خط تولید

مطالب دانشجویی مورد نیاز

• 2 کیسه کاغذی قهوه ای
• 5 قطعه کاغذ بازیافتی 8 "x 11"
• 1 مجموعه کامل از نشانگرهای رنگی یا مداد رنگی (حتماً شامل رنگ های آبی ، سبز ، قرمز ، نارنجی ، بنفش باشد)
• 1 نشانگر سیاه
• 2 فنجان در اندازه های مختلف یا سایر اشیا that قابل ردیابی برای ایجاد دایره (به عنوان مثال قطب نما)
• 1 خط کش 

مواد مورد نیاز معلم

• صفحه کار "آجر یک رنگ مونتاژ کنید" یا معیارهای آجر را روی یک صفحه مشترک بنویسید
• نمونه آجر رنگی
• کرونومتر ، تلفن یا تایمر دیگر

مواد تیمی مورد نیاز

• 30 کیسه کاغذی قهوه ای (30 تیم در هر تیم)
• پشته کاغذ بازیافتی 8 ”x 11”
• 1 مجموعه کامل نشانگر یا مداد رنگی (حتماً شامل آبی ، سبز ، قرمز ، نارنجی ، بنفش باشد)
• 1 نشانگر سیاه
• 2-4 مجموعه از 2 فنجان در اندازه های مختلف یا اشیا other دیگر و یا می توان آنها را ردیابی کرد تا دایره درست کنید (به عنوان مثال قطب نما)
• 4 حاکم
• 1 ساعت توقف

مواد مورد نیاز معلم

• کرونومتر ، تلفن یا تایمر دیگر

• کرونومتر ، تلفن یا تایمر دیگر

مواد

• کرونومتر ، تلفن یا تایمر دیگر

فرآیند: فعالیت 1

• شمارش تایمر را شروع کنید ، زیرا به دانشجویان دستور می دهید آجر خود را شروع کنند.
• با تکمیل آجر هر دانش آموز ، نام و زمان را ثبت کنید.

روند: فعالیت 2

• تایمر شمارش معکوس را به مدت 10 دقیقه تنظیم کنید.
• ثبت تعداد آجرهای هر تیم را ثبت کنید.

کار کردن روی خط مونتاژ

آیا تا به حال فکر کرده اید که کار روی خط مونتاژ چگونه است؟ در اینجا نگاهی می اندازیم که کار روی خط مونتاژ اتومبیل چگونه است. (فیلم 3:48)

منبع: جف گیلبرت ، کانال خبری YouTube News

1.7 میلیون آجر LEGO در هر ساعت!

داخل کارخانه LEGO سوئد بروید تا بیاموزید که فقط در عرض یک ساعت 1.7 میلیون آجر در یک خط مونتاژ تولید می شود. (فیلم 5:36)

منبع: کانال YouTube چگونه ساخته شده است

خط مونتاژ کوکاکولا در عمل!

تماشا کنید که قوطی های تعطیلات قطب شمال کوکاکولا از خط مونتاژ بیرون می آیند. (فیلم 1:21)

منبع: کانال یوتیوب شرکت کوکاکولا

چالش طراحی

شما یک تیم مهندس هستید که برای کمک به یک شرکت محلی اسباب بازی در اجرای روشهای صرفه جویی در وقت برای تولید "آجرهای رنگی" کار می کنید. هر یک از اعضای تیم شما در اسرع وقت آجر مخصوص خود را طراحی و ساخته می شود. سپس ، تیم با هم همکاری خواهند کرد تا یک خط مونتاژ را برای تولید آجر در اسرع وقت و کارآیی طراحی کنند.

