הפקולטה להנדסה
Download
1 / 31

-תכן קונספטואלי בין תחומי- CROSS DOMAIN CONCEPTUAL DESIGN שם: רומן ד.ר. גורודצקי מנחה: ד"ר עופר שי - PowerPoint PPT Presentation


  • 106 Views
  • Uploaded on

הפקולטה להנדסה ע " ש איבי ואלדר פליישמן THE IBY AND ALADAR FLEISCHMAN FACULTY OF ENGINEERING בית הספר להנדסה מכאנית DEPARTMENT OF SOLID MECHANICS, MATERIALS AND SYSTEMS.

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about ' -תכן קונספטואלי בין תחומי- CROSS DOMAIN CONCEPTUAL DESIGN שם: רומן ד.ר. גורודצקי מנחה: ד"ר עופר שי' - charles-donovan


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript

הפקולטה להנדסה ע"ש איבי ואלדר פליישמן THE IBY AND ALADAR FLEISCHMAN FACULTY OF ENGINEERING

בית הספר להנדסה מכאנית DEPARTMENT OF SOLID MECHANICS, MATERIALS AND SYSTEMS

-תכן קונספטואלי בין תחומי-CROSS DOMAIN CONCEPTUAL DESIGNשם: רומן ד.ר. גורודצקימנחה: ד"ר עופר שי


העברת רעיונות לתכן מתחום הנדסי אחד לשני

תחום המבנים:

תחום החשמל:

רעיון

תחום ההידראוליקה:


העברת מידע הנדסי באמצעות מודלים גרפיים

מודלים מתמטיים

תחום -1

תחום -2

א. טופולוגיה של המערכת

ב. תכונות הנדסיות של האלמנטים.


שלבי תכן הנדסי גרפיים

! רעיון !

! רעיון !

! מוצר !

תכן קונספטואלי

Conceptual Design

תכן מפורט

Detailed Design

פרמטרים תכנוניים

Design Parameters

פרמטרים ייצוריים

Process Variables

דרישות פונקציונאליות

Functional Requirements

1.--------------

2.--------------

3.--------------

.

.

.

N.-----------

תרשימים סקיצות

שרטוטי ייצור

הוראות ייצור והרכבה

רשימת דרישות


מטרות המחקר גרפיים

1. פתוח שיטה לתכן (העברת קונספטים).

א. התמקדות בפונקציונאליות.

ב. הטופולוגיה וגיאומטריה.

ג. קונספטים קיימים בתחומים הנדסיים אחרים.

ד. העברת מידע הנדסי בעזרת מודלים מתמטיים.

2. פיתוח בין תחומי של אלמנטים יסודיים מתחומי המכאניקה והאלקטרוניקה.


שיטות תכן: גרפיים

שיטת ממוחשבות

Computational Methods

שיטות מסורתיות

Cognitive Methods

Enumeration

סינתזה קינמטית

סיעור מוחות (Brain Storming)

Genetic Algorithm

אנליזה מורפולוגית

B.G Chunks

Agent Based Method

חשיבה המצאתית (TRIZ )

תכן אקסיומתי (Num Suh)

תכן בעזרת אנאלוגיה


פוטנציאלים/זרימות גרפיים

אלמנט

f

זרם חשמלי

ספיקת זורם

כוח

D

מומנט

כסף

מתח חשמלי

הזזה

הפרש מהירויות

הפרש לחצים


שיטות תכן בעזרת ייצוג גרפי: גרפיים

1. ייצוג משותף

2. ייצוג דואלי

3. שיפור מערכת בעזרת ייצוג משותף

4. ייצוגמשולב

5. הרכבת ייצוג ידוע ממודולים ידועים


שיטת ייצוג משותף: גרפיים

?

חיפוש פתרון בתחומים הנדסיים אחרים:

בעיה הנדסית

בתחום הנדסי

מקורי

ייצוג הבעיה בעזרת

פוטנציאלים/זרימות

א.

בניית ייצוג

גרפי

לפיתרון

מימוש הגרף

בתחום הנדסי

מקורי

ב.

ג.

!

g

ת.


ייצוג מערכת הנדסית (טרנספורמטור) בעזרת גרף:

כל אלמנט בעל פוטנציאל אחיד מיוצג על-ידי צומת

כל קשר בין אלמנטים מיוצג על-ידי קשתות.


ייצוג –גרף פוטנציאלים משותף של טרנספורמטורים מתחומים שונים

בנוסף להעברת המבנה עוברת ההתנהגות של המערכת

גרף עם 3 צמתים בעלי פוטנציאלים שונים, 2 קשתות רגילות וקשת תמסורת.

פוטנציאל = מתח

פוטנציאל = מהירות

מערכת עם 3 אלמנטים עם מהירויות זויותיות שונות.

קשת תמסורת מתאימה ליחס בין הקטרים.

פוטנציאל = לחץ

מערכת עם 3 מקומות בעלי פוטנציאלים שונים.

קשת תמסורת מתאימה ליחס בין הליפופים.

מערכת עם 3 מקומות ללחצים שונים.

קשת תמסורת מתאימה ליחס בין השטחים.


