Thiết kế "Concept" - sáng tạo và đánh giá các giải pháp thiết kế kỹ thuật

[mituot]

Sau khi làm rõ các yêu cầu kỹ thuật từ người sử dụng , các bạn sẽ đi vào phần thiết kế “concept “…. Khái niệm “concept” tương đối khó dịch cho sát nghĩa nên tạm thời mình vẫn để như vậy…
Lưu ý:

• Tất cả các hình vẽ hay sơ đồ mạch trong bài viết này đều mang tính minh họa cho bài viết. Các bạn có thể sử dụng để phát triển thêm cho mình chỉ sau khi cân nhắc kỹ.
• Mình rất hoan nghênh tất cả các góp ý cho các sơ đồ trong bài viết này… nhưng nên để vào từng chủ đề thích hợp trong diễn đàn để tránh làm loãng chủ đề chính

I) Vậy thiết kế concept là gì..?
“Concept” được hiểu là những ý tưởng mà có thể được thể hiện dưới dạng các bản vẽ phác thảo hoặc bằng các ghi chú, nói cách khác là những thể hiện tóm tắt về sản phẩm về một sản phẩm nào đó trong tương lai…

[IMG]http://*************/attachments/4641/[/IMG]

​

Các nhà thiết kế thường có khuynh hướng tạo ra sản phẩm từ duy nhất một giải pháp ban đầu rồi gọt dũa dần dần cho đến khi thành một sản phẩm nào đó… tuy nhiên đây không phải là cách tốt nhất… vì theo lý thuyết xác xuất nếu càng nhiều giải pháp thì khả năng có được giải pháp tốt càng lớn.
Do đó mục tiêu chính của thiết kế concept là đưa ra được một số các giải pháp khả thi cho một vấn đề thiết kế… sau đó sử dụng kỹ thuật đánh giá để đưa ra giải pháp phù hợp nhất đối với các yêu cầu của người sử dụng.
Ví dụ: Công ty Apple có một nguyên tắc sau này nổi tiếng trên thế giới "Apple 10/3/1" nghĩa là cứ mỗi một vấn đề thiết kế, các bộ phận thiết kế phải đưa ra được tối thiểu 10 giải pháp khả thi, sau đó chọn ra 3 giải pháp để nghiên cứu sâu hơn, rồi cuối cùng chỉ một giải pháp được chọn….


II) Các kỹ thuật tạo ra giải pháp cho vấn đề thiết kế:
Phần này giới thiệu hai kỹ thuật thường được dùng trong ngành kỹ thuật (1) Phân tích chức năng hoạt động và (2) tạo ra các giải pháp khả dĩ cho các chức năng hoạt động đó…

• Kỹ thuật phân tích các chức năng hoạt động của một hệ thống

Bước 1: Xác định "chức năng" tổng thể cần phải thực hiện
Thông thường một hệ thống bao gồm nhiều bộ phận thành viên có các chức năng khác nhau… các bộ phận nhỏ thường có chức năng độc lập với nhau và có các ràng buộc về mặt thông số kỹ thuật…
Điều quan trọng trong giai đoạn này là nhận biết "chức năng" tổng thể của bộ phận thành viên đó là gì.
Ví dụ: một robot di động bao gồm các phần chính: khung robot,hệ thống động lực (bao gồm dẫn và truyền động), hệ thống điều khiển, hệ thống cảm biến và hệ thống thộng tin, giao tiếp...
Mỗi một bộ phận đều có chức năng hoạt động độc lập với nhau, nhưng lại liên kết chặt chẽ với nhau…ví dụ đối với hệ thông động lực có nhiệm vụ tổng quát giúp cho robot di động: tới, lùi, rẽ trái, rẽ phải, …. Trong khi bộ phần điều khiển sẽ có nhiệm vụ quyết định việc: tăng tốc, giảm tốc, dừng

[IMG]http://*************/attachments/4662/[/IMG]

​

Bước 2: Chia các chức năng tổng thể thành các chức năng phụ nhỏ hơn

Mục đích của bước này là hoàn chỉnh các hoạt động tổng thể của hệ thống càng chi tiết càng tốt. Có hai lý do cần phải làm việc này:
1. Việc phân tích ra các chức năng nhỏ hơn (hay nói một cách khác cơ bản hơn) giúp tìm ra nhiều giải pháp thiết kế. Vì các giải pháp được phát triển dựa trên các chức năng cần thiết kế, và sản phẩm lại được định hình dựa trên các giải pháp đó… do đó việc hiểu rõ các chức năng cơ bản sẽ giúp người thiết kế tránh được việc lãng phí thời gian và công sức cho những giải pháp sai .
2. Giúp cho người thiết kế hình tượng hóa giải pháp trên cơ sở các kiến thức cơ bản mà mình đã biết…

