Ebben a blogbejegyzésben feltárjuk azoknak a dolgoknak a technológiai fejlődését, amelyeket reggel használunk, hogy megkönnyítsük életünket.
Sok mindent használunk az életünkben. Ezt a kézenfekvőnek tűnő állítást bebizonyíthatjuk, ha megnézzük, hogyan ébredünk reggel és mosunk arcot. Vessünk egy pillantást egy tipikus egyetemista reggeli rutinjára.
Amikor megszólal az ébresztő egy „órának” nevezett tárgyon, felkelünk az ágyból, felveszünk egy „szemüveget”, kinyitjuk a fürdőszoba ajtaját, elmozdítunk egy „csapnak” nevezett tárgyat, hogy kiengedjük a vizet, és megmosakodunk. arcunkat vele. Amikor kinyitja a csapot, a „víztartály” aktiválja a „szivattyút” és más tárgyakat, amelyek energiát biztosítanak a víz felemelkedéséhez, és a víz átfolyik a „vízcsövön”. Az arcmosás után törölközővel szárítsa meg, majd hidratálja bőrrel, krémmel és egyéb termékekkel.
Ha csak megnézzük az arcmosás folyamatát, láthatjuk, hogy legalább tíz különböző tárgyat használnak. Egy másik gondolkodásmód az, hogy simán meg tudjuk mosni az arcunkat, mert a folyamatban résztvevő összes tárgy végzi a munkáját. Valójában ezeknek az egyszerű mindennapi tárgyaknak a tervezése és gyártása összetett. Szakértői csapatra van szükség ahhoz, hogy megtervezzék és legyártsák ezeket a gyakori tárgyakat, és olyan jól működjenek. Hogyan gyártják ezeket a tárgyakat tömegesen, hogy betöltsék azokat a funkciókat, amelyekre a való életben szükségünk van, és hogyan készítenek összetett és nagy tárgyakat, például autókat és mobiltelefonokat, hogy több funkciót is betöltsenek a fent említettekhez hasonló egyszerű tárgyakon kívül?
A „tárgy” fogalmának kiterjedtsége és terjedelme ellenére a legtöbb tárgyat hasonló minták alapján fejlesztik és hozzák forgalomba. Ez hasonló ahhoz, ahogy a természet elvei, bár látszólag bonyolultak, valójában egyszerű szabályokból állnak. A dolgok tervezésének folyamata ugyanazokat az alapelveket és lépéseket követi. Nézzük meg, hogyan születik egy termék egy szükségletből vagy ötletből.
A tárgy szótári meghatározása szerint „minden anyagi tárgy, amelynek meghatározott alakja van”. Mivel azonban csak azokat a tárgyakat nézzük, amelyeket egy szükséges funkció betöltésére hoznak létre, átfogalmazhatjuk úgy, hogy „bármilyen anyagi tárgy, amely meghatározott funkciót lát el”. A legegyszerűbb esetben egy függvényt úgy lehet felfogni, mint ami kimenetet állít elő, amikor egy bemenetet alkalmazunk. Például, ha egy autó kormányát nézzük, akkor a kormány elfordulási szöge a bemenet, és a kerék elfordulási szöge a kimenet. Egy másik példa az elektromos ventilátor, ahol minden gomb egy bemenet, és a szél iránya, sebessége és forgása kimenetként jelenik meg, amikor csatlakoztatva van.
Ebben a cikkben egy „felfüggesztésnek” nevezett eszközt fogunk használni, amely segít megérteni a repülőgép becsapódását a leszálláskor. A felfüggesztés elengedhetetlen egy repülőgép biztonsága szempontjából, és már egy kis hiba is katasztrofálisan befolyásolhatja a repülőgép teljesítményét. Ezért az eszköz tervezésének és megépítésének folyamatát nagyon óvatosan kell elvégezni.
Az objektum fejlesztésének és felépítésének első lépése a funkciójának betöltéséhez szükséges bemenetek és kimenetek azonosítása. Ebben a folyamatban az a fontos, hogy gondoljon minden bemenetre és kimenetre, amely részt vesz a funkció végrehajtásában. Az egyszerű objektumok esetében ez nem probléma, mert kevesebb változóra kell gondolni, de a több összetevőt tartalmazó összetett objektumok esetében előfordulhatnak olyan bemenetek, amelyekre nem gondolt. A különböző bemenetek különböző kimeneteket eredményeznek, ezért nagyon fontos a változók azonosítása.
Felfüggesztés esetén a működéséhez hozzájáruló bemenetek a repülőgép leszállási sebessége, a leszállási hely lejtése, a talaj egyenetlensége, valamint a légnyomás eloszlása a leszállási magasságon. A kimenet a repülőgép egyenes vonalú gyorsulása lesz. Minél kisebb a repülőgép lineáris gyorsulása, a lengéscsillapító annál jobban teljesítette a feladatát. Ha ezek közül bármelyiket nem vesszük figyelembe, az kismértékben kellemetlenséget okozhat az utasoknak, súlyos esetben pedig repülőgép-balesethez vezethet. Éppen ezért fontos, hogy fokozottan figyeljünk a bemenetekre.
