Scopul designului

Scopul principal al inginerilor este de a-si folosi cunostintele stiintifice si ingineresti pentru solutionarea problemelor tehnice si optimizarea acestor solutii in functie de cerinte si restrictii impuse de consideratii de ordin material, tehnologic, economic, legal, de mediu sau socio-umane.

Problema devine obiectiv concret dupa clarificarea si definirea problemelor pe care inginerii (specialistii) trebuie sa le rezolve pentru a crea noi produse.

Crearea mentala a unui produs nou este obiectivul designului sau inginerilor de dezvoltare, in timp ce realizarea sa fizica este de competenta inginerilor de fabricatie.

Designerii contribuie la gasirea solutiilor si dezvoltarea produselor. Ei poarta o mare responsabilitate intrucat ideile, cunostintele si aptitudinile lor determina in mod decisiv proprietatile tehnice, economice si ecologice ale produsului.

Designul este o activitate care:

afecteaza toate domeniile vietii umane;

utilizeaza legile si puterea de patrundere a stiintei;

este construita pe experienta deosebita; si

evidentiaza elementele necesare realizarii fizice a ideilor (de) solutii.

Pentru ingineri, scopul principal este aplicarea cunostintelor stiintifice si ingineresti pentru solutionarea diverselor probleme tehnice. Problemele devin scopuri precise dupa clarificarea si definirea problemelor pe care inginerii trebuie sa le rezolve in vederea crearii noilor produse tehnice. Crearea mentala (conceptia) unui produs nou este scopul inginerilor de design (designeri), in timp ce realizarea lui fizica este responsabilitatea inginerilor mecanici. Activitatea designerilor a fost amplasata la intersectia dintre doua curente: tehnic si cultural.

POLITICA

SOCIOLOGIE

PSIHOLOGIE

ECONOMIE

STIINTA STIINTE DESIGN TEHNOLOGIE   PRODUCTIE

INGINERESTI INGINERESC

DESIGN

INDUSTRIAL

ARCHITECTURA

Fig. 1

ARTA

In termeni psihologici designul este o activitate creativa avand legaturi solide cu matematica, fizica, chimia, mecanica, termodinamica, hidromecanica, electrotehnica, productica, tehnologia materialelor si teoria designului, alaturi de cunostinte si experienta in domeniul de interes.

Sprit de initiativa, hotarare, viziune economica, tenacitate, optimism si spirit de echipa sunt calitati indispensabile unui bun designer.

Din punct de vedere sistematic, designul este o activitate de optimizare a unei functii obiectiv, in prezenta unui numar de restrictii. Cererile modificandu-se in timp, o anumita solutie reprezinta optimul numai pentru un anumit set de conditii.

Organizatoric, designul este cea mai importanta parte a ciclului de viata a produsului. Acest ciclu este pornit (amorsat) de necesitatile pietei sau de o noua idee. El incepe cu planificarea produsului si se incheie la sfarsitul utilizarii prin reciclare sau indepartare intr-un mod cat mai putin daunator mediului.

Acest ciclu reprezinta un amplu proces de conversie a materiilor prime in produse de inalta valoare adaugata (vezi schema de mai jos).

Piata / Necesitate / Problema Potential / Scopurile companiei

Planificare produs / Stabilire scopuri

Design / Dezvoltare

Productie / Asamblare / Teste

Marketing / Consulting / Vanzari

Utilizare / Consum / Intretinere

Recuperare energie Reciclare

	Fig. 2

Eliminare / Mediu

1.1. Obiective si activitati

Obiectivele si activitatile designerilor sunt influentate de o serie de caracteristici.

Originea Planificarea productiei (de masa sau serie)

problemei Comanda clientului (produs)

Tema de design partial (subansamblu, modul)

Productie si teste (echipamente, masini, SDV-uri.

Organizare Orientarea productiei (impartire pe elemente)

Orientarea problemei (impartire pe domenii)

Faza de design (module)

Innoire Design original (solutii principale noi)

Design adaptiv (solutii principiale existente, forme noi)

Design variant (marimea si dimensiunile partilor componente pot varia in

limitele stabilite pentru intregul produs - modularizare).

