Koneensuunnitteluoppi ja sen perustavanlaatuiset metodiikat

Abstract

Työssä perehdytään koneensuunnitteluoppiin ja koneensuunnittelun metodiikkoihin. Tavoitteena on tutkia niitä ja niiden erilaisia lähestymistapoja suunnitteluprosessiin. Työ pohjautuu Tampereen yliopiston Hervannan kampuksella opetettavaan kurssiin Koneensuunnittelun metodiikat ja sen tapaan lähestyä koneensuunnittelua. Työn aluksi tutustutaan koneensuunnitteluun oppiaineena. Tarkastellaan sen historiaa, ongelmakohtia ja alan eri ajatustapoja siitä kuinka kouluttaa hyviä koneensuunnittelijoita. Tämän jälkeen perehdytään kolmeen koneensuunnittelun koulukuntaan, joita ovat aksiomaattinen suunnittelu, konstruktiometodiikkaan perustuva suunnittelu ja Koneensuunnittelun metodiikat -kurssin tapa lähestyä suunnittelua. Kurssille on valittu joukko keskeiseksi nähtyjä koneensuunnittelun periaatteita, joiden kautta tarkastellaan eri koneita ja suunnitelmia. Näistä tässä työssä tarkasteltavana on neljä laajasti käytettyä periaatetta, jotka ovat Saint-Venantin periaate, Occamin partaterä (Occam’s razor), symmetria ja toiminnan keskipisteet. Periaatteiden sisältöä avataan, perehdytään niiden hyötyihin ja haittoihin osana suunnitteluprosessia, tarkastellaan konkreettisia käyttökohteita, sekä tuodaan esiin kurssin lähestymistapaa niihin. Tässä vaiheessa todetaan useita periaatteiden ja metodiikkojen välisiä yhteyksiä. Osa metodiikoista soveltaa näitä periaatteita suunnitteluprosesseissaan. Pohdintaosuudessa esitellään kirjoittajan ajatuksia ja johtopäätöksiä periaatteiden ja metodien kytköksistä sekä periaatteiden keskinäisistä yhteyksistä. Periaatteet muodostavat kattavan koneensuunnittelun osaamisen perustan. Periaatteet myös tukevat ja vahvistavat toisiaan rajapintojen yli. Joidenkin periaatteiden ongelmakohtia voidaan ratkoa tarkastelemalla niitä toisen näkökulmasta ja suunnitteluratkaisuissa voidaan hyödyntää useampaa periaatetta. Lopputuloksena voidaan havaita samankaltaisuuksia tavoissa lähestyä koneensuunnittelua. Monet teknillisellä alalla työskentelevät tuovat omien erikoisalojensa ja ammattiosaamisensa pohjalta esiin samoja huomioitavia asioita samankaltaisissa suunnittelukohteissa. Tämä viittaa mahdollisuuteen, että koneensuunnittelun metodiikkojen ja perusteiden takana saattaa olla hyviltä koneensuunnittelijoilta vaadittava osaamisen pohja tai työmetodiikka, jonka avulla he kykenevät saavuttamaan optimaalisia tuloksia ja paremmin kehittelemään uutta. Koneensuunnittelu ja sen opetus muuttuu jatkuvasti tekniikan kehittyessä ja tuloksekkaampien suunnittelumetodiikkojen myötä. Kaikenkattavaa koulutusta insinööreille tuskin saadaan kehiteltyä ikinä, mutta voidaan todeta parannukselle olevan vielä tilaa.