Turinys
- Sąsaja kaip samprata
- „Mano komandos“ „Moon Rover“ dizaino tarpusavio ryšys
- Pažvelgus į „visą dramblį“
Ryanas šiuo metu studijuoja sistemų inžinerijos magistro laipsnį Drexelio universitete, kas savaitę dalyvauja keliose diskusijose.
Sąsaja kaip samprata
Būdamas studentas, naujas sistemos inžinerijos pasaulyje, įvadinės paskaitos davė man keletą naujų minčių, kurias galėčiau apgalvoti, vis dar kartodamas pažįstamas. Labiausiai paplitusi nauja tema buvo sistemų tarpusavio ryšys. Kaip mechanikos inžinierius, aš buvau supažindintas su detalių projektavimo darbui su kitomis detalėmis koncepcija beveik bet kuriame scenarijuje. Tai man labai gerai žinoma.
Sistemų inžinerija remiasi tuo tarpusavio ryšiu. Sistemos dalys veikia ne tik kartu, bet, jei viena iš jų yra veikiama tam tikros būklės, tai paveiks ir kitus elementus. Tai gyvybiškai svarbu didesniems projektams ir puikiai siejasi su daugiadisciplininiais sistemų inžinerijos aspektais. Jei viena iš šių dalių yra pagaminta iš mažiau nei idealios medžiagos, ji gali sulūžti. Tai savo ruožtu daro įtaką kitiems elementams, todėl pažeidžiamas sistemos vientisumas.
„Mano komandos“ „Moon Rover“ dizaino tarpusavio ryšys
Sistemų inžinerija yra sparčiai auganti sritis, ypač kosminės erdvės srityje. Man pasisekė dalyvauti NASA varžybose „Drexel“, kuriose su savo komanda suprojektavome roverį, kuris tyrinėtų mėnulio polius ieškodamas ledo.
Šiose vietovėse temperatūra būtų neįtikėtinai žema, ir tai robotą paveiks daugeliu atžvilgių. Dirbdamas mobilumo srityje, mano svarbiausi prioritetai buvo judėjimas ir navigacija, arba kaip įveikti kliūtis ar jas aplenkti ir kaip pasakyti, kur robotas eina. Tačiau įprasta roboto konstrukcija čia neveiktų, nes temperatūra neleidžia veikti daugeliui variklių, be tinkamos izoliacijos išsektų ir maitinimas.
Tai turėjo įtakos mūsų konstrukcijai, atsižvelgiant į ratų medžiagą, variklio padėtį ir bendrą funkciją. Variklių nebuvo galima pastatyti prie kiekvieno rato, nes tam reikėtų daugiau izoliuoti didesnius plotus, užimti brangų plotą ir padidinti svorį. Tam taip pat būtų reikėję laidų, einančių per visą transporto priemonės ilgį, o tai taip pat būtų paveikusi ekstremaliomis temperatūromis.
Atsižvelgdami į tai, robotą turėjome suprojektuoti kaip galinių ratų pavarą, o maitinimo šaltinis ir varikliai yra roverio gale ir viena ašis, kuri valdytų priekinių ratų pasisukimą. Tai sumažino svorį, mūsų izoliacijos plotą ir reikalingų variklių skaičių. Deja, tai kainavo mūsų priekinių ratų galios kaina, tačiau tai buvo kažkas, ką mes priėmėme į savo prioritetų sąrašą. Tai pavyzdys, kaip savybės ir dizainas paveikė roverio galimybes.
Kitas puikus pavyzdys yra mėnulio dulkės, regolitas. Regolith yra labai smulkios dulkės, kurios palaiko nedidelį elektros krūvį. Šis krūvis pritraukia jį prie metalo, ir jis gali patekti visur roverio viduje. Jei jis patektų į roboto sąnarius, tai būtų katastrofiška ir galėtų užkirsti kelią tokiems pagrindiniams veiksmams kaip sukimasis.
Nors didžioji roboto dalis buvo sukurta iš nemetalinių medžiagų, kad to išvengtume, buvo tam tikrų sričių, kuriose negalėjome paaukoti jėgos nemetalinei medžiagai. Norėdami tai neutralizuoti, mes planavome įtraukti ką nors, kas sukurtų silpną elektrinį lauką, kad atremtų mažiausias daleles ir liktų saugus likęs roveris. Tam reikėjo pridėti papildomą borto elektronikos apsaugos sluoksnį, tačiau mes nusprendėme, kad tai apskritai veiks geriausiai.
Pažvelgus į „visą dramblį“
Bendra parabolė, apibūdinanti šį tarpusavio ryšį, yra pasakojimas apie lindžius ir dramblį. Parabolė eina maždaug taip.
Aklų vyrų grupė pirmą kartą susiduria su drambliu. Pirmasis žmogus pajunta jo vingiuotą bagažinę ir tvirtina, kad liečia gyvatę. Antrasis paliečia tvirtą koją ir teigia, kad tai medis. Trečias jaučia tvirtą savo pusę ir tiki, kad jie liečia sieną. Ketvirtasis griebia uodegą ir mano, kad tai šaka. Kitas jaučia iltį ir tiki, kad tai ietis, o paskutinė griebia dramblio ausį ir pasako kitiems, kad tai yra vėduoklė.
Bendras pasakojimo dalykas yra tas, kad norint apžvelgti visą sistemą, reikia pažvelgti į visus jos komponentus ir į tai, kaip jie dera. Ypač kalbant apie kosmoso tyrimus, projektuose reikalaujama, kad inžinieriai žiūrėtų į „visą dramblį“.
Straipsnyje „Matydamas„ visą dramblį “- vertindamas sistemas mąstydamas“, autorius Srikanthas Gopalas tvirtina, kad vertinimo sritį tradiciškai vedė redukcionistinis požiūris. Bandydami supaprastinti sudėtingas sistemas, inžinieriai paprastai reikalauja atsižvelgti į vieną mažą veiksnį, kad tai būtų kuo geriau. Tačiau tai kartais nepaiso kūrinių darbo, net jei jie nėra tiesiogiai pritvirtinti.
Norint sėkmingai važiuoti roveriu, net ir kažkas tokio paprasto, kaip ratai, turi būti suprojektuotas atsižvelgiant į beveik viską, kas yra ant roverio, pavyzdžiui, svorio pasiskirstymą, pailgėjusias dalis, izoliaciją ir kt. Jis netgi turi atsižvelgti į išorinius veiksnius, tokius kaip reljefas ir kelionės atstumas. Tai, kaip kiekvienas roboto komponentas veikia tarpusavyje (t. Y., Kaip dalys yra tarpusavyje susijusios), yra lemiamas veiksnys tarp sėkmės ir nesėkmės.
