UNIT 4: डिज़ाइन में ऑप्टिमाइज़ेशन का परिचय

🔷 4.1 Economic Factors in Design ➤ डिज़ाइन में आर्थिक पक्ष

• किसी भी उत्पाद का डिज़ाइन बनाते समय लागत (Cost), लाभ (Profit), और बिक्री मूल्य (Selling Price) को ध्यान में रखा जाता है।

• उद्देश्य: कम लागत में, उच्च गुणवत्ता वाला उत्पाद बनाना।

मुख्य आर्थिक पहलू:

1. मटेरियल लागत (Material Cost)

2. निर्माण लागत (Manufacturing Cost)

3. श्रम लागत (Labour Cost)

4. रख-रखाव और संचालन लागत (Maintenance)

5. लाभ मार्जिन (Profit Margin)

उदाहरण:
₹500 की लागत में बना उत्पाद अगर ₹800 में बिकता है, तो लाभ ₹300 है। डिज़ाइन ऐसा होना चाहिए कि लागत कम और आकर्षण ज्यादा हो।

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🔷 4.2 Design for Safety and Reliability ➤ सुरक्षा और विश्वसनीयता हेतु डिज़ाइन

• Safety (सुरक्षा): उत्पाद से उपयोगकर्ता को कोई नुकसान न हो।

• Reliability (विश्वसनीयता): उत्पाद लंबे समय तक सही तरीके से कार्य करे।

उदाहरण:

• हेलमेट का डिज़ाइन ऐसा होना चाहिए कि सिर की सुरक्षा करे।

• एस्केलेटर या लिफ्ट – बिना रुकावट लंबे समय तक चलें।

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🔷 4.3 Role of Computers in Design ➤ कंप्यूटर की भूमिका

कंप्यूटर डिज़ाइन में बहुत मदद करते हैं:

• CAD (Computer-Aided Design) – डिज़ाइन बनाने के लिए

• CAM (Computer-Aided Manufacturing) – निर्माण प्रक्रिया में

• CAE (Computer-Aided Engineering) – विश्लेषण (Analysis) के लिए

लाभ:

• तेज़ और सटीक डिज़ाइन

• त्रुटियाँ कम

• 3D मॉडलिंग आसान

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🔷 4.4 Modeling and Simulation ➤ मॉडलिंग और सिमुलेशन

• Modeling: किसी उत्पाद का डिजिटल या भौतिक (physical) मॉडल बनाना।

• Simulation: उस मॉडल को कंप्यूटर पर विभिन्न परिस्थितियों में जांचना।

उदाहरण:

• कार डिज़ाइन करके कंप्यूटर पर टेस्ट करना कि दुर्घटना में उसका क्या असर होगा।

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🔷 4.5 Role of Models in Engineering Design ➤ इंजीनियरिंग डिज़ाइन में मॉडल की भूमिका

• जटिल उत्पादों को समझना आसान होता है

• त्रुटियों का पता चल जाता है

• अलग-अलग डिज़ाइन विकल्पों की तुलना की जा सकती है

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🔷 4.6 Mathematical Modeling ➤ गणितीय मॉडलिंग

• उत्पाद के व्यवहार को सूत्रों और समीकरणों द्वारा दर्शाना

• किसी डिज़ाइन का अंकगणितीय पूर्वानुमान (numerical prediction) मिल जाता है

उदाहरण:
ध्वनि प्रणाली में ध्वनि तरंग की गति = दूरी / समय

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🔷 4.7 Similitude and Scale Models ➤ समानता और स्केल मॉडल

• जब असली मॉडल बनाना महंगा या बड़ा होता है, तो उसका छोटा scale model बनाकर परीक्षण करते हैं।

• Similitude = व्यवहार में समानता होना चाहिए।

उदाहरण:

• हवाई जहाज़ का छोटा मॉडल बनाकर पवन सुरंग (wind tunnel) में टेस्ट करना।

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🔷 4.8 Concurrent Design ➤ समवर्ती डिज़ाइन प्रक्रिया

• डिज़ाइन, उत्पादन, गुणवत्ता और विपणन – सभी विभाग एक साथ काम करें।

• इससे समय और लागत की बचत होती है।

✍️ इसे ही Simultaneous Engineering भी कहते हैं।

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🔷 4.9 Six Sigma & Design for Six Sigma (DFSS) ➤ सिक्स सिग्मा और डिज़ाइन फॉर सिक्स सिग्मा

• Six Sigma: उत्पाद में 99.99966% तक शुद्धता या गुणवत्ता

• DFSS: उत्पाद डिज़ाइन करते समय ही उच्च गुणवत्ता सुनिश्चित करना

5 चरण (DMAIC):

1. Define

2. Measure

3. Analyze

4. Improve

5. Control

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🔷 4.10 Introduction to Optimization in Design ➤ डिज़ाइन में ऑप्टिमाइज़ेशन

• Optimization = सर्वोत्तम परिणाम प्राप्त करना (कम लागत, अधिक प्रदर्शन)

• डिज़ाइन में अलग-अलग विकल्पों में से सबसे बेहतर को चुनना।

उदाहरण:

• किसी ब्रिज डिज़ाइन में कम स्टील और अधिक मजबूती वाला डिज़ाइन चुनना।

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🔷 4.11 Financial Feasibility ➤ वित्तीय व्यवहार्यता

• क्या डिज़ाइन पर निवेश करना लाभदायक होगा?

• लागत बनाम लाभ का तुलनात्मक अध्ययन

• जोखिम और रिटर्न का विश्लेषण

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🔷 4.12 Design for Manufacturing ➤ निर्माण-योग्य डिज़ाइन

• डिज़ाइन ऐसा हो कि उसे आसानी से, जल्दी और सस्ते में बनाया जा सके।

• इसे DFM (Design for Manufacturing) कहते हैं।

लाभ:

• निर्माण में कम समय

• मशीनिंग आसान

• लागत में बचत

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🔷 4.13 Rapid Prototyping (RP) ➤ तीव्र प्रोटोटाइपिंग

• डिज़ाइन के अनुसार बहुत तेज़ी से मॉडल तैयार करना

• 3D Printing का इस्तेमाल आम है

• इससे डिज़ाइन को जल्दी जांचा जा सकता है

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🔷 4.14 Application of RP in Product Design ➤ उत्पाद डिज़ाइन में RP का उपयोग

• फिज़िकल मॉडल बनाकर ग्राहकों से फीडबैक लेना

• डिज़ाइन में जल्दी बदलाव करना

• उत्पादन शुरू करने से पहले सभी दोष निकाल देना

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🔷 4.15 Product Development vs Design ➤ उत्पाद विकास बनाम डिज़ाइन

विशेषता	डिज़ाइन (Design)	विकास (Development)
मुख्य कार्य	आकार, स्वरूप, कार्य तय करना	डिज़ाइन को असल उत्पाद में बदलना
तकनीकी फोकस	कलात्मक + इंजीनियरिंग	प्रोडक्शन, टेस्टिंग, मार्केटिंग
समय अवधि	आरंभिक चरण	डिज़ाइन के बाद का चरण