נניח כי קיימות טרנספורמטורים מתחומים שוניםN מערכות הנדסיות המיוצגות כולן על-ידי אותו ייצוג, ולאחת מהן יש תכונה מיוחדת.

1

2

3

4

N

העברת תכונות בין מערכות הנדסיות להן אותו גרף משותף

G

ניתן להעביר תכונה זו ליתר המערכות דרך הגרף המשותף.


דוגמה להעברת שיטת מתחום נתון (גג"ש) לתחומים אחריםמשפט וויליס


העברת שיטת וויליס ממכניקה דרך הייצוג המשותף להידראוליקה וחשמל

שינוי צומת הייחוס מ- 0 ל- 1.

1

פלנטרית מכאנית

פלנטרית הידראולית

פלנטרית חשמלית


שיטת ייצוג דואלי: הייצוג המשותף להידראוליקה וחשמל

?

חיפוש פתרון לבעיה דואלית בתחומים הנדסיים אחרים:

בעיה הנדסית

בתחום הנדסי

מקורי

ייצוג הבעיה בעזרת

פוטנציאלים/זרימות

ייצוג בעיה דואלית:

א.

בניית ייצוג

גרפי

לפיתרון

בניית גרף

דואלי

ב.

מימוש הגרף הדואלי

בתחום המקורי

ג.

!

g*

g

ת.


תהליך בניית הגרף הדואלי: הייצוג המשותף להידראוליקה וחשמל

לכל פאה מתאים צומת ולהפך.

קשת המפרידה בין 2 פאות סמוכות מחברת בין 2 הצמתים המתאימים בגרף הדואלי.

Cut

הפרש פוטנציאלים בפרימלי עובר לזרימה בדואלי ולהפך.


תכן מערכות להגבר כח, ספיקה וזרם באמצעות גרף דואלי

I

F

q

i

-(R1/R2)F

X

-(N2/N1)i

-(A1/A2)q

זרימה = כוח

זרימה = ספיקה

זרימה = זרם חשמלי


שיפור מערכת בעזרת גרף משותף: באמצעות גרף דואלי

G0’

G0

g

g

S1

S2

Sn

S0

s

S0’

S1’

S2’

S4’



פתרון בעיה הנדסית בעזרת מעבר לתחום הנדסי אחר

M

2w

q

מומנט

2P

q=0

דיפרנציאל


מערכת דואלית לדיפרנציאל לתחום הנדסי אחר

FIX

FIV

דיפרנציאל זרמים

FVX

דיפרנציאל כוחות

דיפרנציאל ספיקות


פיתוח קונספטים חדשים: לתחום הנדסי אחר

G

מצמד

חד-כיווני

SCR

מכאני

טרנזיסטור

מכאני

JFET

מכאני

מגבר שרת

מכאני


Bjt bipolar junction transistor
טרנזיסטור- לתחום הנדסי אחרBJTBipolar Junction Transistor

d

D

wCC


טרנזיסטור לתחום הנדסי אחרBJT במערכת מכאנית סיבובית

מקור הספק חיצוני

מבוקר

מגבר מומנט

אקטיבי

מומנט מתקבל במוצא

מומנט מופעל בכניסה

מהירות במוצא = מהירות בכניסה


הסבר אופן הפעולה של טרנזיסטור מכאני

תאור המערכת –

חלק C מונע על-ידי מנוע חיצוני

מסירת אנרגיה מהמקור החיצוני C אשר מסתובב בכיוון הפוך.

גוף E קיבל הספק מגוף C שגורם לגוף E לנוע שמאלה.

כתוצאה מהעומס החיצוני גוף E נע ימינה.

התהליך חוזר על עצמו ומתקבל תהליך מחזורי של מגע (קבלת הספק) וניתוק.


Operational amplifier
מגבר שרת מכאניOperational Amplifier

VCC

V1

V3

=A(V1-V2)

0

V2

A~10,000

0

VEE


פיתוח מגבר שרת מכאני מכאני

Vcc

Vee

מקור הספק חיצוני

מבוקר

מהירות כניסה 1

מגבר

הפרש מהירויות

אקטיבי

מהירות מוצא

מהירות כניסה 2

wEE

wCC

מומנט במוצא לא מוגבל

לא נידרש מומנט בכניסה !



המשך מחקר ומסקנות: מכאני

  • הפעלת השיטה על תחומים הנדסיים נוספים ולא הנדסיים:

    כלכלה, תעשייה וניהול.

  • פיתוח תוכנה לקבלת קונספטים הנדסיים ממוחשבת. (מתמטיקה דיסקרטית היה הבסיס במדעי המחשב).

מסקנות:

  • הקונספטים המתקבלים על ידי שיטת התכן הבין תחומי לא תמיד נמצאים כיעילים מבחינה מעשית בתחום המקורי של בעיית התכן.

  • תכן בין תחומי מאפשר קבלת קונספטים חדשים ולא ידועים.

  • תכן בין תחומי מקדם את תהליך התכן ההנדסי להיות יותר שיטתי.

  • בחירת ייצוג מינימאלי של תכן מתברר כיעיל יותר ליישומו המעשי בתחום אחר.



ad