• Tidak ada hasil yang ditemukan

Engineering Design

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2025

Membagikan "Engineering Design"

Copied!
47
0
0

Teks penuh

(1)

Engineering Design Methodologies Component of EE 499

Senior Project

E&CE

Dept

(2)

A simplified process flow for design

(3)

Design versus Research

• Design considers alternative solutions by 

selecting the optimal solution with a fixed goal  or specifications in mind. 

• Research is defined as scholarly or scientific  investigation or inquiry. 

• Research has an open‐ended goal and is  exploratory, with no set specifications or 

constraints in mind, and does not necessarily 

(4)

Exercise 1

• Discuss five jobs that the graduates from your  specialization are expected to do

• Discuss five job locations that the graduates  from your specialization are expected to work

• Report them to the class when you are asked

(5)

Definition of Engineering  Design (from ABET) –

Fitting Technology to  Society

• Process of devising a system, component,  or process to meet desired needs.

• A decision making process (often iterative),  in which basic sciences, math, and eng 

(6)

Goal/philosophy of ED  Courses

Every student benefits in training on how  to approach and communicate an 

independent technical and scientific  project.

All training is in the context of the 

student's self‐chosen project, not via 

"fabricated" topics that does not resemble  real life situations. 

Extensive feedback is essential for success 

(7)

Fundamental Elements of Design  Process

• Establishment of objectives and criteria

• Analysis 

• Synthesis

• Construction

• Testing, and

• Evaluation.

(8)

For a successful engineering career 

• An understanding of the realistic constraints  (such as ethical, social, economic, and safety  considerations) in engineering practice is 

essential as a minimum.

• It should be the responsibility of the 

engineering faculty to infuse professional  concepts into all engineering coursework.

(9)

7 Stages of Engineering Design

begin

Get started

Situation analysis

Get motivated and interested in the problem but know yout limits, too

Problem definition

Gather facts and perceptions about the problem and see how they are interrelated

Decide on the main issues and what needs to be done. Clearly, define the problem and what characteristics a solution will need to have. Set limits on the problem domain. Set goals and

constraints for solutions

Generating solutions

Generate and search out possible ideas to help in reaching the goals, then create a set of trial solutions.

Selecting best solution

Review the set of trial solutions discarding those which prove to be not feasible. Select the most promising one(s) for

implementation.

Implementing the

Implement the solution.

(10)

1. Get started (‐4 to 0 weeks) 

Establish project team

Choose topics in the problem area

Determine your limits

Prepare Gantt chart (timeline)  

(11)

2. Situation description – problem  selection (0 – 6th weeks) 

• Evaluate topics

• Do a literature survey on problem area and  topics

• Determine existing solutions

• Set your objectives and goals

• Identify realistic design constraints 

(12)

Desirable criteria for topic selection

• Requires use of electrical engineering prerequisites

• Can be built by students

• Requires use of other resources (faculty, library, computers, software)

(13)

Desirable criteria for topic selection

• Has > 2 possible solutions

• Breaks into small subprojects

• Current designs can be observed and understood

(14)

Criteria for topics (cont.)

• Industrial needs can be assessed

• Competitor designs exist to be evaluated by benchmarking

• Design criteria can be generated from industrial needs

• Multiple design priorities exist and can be assessed

• Interesting to students

(15)

3. Problem definition (4 – 7th weeks) 

• Select a single problem and state it clearly

• Analyze impacts of problem and its solutions  on society

• Prepare product design specifications (PDS)

• Clarify your objectives 

(16)

Problem Definition

The first step is to understand as much as  possible about your project regarding: 

• goals of the project ‐‐ what is the client  asking for? 

• necessary background information

(17)

Background information

Social issues ‐‐ understanding of constraints due to  industrial use of the device e.g., is worker data being  stored (confidentiality issues)

Economical issues 

Technical issues ‐‐ understanding of the engineering  aspects of the project e.g., no metals if device is to be  used in MRI chamber 

(18)

Defining the Problem

• State the Problem as Clearly as Possible and  Prepare a Study Plan

• After selecting a promising topic, the student  should clarify it. 

• Write the description of the problem as  detailed as possible. 

(19)

The study plan ‐ At the start

• It forces the investigator to state the ideas  behind the hypothesis and the relationships  among the project's different parts.

• It allows others to offers criticisms and 

suggestions that might improve the project  design.

(20)

The study plan

• During the project's course;

It guides the designer’s activities and assures  the design include all necessary procedures.

• Afterward;

The plan provides a standard against which the  investigator can evaluate the project's 

completeness and validity.

(21)

Defining the 

Establish need or opportunity

Library Meet with

supervisors

Meet with client (user)

Constraints

(Social, economical,

technical, safety, ethical)

(22)

Problem description

Write down in as much detail as possible the type of  work we wish to do upon completion of our work. 

Clarify goals and interests. See that goals are less  clear in your mind than you may think.

Look for inconsistencies or gaps in knowledge,  information or opinions conflict, and challenge  prevailing beliefs. 

(23)

4. Generating solutions (7 – 8th weeks) 

• Brainstorm alternative solutions

• Compare solutions to PDS

• Generate trial solutions 

(24)

Once the problem emerges:

• Try writing down as questions. Generate 

hypothesis (or objectives). Ask questions like

What is specifically occurring?

Who or what is disturbed by the situation to be  dealt with?

Where and when the problem is occurring?

Can we quantify the influence of the problem?