Ramura Inginerie mecanica

Inginerie electromecanica

Chimie si inginerie de proces

Inginerie de transport

Inginerie de precizie

Software

Complexitate Fabrica

Masini, instrumente, accesorii

Ansambluri, parti componente

Piesa

Tip de productie Unicate, serii mici

Serii mari, productie de masa

Obiective Optimizarea functiei (necesita aplicarea unor proceduri de optimizare prin

calcule si/sau experimental

Minimizarea costurilor

Atingerea performantelor maxime

Consideratii estetice

Criterii ergonomice

Minimizarea greutatii

1. Originea obiectivului (problemei): De obicei, proiectele cu caracter de productie de masa/serie mare, sunt demarate dupa o profunda analiza a pietei.

Comanda clientului: De obicei, fac obiectul unor comenzi de unicate sau serii mici. Se recomanda ca solutiile sa aiba la baza know-how-ul companiei constituit pe baza unor studii, analize si dezvoltari anterioare.

2. Organizarea: Organizarea procesului de design si dezvoltare depinde de organizarea generala a companiei. In companii orientate pe produs, responsabilitatea este impartita intre diversele compartimente (motor, cutie de viteze, accesorii etc.). In companii orientate pe probleme, responsabilitatea se imparte in subobiective (inginerie mecanica, materiale, sisteme de control, eforturi, etc).

3. Innoirea : Gradul in care se realizeaza noi obiective si probleme, care sunt rezultatul unor proiecte originale incorporand noi solutii de principiu. Acestea pot fi realizate prin selectarea si combinarea unor principii si tehnologii cunoscute, sau prin inventarea de noi tehnologii. Proiecte originale pot fi realizate pentru intregul produs, sau doar pentru asamblari sau componente.

Adaptive design - aceleasi principii de solutie, alte forme (embodiment);

Variant design - necesita design original o singura data; de ex. constructiile modulare.

4. Productia : Sunt necesare studii tehnico-economice de piata in functie de marimea productiei.

5. Ramura : Ingineria mecanica acopera o larga varietate de produse. De exemplu, masinile pentru procesarea hranei (alimentelor) trebuie sa indeplineasca o suma de conditii speciale legate de igiena; masinile-unelte - conditii privind randamentul si raportul putere/greutate; masinile de birou - conditii de ergonomie si nivel de zgomot etc.

Fiecare ramura are specificul ei: electrica, transport, chimica, software etc.

6. Complexitate: Complexitatea produsului proiectat este foarte importanta.

7. Scopuri (obiective): minimizare costuri, consideratii estetice, criterii ergonomice, greutate. Pentru atingerea acestor obiective, designerii recurg la diverse abordari: aptitudini, cunostinte vaste, specialisti in probleme specifice.

Activitatile designerului pot fi clasificate astfel:

Conceptia (cautarea principiilor solutiei). Se pot utiliza atat metode generale, cat si specifice;

Crearea formelor (materializarea conceptului) pentru solutie, prin determinarea structurii generale, a formelor preliminare si a materialelor tuturor componentelor;

Detalierea, adica finalizarea detaliilor pentru productie si prelucrare.

Calcule, desene, colectare de informatii. Acestea apar in toate etapele procesului de design.

O alta clasificare ar putea fi realizata facandu-se distinctie intre activitati de design directe (conceptie, forme, detaliere, calcule) si indirecte (colectarea si procesarea informatiilor, coordonare, conferinte, intalniri). Trebuie mentionat ca activitatile indirecte trebuie sa aiba o pondere cat mai redusa.

1.2. Pozitia procesului de design intr-o companie

Departamentul de design este cel mai important intr-o intreprindere. Designerii determina proprietatile fiecarui produs in urmatorii termeni: functie, siguranta, ergonomie, productie, transport, operare, intretinere, reciclare, eliminare.

Legaturile si fluxurile informationale intre departamente sunt aratate in figura de mai jos.

