MÜHENDİSLİK TASARIMI: SİSTEMATİK BİR YAKLAŞIM G. PAHL … · 2018. 10. 11. · • Kavrama...

11.10.2018 1

2. Temeller

Çözümler geliştirmede, stratejik olarak bir tasarım

yaklaşımı geliştirmek için öncelikle teknik sistemlerin

temelleri ve bilgisayar desteğine ön koşul olan işlemler

incelenmelidir.

Böylece tasarım için ayrıntılı öneriler yapmak mümkün

olabilir.

2.1 Teknik Sistemlerin Temelleri

Teknik görevler; fabrika, ekipman, makineler, montajlar ve

parçaları içeren teknik yapılar yardımıyla gerçekleştirilir.

Enerji dönüştüren teknik yapılar : Makine

Malzeme dönüştüren teknik yapılar : Tezgah

Sinyal dönüştüren teknik yapılar : Cihaz

olarak alan standart tanım çabaları vardır.

11.10.2018 2

Teknik yapılar;

Çevreye girdi ve çıktılar aracılığıyla bağlanacak sistemler

olarak kabul edilebilmektedir [Hubka].

Bir sistem, alt sistemlere ayrılabilir. Özel bir sisteme ait

olan bileşenler, sistem sınırlarıyla belirlenir. Girdi ve

çıktılar, sistem sınırlarından geçer.

Bu yaklaşım kullanılarak sistemler, her soyut analiz ve

tasnif seviyesinde tanımlanabilir. Bu tür sistemler, daha

büyük sistemlerin parçalarıdır.

11.10.2018 3

Somut bir örnek,

Şekil 2.1’de birleşik bir kaplin görülmektedir. Bu yapı bir

makinede “kaplin” sistemi olarak düşünülebilir 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)”

şeklinde iki alt sistem olarak ele alınabilir.

11.10.2018 4

Şekil 2.1. Kaplin Sistemi

a…h sistem elemanları; i…l birleştirme elemanları, S tüm sistem; S1 “esnek

kaplin” alt sistemi; S2 “mekanik kumandalı lamelli kavrama” alt sistemi; І

girdiler; O çıktılar

11.10.2018 5

Tasarım Amacı: 1 nolu mildeki (l mili) döndürme momentini 2 nolu mile (k mili)

çeşitli 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 karşılama

Flanşlı kavrama ile (S1) sisteminden (S2) sistemine moment aktarımı

(S2) sistem elemanları: d, e, f, g, h parçaları

i parçası ile tahrik edilen h parçası (manşon) manivela kolunu (g parçası)

hareket ettirerek göbek (gövde) üzerindeki dış lameller ve mil üzerindeki iç

lamellerin birbiri ile sürtünmesini sağlar. Böylece göbekteki hareket lameller

üzerinde oluşan sürtünme momentinin etkisi ile f parçasına aktarılır. Kama

bağlantısı ile de 2 nolu mile iletilir.

Döndürülen mil: k

Döndürülen milin moment değeri: O

11.10.2018 6

Şekil 2.1’de görünen sistem:

Konstrüksiyon yapısı olarak belirtilen mekanik

konstrüksiyonuna dayanmaktadır.

Benzer şekilde bu sistem, fonksiyonları cinsinden de

düşünülebilir.

Bu durumda tüm “Kaplin” sistemi;

• Sönümleme : (S1) sistemi

• Kavrama : (S2) sistemi

alt sistemlerine ayrılabilir.

11.10.2018 7

Örnek olarak “g” sistem elemanı (manivela kolu)

gövdeye bağlı dış lameller ve mile bağlı iç lameller

arasında sürtünme bağını oluşturma fonksiyonu olan bir

alt sistem olarak düşünülebilir.

11.10.2018 8

İkinci bir alt sistem (S2) ise;

• Kavrama kumanda kuvvetini (i etkisi ile h (manşon)

parçası tarafından manivela koluna uygulanan

kuvvet) normal kuvvete dönüştürme

• Momenti (Tork’u) nakletme (Lamelli kavramalar ile)

alt sistemlerine bölünebilir.

Bir sistemi alt bileşenlerine bölmede (sistem ayrıştırma)

hangi bakış açısının kullanılacağı yapılan araştırmanın

amacına bağlıdır.

Sistem ayrıştırmada kullanılan yaklaşımlar:

• Fonksiyon:

Fonksiyonel ilişkiler belirleme veya tanımlamada

kullanılır.

• Montaj:

Montaj işlemlerini planlamada kullanılır.

• Üretim:

Üretim veya üretim planlamayı kolaylaştırmada

kullanılır.

11.10.2018 9

Enerji, Malzeme ve

Sinyalleri Dönüştürme

Teknik sistemlerin (fabrika, ekipman, makine, alet,

montaj veya parça) analizi, tüm bunların enerji, malzeme

ve sinyalleri ileten veya değiştiren teknik işlemler

içerdiğini açıkça göstermektedir.

Enerji, birçok yolla dönüştürülebilir.

Elektrik Motoru (Elektrik E. Mekanik E.)

İçten Yanmalı Motor (Kimyasal E. Mekanik, Isı E.)

Nükleer Elektrik Santrali (Nükleer E. Isı E.)

11.10.2018 10

Malzemeler de birçok şekilde dönüştürülebilir.

• Karıştırılabilir

• Ayrıştırılabilir

• Boyanabilir

• Kaplanabilir

• Paketlenebilir

• Taşınabilir

• Yeniden Şekillendirilebilir

Ham maddeler, yarı mamul veya mamul ürünlere

dönüştürülebilir. Makine parçalarına özel biçimler

verilebilir, yüzey işlemleri uygulanabilir ve bazıları deney

amaçlı imha edilebilir.

11.10.2018 11

Tüm teknik sistemler (makine, fabrika v.s.) sinyal

şeklindeki bilgiyi işlemden geçirirler. Sinyaller;

• Alınır

• Hazırlanır

• Diğerleri ile karşılaştırılır

• Birleştirilir

• Taşınır

• Gösterilir

• Kayıt edilir

11.10.2018 12

Enerji akışı; kuvvet, tork, akım vb. iletimini de içerir

(kuvvet akışı, tork akışı ve akım akışı)

Bir nükleer enerji santrali kömür yakıtlı olanlarla (Termik

Santraller) karşılaştırıldığında sürekli malzeme akışı

görülmese bile elektriksel güç üretecek enerji dönüşümü

bir malzeme dönüşümüne bağlıdır.

Bu dönüşüm sırasındaki sinyallerin akışı, tüm işlemi

kontrol ve düzenlemede önemli bir yardımcı akış

oluşturur.

11.10.2018 13

Ayrıca, ölçüm aletleri herhangi bir malzeme akışı

olmaksızın sinyalleri alır, iletir ve gösterir.

Birçok durumda bu amaçla özellikle enerji sağlama

zorunludur; Her sinyal akışına malzeme akışı gerekmese

bile bir enerji akışı eşlik eder.

11.10.2018 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, iş parçası …, son ürün, parça gibi …

Sinyaller:

Genlik, görüntü, kontrol uyarısı, veri, bilgi…

Bu kitapta, Ana akışı enerjiye dayalı olan teknik sistemler

motorlar; ana akışı malzemeye dayalı olanlar tezgâhlar

ve ana akışı sinyale dayalı olanlar ise cihazlar olarak

anılmaktadır.

11.10.2018 15

Şekil 2.2. Enerji, malzeme ve sinyallerin dönüşümü. Henüz çözüm bilinmiyor,

girdi ve çıktılara dayalı görev veya fonksiyon tanımlanır

Teknik sistemlerin tamamı; miktar, kalite ve ekonomik

terimlerle tanımlanacak E, M ve S dönüştürme işlemleri

içermektedirler.

11.10.2018 16

Fonksiyonel İlişki

1. Göreve–Özgü Tanıtım

Bir tasarım problemini tanımlamak ve çözmek için, amacı

bir görevi yerine getirmek olan teknik bir sistemin girdi/çıktı

ilişkisine fonksiyon yapısı uygulanmalıdır.

Fonksiyon Kavramları/Terimleri

Tüm (genel) fonksiyon:

Genel görevi tanımlayan fonksiyondur. Bir teknik sistemin

tüm girdi ve çıktılarını göstermektedir.

11.10.2018 17

Alt Fonksiyon:

Tüm fonksiyonu oluşturan alt görevleri temsil eden

fonksiyonlardır.

Alt fonksiyonların birbirleri ve tüm fonksiyon arasındaki

ilişki, bazı alt fonksiyonları diğerlerinden önce karşılanma

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 birleştirmek ve

değişik çözüm alternatifleri (örneğin bir montaj sisteminde

uygun montaj sıra planları gibi) oluşturmak gereklidir.

11.10.2018 18

11.10.2018 19

VE/VEYA grafı

Şekil. 2.3. Basit bir montaj sistemi ve uygun montaj sıralarını

temsil eden VE/VEYA grafı.

11.10.2018 20

Öncelik grafı

Şekil 2.4. Menteşe montaj sistemi ve öncelik graf temsili

Şekil 2.4.’deki diyagrama göre,

1. Montaj İşlemi:

Tutamak parçasının temel parça olarak seçilmesi ve montaj

edilmek üzere yerine yerleştirilmesi

2. Montaj İşlemi:

Tutamak parçasına plakanın yerleştirilmesi işlemi

3A Montaj İşlemi:

2. montaj işlemi ile elde edilen tutamak ve plakanın

oluşturduğu alt montaja 1. cıvatanın montajı

3B Montaj İşlemi:

3A montaj işlemi ile gösterilen alt montaja 1. somunun

montajı

11.10.2018 21

4A ve 4B sırasıyla 2. cıvata ve 2. somun montajını,

5A ve 5B’de 3. cıvata ve 3. somun montajını temsil eden

işlemlerdir.

6 numaralı işlem ise montajın tamamlanmış halini

göstermektedir.

11.10.2018 22

Fonksiyon Yapısı

Alt fonksiyonların tüm fonksiyonlara anlamlı ve uyumlu

birleştirilmesi ile Fonksiyon Yapısı olarak adlandırılan bir

yapı oluşturulur.

11.10.2018 23

Şekil 2.5. Tüm fonksiyonu alt fonksiyonlara

ayrıştırarak bir fonksiyon yapısı oluşturma

Bir fonksiyon yapısındaki alt fonksiyonları temsil etmek için

kullanılan semboller, Şekil 2.6’da özetlenmektedir.

11.10.2018

Şekil 2.6. Bir fonksiyon

yapısındaki fonksiyonları

temsilde kullanılan

semboller

Fonksiyonlar, genelde bir fiil ve isimden oluşan 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.

11.10.2018 25

Çeşitli Alt Fonksiyonlar arasındaki ilişkiyi 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 birleştiren

paketleyerek gönderen bir sistem ele alınsın.

Görev-I:

Kare halı parçalarını kesecek, kalite kontrolü yapacak,

kaliteli halı parçalarını seçecek, sayacak, belirli sayılarda

balyalar oluşturacak ve özel paketlerde istifleyecek bir

kontrol yöntemi belirlemektir.

11.10.2018 26

Buradaki ana akış, malzeme akışıdır. (Şekil 2.7)

11.10.2018 27

Şekil 2.7. Halı karelerini paketleme fonksiyon yapısı

Bu diyagram, bu tür bir uygulamada sadece muhtemel bir

işlem sırasıdır.

Daha yakın bir inceleme halinde bu alt fonksiyon zincirinin

yardımcı fonksiyonlara gereksinim duyduğu fark edilebilir.

Çünkü:

Kalıpta kesme işlemi, ayıklanması gereken artıklar

meydana getirmektedir.

Kabul edilmeyen malzeme ayrı olarak çıkartılmalı ve

işlemden geçirilmelidir.

Paketleme malzemesi içeri alınmalıdır.

11.10.2018 28

11.10.2018 29

Şekil 2.8. Yardımcı fonksiyonlar eklenmiş halı kareleri paketleme fonksiyon yapısı

“Halı karelerini say” alt fonksiyonun belirli boyuttaki balyalar

içinde kareleri paketleme sinyali de verebileceği

görülecektir.

Böylece, fonksiyon yapısına “bir balya içinde n halı karesi

birleştirme sinyali gönder” alt fonksiyonlu bir sinyal akışı

eklemek faydalı olacaktır.

Bu durumdaki fonksiyonlar, GÖREVE-ÖZGÜ FONKSİYON

yapısı olarak tanımlanmaktadır.

11.10.2018 30

Brockhaus, fonksiyonları;

Faaliyetler, etkiler, amaçlar ve sınırlayıcılar olarak

tanımlamaktadır.

Matematikte bir fonksiyon;

Tek bir y değerini (tek değerli fonksiyon) veya birden fazla y

değerini (çok değerli fonksiyon) her x değerine atama

şeklinde bir x büyüklüğü ile bir y büyüklüğünü ilişkilendirir.

Değer analiz tanımına göre fonksiyonlar;

Yapı davranışlarını tanımlar (görevler, faaliyetler,

karakterler).

11.10.2018 31

Genel Geçerli Tanıtım

Diğer bir fonksiyon tanımlaması ise Kramhauer tarafından

geliştirilen genel geçerli fonksiyon yapısıdır. (Şekil 2.9.)

11.10.2018 32

Şekil 2.9. Enerji, malzeme ve sinyallerin dönüşümünde

tür, büyüklük, sayı, yer ve zaman karakteristiklerinden çıkartılan genel geçerli fonksiyonlar

Halı karelerini paketleme fonksiyon zinciri (Şekil 2.7), Şekil

2.10’da görüldüğü gibi genel geçerli fonksiyonlar kullanılarak

temsil edilebilir.