معیارهای کنترل کیفیت

• آجر باید از 2 کیسه قهوه ای ساخته شود. یک کیسه باید با 4 قطعه کاغذ بازیافتی خرد شده کمی پر شود. کیف دیگر این کیف را می پوشاند.
• بزرگترین اضلاع آجر باید با نقاط پولکا پر شود (3 دایره بزرگ - 1 دایره و 3 دایره متوسط ​​- 1/2 "پراکنده در هر طرف). یک طرف باید دارای 3 دایره آبی و 3 دایره سبز باشد. طرف دیگر باید 3 دایره قرمز و 3 نارنجی داشته باشد.
• بالا و پایین آجر باید دارای 4 نوار عمودی 1/2 "بنفش با 1/2" در بین هر نوار باشد.
• در هر دو طرف آجر باید "آجرهای رنگی" با مارک سیاه نوشته شده باشد. حروف باید در طرفین و به طول 1 "و طول 5" قرار بگیرند.

محدودیت ها

فقط از مواد ارائه شده استفاده کنید.

روش

1. اولین فعالیت به صورت جداگانه انجام می شود. برای فعالیت دوم ، کلاس را به تیم های 2-4 نفره تقسیم کنید
2. کاربرگ های Assemble One Color Brick و Assembly Line Design Challenge را بهمراه برخی از ورق های کاغذ برای ترسیم طرح ها ، به اشتراک بگذارید.
3. درباره مباحث در بخش مفاهیم پیشینه بحث کنید.
4. فرایند طراحی مهندسی ، چالش طراحی ، معیارها ، محدودیت ها و مواد را مرور کنید. اگر زمان اجازه می دهد ، قبل از اجرای چالش طراحی ، "برنامه های واقعی جهان" را مرور کنید.
5. قبل از آموزش به دانش آموزان برای شروع طوفان مغزی و ترسیم طرح های خود ، از آنها بخواهید موارد زیر را در نظر بگیرند:
   - نحوه حفظ کنترل کیفیت ، ضمن حفظ کارایی
   - مراحل شما برای ساخت آجر باید به چه ترتیب یا توالی باشد؟
   - تعداد افراد تیم شما و تعداد وظایفی که باید انجام شوند
   - تفاوت بین مونتاژ یک محصول به صورت جداگانه در مقابل با یک خط مونتاژ
6. برای هر دانش آموز مواد خود را برای فعالیت فراهم كنید 1. سپس به هر تیم مواد خود را برای فعالیت 2 ارائه دهید.
7. برای فعالیت 1: توضیح دهید که دانش آموزان باید هرچه سریعتر با استفاده از معیارهای کنترل کیفیت ، آجر بسازند. برای فعالیت 2: توضیح دهید که تیم های دانشجویی باید از وسایل روزمره یک خط مونتاژ ایجاد کنند. با استفاده از خطوط مونتاژ ، دانشجویان با استفاده از معیارهای کنترل کیفیت ، در طول 10 دقیقه بلوک های بیشتری ایجاد می کنند.
8. مدت زمان لازم برای طراحی و ساخت را اعلام کنید (1 ساعت توصیه می شود).
9. برای اطمینان از به موقع بودن خود از تایمر یا کرونومتر آنلاین (ویژگی شمارش معکوس) استفاده کنید. (www.online-stopwatch.com/ تمام صفحه-ساعت-توقف). به دانشجویان مرتباً «چک زمان» بدهید تا آنها در انجام وظایف خود باقی بمانند. اگر آنها در تلاش هستند ، سالاتی بپرسید که سریعتر آنها را به راه حلی برساند.
10. دانش آموزان برای خط مونتاژ خود ملاقات می کنند و طرحی تهیه می کنند. آنها در مورد موادی که به آنها احتیاج دارند توافق می کنند ، برنامه خود را می نویسند / می کشند و برنامه خود را به کلاس ارائه می دهند. تیم ها ممکن است مواد نامحدودی را با تیم های دیگر تجارت کنند تا لیست قطعات ایده آل خود را تهیه کنند.
11. تیم ها طرح های خود را می سازند.
12. با تنظیم تایمر شمارش معکوس به مدت 10 دقیقه و ثبت تعداد آجرهای هر تیم ، طرح های خط مونتاژ را آزمایش کنید.
13. تیم ها باید تعداد آجرهای تکمیل شده را ثبت کنند.
14. به عنوان کلاس ، درباره س refالات انعکاس دانش آموز بحث کنید.
15. برای اطلاعات بیشتر در مورد این موضوع ، به بخشهای "برنامه های واقعی جهان" و "حفاری عمیق تر" مراجعه کنید.

