlar; yaratıcılık ve sistematik düşünmeyi
destekler
17.11.2011
131
Genel Uygulanabilir Yöntemler
Sentez
• Yeni etkiler oluşturma ve uyumlarını göstermek için parça /
elemanları bir araya getirmek
• Bir bütünü oluşturacak parçalar birleşimi
Bütüncül bir yaklaşıma dayanmalı; alt görev / özel adımlarda
çalışırken genel görev akılda tutulmalıdır.
17.11.2011
132
Genel Uygulanabilir Yöntemler
Sürekli soru sorma yöntemleri
•
Soru sorulması, düşünme ve sezgiyi uyarır
•
Standart bir soru listesi hazırlanır / kullanılır
17.11.2011
133
Genel Uygulanabilir Yöntemler
Geçersizleştirme yöntemi
•
Bilinen bir çözümü küçük parçalara ayırır / özel ifadelerle
tanımlar ve bunları geçersizleştirir
•
Yeni çözüm olanakları oluşturur
17.11.2011
134
Genel Uygulanabilir Yöntemler
İleri adımlar yöntemi
Bir ilk çözüm girişiminden başlayarak mümkün olduğunca fazla
yeni çözümler oluşturacak yollar aranır. Bu yönteme, ayrışan
düşünme yöntemi de denir.
Mutlaka sistematiklik gerekmez, ancak genelde sistematik
olmayan fikir ayrışmalarıyla başlanır. Yöntem, Şekil 2.22’deki
bir mil–göbek bağlantısı geliştirmede gösterilmektedir. Oklar,
düşünme işlem yönünü işaret etmektedir.
17.11.2011
135
Genel Uygulanabilir Yöntemler
Şekil 2.22. İleri adımlar yöntemine göre mil–göbek
bağlantıları geliştirme
17.11.2011
136
Genel Uygulanabilir Yöntemler
Geriye adımlar yöntemi
•
Amaçlarla başlanır ve gelişme sağlayacak her yol yeniden
izlenir
•
Yakınlaşan düşünme (birleşim) de denir
•
Üretim planı ve imalat sistemleri geliştirmede yaralı olur
17.11.2011
137
Genel Uygulanabilir Yöntemler
Bileşenlere ayırma yöntemi
•
Karmaşık ilişki / sistemin sade ve açık alt problem /
görevlere bölünmesi ve çözülmesidir
•
Etkin çalışma + öncellik belirleme sağlar
17.11.2011
138
Genel Uygulanabilir Yöntemler
Sistematik değiştirme yöntemi
•
Yaklaşık tam bir çözüm alanı geliştirme sağlar
•
Tasnif şeması oluşturmak ve kullanmak çözüm bulmayı
kolaylaştırır
17.11.2011
139
Genel Uygulanabilir Yöntemler
İş bölümü ve işbirliği
•
Büyük ve karmaşık görevlerde; daha kolay, hızlı ve iyi
çözümler sağlar (uzmanlık artar)
•
Farklı uzmanlar iyi / organize çalışabilir
•
Sorumluluk paylaşımı daha iyi olur ve proje yönetimi
kolaylaşır
17.11.2011
140
Bilgisayar Desteğinin Rolü
Prensipte ST, bilgisayar olmadan uygulanabilir, ama tasarımda
bilgisayar kullanımına da (CAD, CAE, CAM, CIM, PDM ve
PLM gibi) iyi bir zemin oluşturur.
17.11.2011
141