Морфологический анализ.

Следующий этап работы морфологический анализ патента прототипа. Морфологический анализ - это действие направленное на анализ существующего конструкторского изделия , определение его недостатков и генерация вариантов исполнений на основе функционального анализа элементов. Последовательность действий в морфологическом анализе:

1. Постановка задачи и анализ существующей конструкции.

2. Декомпозиция системы, функциональный анализ. Определение общесистемных и внутрисистемных функций.

3. Построение матрицы вариантов.

4. Выбор показателей эффективности.

5. Составление таблицы вариантов.

6. Выбор наилучшего варианта в соответствие с критериями по изготовлению и эксплуатации .

Существующая конструкция обладает следующими недостатками сложность конструкции, малая грузоподъемность, необходимость крепления на стену эти недостатки обусловлены малой площадью опорных поверхностей и общей конструкцией несущих элементов.

Целью конструирования будет являться создание изделия обладающего большой несущей способностью и низкой себестоимостью в изготовлении.

Декомпозиция :

1. полки; 2 Распорная втулка ; 3 стяжка, крепежный элемент.

Общесистемная функция, средство хранения мелких предметов.

Внутрисистемные функции.

Элементы		Функции
название	обозначение		назначение	обозначение
Полки	Э1		служат опорой для хранения предметов	Ф1
Распорная втулка	Э2		задает пространственное положение полок	Ф2
Стяжка	Э3		фиксация конструкции в заданном положении	Ф3
Крепежный элемент	Э4		монтаж полки на поверхности	Ф4

На основе анализа внутрисистемных функций изделия прототипа сгенерированы варианты исполнения элементов выполняющие требуемые функции .

Генерация вариантов.

Функция	Варианты
Ф1 (служит опорой для хранения предметов)	А 1.1 - прямоугольные полки
	А 1.2 - полки круглой формы
	А 1.3 - эластичный материал
	А 1.4 - сетчатый материал
Ф2 (задаёт пространственное положение полок)	А 2.1 - жесткие боковые стенки
	А 2.2 - распорные втулки
	А 2.3 - составная крестовина
	А 2.4 - штырь
Ф3 (фиксация конструкции в заданном положении)	А 3.1 - стяжные болты
	А 3.2 - нагели
	А 3.3 - шурупы
	А 3.4 - клей
Ф4 (монтаж полки на поверхности)	А 4.1 - петли для крепежа на стене
	А 4.1 - торцы боковых стенок в качестве основания
Ф5 (опора для предметов)	А 5.1 Столешница

На основе сгенерированных вариантов по функциям составляются матрицы совместимости элементов то есть оценивается целесообразность и возможность вообще сочетание элементов разных функций.

Матрица 1.

М1			Ф2
			А 2.1		А 2.2		А 2.3		А 2.4
Ф1	А1.1	+		+		+		–
	А1.2	+		+		+		–
	А1.3	+		–		–		–
	А1.4	+		–		–		–

Вывод : В результате морфологической матрицы было выявлено, что в качестве реализуемых решений может быть использовано:

А1.1 А 2.1 прямоугольные полки закрепленные на жестких боковых стенках;

А1.1 А2.2 прямоугольные полки закрепленные на распорных втулках;

А1.1 А2.3 прямоугольные полки закрепленные на составной крестовине;

А1.2 А2.1 полки круглой формы закрепленные на жестких боковых стойках;

А1.2 А2.2 полки круглой формы закрепленные на распорных втулках;

А1.2 А2.3 полки круглой формы закрепленные на составной крестовине ;

А1.3 А2.1 полки из эластичного материала закрепленные на жестких боковых стенках;

А1.4 А2.1 полки из сетчатого материала закрепленные на жестких боковых стенках;

Матрица 2.

М2			Ф3
			А 3.1		А 3.2		А 3.3		А 3.4
Ф1 Ф2	А1.1А2.1	+		+		+		–
	А1.1А2.2	+		–		–		–
	А1.1А2.3	–		+		+		–
	А1.2А2.1	–		–		+		–
	А1.2А2.2	+		–		–		–
	А1.2А2.3	–		+		+		–
	А1.3А2.1	–		–		–		+
	А1.4А2.1	–		–		–		+

Вывод:

В результате морфологической матрицы было выявлено, что в качестве реализуемых решений может быть использовано:

А1.1 А 2.1 А 3.1 прямоугольные полки закрепленные на жестких боковых стенках стяжными болтами;

А1.1 А2.1 А 3.2 прямоугольные полки закрепленные на жестких боковых стенках нагелями;

А1.1 А2.1 А 3.3 прямоугольные полки закрепленные на жестких боковых стенках шурупами;

А1.1 А2.2 А3.1 прямоугольные полки закрепленные на распорных втулках стяжными болтами;

А1.1 А2.3 А3.2 прямоугольные полки закрепленные на составной крестовине, нагелями;