تغییرات

• اندازه آجر را تغییر دهید (از کیسه های بزرگ کاغذی مواد غذایی قهوه ای استفاده کنید).
• در هنگام آزمایش خط مونتاژ ، موسیقی سرگرم کننده و سریعی پخش کنید.
• کارهای بیشتری مانند بسته بندی آجرها را در جعبه ای برای حمل اضافه کنید.
• به جای دیدن اینکه هر تیم در 10 دقیقه چقدر آجر درست می کند ، به دانش آموزان بگویید که باید تعداد مشخصی آجر درست کنند و ببینند که هر تیم چقدر طول می کشد.

انعکاس دانشجویی (دفتر مهندسی)

1. ساخت آجر 1 رنگ چقدر طول کشید؟
2. آسان ترین کار چیست و چرا؟
3. چالش برانگیزترین کار چه بود و چرا؟
4. آیا راهی آسان تر و / یا سریعتر برای ساخت آجر وجود دارد؟ اگر بله ، توصیف کنید

این درس را می توان در کمتر از 1 دوره کلاس برای دانش آموزان مسن انجام داد. با این حال ، برای کمک به دانش آموزان از احساس عجله و تضمین موفقیت دانش آموزان (به ویژه برای دانش آموزان جوان) ، این درس را به دو دوره تقسیم کنید و به دانشجویان فرصت بیشتری برای طوفان فکری ، آزمایش ایده ها و نهایی کردن طرح آنها دهید. تست و تست را در دوره کلاس بعدی انجام دهید.

• خط تولید
  یک فرآیند تولید که در آن محصول با اضافه کردن قطعات به ترتیب مونتاژ می شود.
• محدودیت ها
  محدودیت های مربوط به مواد ، زمان ، اندازه تیم و غیره
• نوار نقاله
  کمربندی که توسط غلطک حرکت داده می شود و برای انتقال اشیا from از یک مکان به مکان دیگر استفاده می شود.
• ضوابط
  شرایطی که طرح باید مانند اندازه کلی آن و غیره رعایت کند.
• بهره وری
  توانایی جلوگیری از اتلاف مواد ، انرژی ، تلاش ، پول و زمان در تولید محصول.
• مورد تأیید
  مخترعین و مشکلات گشایان جهان. XNUMX تخصص اصلی در مهندسی شناخته شده اند (اینفوگرافیک را ببینید).
• فرآیند طراحی مهندسی
  مهندسان فرآیند برای حل مشکلات استفاده می کنند.
• عادات مهندسی ذهن (EHM)
  شش راه منحصر به فرد که مهندسان فکر می کنند.
• تکرار
  آزمایش و طراحی مجدد یک تکرار است. تکرار (تکرارهای متعدد).
• ساخت
  استفاده از افراد ، ماشین آلات و ابزارها برای تبدیل کالاهای خام به محصولات نهایی.
• تولید توده ای
  تولید مقیاس بزرگ یک محصول.
• نمونه اولیه
  یک مدل کاری از محلول مورد آزمایش.
• کنترل کیفیت
  روشی یا مجموعه ای از رویه ها برای اطمینان از پایبندی یک محصول تولیدی به مجموعه معیارهای کیفیت مشخص شده است.

اتصال به اینترنت

• خط مونتاژ کارخانه کرایولا: مداد رنگی چگونه ساخته می شود
• خط مونتاژ تجربه آمریکایی PBS

خواندن توصیه می شود

• هنری فورد و خط مونتاژ (شابک: 978-1584151739)
• خط مونتاژ (شابک: 978-0618484379)
• Lean Assembly: مهره ها و پیچ و مهره های ساخت عملیات جریان مونتاژ (شابک: 978-1563272639)

فعالیت نوشتن

یک "مقاله توضیحی" بنویسید که مراحل مراحل خط مونتاژ را توصیف می کند.

