MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ
MAK 435-Mekanik Sistem Tasarımı
Doç. Dr. Naci KURGAN
Tasarımda Planlama ve Planlı Çalışma
Hafta-3
MAK 435-Mekanik Sistem Tasarımı
1.2. Tasarımda Planlama ve Planlı Çalışma
• Bir Mekanik Sistemin tasarlanması için öncelikle sistemden beklentiler tanımlanmalıdır.
Sistemden beklentiler bir problem gibi bileşenlerinin tam ve doğru olarak
tanımlanmasıdır. Büyük veya küçük tüm
işletmelerde bir tasarımın aşamaları aynıdır.
• Büyük işletmelerde bu aşamalar farklı birimler
tarafından gerçekleştirilirken, küçük işletmelerde bu aşamaları tek tek takip etmek gerekir.
• Bunları aşağıdaki gibi sıralayabiliriz:
1. Sorunun (problemin) tanımlanması 2. Sorunun analizi
3. Tasarımın sentezi
4. Tasarımın değerlendirilmesi 5. Tasarımın geliştirilmesi.
1- Sorunun Tanımlanması
• Öncelikle tasarımın neticesinde ortaya konacak ürün sorgulanmalıdır. Bu sorgulamada
sorulabilecek soruları sınırlayamayız. Ancak mutlaka sorulması gereken soruları şöyle
sıralayabiliriz:
• Ürün veya cihazın görevi tam olarak nedir?
• Yaptığı iş için kabul edilebilir hata payı nedir?
• Hangi hızda çalışmalıdır?
• Kaç adet üretim hedeflenmektedir?
• Hangi sıklıkta kullanılacaktır, kullanılmadığı durumlarda özel koruma gerektiren aksamı olacak mıdır?
• İşletim yönteminde dikkat edilmesi gerekenler nelerdir?
• Güvenlik açısından öncelikli aksamı nereleridir?
• Örneğin bir kitapçık sayma makinesini ele
alalım. Cevaplarımız aşağıdaki gibi olacaktır.
• Bu makine sınav kitapçıklarını harmanlayacak ve sayacaktır.
• Yaptığı iş için hata payı hiç yoktur.
• Makine saatte 500 kitapçık sayabilirse yeterli hızda kabul edilecektir.
• Yılda 3 kez kullanılacaktır. Özel koruma gerektirmez.
• Dört ayrı yığından kitap alıp harmanlayacağı, hata payına yer olmaması vb nedenlerle, her
aşamada geri besleme ve kontrol ünitesi olmalı, güvenlik için 220 volt değil 12 veya 24 volt ile
çalışmalıdır.
• Güvenlik önemlidir. Çalışan aksamın gizlenmesi ve elektrik yalıtımı önemlidir. Kullanılacak güç 12-24 volt olmalıdır.
• Yukarıdaki sorulardan kaç adet üretim
hedeflenmektedir sorusu, üretim yönteminin
belirlenmesinde en önemli sorulardan biridir. Bu sorunun yanıtına göre yeni kararlar ve tasarımlar devreye girecektir.
• Örneğin bu gün birkaç yüz adet üretim için sac kesme kalıbı yapmaya gerek kalmamıştır. Lazer kesim makineleri kalıp hassasiyetinde ürün
verebilmektedir.
• Burada önemli olan başa başnoktasının hesaplanmasıdır. Bu konuyu bir örnek ile açalım:
• Şekil 1’deki pulu göz önüne alın. Bu pul 0,80 sac malzemeden üretilecektir. Bu pulu ilk akla gelen 3 şekilde, kalıp yaparak, lazer ile
kestirerek, tel erozyonda kestirerek
üretebilirsiniz. Tel erozyon pahalı ve yavaştır.
Bu nedenle onu eleyelim.
Şekil 1. Farklı amaçlar için kullanılan pula ait ölçüler
• Kalıp yapmak ve lazer kesimi mukayese
edelim. Kalıp yapmanın maliyeti ~2000TL dir.
• Kalıp ile eksantrik preste 1 adet pulun kesim işçiliğinin 5 kuruş olduğunu varsayalım. Lazer kesim makinesinde de bu pulun tanesinin 2 liradan kesildiğini varsayalım.
• Kalıp ile üretimin maliyeti = Kalıp bedeli + birim üretim bedeli*üretim miktarı
• 2000TL+0,05TL* üretim miktarı
• Lazer ile üretimin maliyeti = birim üretim bedeli*üretim miktarı
• 2TL* üretim miktarı şeklinde olacaktır.
