창의적 공학 설계 및 실습 (1)

1 Robot Engineering Lab.

창의적 공학 설계 및 실습 (1)창의적 공학 설계 및 실습 (1)

Chap 2. 기계설계 문제와 과정Chap 2. 기계설계 문제와 과정

School of Mechanical Engineering, Chung-Ang Univ., Seoul, Korea


기계적 시스템의 구성

1. 의사소통의 중요성

롱노우즈가뭐지 ?? 긴코 ??외국인 ??

롱노우즈 가져와 !!


기계적 시스템의 구성

2. 기계적 시스템 분석

기계적 시스템

전기적 요 소

기계적요 소

소프트웨 어

기계적 시스템


설계 분야의 분해도


기계적 요소 부품

전기적 요소 전기적 부품

프로그램 모듈 , 절차 코드화된 문장

시스템

Feature

Feature Feature

시스템은 계층적 구조를 지닌다




자전거핸들

자전거타는 사람 지지

브레이크 레버 지지대

케이블 당길 시의 지지대

체인

바퀴

프레임

기능에 따라

기능에 따라 형태가 구분되며 , 하나의 형태는 여러 기능을 수행한다


기능과 동작

알려진 입력값알려진 입력값 예상되는 성능예상되는 성능

실제 성능실제 성능

기능

동작

블랙박스블랙박스

알려진 입력값알려진 입력값 실제 제품실제 제품

3. 기능 동작 성능


설계 분야의 분해도2 개의 철판을

접합하는 방법은 ?접착제로 접합한다

용접한다

볼트와 너트를 사용한다

수많은 해결책 중에서 정확히 무엇이 필요한지 선택해야 하는 문제가 존재한다 .

4.1. 선택 설계


구성 요소들이 설계되어 있는 상태에서 어떻게 배치하고 조립해야 하는가 ?

구성 요소들이 설계되어 있는 상태에서 어떻게 배치하고 조립해야 하는가 ?

컴퓨터 부품의 경우 그림 1.3

설계과정의 효과적 기준설계과정의 효과적 기준

4.2. 배치 설계



4 입방 미터 저장 탱크4 입방 미터 저장 탱크

+ 실린더 모양

4 입방 미터 저장 탱크+ 실린더 모양+ 반지름 1m

4 입방 미터 저장 탱크+ 실린더 모양+ 반지름 1m

+ 입구의크기가 작다

연구 대상을 특징화 시키는 인수를 찾는 방법

4.3. 매개변수 설계



존재 하지 않는 구성이나 공정을 개발

코끼리가 어떻게

생겼지 ??

4.4. 창작 설계



기존의 완제품을 사용자의 새로운 제품 욕구를 반영하여 재설계하는 것

4.5. 재 설계



• 실제 하드웨어 물리적 모델

• 사물에 대한 언어 , 문자적 표현

• 물체의 그림 , 스케치

• 등식 , 규칙 , 절차등 형태나 기능 표현

물리적 표 현

의미론적 표 현

그래픽적 표 현

분석적 표 현

설계 언어

5. 설계의 언어


정보의 가치

Decision

Knowledge

Models

Data or Parameters

좋은 결정은 축적된 지식에 의해서 이루어

진다 .

Inc r

eas i

ng v

al u

e

현 설계와 목적 ( 사양서 ) 와 끊임없이 비교

7. 문제 발생시 설계 결정은 ?

Judgement

Behavior

Relationhips


다른 표현 에서의 추상 단계

Languqge Abstract Concrete

의미론적길다 , 짧다 , 가볍다

등의 간단한 표현

구체적인 파라미터의 수치값을 통해서 표현

그래픽적 단순한 스케치 형태오차값을 포함한

구체적인 모델형태

분석적 단순한 관계분석 세부적인 분석

물리적 None 최종 하드웨어

8. 설계의 추상적 표현의 구체화


볼트를 설명 함에 있어서의 추상 단계

8. 설계의 추상적 표현의 구체화


• 하나의 제품은 여러 구성 요소로 이루어져 있다 . mechatronics – mechanical, electron, software• 제품의 특징 (Features) 은 mechanical device 형태 (Form) 와 기능

(function) 을 말한다 .• 기능 (function) 과 운전 (behavior) 은 장치가 하는 일을 설명하고 형태 (form) 는 그것이 어떻게 이루어 지는 지를 설명한다 .• 기능 (function) 은 요구된 성능 (desired performance),

실제 운전의 기대치 (desired behavior) 와 관계 깊다 .• 하나의 구성요소는 많은 기능을 수행하며 , 하나의 기능은 여러 구성 요소를 필요로 한다 .• 선택 , 배치 , 매개변수 , 창작 , 재설계 와 같은 설계 문제의 다양한 유형들이 있다 .• 기계적인 사물을 표현하는 방법에는 의미론적 , 그래픽적 , 분석적 , 물리적 방법이 있다 .• 기계설계는 추상적 단계에서부터 최종 제품인 물리적 단계까지 제련 (constrain) 해 가는 것이다 .• 가장 중요한 정보는 다른 이와 의사소통 할 수 있는 결정 (decision) 이다 .

요 약

9. 요약

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