تراز به چهارچوب برنامه درسی

توجه داشته باشید: برنامه های درسی در این مجموعه با یک یا چند مجموعه از استانداردهای زیر مطابقت دارد:  

• استانداردهای آموزش علوم ایالات متحده (http://www.nap.edu/catalog.php?record_id=4962)
• استانداردهای علمی نسل بعدی ایالات متحده (http://www.nextgenscience.org/) 
• استانداردهای سواد فناوری انجمن بین المللی آموزش فناوری (http://www.iteea.org/TAA/PDFs/xstnd.pdf)
• اصول و معیارهای شورای ملی معلمان ریاضیات ریاضیات مدارس ایالات متحده (http://www.nctm.org/standards/content.aspx?id=16909)
• استانداردهای هسته هسته ای مشترک ایالات متحده برای ریاضیات (http://www.corestandards.org/Math)
• استانداردهای علوم کامپیوتر K-12 انجمن معلمان علوم کامپیوتر (http://csta.acm.org/Curriculum/sub/K12Standards.html)

استانداردهای ملی آموزش علوم کلاس K-4 (سنین 4 تا 9 سال)

استاندارد استاندارد E: علم و فناوری  

در نتیجه فعالیت ها ، همه دانش آموزان باید رشد کنند 

• توانایی تشخیص بین اشیا natural طبیعی و اشیا objects ساخته شده توسط انسان  

استاندارد G محتوا: تاریخ و ماهیت علم 

در نتیجه فعالیت ها ، همه دانش آموزان باید درک درستی از آنها داشته باشند 

• علم به عنوان یک تلاش انسانی  
• تاریخ علم

استانداردهای ملی آموزش علوم کلاس 5-8 (سن 10 - 14)

استاندارد استاندارد E: علم و فناوری 

در نتیجه فعالیت ها ، همه دانش آموزان باید رشد کنند 

•  توانایی طراحی فن آوری  
•  تفاهماتی در مورد علم و فناوری

استاندارد G محتوا: تاریخ و ماهیت علم 

در نتیجه فعالیت ها ، همه دانش آموزان باید درک درستی از آنها داشته باشند 

• علم به عنوان یک تلاش انسانی  
• تاریخ علم

استانداردهای ملی آموزش علوم پایه های 9-12 (سن 14-18)

استاندارد استاندارد E: علم و فناوری 

در نتیجه فعالیت ها ، همه دانش آموزان باید رشد کنند 

• توانایی طراحی فن آوری  
• تفاهماتی در مورد علم و فناوری  

استاندارد G محتوا: تاریخ و ماهیت علم 

در نتیجه فعالیت ها ، همه دانش آموزان باید درک درستی از آنها داشته باشند 

• دیدگاه های تاریخی

استانداردهای علوم نسل بعدی نمرات 3-5 (سنین 8-11)

طراحی مهندسی 

دانش آموزانی که درک درستی از خود نشان می دهند می توانند:

• 3-5-ETS1-1. یک مسئله ساده طراحی را منعکس کننده یک نیاز یا خواسته تعریف کنید که شامل معیارهای مشخص شده برای موفقیت و محدودیت در مواد ، زمان یا هزینه باشد.
• 3-5-ETS1-2. تولید و مقایسه چندین راه حل ممکن برای یک مسئله بر اساس میزان مناسب بودن هریک از معیارها و محدودیت های مسئله.

استانداردهای علوم نسل بعدی نمرات 3-5 (سنین 8-11)

طراحی مهندسی 

• 3-5-ETS1-3. برنامه ریزی و انجام آزمایش های منصفانه که در آن متغیرها کنترل می شوند و نقاط شکست برای شناسایی جنبه های یک مدل یا نمونه اولیه قابل بهبود در نظر گرفته می شوند.

