Árbók VFÍ/TFÍ - 01.06.2003, Blaðsíða 259

Skapandi hugsun er einn af lykilþáttum hönnunar en óheft skap-
andi hugsun leiðir sjaldan til lausnar. Hjá verkfræðingum er hugs-
uninni beint í ákveðinn farveg sem felst í því að beita rökvísi og
þekkingu til að leita lausnar á afmörkuðu vandamáli.
Vandamálinu er breytt í verkefni sem síðan er brotið niður og leyst.
Þetta er ákvörðunarferli þar sem raungreinum og verkfræði er
beitt til að fá fram sem gleggsta mynd af útkomunni með einhvers
konar líkani, áður en ákvörðunin er tekin.
Hönnunarferlinu er yfirleitt skipt upp í þrjú stig þ.e. hugmynda-
hönnun, hlutahönnun og einingahönnun [7]. Hugmyndastig
hönnunar er skilgreint sem leit að almennri lausn á verkefninu.
Lausnin er síðan útfærð í einstökum hlutum (e. embodiment design)
sem tengjast saman. Hver sjálfstæð eining er síðan valin eða skil-
greind t.d. með ákveðnu formi og víddum (e. detnil desigri). Fyrir
þessi mismunandi stig er hefðbundið hönnunarferli unnið í sex
þrepum eins og fram kemur á mynd 1.
A hugmyndastigi hönnunar eru oft teknar ákvarðanir sem eru ráðandi varðandi útkom-
una en vandamálið á þessu stigi er að þekking okkar á verkefninu er takmörkuð. Því geta
ákvarðanir sem eru teknar orðið til þess að takmarka lausnarrúmið þannig að ekki fáist
besta lausn. Til að takast á við þetta vandamál er mikilvægt að byrja strax á hugmynda-
stigi með líkangerð.
Til að vinna líkan á þessu stigi þarf að fá fram yfirsýn yfir verkefnið en það er gert með
aðgerðarstuddri hönnun. Aðferðin felst í því að greina verkefnið niður í aðgerðir, mats-
og jaðarskilyrði eins og fram kemur á mynd 2. Grunnaðgerð verkefnisins er að uppfylla
allar þarfir sem settar hafa verið fram í kröfulýsingu. Grunnaðgerðin er síðan flokkuð
niður í afleiddar aðgerðir en þær þarf að uppfylla til að grunnaðgerðin verði uppfyllt.
Einnig er hægt að setja fram undiraðgerðir eða lausnir sem síðan eru greindar með
afleiddum aðgerðum.
Til að skýra þetta er hér sett fram einfalt dæmi.
| Hugmyndastigj | Hlutastíg~
| Einingarstig |
Skilgreina verkefniðl
Upplýsingaöflun |
Leita lausna
—-J—...........
Greina lausnir U
I
Velja lausnir
,..T-
|Framsetning lausnar|
Llkangerö
Mynd 1. Hönnunarstig og
verkþættir í hefðbundnu
hönnunarferli.
Verkfræöileg hönnun
Þarfagreining
Grunnaðgerð felst í því að koma ákveðnu magni af heitu vatni frá tanki A til neytanda B.
Fyrir þessa grunnaðgerð geta undiraðgerðir verið: tankbíll, flöskur fluttar með flutninga-
bíl, pípukerfi eða skurður. Einfalt kostnaðarlíkan útilokar strax ákveðnar undiraðgerðir
en aðrar þarf að athuga nánar. Ef við greinum undiraðgerðina, „pípukerfi" fyrir flutning
á vatni frá tanki A til neytanda B, niður í afleiddar aðgerðir er hægt að flokka þær sem:
• Pípa frá tanki A að dælu.
• Dælur og rafmótorar.
• Þrýstistýring.
• Pípa með lokum beygjum og tengistykkjum til neytanda B.
Forsendur kerfishönnunar eru staðsetning inntaks og úttaks,
magnið af vökva sem þarf að flytja og þrýstihæð við inntak og
úttak. Hönnunarbreyturnar eru lega pípu, þvermál pípu, þykkt
pípu, tegund og fjöldi dæla, þrýstistýring, fjarlægð milli undir-
staðna og skorða, staðsetning á festum og þenslustykkjum eða
útfærsla á þensluhlykkjum.
Til að gera upp á milli lausna eru þarfirnar flokkaðar í mats- og
jaðarskilyrði. Jaðarskilyrðin eru atriði sem afmarka lausnarrúmið,
en matsskilyrði eru atriði sem taka þarf tillit til þegar leitað er að
bestu lausn. í þessu tilviki eru jarðarskilyrði kröfurnar um
afkastagetu, leyfilegar spennur og staðlaðar þykktir eða þrýsti-
flokkar. Matsskilyrði eru rekstrar- og stofnkostnaður, áreiðanleiki,
Kröfulýsing
m
Aögeröargreining
Grunnaðgerö
Undiraögeröir
Afleiddar aögeröir
Hönnunarskilyröi Matskilyröi
- f ^-------------------
Setja fram lausnir
f -----------
Jaöarskilyröi
Greina lausnir
Ákvöröunartaka
Niöurstaöa
Mynd2. Kerfisbundin og
aðgerðarstudd hönnun.
Ritrýndar vísindagreinar i 2 5 5