11.10.2018 33

Şekil 2.10. Şekil 2.7’de verilen halı karelerini paketleme

fonksiyon yapısının Genel Geçerli Fonksiyon yapısı ile temsili

11.10.2018 34

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 : Kesilmiş halı kareleri

Artıkları Ayırma Fonksiyonu, Kaliteyi Kontrol Et Fonksiyonu:

Bu fonksiyonun kesilmiş halı parçalarından oluşan 1 adet malzeme girdisi

bulunmaktadır, kesilmiş halı parçaları incelenerek artıklar ayrılır, ayrıca kesilmiş halı

kareleri kalite açısından kontrol edilir ve belirli bir kalitenin altında olanlar atılır, diğerleri

ise Halı Karelerini Sayma Fonksiyonuna iletilir.

11.10.2018 35

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 Birleştirme Fonksiyonundan girdi olarak aldığı malzemeyi paketler.

Paketler depolanır ve daha sonra Naklet fonksiyonu ile nakliye işlemine tabi tutulur.

• Genel geçerli fonksiyonlar kullanan tanımlamalar daha

yüksek düzeyli bir soyutlamaya sahiptir.

• Tüm olası çözümlere açıktır ve sistematik bir yaklaşımı

daha da kolaylaştırır.

• Ancak genel geçerli fonksiyonlar kullanmak, bu tür soyut

düzeyin bazen doğrudan çözümler aramayı

gizleyebileceği için bir problem de barındırabilir.

11.10.2018 36

Mantıksal Tanıtım

Fonksiyonların gerçekleştirilmesi sırasında birbirleri

arasında mantıksal bir ilişki tanımlanır.

Bir alt fonksiyon gerçekleştirilmeden önce, bazı alt

fonksiyon ve/veya fonksiyonlar karşılanmalıdır.

“Eğer–ise (If–Then)” olarak adlandırılan bu ilişki 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 eşzamanlı

karşılanmalıdır.

11.10.2018 37

Alt fonksiyonların düzeni böylece incelenmekte olan enerji,

malzeme ve sinyal dönüşüm yapısını belirler.

Buna göre bir çekme dayanım testi esnasında birinci alt

fonksiyon “numuneye kuvvet uygula”, diğer alt

fonksiyonlardan “kuvveti ölç” ve “deformasyonu ölç” önce

karşılanmalıdır.

Ayrıca son iki alt fonksiyon da eşzamanlı olarak

karşılanmalıdır. İncelenmekte olan akış içindeki uyum ve

sıraya özen gösterilmelidir. Bu işlemler, açık anlaşılır alt

fonksiyon birleşimi ile yapılabilmektedir.

11.10.2018 38

Ayrıca mantıksal ilişkiler, bir alt fonksiyonun girdi ve çıktıları

arasındaki ilişkileri tanımlamak içinde kullanılır. Birçok

durumda ilişkileri ikili (binary) mantık önermelerine benzer

kabul edilebilecek birkaç girdi ve çıktı vardır.

Bunlar; doğru/yanlış, evet/hayır, içinde/dışında, yapıldı/

yapılmadı, mevcut/mevcut değil gibi ikili mantık ifadelerdir.

Boolean cebiri kullanılarak bilgisayara uygulanabilirler.

11.10.2018 39

Örnek:

Matris Temelli Montaj Sırası Planlama Metodu

11.10.2018 40

11.10.2018 41

11.10.2018 42

Temas Fonksiyonu

11.10.2018 43

Toplam Temas Fonksiyonu (TT)

11.10.2018 44

Toplam Temas Sonucu (TTS)

11.10.2018 45

Hareket Fonksiyonu

11.10.2018 46

Toplam Hareket Fonksiyonu (TH)

11.10.2018 47

Toplam Hareket Sonucu (THS)

11.10.2018 48

Montaj Edilebilirlik

Bir parçanın başka bir parçaya, ya da bir montaj

sistemine eklenip eklenemeyeceğini göstermektedir.

(TTS) ile (THS) mantıksal VE () işlemine tabi

tutulması ile elde edilir.

M=TTS THS

1: Montaj mümkün

0: Montaj olamaz

11.10.2018 49

Bağlanabilirlik Kriteri: (TTS = 1)

Temas fonksiyonu ile, parça çiftleri arasında temas olup

olmadığı anlaşılabilmekte ve parça çiftleri arasında bir

bağlantıdan söz edilebilmektedir.

Parça çiftleri arasında temas olup olmaması parçaların

birbirlerine monte edilebilmeleri için gerek şart olsa da yeterli

şart olamamaktadır.