استانداردهای علوم نسل بعدی نمرات 6-8 (سنین 11-14)

طراحی مهندسی 

دانش آموزانی که درک درستی از خود نشان می دهند می توانند:

• MS-ETS1-2 ارزیابی راه حل های طراحی با استفاده از یک فرایند سیستماتیک برای تعیین میزان مطابقت آنها با معیارها و محدودیت های مسئله.

استانداردهای سواد فناوری - همه اعصار

فناوری و جامعه 

• استاندارد 7: دانش آموزان درک درستی از تأثیر فناوری بر تاریخ خواهند داشت. 

طرح 

• استاندارد 10: دانش آموزان درک درستی از نقش عیب یابی ، تحقیق و توسعه ، اختراع و نوآوری و آزمایش در حل مسئله خواهند داشت.

سناریو

یک شرکت اسباب بازی محلی از تیم های مهندسی خواسته است تا روش های صرفه جویی در وقت را برای کمک به آنها در برآوردن خواسته های تولید محبوب ترین محصول خود - "آجرهای رنگی" به کار گیرند. این اسباب بازی کودک نوپا از کیف های قهوه ای بازیافتی ساخته شده و بسیار محبوب بوده است. آنها دائماً در حال فروش هستند! شرکت اسباب بازی فقط در مدت 3 روز نیاز به سفارش یک میلیون آجر رنگی دارد!

آجر یک رنگ را جمع کنید

ببینید با چه سرعتی می توانید آجر یک رنگ را جمع کنید و هنوز معیارها را برآورده کنید. 

ضوابط

• آجر باید از 2 کیسه قهوه ای تشکیل شده باشد.
• آجر باید با 4 قطعه کاغذ بازیافتی پر شود (کمی خرد شود و در یک کیسه پر شود. کیسه دیگر این کیسه و کاغذ خرد شده را می پوشاند)
• بزرگترین اضلاع آجر باید با نقاط پولکا پر شود. (3 دایره بزرگ 1 ”و 3 دایره متوسط ​​0.5” در هر طرف پراکنده). یک طرف باید دارای 3 دایره آبی و 3 دایره سبز باشد. طرف دیگر باید 3 دایره قرمز و 3 نارنجی داشته باشد.
• بالا و پایین آجر باید دارای 4 نوار عمودی 0.5 "بنفش با 0.5" در بین هر نوار باشد.
• هر دو طرف آجر باید داشته باشد آجرهای رنگی با مارک سیاه نوشته شده است. حروف باید در طرفین و به طول 1 "و طول 5" قرار بگیرند.

محدودیت

• فقط از مواد ارائه شده استفاده کنید.

انعکاس

1) ساخت آجر 1 رنگ چقدر طول کشید؟

2) آسان ترین کار چیست و چرا؟

3) چالش برانگیزترین کار چه بود و چرا؟

4) آیا روش ساختن آجر آسانتر و یا سریعتر وجود دارد؟ اگر بله ، توصیف کنید

چالش طراحی

سناریو

یک شرکت اسباب بازی محلی از تیم های مهندسی خواسته است تا روش های صرفه جویی در وقت را برای کمک به آنها در برآوردن خواسته های تولید محبوب ترین محصول خود - "آجرهای رنگی" به کار گیرند. این اسباب بازی کودک نوپا از کیف های قهوه ای بازیافتی ساخته شده و بسیار محبوب بوده است. آنها دائماً در حال فروش هستند! شرکت اسباب بازی فقط در مدت 3 روز نیاز به سفارش یک میلیون آجر رنگی دارد! آنها قرارداد را به تیم مهندسی اعطا می کنند که می تواند در هنگام برآورده کردن محدودیت های کنترل کیفیت ، سریعترین آجر را ایجاد کند. 