Client                            Piata

VanzarI

Marketing

Reclama

Planificare Experimente, teste

productie

Design si dezvoltare Aprovizionare, Stocuri

Planificare productie Standarde,

Control productie Procesare date

Productie componente Resurse de exploatare

Asamblare Control de calitate

Teste, Aprobari

Distribuire, DESFACERE Stoc de produse finite

Client

Vanzare, Instalare

TRASEU PRODUS

FLUX INFORMATII

Fig. 3

1.3. Tendinte de dezvolare

Cel mai important impact, de data recenta, asupra procesului de design vine din partea procesarii de date pe computer. CAD influenteaza metodele de design, structurile organizatorice, divizarea muncii. Apar functii noi, profesii noi (manageri de sistem, asistenti de CAD etc). Activitatile de rutina (ex. design variant) vor fi lasate pe seama computerelor, lasand designerii sa se concentreze asupra proiectelor originale sau de unicate (proiecte de client).

Dezvoltarea sistemelor expert creste usurinta de transfer si manipulare a informatiei. Aceste sisteme vor ajuta la analiza, optimizarea si combinarea solutiilor, dar nu vor putea inlocui designerii. Din contra, abilitatea decizionala a designerilor va creste si va fi mai importanta datorita numarului sporit de solutii generate.

CIM (Computer Integrater Manufacturing) da posibilitatea planificarii si controlului procesului de design necesar si posibil. Tot CIM permite 'simultaneous engineering' adica focalizarea pe activitati de optimizare a produsului, a productiei, a calitatii. Tendinta este de a aduce planificarea productiei in procesul de design prin utilizarea computerelor.

Designerii trebuie sa se adapteze la dezvoltarea tehnologiei rapide, aparitia de materiale noi (compozite, ceramice, reciclabile).

Presiunea asupra designerilor este mare si in crestere. Aceasta implica un proces continuu de perfectionare. Este esential ca designerii sa inteleaga stiintele traditionale si fundamentale ingineriei (fizica, chimie, matematica, mecanica, termodinamica, electronica, hidraulica, stiinta materialelor) dar si cunostinte din domenii specifice (instrumente, organe de masini, transmisii mecanice, control electric, ergonomie), precum si metode de organizare generala si afaceri (design sistematic, administratia afacerilor, managementul de proiect, CAD, CIM).

Concurrent Engineering permite si accelereaza schimbul de informatii intre toate compartimentele implicate in realizarea produsului, in ambele sensuri ale fluxului. Calitatile, siguranta si performantele produsului sunt sporite de analiza anticipata a conditiilor de fabricatie simulate.

Acest nucleu de coordonare si integrare a activitatilor permite inginerului sa urmareasca produsul pe parcursul intregului ciclu de productie folosind know-how-ul companiei. Totodata, el poate avea acces la standardele internationale si este in contact direct cu partenerii si subcontractorii firmei.

CE furnizeaza informatii referitoare la produsele similare existente pe piata, costuri de fabricatie etc, astfel incat produsele sa fie competitive la iesirea pe piata. In acest fel pot fi eliminate din start produse ce nu au cautare sau exista deja pe piata. Totodata, acest mediu furnizeaza informatii despre clienti, inregistreaza reactiile lor fata de produs determinand o flexibilitate mai mare si un timp de reactie mai scurt. Companiile trebuie sa se adapteze cat mai eficient la piete care sunt din ce in ce mai pretentioase si mai diversificate. Nu este departe ziua cand clientul va intra in contact cu prototipul virtual al produsului, permitind un feed-back direct catre echipa de proiectanti.

Fig. 4

Figura 4 sugereaza o organizare tipica de Concurrent Engineering. Nucleul central care coordoneaza intreaga activitate este un soft avansat si specializat instalat pe calculatoare de ultima generatie. Incepand cu prima linie trasata si pana la fabricarea ultimului element al produsului, baza de date a programului colecteaza, organizeaza si distribuie informatii precise referitoare la model. In aceasta situatie, o modificare este operata instantaneu, toti factorii implicati fiind informati cu promptitudine.

