Bài 18: Quy Trình Thiết Kế Kĩ Thuật | Công Nghệ 10 | Chương III: Thiết Kế Kĩ Thuật - Lớp 10 - Kết Nối Tri Thức Với Cuộc Sống

Trang 105

Sau khi học xong bài này, em sẽ:

Giải thích được quy trình thiết kế kĩ thuật.

Quan sát Hình 18.1 và cho biết vấn đề gì cần giải quyết, có những giải pháp nào để giải quyết vấn đề đó.

Hình 18.1

I – KHÁI QUÁT VỀ QUY TRÌNH THIẾT KẾ KỸ THUẬT 

Thiết kế kĩ thuật được tiến hành qua như các bước như Hình 18.2. Bắt đầu với việc xác định vấn đề cần giải quyết, kết thúc bằng giải pháp giải quyết vấn đề. Trong quá trình thiết kế, một số hoạt động được lặp đi lặp lại cho tới khi đạt kết quả mong muốn.

Xác định vấn đề

Tìm hiểu tổng quan

Xác định yêu cầu

Đề xuất, đánh giá, lựa chọn giải pháp

Xây dựng nguyên mẫu cho giải pháp

Điều chỉnh thiết kế

Kiểm chứng giải pháp

Lập hồ sơ kĩ thuật

Hình 18.2. Quy trình thiết kế kĩ thuật

Khám phá

Quan sát Hình 18.2 và đọc mục II của bài học, thực hiện các yêu cầu sau đây:

– Tóm tắt nội dung cơ bản của từng bước trong quy trình thiết kế kĩ thuật.

- Trong quy trình, chỉ ra bước nào có tính chất quyết định cho tính sáng tạo của hoạt động thiết kế kĩ thuật.

– Làm rõ mối quan hệ giữa "xác định yêu cầu" và "kiểm chứng giải pháp".

Trang 106

II – NỘI DUNG CÁC BƯỚC THIẾT KẾ KĨ THUẬT

1. Xác định vấn đề

Đây là công việc đầu tiên trong quy trình thiết kế kĩ thuật. Kết thúc bước này, cần phải trả lời rõ ràng các câu hỏi: Vấn đề hay nhu cầu cần giải quyết là gì? Ai đang gặp vấn đề hay có nhu cầu cần giải quyết? Tại sao vấn đề hay nhu cầu đó cần giải quyết?

Vấn đề, nhu cầu có thể được xác định thông qua quan sát thế giới tự nhiên, môi trường sống của con người, qua đọc tài liệu, qua khảo sát nhu cầu người dùng, qua trao đổi và giao tiếp để phát hiện những tồn tại, bất cập chưa được giải quyết hay cần cải tiến, những mong muốn của con người trong từng bối cảnh cụ thể.

Luyện tập

Hãy xác định vấn đề cho tình huống dưới đây:

Gia đình Nam sử dụng dây phơi ngoài trời, đây là cách làm quần áo khô tự nhiên dựa vào ánh nắng mặt trời, tiết kiệm chi phí. Một hôm, do không có ai ở nhà, toàn bộ quần áo phơi bị ướt khi trời mưa, Nam phải giặt lại toàn bộ số quần áo trên. Nam không muốn điều này xảy ra nữa.

Hình 18.3. Phơi quần áo ngoài trời

2. Tìm hiểu tổng quan

Công việc chủ yếu của bước này là nghiên cứu kiến thức và các giải pháp đã có, chuẩn bị đầy đủ cơ sở cho các hoạt động giải quyết vấn đề tiếp theo. Tìm hiểu tổng quan tốt sẽ kế thừa kinh nghiệm của người khác, tránh được các sai lầm khi thiết kế. Kết thúc hoạt động này, cần làm rõ đối tượng sẽ sử dụng sản phẩm, các giải pháp đã có trong thực tiễn, những yếu tố khoa học và công nghệ được sử dụng để giải quyết vấn đề.

Thông tin tìm hiểu tổng quan có thể được thực hiện thông qua nghiên cứu tài liệu, các công bố khoa học có liên quan; qua đọc các tài liệu kĩ thuật về các sản phẩm đã có; qua trao đổi trực tiếp với người dùng, với các chuyên gia.

Trang 107

Hãy tìm hiểu thông tin về một số loại giàn phơi bảo vệ quần áo khỏi trời mưa đang có trên thị trường theo mẫu dưới đây.

3. Xác định yêu cầu

Giai đoạn này đề xuất những yêu cầu, tiêu chi thiết kế cần phải đạt được. Một trong những cách xây dựng tiêu chí là dựa vào sự phân tích các giải pháp hay sản phẩm đang có. Yêu cầu, tiêu chí cần được xác định và phát biểu rõ ràng. Yêu cầu của một sản phẩm thường được thể hiện thông qua:

(1) Các chức năng, tiêu chuẩn thực hiện của mỗi chức năng;

(2) Các giới hạn về đặc điểm vật lí như khối lượng, kích thước;

(3) Những vấn đề cần quan tâm về tài chính, bảo vệ môi trường, an toàn, thẩm mĩ.