Montaj Sıralarının Bulunması

11.10.2018 50

Montaj Sıralarının Bulunması

Öncelik Kriteri: (THS=1)

Montaj hareketini engellemeyecek şekilde parçalar arasında

çarpışmasız bir yönün/eksenin varlığıdır.

Bir bileşen, söz konusu yönde/eksende başka bir bileşene

çarpmadan hareket edebiliyorsa, tam tersi yönde monte

edilebilmektedir.

11.10.2018 51

Montaj Sıralarının Bulunması

11.10.2018 52

Montaj Sıralarının Bulunması (İki Parça)

11.10.2018 53

Montaj Sıralarının Bulunması (İkiden Fazla Parça)

11.10.2018 54

Montaj Sıralarının Bulunması (İkiden Fazla Parça)

11.10.2018 55

Örnek Uygulama

11.10.2018 56

Örnek Uygulama

11.10.2018 57

Örnek Uygulama

Makara Destek Sistemi

11.10.2018 58

11.10.2018 59

11.10.2018 60

11.10.2018 61

11.10.2018 62

Darbe Aparatı Montaj Sistemi

Kasnak Sabitleme Düzeneği Montaj Sistemi

11.10.2018 63

Mantıksal Fonksiyonlar

VE (AND) fonksiyonları

VEYA (OR) fonksiyonları

DEĞİL (NOT) fonksiyonları

NOR fonksiyonları (VEYA ile DEĞİL)

NAND fonksiyonları (VE ile DEĞİL)

Dönüşüm (flip–flops) yardımlı depolama fonksiyonları

11.10.2018 64

VE fonksiyonları: Eğer çıktı tarafında doğru bir sinyal

oluşacaksa, girdi tarafındaki tüm sinyaller de aynı

doğruluğa sahip olmalıdırlar.

VEYA fonksiyonları: Eğer çıktı tarafından doğru bir sinyal

oluşacaksa, girdi tarafında sadece bir sinyalin doğru

(geçerli) olması gerekir.

DEĞİL fonksiyonları: Girdi tarafındaki sinyalin negatif

olması ile bu negatif sinyal çıktı tarafında geçerli (doğru)

olur.

11.10.2018 65

11.10.2018 66

Şekil 2.11. Mantıksal fonksiyonlar. X bağımsız ifade (sinyal); Y bağımlı ifade; “0”, “1” ifade değeri, örneğin “kapalı”, “açık”

Mantıksal fonksiyonların tamamı standart sembollerle ifade

edilebilirler. Her bir sinyalin mantıksal geçerliliği, Şekil 2.11’

de görünen doğruluk tablosundan okunabilir.

Şekil 2.12. İki kavramanın mantıksal fonksiyonları

11.10.2018 67

Şekil 2.12, iki mekanik kavrama ile bunların karakteristik

mantıksal fonksiyonlarını göstermektedir.

Soldaki kavrama işleyişi 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 gerçekleşir.

X1 : Sinyal Girdisi

X2 : Kavrama Temas Girdisi

Y : Tork (Moment) çıktısı

X1 ve x2’nin her ikisi de mevcutsa (“1” ise) moment iletimi

(Y=1) gerçekleşir.

11.10.2018 68

11.10.2018 69

Sağ taraftaki kavrama ise operasyon sinyali verildiğinde

kavrama teması kalkacağı (yani; Tork aktarılacaksa X1’in

negatif olacağı kapsamda) şekilde yapılmıştır. Diğer bir ifade

ile eğer istenilen etki oluşturulacaksa, sadece X2 mevcut

veya pozitif olmalıdır.

X1=0 ise X1’in değili “1” olur. X1=0 ve kavrama teması varsa

(x2=1), moment iletimi gerçekleşmektedir. Sinyal

gönderildiğinde manivela kolu kavrama temasını kaldıracak

şekilde etki etmektedir.

11.10.2018 70

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

Şekil 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 karşılaştırmayla yağ basınç

ve yağ debisi için her yatak durumu izlenir. Ancak sistem

çalışmasına izin verme amaçlı her yatak durumu için

sadece bir pozitif değere ihtiyaç duyulur.

11.10.2018 71

Çalışma İlişkisi

Orijinal olarak “kara kutular” şeklinde temsil edilen alt

fonksiyonlar, bu aşamada daha somut ifadelerle temsil

edilmektedir.

Alt fonksiyonlar; genelde fiziksel, kimyasal ve biyolojik

işlemlerle karşılanır.