1.4. Necesitatea unui design sistematic

Designul sistematic furnizeaza un mod efectiv de rationalizare a designului si a procesului de design.

Pe linia varietatii de probleme si obiective din cadrul dezvoltarii noilor produse tehnice, activitatea de design este multilaterala. Intai, se bazeaza pe cunostinte stiintifice si ingineresti, dar si pe o experienta deosebita, specifica. Din acest motiv, activitatea de design nu poate fi ingradita prin impunerea unor scheme rigide.

Cu toate acestea anumite proceduri pot fi generate, cum ar fi proceduride gasire a solutiilor bune, pentru eficientizarea procesului de dezvoltare a produsului. Aceste proceduri trebuie sa fie flexibile si in acelasi timp capabile de a fi planificate, optimizate, verificate.

In prezent se face distinctie intre designul ca stiinta si designul ca metodologie.

in primul caz se foloseste metoda stiintifica pentru analiza structurii sistemelor tehnice si a relatiei acestora cu mediul.

Metodologia include planuri de actiune in vederea inlantuirii etapelor de lucru si a celor de design; crearea de strategii, 'reguli' si principii pentru atingerea scopurilor generale sau specifice; metode de rezolvare a problemelor individuale sau obiective partiale.

Metodologia de design trebuie sa:

incurajeze abordarea directa a problemei;

stimuleze inventivitatea si intelegerea, adica sa faciliteze cautarea solutiilor optime;

sa fie compatibila cu conceptele, metodele si descoperirile altor discipline;

sa nu se bazeze pe descoperirea solutiilor din intamplare;

sa faciliteze aplicarea solutiilor cunoscute de la alte probleme;

sa fie compatibila cu procesarea electronica a datelor;

sa fie usor de invatat si predat;

sa reflecte descoperirile ergonomice si din psihologia cognitiva (reducerea efortului in munca, economisirea timpului, prevenirea erorilor umane, ajutarea si mentinerea interesului). Metodologia in design se preteaza la computer suport.

Selectarea structurilor de lucru adecvate

Structurile de lucru in general nu sunt foarte concrete, iar proprietatile sunt cunoscute doar calitativ. Procedura de selectare este caracterizata de activitati ca selectare si indicarea preferintelor. In acest scop se utilizeaza asa numitele 'harti (liste) de selectare' (fig.6.22).

In exemplul din figura doar 4 variante de solutii au fost acceptate si selectate. O selectare la un nivel mai inalt necesita ca propunerile de solutii (variantele) sa fie mai concrete.

Utilizarea practica a structurilor de lucru

Dezvoltarea structurilor de lucru este cea mai mare importanta etapa in cazul proiectelor originale. Aceasta etapa solicita la maxim creativitatea designerilor. Abordarea problemelor este foarte variata si depinde de gradul de innoire al proiectului, de mentalitate, abilitate si experienta designerului etc.

- Pentru proiecte originale, cautarea solutiilor trebuie sa se focalizeze asupra functiei principale care pare a fi cruciala pentru functia generala.

O strategie importanta pentru crearea solutiilor o reprezinta modificarea sistematica a efectelor fizice si a caracteristicilor formelor considerate drept esentiale in solutiile initiale.

- In cazul proiectelor de dezvoltare, principiile de lucru si structura de lucru trebuie verificate in scopul stabilirii daca acestea corespund standardelor tehnologice actualizate.

In particular, generarea pas cu pas a principiilor de lucru in vederea cautarii efectelor fizice si a caracteristicilor de forma, este de obicei integrata de catre designerii, prin realizarea de schite de solutii. Aceasta se intampla deoarece designerii gandesc mai mult in configuratie si reprezentari de principii decat in ecuatii fizice.

In acest stadiu adeseori sunt imposibil de estimat anumite caracteristici ale solutiei de pricipiu, in particular legate, de productie si costuri. De aceea, selectarea principiilor de lucru adecvate necesita o discutie (dezbatere) intr-o echipa interdisciplinara, in vederea furnizarii deciziei calitative.