Thiết kế là một công việc quan trọng, có tỉnh sáng tạo, thường được tiến hành theo các bước như sơ đồ hình 20.1.

Hình 20.1. Quy trình thiết kế kĩ thuật

Quy trình thiết kế kĩ thuật gồm các bước sau: Xác định yêu cầu sản phẩm, tìm hiểu thông tin, đề xuất lựa chọn; thiết kế sản phẩm; kiểm tra, đánh giá, lập hồ sơ kĩ thuật

a. Một số phương pháp thực hiện

Để thực hiện quá trình thiết kế kĩ thuật cần sử dụng các phương pháp khác nhau như: quan sát, thăm dò, điều tra, thu thập dữ liệu, phân tích và tổng hợp; tỉnh toán, thiết kế, đánh giá. xây dựng bản vẽ và soạn thảo văn bản.

– Phương pháp quan sát sử dụng giác quan để thu thập thông tin từ các sản phẩm tương tự đã cỏ (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 chỉ, sách, hoặc nguồn thông tin từ Internet.

– Phương pháp phân tích và tổng hợp phân tích ưu nhược điểm và tổng hợp ra giải pháp mới (sử dụng ở bước 2).

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

-Phương pháp đánh gia (sử dụng ở bước 4) có thể thực hiện bằng; chế tạo mẫu thật, 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).

Một số phương pháp thực hiện như: quan sát; thăm dò, điều tra, thu thập dữ liệu phân tích và tổng hợp, tính toán, thiết kế, đánh giá xây dựng bản vẽ và soạn thảo văn bản.

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

Các phương tiện phổ biển hỗ trợ cho thiết kể kĩ thuật như

– Máy tính để tinh toàn 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 tỉnh toán, thiết kế, mô phỏng, phần mềm văn phỏng để soạn thảo văn bản (sử dụng ở các bước 3, 4, 5).

– Máy in để m hồ sơ kĩ thuật gồm thuyết minh và bản vẽ (sử dụng ở bước 5).

– Máy gia công để sử dụng trong chế tạo mẫu, chế tạo mô hình (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).

Một số phương tiện hỗ trợ trong thiết kế: máy tính phần mềm chuyên dụng, máy in, máy gia công, máy ảnh, điện thoại…

a. 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 gỉ và yêu cầu sản phẩm đỏ 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 trưởng, nguyên vọng của người tiêu dùng tử 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 cẩn 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, giá thành, tác động đến môi trường…. Có trường hợp phải có cả yêu cầu về giá, thời gian giao hổ sơ kĩ thuật sản phẩm thiết kế.

– Trong trường hợp sản phẩm do khách hàng để 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 sản 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 dinh Huy đã quyết định chọn phương án làm mái che di động vi 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, tinh thẩm mĩ sử dụng thuận tiện,… gia cả và thời hạn hoàn thành thiết kể mái che cũng được hai bên thoả thuận.

b. 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 cẩn tìm hiểu các sản phẩm tương tự đã có trên thị trưởng, trao đổi trực tiếp với người sử dụng, nghiên cứu tài liệu kĩ thuật có liên quan, tim thông tin trên Internet,… sau đó đề xuất các giải pháp để lựa chọn

– Đánh giá tn, nhược điểm của mỗi giải pháp, Chọn giải pháp phù hợp nhất (tốt nhất, tối ) 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,…

– Trong trường hợp sản phẩm do khách hàng để xuất, khi lựa chọn giải pháp cần trao đổi và có sự thống nhất với khách hàng.

– Ví dụ: Người thiết kế đã sưu tầm, chụp ảnh một số loại mai che di động và trao đổi với gia đình Huy. Người thiết kế đề xuất làm mai che di động lượn sóng như hình 20.2 và gia đình Huy đã đồng ý.

Hình 20.2. Mái xếp di động lượn sóng

c. 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); tỉnh giá thành sản phẩm,..

– Ví dụ: Kết cấu của mái che được chọn như hình 20.3. Mái che có hai cột cao và hai cột thấp, đà ngang, đà ray,….

– Vật liệu được lựa chọn có sẵn trên thị trường các cột, đã được làm bằng thép hộp, thép ống mạ kẽm,…

– TÍnh toán thông số thiết kế:

+ Khoảng cách giữa các cột (a = 5,7 m và b= 4,7 m) được xác định dựa vào kích thước sân (6×5m).

+ Độ cao h_C =4,3 m của cột cao (1) được chọn phù hợp với chiều cao tầng một (4,5 m).

+ Độ cao của cột thấp (2) h_T được tính dựa vào sơ đồ hình 20.4

– Tham khảo tài liệu, để đảm bảo thoát nước, cẩn chọn độ dốc mái i=10-15%.

Chọn l_Chọn = 10%. Để thoát nước, độ dốc mái thiết kế I_{Thiết kế} cần lớn hơn hoặc bằng I_chọn, nghĩa là

I_{thiết kế} \( = \frac{H}{b} = \frac{H}{{4,7}} \geqslant 10\%  \Rightarrow H \geqslant \frac{{4,7 \times 10}}{{100}} = 0,47m\)

– Từ hình 20.4 ta có

\(\begin{gathered}
  {h_c} – {h_T} = H \geqslant 0,47 \Rightarrow {h_c} – 0,47 \geqslant {h_T} \hfill \\
   \Rightarrow 4,3 – 0,47 = 3,83 \geqslant {h_T} \hfill \\ 
\end{gathered} \)

Chọn h_T=3,8 m. Chiều cao này chấp nhận được. Nếu quả thấp, không đảm bảo thẩm mĩ, đi lại khó khăn cần phải thiết kế lại.

Hình 20.4. Sơ đồ tính chiều cao cột

d. Kiểm tra, đánh giá

– Để kiểm tra, đánh giá giai pháp thiết kể cần tiến hành chế tạo mẫu thử. Mẫu thử được xem như là phiên bản “hoạt động” của sản phẩm. Mẫu thủ 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 xây dụng nguyên mẫu thực. Việc kiểm chứng được thực hiện nhờ mô hình mô phỏng hoạt động của sản phẩm trên máy tính

– Khi kiểm tra, đánh giả thưởng có sự tham gia của khách hàng (người sử dụng). Ví dụ: Mai che di động lượn sóng điều khiển bằng tay khả thông dụng và đơn giản về kết cấu, vì vậy không cần thiết làm mô hình thực để kiểm tra. Việc kiểm tra giải pháp thiết kẻ mãi che di động lượn sóng điều khiển bằng tay được thực hiện thông qua các hình vẽ sản phẩm trên máy tính và có thể mô phỏng quá trình làm việc của mái che Nếu sản phẩm thiết kể đạt yêu cầu, sẽ tiến hành bước tiếp theo. Ngược lại, sản phẩm không đạt yêu cầu thủ người thiết kế phải điều chỉnh, thay đổi giải pháp cho đến khi đạt yêu cầu 

e. Lập hồ sơ kĩ thuật

Để lập hổ 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.

Ví dụ: Hồ sơ kĩ thuật của mái che di động lượn sóng thiết kế gồm nhiều bản vẽ và các bản thuyết minh liên quan Hinh 20.5 là một trong các bản vẽ của sản phẩm thiết kế

Hình 20.5. Bản vẽ mái che di động lượn sóng