Makine mühendisliği çözümleri esas itibariyle fiziksel

işlemlere dayanırken; işlem mühendisliği çözümleri temel

olarak kimyasal ve biyolojik işlemlere dayanmaktadır.

11.10.2018 72

Fiziksel işlemler (fonksiyonlar), fiziksel etkiler ile

gerçekleştirilir. Bu fiziksel etkiler, geometri ve malzeme

karakteristikleri ile sınırlandırılır ve fonksiyonu (işlevi)

göreve uygun olarak karşılayacak bir çalışma ilişkisi ortaya

koyar.

Böylece bir çalışma ilişkisi, fiziksel etkilerle seçilen

geometrik ve malzeme karakteristiklerini birleştirme yolu ile

oluşur.

11.10.2018 73

Fiziksel Etkiler

Fiziksel etkiler, 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 Genleşme yasasıyla ifade

edilir.

11.10.2018 74

Şekil 2.14. Fiziksel etkiler, geometrik ve malzeme karakteristiklerinden oluşturulan

çalışma ilkeleri ile alt fonksiyonları karşılama

11.10.2018 75

11.10.2018 76

Tork’u iletme alt fonksiyonu,

Sürtünme yasası Fiziksel Etkisi

ile, Kas Gücünü Büyültme alt

fonksiyonu, Kaldıraç yasası

fiziksel etkisi ile karşılanmaktadır.

Bir alt fonksiyon, çoğunlukla birtakım fiziksel etkilerce

karşılanabilir. 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

şartlar altında optimum olarak karşılayabilir. Örneğin,

pnömatik bir kontrol sistemi, özel şartlar altında bir mekanik

veya elektrik kontrol sisteminden üstün olabilir.

11.10.2018 77

Geometrik ve Malzeme Karakteristikleri

Fiziksel işlemin etkin olduğu yer çalışma bölgesidir; yani

ilginin odaklandığı andaki özel aktif bölgedir.

Bir fonksiyon, bir fiziksel etki belirlenerek

karşılanabilir.

FİZİKSEL ETKİ (Çalışma Geometrisi (çalışma

yüzeyleri veya çalışma uzayları) ve Çalışma

Hareketleri seçimi) FONKSİYON

11.10.2018 78

Çalışma yüzeyleri (çalışma geometrisi) aşağıda

verilen parametrelere bağlı olarak belirlenmelidir:

Çeşit

Biçim

Konum

Boyut

Sayı: Bir, birkaç vb.

11.10.2018 79

Benzer şekilde çalışma hareketleri şu şekilde

belirlenmektedir:

Çeşit: öteleme – dönme

Yön: x-, y-, z- eksenleri doğrultusu boyunca öteleme

ve/veya x- ,y-,z- eksenleri etrafında dönme hareketleri

Büyüklük: hız vb.

11.10.2018 80

Ayrıca, çalışma geometrileri oluşturulurken malzeme türü

fikrine ihtiyaç duyulur.

Örneğin malzeme; katı, sıvı veya gaz; rijit veya esnek;

elastik veya plastik; bükülmez, katı veya sert, korozyon

dirençli olabilir.

Fiziksel etki ile geometrik ve malzeme karakteristikleri

(çalışma yüzeyi, çalışma hareketi ve malzemeler) birleşimi,

bir çözüm ilkesi ortaya koymaya izin verir. Bu etkileşime

çalışma ilkesi adı verilmektedir.

11.10.2018 81

Şekil 2.15. Teknik sistemlerdeki

karşılıklı ilişkiler

11.10.201882

Coulomb yasasına uygun olarak silindirik bir çalışma

yüzeyindeki sürtünme vasıtasıyla tork iletmek (normal

kuvvet uygulama şekline bağlı olarak), bir sıkı geçme

veya sıkma geçme bağlantı seçimi verecektir.

Merkez ve uygulama noktaları (çalışma geometrisi)

belirleme ve gerekli çalışma hareketini dikkate alma

sonrası kaldıraç yasasına uygun olarak bir kol yardımı ile

kas kuvvetini büyütmek, bir çalışma ilke tanımı verecektir

(kaldıraç çözümü, eksantrik çözüm vb.).

11.10.2018 83

Düzenli genleşme yasasına göre uygulanan genleşme

etkisi kullanarak bir boşluğu birleştiren elektrik kontağını

sağlamak, boyutlar (örneğin, çap ve uzunluk) ve genleşen

ortam (bir malzeme) çalışma hareketine gerekli çalışma

yüzey durumları belirleme sonrası sadece genel bir çalışma

ilkesi sağlar.