A bemenetek és kimenetek alapos vizsgálata után a következő lépés a köztük lévő kapcsolat megtalálása. A bemenetek és a kimenetek kapcsolata azért fontos, mert egy objektum célja a szükséges kimenet előállítása, a kimenetet pedig a bemenetek beállításával kapjuk meg. A köztük lévő kapcsolat megtalálásának két fő módja van. Az első a tudományos elméleteken keresztüli érvelés, a másik pedig a kísérletezés. A tudományos elméletek felhasználásának az összefüggés feltárása azzal az előnnyel jár, hogy a kísérletekhez képest nagyon költséghatékony, és helyettesíthető, ha a kísérleteket nehéz végrehajtani. Ez azonban pontatlan is lehet, ezért a gyakorlatban a bemenetek és a kimenetek közötti kapcsolatot gyakran kísérletekkel találják meg. Az ötlet az, hogy egy nagy adatbázist építsenek fel kísérletekből, és ezek alapján kapcsolatokat fedezzenek fel.
Ez a folyamat nagyon fontos, és néha váratlan eredményekhez vezethet. Például felfüggesztések esetén a bemeneti változók, például a légnyomás eloszlása vagy a leszállási sebesség váratlan módon befolyásolhatják a kimenetet. Emiatt a kísérletezés és az adatelemzés kulcsfontosságú lépések egy objektum tervezésében. A bemenetek és a kimenetek közötti kapcsolat megtalálása ugyanolyan fontos, mint a bemenetek és kimenetek azonosítása a kívánt kimenet megfelelő elérése érdekében.
E számítási folyamatok után a következő lépés a számítógépes szimuláció és prototípuskészítés. A prototípus egy alap- vagy példaszerű forma, amelyet úgy alakítottak ki, hogy az adott termék összes jellemzőjével rendelkezzen. A technológia fejlődésével a számítógépes szimulációk hihetetlenül hasonlítanak a való világhoz, és bizonyos területeken szinte nincs hiba a számítógépes szimuláció és a fizikai modell között. Például a felfüggesztés megtervezése után grafikus programokat használnak a tényleges felfüggesztés újraalkotására a számítógépen. Ezekben a programokban olyan változókat lehet helyettesíteni, mint a leszállási sebesség, a repülőgép tömege és a padló lejtése, hogy megnézzük, hogy néz ki minden esetben a kimenet, és az értékek elemzésével megállapítható, hogy a felfüggesztés a megfelelő funkciót látja-e el.
A való világban azonban még mindig vannak váratlan változók, ezért a szimuláció alapján prototípust kell építeni, és még egyszer ki kell értékelni. A cél annak értékelése, hogy a prototípus megfelelően működik-e, mik a tűréshatárok, és vannak-e biztonsági problémák. A prototípusnak a lehető legközelebb kell állnia a valódihoz, de ha nem lehetséges teljes méretűvé tenni, néha kicsinyítik vagy módosítják. A felfüggesztés esetében ez a repülőgép része, így ha egy teljes méretű prototípust készítesz és teszteled, akkor az egész repülőgépet kell használni. A teljes repülőgép tesztelésre való felhasználása azonban költséges, ezért a prototípus kicsinyített formában készül, és a kicsinyített prototípus tesztelésére és értékelésére új környezetet hoznak létre.
Ha az értékelés sikeres, a termék gyártásba kerül, de ha az értékelés problémákat tár fel, akkor a folyamat kezdődik elölről. Ez különösen fontos az olyan termékek esetében, amelyek közvetlen hatással vannak a biztonságra, például a felfüggesztésekre. A korai szakaszban elkövetett apró hibák nagy hatással lehetnek a termék tényleges teljesítményére.
A legtöbb általunk használt dolog nagyrészt ezen folyamat révén jön létre és terjeszthető. Fontos, hogy a fejlesztők megbizonyosodjanak arról, hogy termékük pontosan azt csinálja, amit kell, mert ez kihat az értékesítésre, a felhasználói kényelemre, sőt bizonyos esetekben a biztonságra is. Lehet, hogy magától értetődőnek tekinti, hogy az ajtókilincs elfordítása kinyit egy ajtót, vagy a csap elfordításával víz folyik ki belőle, de rengeteg munka van azon, hogy ezeket a dolgokat természetesnek tartsuk. Fontos emlékeznünk arra, hogy ezek a dolgok nem csak fogyasztási cikkek, hanem az emberi kreativitás és a kemény munka termékei, és hogy sok próbálkozás és tévedés, valamint kutatás történt annak érdekében, hogy olyanná tegyék őket, amilyenek ma.
