I. CÁC NGUYÊN TẮC TỐI ƯU

1. Nguyên tắc lặp đi lặp lại

- Để giải quyết vấn đề kĩ thuật, các bước thiết kế được thực hiện theo một trình tự nhất định.

- Mỗi bước trong quá trình thiết kế cần:

+ Thực hiện đầy đủ.

+ Theo đúng thứ tự và phương pháp.

+ Được lặp đi lặp lại thường xuyên.

=> Mục tiêu là để đảm bảo giải pháp tối ưu.

- Hành động lặp đi lặp lại này của các sản phẩm trung gian trong từng giai đoạn nhằm mục đích:

+ Kiểm tra.

+ Điều chỉnh.

+ Cải tiến.

+ Kiểm soát.

- Các giai đoạn đề xuất, đánh giá, lựa chọn giải pháp; phát triển nguyên mẫu và kiểm tra giải pháp là những bước có tính lặp lại cao.

=> Nguyên lí lặp đi lặp lại rất quan trọng và là yếu tố cốt lõi trong thiết kế kĩ thuật.

2. Nguyên tắc đơn giản hóa

- Đối với một vấn đề hoặc nhu cầu, thường có nhiều giải pháp khác nhau về ý tưởng và công nghệ.

- Trong các giải pháp đáp ứng được yêu cầu, nên ưu tiên những giải pháp đơn giản nhất.

- Trước khi lựa chọn giải pháp, luôn cần đặt câu hỏi:

+ Có giải pháp nào thay thế đơn giản hơn không?

- Nguyên tắc đơn giản hóa giúp giải pháp dễ tiếp cận, dễ hiểu và dễ áp dụng trong thực tế.

- Nghiên cứu và phân tích kĩ lưỡng các giải pháp hiện có và đề xuất là cơ sở quan trọng để đơn giản hóa thiết kế kĩ thuật.

- Tính đơn giản của một sản phẩm thể hiện qua:

+ Hình thức, kết cấu, chức năng của sản phẩm.

+ Thao tác lắp đặt, sử dụng, bảo dưỡng và sửa chữa sản phẩm.

3. Nguyên tắc giải pháp tối ưu

- Trong thiết kế kĩ thuật, có nhiều giải pháp khác nhau giải quyết một vấn đề đã được xác định.

- Trong các giải pháp đó, việc có được một giải pháp hoàn hảo là điều khó đạt được.

=> Giải pháp tối ưu chính là mục tiêu thực tế của thiết kế kĩ thuật.

- Giải pháp tối ưu được xây dựng dựa trên việc xem xét và phân tích kĩ lưỡng các yếu tố ràng buộc trong quá trình thiết kế như:

+ Thời gian.

+ Chi phí.

+ Công nghệ.

+ Nguồn lực thực hiện.

+ Những tác động về môi trường.

+ Đặc biệt là nhu cầu người dùng, khách hàng.

- Ví dụ:

+ Giới hạn về ngân sách có thể dẫn đến quyết định lựa chọn công nghệ, vật liệu và các tính năng của sản phẩm ở mức vừa phải trong quá trình thiết kế.

4. Nguyên tắc tối thiểu tài chính

- Mục tiêu thiết kế sản phẩm chất lượng với chi phí thấp.

- Ý nghĩa:

+ Giúp giải quyết nhiều vấn đề.

+ Đáp ứng được nhiều nhu cầu của xã hội, con người với một nguồn lực tài chính có hạn.

- Khi có nhiều giải pháp đáp ứng yêu cầu ở mức độ tương đương, ưu tiên lựa chọn giải pháp có chi phí thấp.

- Nguyên tắc này cần tuân thủ trong quá trình trong cả quá trình thiết kế và sản xuất sản phẩm.

II. CÁC NGUYÊN TẮC PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG

1. Nguyên tắc tiết kiệm tài nguyên

- Mọi vật liệu sử dụng trong thiết kế đều có nguồn gốc từ tài nguyên thiên nhiên.

- Phân tích vòng đời sản phẩm trong mọi giai đoạn:

+ Giai đoạn thiết kế, sản xuất, sử dụng, thải loại đều tiêu thụ vật liệu và năng lượng.

=> Giúp giảm thiểu khai thác tài nguyên thiên nhiên, hướng tới mục tiêu phát triển bền vững.

- Trong quá trình thiết kế, cần:

+ Tính toán sử dụng lượng vật liệu ít nhất có thể mà vẫn đảm bảo độ bền và tuổi thọ của sản phẩm.

- Các giải pháp thiết kế cần hướng tới việc:

+ Tiết kiệm nhiên liệu, vật liệu và năng lượng trong cả quá trình sản xuất và sử dụng sản phẩm.

2. Nguyên tắc bảo vệ môi trường

- Sản phẩm kĩ thuật được tạo ra từ một hoặc nhiều loại vật liệu (tái tạo hoặc không tái tạo).

- Sử dụng nhiều vật liệu không tái tạo gây hại cho môi trường.

- Sử dụng vật liệu không tiết kiệm khi thiết kế kĩ thuật sẽ dẫn tới:

+ Cạn kiệt tài nguyên thiên nhiên.

+ Tăng giá sản phẩm.

- Thiết kế cần ưu tiên vật liệu tái chế, tái sử dụng và vật liệu thông minh.

- Năng lượng sản xuất phần lớn từ đốt nhiên liệu không tái tạo (dầu mỏ, than).

- Đốt nhiên liệu tạo ra khí và hợp chất gây ô nhiễm.

- Ô nhiễm còn do rác thải từ sản phẩm bị loại bỏ.

- Thiết kế kĩ thuật cần tuân thủ bảo vệ môi trường và phát triển bền vững.

- Nguyên tắc này cần được thực hiện xuyên suốt trong:

+ Mỗi giai đoạn của quá trình thiết kế.

+ Sản xuất và sử dụng sản phẩm, giải pháp công nghệ ở hai khía cạnh:

• Vật liệu sử dụng.
• Năng lượng tiêu thụ.

- Để đáp ứng nguyên tắc này, thường sử dụng:

+ Vật liệu tái chế, vật liệu thông minh thân thiện môi trường và năng lượng tái tạo.

- Dưới đây là các hướng dẫn thiết kế theo hướng bảo vệ môi trường: