Bài 20. Quy trình thiết kế kĩ thuật SVIP

I. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ QUY TRÌNH THIẾT KẾ KĨ THUẬT

Thiết kế là công việc quan trọn, có tính sáng tạo, thường được tiến hành theo các bước sau:

- Bước 1: Xác định yêu cầu sản phẩm.

- Bước 2: Tìm hiểu thông tin, đề xuất lựa chọn.

- Bước 3: Thiết kế sản phẩm.

- Bước 4: Kiểm tra, đánh giá.

- Bước 5: Lập hồ sơ kĩ thuật.

II. PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN, PHƯƠNG TIỆN HỖ TRỢ THIẾT KẾ KĨ THUẬT

1. Một số phương pháp thực hiện

Để thực hiện quy trình thiết kế kĩ thuật cần sử dụng các phương pháp khác nhau như:

- Phương pháp quan sát:

+ Để thu thập thông tin từ các sản phẩm tương tự đã có (sử dụng từ các sản phẩm tương tự đã có (sử dụng ở bước 1) và để đánh giá (sử dụng ở bước 4).

- Phương pháp thăm dò, điều tra:

+ Khảo sát, thu thập dữ liệu thực tế có liên quan đến sản phẩm cần thiết kế (sử dụng ở bước 1).

- Phương pháp thu thập dữ liệu:

+ Thu thập dữ liệu từ các nguồn thông tin đã có (sử dụng ở bước 2).

=> Để khai thác thông tin từ các tài liệu đã được xuất bản như tạp chí, sách hoặc nguồn thông tin từ Internet.

- Phương pháp phân tích và tổng hợp:

+ Phân tích ưu nhược điểm và đề xuất giải pháp mới (sử dụng ở bước 2);

+ Phân tích và tổng hợp các thông số thiết kế để kiểm tra và đánh giá (sử dụng ở bước 4).

- Phương pháp tính toán, thiết kế: tính toán các thông số cần thiết để đảm bảo sản phẩm đáp ứng được các yêu cầu đặt ra (sử dụng ở bước 3).

- Phương pháp đánh giá (sử dụng ở bước 4) có thể thực hiện bằng:

+ Chế tạo mẫu thử; mô hình; mô phỏng bằng phần mềm.

- Phương pháp xây dựng bản vẽ và soạn thảo văn bản:

+ Lập bản vẽ và soạn thảo thuyết minh cho sản phẩm (sử dụng ở bước 5).

2. Một số phương tiện kĩ thuật hỗ trợ thiết kế

Các phương tiện phổ biến hỗ trợ cho thiết kế kĩ thuật như:

- Máy tính để tính toán, thiết kế, kiểm tra, xây dựng bản vẽ, soạn thảo hồ sơ kĩ thuật (sử dụng ở các bước 3, 4, 5).

- Phần mềm chuyên dụng để tính toán, thiết kế, mô phỏng; phần mềm văn phòng để soạn thảo văn bản (sử dụng ở các bước 3, 4, 5).

- Máy in để in hồ sơ kĩ thuật gồm thuyết minh và bản vẽ (sử dụng ở bước 3, 4, 5).

- Máy gia công để sử dụng trong chế tạo mẫu thử (sử dụng ở bước 4).

- Máy ảnh, điện thoại để thu thập hình ảnh có liên quan đến sản phẩm thiết kế (sử dụng ở các bước 1, 2).

III. NỘI DUNG QUY TRÌNH THIẾT KẾ KĨ THUẬT

1. Xác định yêu cầu sản phẩm

- Khi thực hiện thiết kế sản phẩm, người thiết kế cần xác định rõ nhiệm vụ là thiết kế sản phẩm gì và yêu cầu sản phẩm đó như thế nào.

- Để xác định được yêu cầu sản phẩm, người thiết kế cần thực hiện các công việc cụ thể sau:

+ Điều tra yêu cầu của thị trường, nguyện vọng của người tiêu dùng từ đó hình thành ý tưởng và xác định vấn đề, sản phẩm thiết kế.

- Kết thúc bước này cần xác định được những yêu cầu sản phẩm phải đạt được trên cơ sở các sản phẩm hiện có để làm cơ sở đề xuất các giải pháp thiết kế.

- Yêu cầu cần phải được xác định rõ ràng.

- Yêu cầu của một sản phẩm thường được thể hiện thông qua những yếu tố:

+ Tính năng, độ bền.

+ Thẩm mĩ.

+ Tác động đến môi trường,...

- Có trường hợp phải có cả yêu cầu về giá thành sản phẩm, thời gian giao hồ sơ kĩ thuật sản phẩm thiết kế.