Tuy nhiên cần chú ý ở giai đoạn này, tùy vào kinh nghiệm và cách nhìn của người thiết kế mà sẽ có những giải pháp khác nhau… lúc này tính sáng tạo sẽ đóng vai trò rất lớn

Ví dụ: Khi bạn thiết kế bộ phận động lực của robot di động tùy theo cách nhìn bộ phận chuyển hướng và bộ phận tạo động năng, bạn có thể sẽ có giải pháp như sau…

[IMG]http://*************/attachments/4663/[/IMG]

​

[IMG]http://*************/attachments/4664/[/IMG]

​

Giả sử trong phần xác định cấu hình cho robot di động, bạn quyết định xem xét kỹ hơn loại robot hai bánh xe với các chức năng : tới, lui, rẽ trái, rẽ phải được mô tả như hình vẽ. ​

[IMG]http://*************/attachments/4665/[/IMG]

​

Như vậy cuối cùng để thực hiện các chuyển động, các động cơ DC chỉ cần thực hiện ba chức năng: quay thuận, quay ngược, dừng đưa đến các kiến thức mà chúng ta đã được học

[IMG]http://*************/attachments/4667/[/IMG]

​

Giải pháp bây giờ đã hiện rõ hơn và ngắn gọn hơn… nghĩa là chỉ cần đưa ra một giải pháp thay đổi chiều quay của động cơ …

2. Kỹ thuật tạo ra nhiều giải pháp khả thi cho một chức năng cần thiết kế….
Trong kỹ thuật này có hai bước, bước thứ nhất nhằm tạo ra nhiều giải pháp cho chức năng đã được xác định ở bước 1 và bước thứ hai là kết hợp các giải pháp ở bước thứ nhất thành một giải pháp tổng thể​​Bước 1: Phát triển các giải pháp cho từng chức năng​Điều cần thiết trong giai đoạn này là giữ cho các giải pháp ở mức cô đọng và chung nhất có thể được nhằm tránh các yếu tố chủ quan có thể làm hạn chế tầm nhìn. Giả sử một trong những chức năng là dịch chuyển một vài đối tượng nào đó… các dịch chuyển này yêu cầu phải cung cấp lực tác động khi đó các lực có thể là: xy lanh thủy lực, động cơ điện, hoặc nam châm – lực điện từ…v.v….​​Ví dụ: để đổi chiều quay động cơ DC bạn có thể dùng (1) giải pháp điện- mạch đảo chiều dòng điện (2)giải pháp cơ khi… hộp số (như kiểu trong xe ô tô vậy), nếu bạn chọn giải pháp đổi chiều vào động cơ điện… hình phác họa sau đây mô tả điều này​​

[IMG]http://*************/attachments/4668/[/IMG]

​

​​

[IMG]http://*************/attachments/4669/[/IMG]

​

Như vậy bạn đã có hai giải pháp để đổi chiều động cơ…để có thể phát triển thêm mình vẫn để ký hiệu công tắc nhằm tránh các yếu tố chủ quan khi xem xét giải pháp… Trong lý thuyết đã được trang bị các bạn có thể hình dung ra những linh kiện sau có thể là chức năng đóng mở được: rờ le, transitor, MOSFET..v.v….
(nguồn H-Bridge)

Phương án 1: Sử dụng công tắc nhấn

[IMG]http://*************/attachments/4670/[/IMG]

​

Phương án 2: Sử dụng 1 rờ le

[IMG]http://*************/attachments/4671/[/IMG]

​

Phương án 3: Sử dụng 2 rờ le

[IMG]http://*************/attachments/4672/[/IMG]

​

Phương án 4

[IMG]http://*************/attachments/4673/[/IMG]

​

(còn tiếp)

View more random threads:

• Các ưu điểm đàn piano Roland
• Nhật Bản khi muốn tìm mua xe biểu thị cho sự sang thứ hạng
• Roland drum td series - ước mơ trở thành hiện thực
• Piano cổ điển như thế nào
• Đơn vị thi công thiết kế trần nhà 3D
• Hiện tượng máy lạnh bị đóng tuyết khắc phục thế nào?
• Lời khuyên mua bán đàn phím điện tửtheo mục đích đàn hát
• Bắt đầu học Cơ Điện Tử từ đâu ???
• Cần giúp lỗi lập trình Keil C dùng trong mô phỏng Proteus
• Dịch Vụ Vệ Sinh Máy Tính Pc Laptop Tại Nhà Trường Thịnh Hcm

[manhhuong]

(Tiếp theo)


Phương án 5: Sử dụng MOSFET

[IMG]http://*************/attachments/4674/[/IMG]

​

Phương án 6: Sử dụng 1 MOSFET

[IMG]http://*************/attachments/4675/[/IMG]

​

Phương án 7: Sử dụng 2 transistor

[IMG]http://*************/attachments/4676/[/IMG]

​

Phương án 8: Sử dụng 2 MOSFET

[IMG]http://*************/attachments/4677/[/IMG]

​

Bước 2: Kết hợp và tinh chỉnh các phương án thành một giải pháp tổng thể
Cũng tương tự cho bộ điều khiển động cơ … các bạn phân tích cho bộ điều khiển (Vi điều khiển, PLC, IC số) và sau cùng kết hợp lại :
Ví dụ: bạn chọn ATMEGA để điều khiển DC có hình sau

[IMG]http://*************/attachments/4678/[/IMG]

​

Cứ theo cách phát triển như thế số lượng giải pháp sẽ càng nhiều… trong trang web tham khảo bạn có thể thấy đến 22 phương án sử dụng mạch điện để đảo chiều động cơ DC cộng với phương án sử dụng hộp số nữa, ngoài ra các bạn còn có thể thêm các phương án điều khiển nữa để kết hợp thêm … khá nhiều đấy các bạn… tha hồ chọn lựa phương án phù hợp nhất….​
III) Phương pháp đánh giá các giải pháp:
Trong lĩnh vực kỹ thuật, PUGH là phương pháp thường dùng nhất để đánh giá và chọn giải pháp đã đưa ra trong giai đoạn thiết kế "concept". ​Về mặt tổng quát, người thiết kế lập một bảng so sánh như trong hình… trong đó phần hàng đầu tiên là các giải pháp đã đưa ra, cột thứ hai là các tiêu chuẩn kỹ thuật để đánh giá…​

[IMG]http://*************/attachments/4679/[/IMG]

​

Đầu tiên người thiết kế chọn phương án "chuẩn" ví dụ trong trường hợp này là "design concepts VII" được gọi là Datum. Các phương án khác sẽ được so sánh với phương án chuẩn này theo từng tiêu chí . Nếu tốt hơn cho dấu +, xấu hơn cho dấu -, tương đương sử dụng chữ "S" (same trong tiếng anh) sau đó cộng điểm cho từng giải pháp, giải pháp nào có số điểm cao nhất sẽ chọn giải pháp đó.​​Bạn lưu ý trong này có cột trọng số (weighted) , cột này thể hiện độ quan trọng giữa các tiêu chí.. nó giống như số tín chỉ của các môn học của bạn vậy… trọng số càng cao thì tiêu chuẩn đó càng quan trọng.​​Việc đánh giá các giải pháp thường được tiến hành qua nhiều giai đoạn ví dụ trong giai đoạn đầu bạn chọn ra 3 giải pháp II, IV, V, bạn lại tiếp tục chọn giải pháp thứ II là chuẩn và cứ tiếp tục .. cho đến khi chọn ra giải pháp tốt nhất​​​​

[IMG]http://*************/attachments/4680/[/IMG]

​

​​IV) Các công cụ thường dùng trong thiết kế "concept":

Để tìm nhiều giải pháp thông thường người ta hay sử dụng các công cụ sau:​(1) Internet
(2) Tài liệu, sách tham khảo
(3) Phương pháp não công (brainstorming)
(4) Các bằng phát minh sáng chế
(5) Tham khảo các chuyên gia
Phần mềm để hỗ trợ thường được sử dụng : Mindjet, MindMap…​​Trong khi đó về phương diện kỹ thuật các phần mềm mô phỏng trong điện hay cơ khí chẳng hạn như ORCAD, Proteus ISIS trong điện tử… hoặc Inventor, Solidworks… trong cơ khí và các công cụ rất hữu hiệu để phát triển các ý tưởng khả thi cho một vấn đề cần thiết kế​
IV ) Kết luận:


Như vậy tới thời điểm này trong bài toán thiết kế bài toán trong giáo trình mà các ban sinh viên kỹ thuật thường làm “Cho một hệ thống/thiết bị như hình vẽ 1, 2, 3…với các dữ kiện x, y, z… Hãy thiết kế một chi tiết a, b, c để thỏa mãn yêu cầu l, m, n” …chúng ta đã đề cập hầu hết các yếu tố để có thể hình dung lên bài toán..​
Trong thực tế hai phần (1) Xác định các thông số kỹ thuật, (2) thiết kế "concept " liên quan đến quan hệ giữa người thiết kế và khách hàng vì ngay sau đây bạn có thể chào giá sơ bộ cho khách hàng… các phần sau thường liên quan đến quan hệ giữa người thiết kế và bộ phận chế tạo…​
​​​Trong các bài viết tới mình sẽ trình bày thêm một số các công cụ thường dùng trong thiết kế concept….

Chúc các bạn vui

[dudung94]

Tính viết tiếp mục này ... nhưng thấy có một số thiết kế concept hay nên giới thiệu với các bạn .. các thiết kế này đề sử dụng một kỹ thuật khá phổ biến là kết hợp nhiều chức năng lại với nhau... (nguồn sparkward.com )..

...và nguyên lý hoạt động còn bình thường hơn cả cân đường hộp sữa nữa..... tuy nhiên ứng dụng lại vô cùng thiết thực..

​

Thiết kế thứ nhất​

[IMG]http://*************/attachments/8438/[/IMG]

​

[IMG]http://*************/attachments/8439/[/IMG]

​

[IMG]http://*************/attachments/8440/[/IMG]

​

Thiết kế thứ 2​

​

[IMG]http://*************/attachments/8441/[/IMG]

​

[IMG]http://*************/attachments/8442/[/IMG]

​

[IMG]http://*************/attachments/8443/[/IMG]

​

​

Thiết kế thứ 3​

​

[IMG]http://*************/attachments/8444/[/IMG]

​

[IMG]http://*************/attachments/8445/[/IMG]

​

​

[IMG]http://*************/attachments/8446/[/IMG]

​

​

[IMG]http://*************/attachments/8447/[/IMG]

​

[IMG]http://*************/attachments/8448/[/IMG]

​

​

​ ​Mình rất thích thiết kế thứ 3 không chỉ vì tính độc đáo của nó mà còn là do một người Việt Nam là đồng tác giả đấy.... ba người thiết kế: Kun-Hee Kim, Kei Shimizu, và NGUYEN VU DANG (nguồn designyourway.net) thiết kế này được giải thưởng sparkward năm 2011​ ​ ​

[betterlife]

trimyka : Con thích cả 2 ý tưởng thiết kế 1 và 3, ý tưởng 1 hay vì áp dụng dòng chảy của nước để đốt đèn, con 3 thì quá hay , tiện khi mở cửa phòng, không phải mò mẫm để bật đèn .​ ​

[khunglongbaochua4491]

Phương án 3 không chỉ tiện mà quan trọng nhất là an toàn...

• Thứ nhất là không thể quên sạc pin...
• Thứ hai là luôn có đèn để chiếu sáng...
• và thứ ba... là biết cái cửa đang ở đâu... cái này là quan trọng nhất

[mimi]

Vốn một tín đồ của môn thiết kế... nên mình thích tìm tòi các ý tưởng sáng tạo mới... thấy cái này hay chia sẻ với các bạn... nguồn Get it Together: Puzzle Keyboard Has Endless Configurations | Gadgets, Science & Technology

• Bàn phím tự cấu hình
  
  
  Bàn phím có quá nhiều phím đôi khi bạn không cần đến nó... cách giải quyết....
  
  Ở hình trên tác giả loại ra các phím không cần thiết... trong trường hợp ngón tay trỏ đau không sử dụng đánh phím "F" bạn làm như ở hình dưới nhé.
  
  
• Không gian riêng tư
  
  Thỉnh thoảng bạn cần một không gian riêng tư, ở một khu vực công cộng ví dụ: Sân ga, quán cà phê, v.v... Đây có thể là một "concept" khá phù hợp...
  
  Một màn hình chạm cong cùng với bàn phím, nơi đựng cốc cà phê, wifi v.v... giúp bạn thỏa chí sáng tạo mọi lúc mọi nơi...)... nguồn Coffee Office Provides Private Space For Work And A Cup Of Coffee - Elite Choice
  
  
  

Còn tiếp...