چالش طراحی

هر تیم (تقریباً 8-10 در هر تیم) یک فرایند خط مونتاژ را طراحی می کند که در 10 دقیقه حداکثر "آجر رنگی" ایجاد می کند و هنوز هم تمام محدودیت های کنترل کیفیت را برآورده می کند.

ضوابط

• هر آجر باید از 2 کیسه قهوه ای تشکیل شده باشد.
• هر آجر باید با 4 قطعه کاغذ بازیافتی پر شود (خرد شده و داخل یک کیسه پر شود. کیسه دیگر این کیسه و کاغذ خرد شده را می پوشاند.)
• بزرگترین اضلاع آجر باید با نقاط پولکا پر شود. (3 دایره بزرگ 1 ”و 3 دایره متوسط ​​0.5” در هر طرف پراکنده). یک طرف باید دارای 3 دایره آبی و 3 دایره سبز باشد. طرف دیگر باید 3 دایره قرمز و 3 نارنجی داشته باشد.
• بالا و پایین آجر باید دارای 4 نوار عمودی 0.5 "بنفش با 0.5" در بین هر نوار باشد.
• هر دو طرف آجر باید داشته باشد آجرهای رنگی با مارک سیاه نوشته شده است. حروف باید در طرفین و به طول 1 "و طول 5" قرار بگیرند.

ضوابط

• شما فقط باید از مواد ارائه شده استفاده کنید. 

مرحله برنامه ریزی

به صورت تیمی ملاقات کنید و درمورد مشکلی که باید حل کنید صحبت کنید. سپس فرایندی را برای حل چالش توسعه داده و درباره آن توافق کنید. شما باید تعیین کنید که از چه موادی می خواهید استفاده کنید.

طرح خود را در زیر ترسیم کنید و مطمئن شوید که شرح و تعداد قطعاتی را که قصد استفاده از آن را دارید نشان دهید.

چالش طراحی

طرح های طوفان فکری برای خط مونتاژ شما:

طراحی خط مونتاژ تیم انتخاب شده:

فاز ساخت و ساز

خط مونتاژ خود را بسازید. در حین ساخت ممکن است تصمیم بگیرید که به مواد اضافی نیاز دارید یا اینکه طرح شما باید تغییر کند. این درست است - فقط یک طرح جدید درست کنید و در لیست مواد خود تجدید نظر کنید.

مرحله آزمایش

هر تیم خط مونتاژ خود را آزمایش می کند. اگر طرح و روند شما ناموفق بود ، دوباره طراحی کنید و دوباره تست کنید. ادامه دهید تا از راه حل خود راضی باشید. تست های تیم های دیگر را ببینید و ببینید که چگونه طراحی های مختلف آنها کار می کند.

طرح نهایی خود را ترسیم کنید

مرحله ارزیابی

نتایج تیم های خود را ارزیابی کنید ، کاربرگ ارزیابی را تکمیل کنید و یافته های خود را به کلاس ارائه دهید.

1) آیا ترتیب کارهای خط مونتاژ شما موفقیت آمیز بود؟ اگر نه ، چرا؟

2) آیا افراد کافی در خط مونتاژ خود داشتید که در یک کار متخصص داشته باشید؟ در غیر این صورت ، اگر تعداد افراد بیشتری داشتید چگونه خط مونتاژ شما تغییر می کرد؟

3) آیا گروه شما از معیارهای کنترل کیفیت برخوردار بوده است؟ اگر نه ، چرا؟

4) اگر وقت بیشتری داشته باشید یا لوازم مختلف چه چیزهایی را اضافه می کنید ، تغییر می دهید یا اینکه متفاوت انجام دهید؟

5) آیا سریع رفتن و هنوز رعایت معیارهای کنترل کیفیت سخت بود؟ چه چیزی برای بهبود نیاز است؟

6) آیا تیم شما هماهنگ و کارآمد با هم کار کردند؟

7) مزایای روش خط مونتاژ در مقایسه با مونتاژ محصول به صورت جداگانه چیست؟

• سواحیلی