- Trong trường hợp sản phẩm do khách hàng đề xuất, khi xác định yêu cầu cần trao đổi và có sự thống nhất với khách hàng.

- Ví dụ: Sân nhà Huy khá rộng, gia đình gọi người thiết kế đến làm mái che để sử dụng cho tiện lợi.

+ Người thiết kế đo kích thước sân là 6 × 5 m, chiều cao tầng một là 4,5 m và đưa ra phương án làm mái che cố định hoặc mái che di động.

+ Gia đình Huy đã quyết định chọn phương án làm mái che di động vì thấy rằng, khi không sử dụng, mái che có thể kéo vào, nhà sẽ không bị tối.

+ Ngoài ra, hai bên cũng đã thống nhất, yêu cầu của mái che như sau:

• Mái che thiết kế cần thoát nước mưa tốt, đảm bảo độ bền.

• Tính thẩm mĩ.

• Sử dụng thuận tiện,...

• Giá cả và thời hạn hoàn thành thiết kế mái che cũng được hai bên thoả thuận.

2. Tìm hiểu thông tin, đề xuất lựa chọn

- Tìm hiểu, thu thập thông tin về các sản phẩm tương tự hiện có trên thị trường để thừa hưởng được kinh nghiệm của người khác.

- Để có được các thông tin, người thiết kế cần:

+ Tìm hiểu các sản phẩm tương tự đã có trên thị trường.

+ Trao đổi trực tiếp với người sử dụng.

+ Nghiên cứu tài liệu kĩ thuật có liên quan, tìm thông tin trên Internet,...

+ Sau đó đề xuất các giải pháp để lựa chọn.

- Đánh giá ưu, nhược điểm của mỗi giải pháp; chọn giải pháp phù hợp nhất (tốt nhất, tối ưu).

- Một số cơ sở để lựa chọn giải pháp tốt nhất:

+ Điều kiện kinh tế của khách hàng.

+ Nguồn lực của cơ sở sản xuất,...

3. Thiết kế sản phẩm

- Lựa chọn kết cấu, vật liệu.

- Tính toán, lựa chọn các thông số thiết kế.

- Lập các bản vẽ kĩ thuật (bản vẽ ban đầu của mỗi giải pháp có thể chỉ là các bản vẽ phác).

- Tính giá thành sản phẩm,...

4. Kiểm tra, đánh giá

- Để kiểm tra, đánh giá giải pháp thiết kế cần tiến hành chế tạo mẫu thử.

- Mẫu thử:

+ Được xem như là phiên bản "hoạt động" của sản phẩm.

+ Được tiến hành thử nghiệm, đo lường các thông số kĩ thuật nhằm đánh giá, so sánh với thông số yêu cầu đặt ra.

+ Nếu đạt yêu cầu, giải pháp thiết kế được chấp nhận và tiến hành bước 5.

+ Nếu không sẽ quay lại bước 3 (thiết kế sản phẩm).

+ Công việc thiết kế được lặp đi lặp lại cho đến khi giải pháp thiết kế đạt yêu cầu.

- Ngày nay, với sự trợ giúp của máy tính, trong một số trường hợp có thể không cần chế tạo mẫu thử.

- Việc kiểm chứng được thực hiện nhờ mô hình mô phỏng hoạt động của sản phẩm trên máy tính.

- Khi kiểm tra, đánh giá thường có sự tham gia của khách hàng (người sử dụng).

- Ví dụ:

+ Mái che di động lượn sóng điều khiển bằng tay khá thông dụng và đơn giản về kết cấu.

=> Không cần thiết chế tạo mẫu thử để kiểm tra.

+ Việc kiểm tra giải pháp thiết kế mái che di động lượn sóng điều khiển bằng tay được:

• Thực hiện thông qua các hình vẽ sản phẩm trên máy tính.

• Có thể mô phỏng quá trình làm việc của mái che.

+ Nếu mái che di động thiết kế đạt yêu cầu, sẽ tiến hành bước tiếp theo.

+ Ngược lại, không đạt yêu cầu thì người thiết kế phải điều chỉnh, thay đổi giải pháp cho đến khi đạt yêu cầu.

5. Lập hồ sơ kĩ thuật

Để lập hồ sơ kĩ thuật, người thiết kế cần:

- Hoàn thiện các bản vẽ kĩ thuật để phục vụ cho việc chế tạo, các bản thuyết minh tính toán, các tài liệu liên quan đến lắp đặt, vận hành, sửa chữa sản phẩm.