Luyện tập

Một trong những cách giúp gia đình Nam tránh khỏi tình huống đã mô tả ở phần trên là thiết kế một giàn phơi có khả năng bảo vệ quần áo khi trời mưa. Hãy xác định các yêu cầu cần có của một giàn phơi để giải quyết vấn đề mà gia đình Nam gặp phải.

4. Đề xuất, đánh giá và lựa chọn giải pháp

Đề xuất giải pháp: Luôn có nhiều giải pháp cho một vấn đề. Trong giai đoạn này, cần đề xuất số lượng tối đa các giải pháp có thể, bám sát với yêu cầu, tiêu chí đã nêu.

Đánh giá và lựa chọn giải pháp: Trên cơ sở các giải pháp đã đề xuất, xem xét và đánh giá toàn diện về mức độ phù hợp với yêu cầu, tiêu chí đã đặt ra cho sản phẩm. Từ đó, lựa chọn giải pháp tốt nhất vừa đáp ứng yêu cầu, tiêu chí của sản phẩm, vừa phù hợp với nguồn lực thực hiện về tài chính, công nghệ, trang thiết bị và nhân lực thực hiện. Để đảm bảo giải pháp đã chọn là tối ưu, cần tiếp tục rà soát, cải tiến dựa trên việc đặt và trả lời các câu hỏi: Ưu điểm lớn nhất của giải pháp là gì? Hạn chế còn tồn tại của giải pháp là gì? Có cách nào khắc phục hạn chế đó?

Luyện tập

Đề xuất ba giải pháp giàn phơi bảo vệ quần áo khỏi trời mưa và trình bày theo mẫu dưới đây, chọn giải pháp tốt nhất, hoàn thiện giải pháp đã lựa chọn.

Trang 108

5. Xây dựng nguyên mẫu cho giải pháp

Giải pháp đã được chọn và hoàn thiện ở bước lựa chọn giải pháp cần được thể hiện dưới dạng bản thiết kế chi tiết, đủ để xây dựng được nguyên mẫu.

Nguyên mẫu là phiên bản hoạt động của giải pháp đã lựa chọn, thường được chế tạo bởi các vật liệu không giống với sản phẩm cuối cùng. Mẫu này sẽ được xem xét, đánh giá, kiểm tra mức độ đáp ứng các yêu cầu, tiêu chí của sản phẩm.

Vật liệu, dụng cụ, công nghệ, các mô đun chức năng cần được lựa chọn đảm bảo việc tạo nguyên mẫu nhanh chóng và ít tốn kém.

Luyện tập

Lập bản vẽ chi tiết, bản vẽ lắp thể hiện giải pháp đã được lựa chọn và hoàn thiện về giàn phơi bảo vệ quần áo khỏi trời mưa.

6. Kiểm chứng giải pháp

Đây là bước cuối cùng nhằm đảm bảo chất lượng đầu ra của sản phẩm thiết kế. Trong giai đoạn này, nguyên mẫu sẽ được thử nghiệm để đánh giá mức độ đáp ứng các yêu cầu, tiêu chí đặt ra cho sản phẩm.

Dựa vào kết quả thử nghiệm, giải pháp, nguyên mẫu sẽ được hoàn thiện. Khi nguyên mẫu chỉ đáp ứng một phần, hoặc không đáp ứng được các yêu cầu, tiêu chí đặt ra, cần điều chỉnh giải pháp, nguyên mẫu và thử nghiệm lại. Quá trình này có thể được lặp lại nhiều lần cho tới khi đạt yêu cầu.

Luyện tập

Đề xuất phương án thử nghiệm giàn phơi bảo vệ quần áo khỏi trời mưa.

7. Lập hồ sơ kĩ thuật

Kết thúc quy trình thiết kế kĩ thuật, một sản phẩm, giải pháp được tạo ra giải quyết vấn đề hay đáp ứng nhu cầu trong thực tiễn. Bước cuối cùng của hoạt động thiết kế kĩ thuật là lập hồ sơ kĩ thuật cho sản phẩm thiết kế phản ánh đầy đủ hình dạng, kết cấu, các thông số kĩ thuật, các quy trình công nghệ đủ để sản xuất, chế tạo sản phẩm.

Đây cũng là thời điểm tác giả có thể công bố kết quả hoặc đăng kí bản quyền sáng chế nếu kết quả đạt được có tính mới và tính sáng tạo. Nội dung công bố chính cần làm rõ vấn đề cần giải quyết, nghiên cứu tổng quan, phương pháp nghiên cứu, kết quả và thảo luận, hướng nghiên cứu tiếp theo, kết luận.

1. Quan sát, nghiên cứu các tài liệu có liên quan để xác định các vấn đề kĩ thuật, nhu cầu thuộc phạm vi gia đình, cộng đồng địa phương.

2. Chọn một vấn đề kĩ thuật đơn giản trong cuộc sống, hãy nghiên cứu tổng quan và đề xuất các yêu cầu đối với sản phẩm giải quyết vấn đề đã lựa chọn.