(25)

Once the problem emerges:

Look for as many different approaches as possible.

Identify any underlying assumptions and challenge  them.

Visualize the problem and break into parts.

Brainstorm and seek outside random stimulations and  chance discoveries 

(26)

5. Selecting best solution (9 – 10th  weeks) 

• Set selection criteria

• Evaluate feasibility of trial solutions

• Select the proposed solution with  justifications

• 1st seminar 

(27)

6. Implementing solution (11 – 22th  weeks) 

• Make a functional decomposition of the  project

• Set a work plan for analysis

• Distribute responsibilities to team members

• Prepare the component design

(28)

6. Implementing solution (11 – 22th  weeks)

• Simulate your design

• Implement your design

Bread boarding Prototyping 

• Test your prototype in the lab 

(29)

7. Evaluating solution (21 – 24th weeks) 

• Design of experiments

• Evaluate data statistically 

• Establish an interpretive discussion of  results

• Discuss of the lessons learned

• Evaluate actual versus estimated 

(30)

7. Evaluating solution (21 – 24th weeks)

• Compare results with those of other  existing solutions

• Set a production schedule

• Make cost analysis

• Prepare a user’s manual

• 2nd seminar 

(31)

8. Writing the report (8 weeks) 1st phase; 8 – 10th weeks

2nd phase; 24 – 28th weeks  

• Strictly follow XE 499 report writing  guidelines 

(32)

Always remember!

Design is more than construction, observation  and experimentation

Designer interprets results and explains principles  demonstrated in the design project. 

Engineers, through design, attempts to help  humankind so that we can 

understand, 

predict and control natural events, and 

(33)

9. Presenting and defending the report (29  – 30th weeks) 

• Prepare power point slides

• Set a live demo of the project

• Make necessary corrections after the oral  presentation 

(34)

Major Activities /

weeks 2 4 6 8 10 12 1

4 16 18 20 22 24 2

6 28 30

Selecting the problem Defining the problem Literature search Situation analysis - observation

Implementing – analysis, bread- boarding

Implementing –

synthesis, prototyping Experiments –

collecting and evaluating data

Organizing and writing

A sample timetable (Gantt chart)

(35)

Project Teams

• Team Roles and Responsibilities

• Preparing the Meeting Agenda

• Meeting Minutes

(36)

What comes first in an effective team?

What comes first in an under‐performing team?

(37)

Roadmap for “focusing” a project 

team

(38)

Roadmap for “focusing” a project 

team

(39)

Effective Senior Team Meetings

(40)

Set the agenda

The meeting agenda is a roadmap for the meeting. It lets  participants know where they're headed so they don't get  off track. Most importantly, the meeting agenda gives a  sense of purpose and direction to the meeting. 

All agendas should list the following: 

Meeting start time  Meeting end time  Meeting location  Topic headings 

Include some topic detail for each heading 

Indicate the time each topic is expected to last 

Indicate which meeting participants are expected to be the main 

(41)

Running Effective Meetings 

Encourage group discussion to get all points of view  and ideas. 

Encourage feedback. 

Keep conversation focused on the topic. 

Keep minutes of the meeting for future reference in  case a question or problem arises. 

As a leader, be a role model by listening, showing  interest, appreciation and confidence in members. 

Admit mistakes. 

(42)

After The Meeting 

Write up and distribute minutes within 3 or 4 days. Quick  action reinforces importance of meeting and reduces errors  of memory. 

Discuss any problems during the meeting with other 

officers; come up with ways improvements can be made. 

Follow‐up on delegation decisions. See that all members  understand and carry‐out their responsibilities. 

Give recognition and appreciation to excellent and timely  progress. 

Put unfinished business on the agenda for the next  meeting. 

Conduct a periodic evaluation of the meetings. 

(43)

First Essentials of Meeting Minutes

Make sure that all of the essential elements are  noted, such as 

type of meeting, 

name of the organization,  date and time, 

name of the chair or facilitator,  main topics and 

the time of adjournment. 

(44)

Preparing for Meeting Minutes

Prepare an outline based on the agenda ahead of  time, and leave plenty of white space for notes. 

By having the topics already written down, you  can jump right on to a new topic without pause. 

Prepare a list of expected attendees and check off  the names as people enter the room. Or, you can  pass around an attendance sheet for everyone to  sign as the meeting starts. 

To be sure about who said what, make a map of  the seating arrangement, and make sure to ask 

(45)

Recording Minutes Format

Don't make the mistake of recording every single  comment, but concentrate on getting the gist of  the discussion and taking enough notes to 

summarize it later. Remember that minutes are  the official record of what happened, not what  was said, at a meeting. 

Use whatever device is comfortable for you, a  notepad, a laptop computer, a tape recorder, a  steno pad, shorthand. Many people routinely 

(46)

Verifying Minutes Format

Be prepared! Study the issues to be discussed and ask  a lot of questions ahead of time. If you have to fumble  for understanding while you are making your notes,  they won't make any sense to you later. 

Don't wait too long to type up the minutes, and be  sure to have them approved by the chair or facilitator  before distributing them to the attendees. 

Don't be intimidated, you may be called upon many  times to write meeting minutes, and the ability to 

produce concise, coherent minutes is widely admired 

(47)

Next Lecture

• Get a copy of the textbook and read first  three chapters

• Prepare list of major activities for your  project and a timeline (Gantt chart) and  bring them to the class

Assignment: submit by next week

Define the objective of your specialization

Referensi

Dokumen terkait