Birkaç çalışma ilkesini birleştirmek bir çözüme ait çalışma

yapısını ortaya çıkarır. Bu çalışma ilkelerini birleştirme

vasıtasıyla tüm görevi karşılayacak çözüm ilkesi

belirlenebilir.

11.10.2018 84

Konstrüksiyon İlişkisi

Çalışma yapısıyla belirlenen çalışma ilişkisi somut

konstrüksiyon yapısı oluşturmada kullanılır.

Konstrüksiyon ilişkisi; parça, montaj, makine ve ilgili

bağlantıları tanımlayan somut teknik sistemi gösterir.

Üretim, montaj, sevkiyat vb. de dikkate alınır.

11.10.2018 85

Sistem İlişkisi

Teknik sistemler, tek başlarına çalışmaz ve genelde daha

büyük bir sistemin parçası durumundadır. (Şekil 2.16).

• Genelde diğer sistemlerle çalışır

• İnsan müdahalesine gereksinim duyar

• Geri besleme etkisi ve sinyaller gönderirler

11.10.2018 86

Şekil 2.16. İnsanları da içeren teknik sistemlerdeki karşılıklı ilişkiler

11.10.2018 87

Arzulanan girdilerden farklı olarak, çevreden ve komşu

sistemlerden gelen arzulanmayan girdilerde bir teknik

sisteme etki etmektedir.

Bu tür olumsuz etkiler (örneğin aşırı sıcaklık gibi),

arzulanmayan yan etkilere (biçimden sapmalar veya konum

değişimleri gibi) sebep olabilir.

Bu yan etkiler, insanlar ve çevre üzerinde olumsuz bir

tesire sahip olabilir.

11.10.2018 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 işlevsel

ilişki

o Olumsuz etki : Teknik sistem / insan üzerinde

istenmeyen dış etki

o Yan etki : Teknik sistemin insan / çevre üzerinde

istenmeyen etkisi

11.10.2018 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.

karşılanarak çözülmektedir.

11.10.2018 90

Bir çözüm, fonksiyonel ve çalışma ilişkilerinin yanı sıra

belirli genel ve görev-özel sınırlayıcıları da karşılamalıdır.

Bunlar,

11.10.2018 91

Bu sınırlayıcılardan elde edilebilen özellikler, genelde

ihtiyaçlar olarak formüle edilir

Bunlar; fonksiyon, çalışma ve konstrüksiyon yapılarını

etkiler ve birbirlerine de tesir eder.

İhtiyaçlar, tüm tasarım işlemi süresince tasarımı

yönlendiren kılavuzlar olarak kabul edilebilir ve tasarımın

her safhasına uygulanabilir, dolayısıyla tasarımın ilerleyen

safhaları içinde güncel bilgi temini yapmalıdır. (Şekil 2.17).

11.10.2018 92

11.10.2018 93

Şekil 2.17. Tasarım ve geliştirme esnasındaki etki ve sınırlayıcılar. Bunlar, kalite kontrolüne bir kılavuzluk sağlayabilir

Sistematik Yaklaşımın Temelleri

11.10.2018 94

• 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

11.10.2018 95

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.

Problem Çözme İşlemi

11.10.2018 96

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].

Problem Çözme İşlemi

11.10.2018 97

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.

Problem Çözme İşlemi

11.10.2018 98

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).

Problem Çözme İşlemi

11.10.2018 99

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.

Problem Çözme İşlemi

11.10.2018 100

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.

Problem Çözme İşlemi

11.10.2018 101

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.

Problem Çözme İşlemi

11.10.2018 102

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.

Problem Çözme İşlemi

11.10.2018 103

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.

Problem Çözme İşlemi

11.10.2018 104

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 ilişkiler-

gibi) ayırt etmek mümkündür.

Düşünme, benzer anlamlı ağlar oluşturma ve yeniden

yapılandırmayı kapsar ve düşünme işlemi kendiliğinden sezgisel

ve etkileşimli sürebilir.

Problem Çözme İşlemi

11.10.2018 105

Şekil 2.16. Yataklarla ilişkili oluşturulan anlamsal ağ yapısı

Problem Çözme İşlemi

11.10.2018 106

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.

Problem Çözme İşlemi

11.10.2018 107

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.

Problem Çözme İşlemi

11.10.2018 108

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.

Problem Çözme İşlemi

11.10.2018 109

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.

Problem Çözme İşlemi

11.10.2018 110

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.

Problem Çözme İşlemi

11.10.2018 111

Şekil 2.17. Düşünme işleminde temel TOTE modeli [2.8, 2.33]

İyi Problem Çözücü İnsan Karakteristikleri

11.10.2018 112

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.