А1.1 А2.3 А3.3 прямоугольные полки закрепленные на составной крестовине шурупами;

А1.2 А2.1 А3.3 полки круглой формы закрепленные на жестких боковых стенках шурупами;

А1.2 А2.2 А3.1 полки круглой формы закрепленные на распорных втулках стяжными болтами;

А1.2 А2.3 А3.2 полки круглой формы закрепленные на составной крестовине нагелями

А1.2 А2.3 А3.3 полки круглой формы закрепленные на составной крестовине шурупами

А1.3А2.1А3.4 полки из эластичного материала закрепленные на жестких боковых стенках клеем

А1.4А2.1А3.4 полки из сетчатого материала закрепленные на жестких боковых стенках клеем

М3		Ф4
		А 4.1	А 4.2
Ф1 Ф2 Ф3	А1.1А2.1А3.1	+	–
	А1.1А2.2А3.2	+	–
	А1.1А2.3А3.3	–	+
	А1.1А2.2А3.1	–	–
	А1.1А2.3А3.2	–	+
	А1.1А2.3А3.3	–	+
	А1.2А2.1А3.3	–	–
	А1.2А2.2А3.1	–	–
	А1.2А2.3А3.2	–	+
	А1.2А2.3А3.3	–	+
	А1.3А2.1А3.4	–	–
	А1.4А2.1А3.4	–	–

Вывод : В результате морфологической матрицы было выявлено, что в качестве реализуемых решений может быть использовано:

А1.1А2.1А3.1А4.1 прямоугольные полки закрепленные на жестких боковых стенках стяжными болтами для монтажа полки на поверхности используются петли для крепления на стене;

А1.1А2.2А3.2А4.1 прямоугольные полки закрепленные на распорных втулках скрепленные нагелями для монтажа полки на поверхности используются петли для крепления на стене;

А1.1А2.3А3.3А4.2 прямоугольные полки закрепленные на составной крестовине шурупами , торцы боковых стенок в качестве основания;

А1.1А2.3А3.2А4.2 прямоугольные полки закрепленные на составной крестовине нагелями торцы боковых стенок в качестве основания

А1.2А2.3А3.2А4.2 полки круглой формы закрепленные на составной крестовине нагелями , торцы боковых стенок в качестве основания.

А1.2А2.3А.3.3А4.2 полки круглой формы закрепленные на составной крестовине шурупами , торцы боковых стенок в качестве основания.

М4		Ф5
		А5.1
Ф1 Ф2 Ф3 Ф4	А1.1А2.1А3.1А4.1	–
	А1.1А2.2А3.2А4.1	–
	А1.1А2.3А3.3А4.2	+
	А1.1А2.3А3.2А4.2	+
	А1.2А2.3А3.2А4.2	+
	А1.2А2.3А.3.3А4.2	+

Вывод: В результате морфологической матрицы было выявлено, что в качестве реализуемых решений может быть использовано:

А1.1А2.3А3.3А4.2А5.1 прямоугольные полки закрепленные на составной крестовине шурупами , торцы боковых стенок в качестве основания, опора для предметов столешница круглой формы.

А1.1А2.3А3.2А4.2А5.1 прямоугольные полки закрепленные на составной крестовине нагелями торцы боковых стенок в качестве основания, опора для предметов столешница круглой формы.

А1.2А2.3А3.2А4.2А5.1 полки круглой формы закрепленные на составной крестовине нагелями , торцы боковых стенок в качестве основания, опора для предметов столешница круглой формы.

А1.2А2.3А.3.3А4.2А5.1 полки круглой формы закрепленные на составной крестовине шурупами , торцы боковых стенок в качестве основания.

Сводная таблица вариантов.

Выбор варианта будет производится на основе следующих показателей эффективности, поскольку они охватывают наиболее значимые аспекты жизненного цикла изделия:

1) энергозатраты

2) себестоимость

3) сложность;

4) материалоёмкость;

5)трудоёмкость;

6)долговечность;

7) безопасность;

8) габариты;

9) ремонтопригодность;

10) производительность;

Будет использована бальная система оценки:

Низкое значение показателя – 1 балл.

Среднее значение показателя – 2 балла.

Высокое значение показателя – 3 балла.

Наиболее оптимальный вариант наберет минимальное кол-во баллов

Вариант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	Сумма баллов
А1.1А2.3А3.3А4.2А5.1	2	1	1	3	1	1	1	2	3	1	16
А1.1А2.3А3.2А4.2А5.1	1	1	2	3	2	1	2	2	2	1	17
А1.2А2.3А3.2А4.2А5.1	1	1	2	2	2	1	2	1	3	1	16
А1.2А2.3А.3.3А4.2А5.1	2	1	1	2	1	1	1	1	2	1	13

Вывод: На основе морфологического анализа определена оптимальная конструкция изделия: полки круглой формы закрепленные на составной крестовине шурупами торцы в качестве основания, опора для предметов столешница круглой формы.