• Yaptığımız bu karşılaştırmada başa başnoktası maliyetlerin eşit olduğu noktadır. Bu iki yöntemi aşağıdaki gibi bir Şekil 2’deki grafik üzerinde toplarsak başa başnoktasının ~1000 adet
üretim seviyesi olduğunu görürüz. Bu durumda toplam üretim 1000 adedin altında kalacaksa
kalıp yaptırmak akıllıca olmayacaktır diyebiliriz.
Şekil 2. Kalıp ve Lazer ile üretim maliyeti
2-Sorunun Analizi
• Ulaşılmak istenen hedef bir problem olarak algılanırsa, bu problemin çözümü, birçok alt problemin çözümü ile mümkündür. Yapmamız gereken ana problemimizi alt bileşenlere
ayırmaktır.
• Yine bir kitapçık sayma makinesini örnek alalım.
Makineden beklentilerimiz şunlardır: Elimizde dört tür kitapçık vardır, makinenin bu dört tür kitapçığı harmanlaması ve bizim belirlediğimiz bir sayıda durmasını istiyoruz.
• Sorun ortaya konulunca hemfikir olacağımız bir başlangıç noktası, kitapların karışık olarak
makineye yüklenemeyeceği, dört farklı hazne yapılması gerektiği, her kitapçığın bir hazneye konulacak olmasıdır.
• Bu durumda ilk alt problemimiz herhangi bir
hazneden kitapçıkların nasıl alınacağı olacaktır.
Kitapçıklar hazneden alınırken sıkışma, bitme vb.
herhangi bir neden ile alınamazsa makine kullanıcıyı uyarmalıdır. İkinci problem her hazneden alınan birer kitapçığın nasıl
harmanlanarak 4’lü grup oluşturacağı olacaktır.
• Haznelerin ne şekilde yapılacağı dahi bir alt sorun olarak karşımıza çıkar. Örneğin bu
hazneleri ahşap malzemeden yapabiliriz veya sac malzemeden hatta plastik levhalardan
üretebiliriz.
• Her malzemenin avantaj ve dezavantajları vardır. Teorik olarak bu alt problemler
çözülmeye çalışılırken yeni alt problemler ortaya çıkacaktır. Tasarımcının görevi adım adım bu sorunları çözüp ana problemin teorik çözümüne ulaşmaktır.
3-Tasarımın Sentezi
• Analiz kelimesinin sözlük karşılığı ayrıştırmadır.
Sentez ise ayrışmanın (Analiz) karşıtı bir olaydır.
Çeşitli öğeleri bir araya getirme, bir bütün içinde birleştirme işlemi sentezdir.
• İkinci adımda tasarımımızı bir problem olarak görmüş ve bileşenlerine ayırmıştık. Ayırdığımız bileşenleri de çözümlemiştik. Bu adımda da bu yeni çözümleri, içine malzeme ve imal usullerini de katarak yeniden birleştirmemiz gerekiyor.
4-Tasarımın Değerlendirilmesi
• Sentez neticesinde ortaya çıkan tasarım
öncelikle ödevleri açısından değerlendirilmelidir.
Burada sorulması gereken öncelikli sorular aşağıdaki gibi olmalıdır:
• Ürün tasarlandığı şekilde üretilirse ödevini tam olarak yerine getirebilecek midir?
• Vazgeçilen özellikleri varsa bunların eksiklikleri kabul edilebilir mi?
• Daha sonra imalat açısından değerlendirilme yapılması gerekir.
• Tasarım ekonomik açıdan uygun mudur?
• Tasarımı oluşturan parçalar teknolojik açıdan bizim yapımıza uygun mudur?
5-Tasarımın Geliştirilmesi
• Her tasarım gelişmeye muhtaçtır. Kabul görmüş ve üretilmiş tasarım kendi haline bırakılamaz.
• Rakipler sizin tasarımınızdaki farklılıkları hızla kendi ürünlerine uygular ve farklılığı ortadan
kaldırırlar, ya da teknolojik gelişmeler o tasarım ve içinde kullandığınız bileşenleri geliştirir, siz tasarımınıza bu yenilikleri katmazsanız, sizin tasarımınız çağının arkasına düşer. Gelişim bir döngüdür vazgeçilemez.
Yeni mamul geliştirmede özen gösterilmediğinde şekilde karikatüre edilen durumlar oluşur