İyi Problem Çözücü İnsan Karakteristikleri

11.10.2018 113

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)

İyi Problem Çözücü İnsan Karakteristikleri

11.10.2018 114

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.

İyi Problem Çözücü İnsan Karakteristikleri

11.10.2018 115

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

İyi Problem Çözücü İnsan Karakteristikleri

11.10.2018 116

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

Bilgi İşleme Olarak Problem Çözümü

11.10.2018 117

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

Bilgi İşleme Olarak Problem Çözümü

11.10.2018 118

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.

Bilgi İşleme Olarak Problem Çözümü

11.10.2018 119

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.

Bilgi İşleme Olarak Problem Çözümü

11.10.2018 120

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

Genel Çalışma Metodolojisi

11.10.2018 121

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.

Genel Çalışma Metodolojisi

11.10.2018 122

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

Genel Çalışma Metodolojisi

11.10.2018 123

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.

Genel Çalışma Metodolojisi

11.10.2018 124

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 (B

fonksiyonu),

musluk ve kapatma (C fonksiyonu).

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

Genel Çalışma Metodolojisi

11.10.2018 125

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

Genel Çalışma Metodolojisi

11.10.2018 126

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

Genel Çalışma Metodolojisi

11.10.2018 127

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

Genel Çalışma Metodolojisi

11.10.2018 128

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.).

Genel Uygulanabilir Yöntemler

11.10.2018 129

Analiz

Karışık problemleri küçük parçalara ayırma ve ilişkilerini

incelemektir.

Problem analizi

• Önemlileri önemsizlerden ayırmak

• İkinci dereceli tekil problemlere bölmek

• Gerekirse problemi yeniden formüle etmek

Genel Uygulanabilir Yöntemler

11.10.2018 130

Yapısal Analiz

Yapısal ilişkileri araştırmaktır.

• hiyerarşik yapılar

• mantıksal yapılar

Zayıf Nokta Analizi

• aksaklıkları keşfetmek

• zincirdeki en zayıf halkayı araştırmak

Genel Uygulanabilir Yöntemler

11.10.2018 131

Soyutlama

Özel / önemsizi ihmal etme ve genel / temel olana odaklanmadır.

Yüksek düzeyde ilişki sağlar; yaratıcılık ve sistematik düşünmeyi

destekler

Genel Uygulanabilir Yöntemler

11.10.2018 132

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.

Genel Uygulanabilir Yöntemler

11.10.2018 133

Sürekli soru sorma yöntemleri

• Soru sorulması, düşünme ve sezgiyi uyarır

• Standart bir soru listesi hazırlanır / kullanılır

Genel Uygulanabilir Yöntemler

11.10.2018 134

Geçersizleştirme yöntemi

• Bilinen bir çözümü küçük parçalara ayırır / özel ifadelerletanımlar ve bunları geçersizleştirir

• Yeni çözüm olanakları oluşturur

Genel Uygulanabilir Yöntemler

11.10.2018 135

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.

Genel Uygulanabilir Yöntemler

11.10.2018 136

Şekil 2.22. İleri adımlar yöntemine göre mil–göbek

bağlantıları geliştirme

Genel Uygulanabilir Yöntemler

11.10.2018 137

Geriye adımlar yöntemi

• Amaçlarla başlanır ve gelişme sağlayacak her yol yenidenizlenir

• Yakınlaşan düşünme (birleşim) de denir

• Üretim planı ve imalat sistemleri geliştirmede yaralı olur

Genel Uygulanabilir Yöntemler

11.10.2018 138

Bileşenlere ayırma yöntemi

• Karmaşık ilişki / sistemin sade ve açık alt problem /görevlere bölünmesi ve çözülmesidir

• Etkin çalışma + öncellik belirleme sağlar

Genel Uygulanabilir Yöntemler

11.10.2018 139

Sistematik değiştirme yöntemi

• Yaklaşık tam bir çözüm alanı geliştirme sağlar

• Tasnif şeması oluşturmak ve kullanmak çözüm bulmayıkolaylaştırır

Genel Uygulanabilir Yöntemler

11.10.2018 140

İş bölümü ve işbirliği

• Büyük ve karmaşık görevlerde; daha kolay, hızlı ve iyiçözümler sağlar (uzmanlık artar)

• Farklı uzmanlar iyi / organize çalışabilir

• Sorumluluk paylaşımı daha iyi olur ve proje yönetimikolaylaşır

Bilgisayar Desteğinin Rolü

11.10.2018 141

Prensipte ST, bilgisayar olmadan uygulanabilir, ama tasarımda

bilgisayar kullanımına da (CAD, CAE, CAM, CIM, PDM ve

PLM gibi) iyi bir zemin oluşturur.