Закономерности и принципы формирования объектов проектирования
Оценка технико-экономической эффективности нового изделия
| Параметр оценка | Коэффициент весомости(qi) | Аналог | Новое изделие | ||
| Ai | qi *Ai | Ai’ | qi’ * Ai’ | ||
| n | |||||
| Интегральный технический показатель | |||||
| Интегральный экономический показатель |
Оценка технико-экономической эффективности по такому относительному показателю (последняя строчка таблицы) выполняется в соответствии с международными стандартами ISO 9000 (ГОСТ 40 9000). Подобное сравнение возможно только при наличии аналога (протектора).
Также как в архитектуре и в искусстве существуют общие закономерности проектирования, формируемые на основе эстетики и дизайна.
Созданная в 1725 г. Академия наук России отделением художественных ремесел заложила основы государственных требований в области проектирования. Во время постройки Петербурга реализуются первые примеры комплексного решения, интерьера, представляющих в эстетическом плане единое целое.
По Екатерининскому плану для крупных городов ее эпохи сложились официальные требования планировки:
1) радиально-лучевой;
2) с наличием центральной колоннады;
3) рыночная площадь.
В этот период появляется и продолжается изобилие форм западноевропейского барокко (от итал. – странный, причудливый). Дворцовая архитектура Российской империи сначала воплощается в архитектуре по местной. а затем выходит на улицы городов.
Основное стилевое направление в искусстве Европы конца XVII века – барокко. Только в XIX веке в стилевом развитии появляются основные направления:
1) продолжение традиций барокко, преходящие в классицизм и в ампир первой четверти XIX века;
2) поздний классицизм в середине XIX века;
3) эклектизм после отмены крепостного права в XIX веке. (1861 г. Александр II)
Классицизм (от лат. – образцовый) – это направление в искусстве и промышленности, использующее античность и ее наследование как норму в получении идеального образца.
Эклектизм – это направление, сочетающее разнородные стилевые элементы для оформления изделий искусства и промышленности.
Наряду с этими традиционными стилями в начале XX века зарождается новый модный стиль – модерн.
Модерн (от фран. – современный, новый) – стиль, который перешел в стиль 20-30х гг. конструктивизм.
Конструктивизм – это направление, выдвинувшее задачу реконструирования материальной среды обитания человека.
В области производства промышленных изделий в начале XX века серьезные исследования и результаты были в Германии в учебном центре «Баухаус» и в Советской России в организации «ВХУТЕМАС» ( высшие государственные художественно-технические мастерские). Он положил начало развития требований к промышленным изделиям в советской России. В 1927 г. он был реорганизован в «ВХУТЕИН» (всесоюзный художественный технический институт). «ВХУТЕИН» совместно с «Баухаус» сотрудничали.
Русская инженерная школа и до революции была первой из лучших в мире в направлении развития инженерного проектирования с элементами технического дизайна и эстетики.
В 1966 г. была создана единая система художественно-конструкторского проектирования под руководством ВНИИТЭ (всесоюзный научно- исследовательский институт технический эстетики).
Техническая эстетика – это научная дисциплина, изучающая закономерности формирования и развития предметной среды, предметных условий процессов деятельности человека во всех сферах его жизни. Она развивается на стыке наук: эстетики, социологии, социальной психологии, физиологии, эргономики, экономики и технологии производства.
Техническая эстетика решает следующие задачи:
1) Разработки принципов организации и формирования гармоничной оптимизированной предметной среды на основе существующих достижений;
2) Создание методики художественного проектирования и конструирования изделий и комплексов, отвечающих технико-экономическим требованиям;
3) Совершенствование функциональной и эргономической полезности изделия, а также его экономической эффективности;
4) Технические требования должны быть выполнены не хуже разработок аналога (прототипа).
| Производство |
| Потребление |
| Технология |
| Материалы |
| ФП |
| Эргономика |
| Эстетика |
| Экономика |
 |
Производство не может быть направленно в никуда. Производство удовлетворяет конкретную потребность в функции потребности с условием эстетического оформления этой функции потребления.
Потребление также должно основываться на эргономических законах использования этого изделия.
Производство также не может абстрактным, потому что реализует конкретную технологию, в этом отношении развития уровня технологии обеспечивает уровень производства. Производство также использует новые достижения в материалах, из которых осуществляется производство. Технология и материалы являются стоимостной частью производства.
В совокупности эти вопросы являются экономической частью любого проекта. Экспертиза изделий должна обеспечивать следующие требования:
1) изучение динамики потребности человека;
2) оценка выпускаемых изделий и изучение тенденции развития этих изделий;
3) проверка разработанных требований к схемам будущих изделий;
4) проверка экспериментальных образцов в лабораторных условиях;
5) проверка таких образцов путем изучения спроса, мнения потребителей.
| Экспертиза изделия |
| Социолог |
| Инженер |
| Художник |
| УП |
| ЦС |
| Оценка изделия |
| Качество изделия |
| Стандарты |
| Перспективные рекомендации |
Общественная необходимость изделия, его техническое совершенство и эстетическое достоинство стали неотъемлемой частью требований современному изделию. Объединение этих требований влияет на задание промышленности по проектированию и производству типов вещей, необходимых для потребления. Для них разрабатываются соответствующие нормативы и стандарты.
Элементы технической эстетики
Эстетика (чувственный, восприимчивый) – это философская наука, изучающая сферу эстетического, как специфическую часть проявления целостного отношения между человеком и окружающим миром, а также областью художественной деятельности человека. Поэтому появляется понятие технической эстетики.
Техническая эстетика изучает социально- культурные, технические и эстетические проблемы формирования гармоничной предметной среды, создаваемой средствами промышленного производства для обеспечения лучших условий труда, быта, отдыха людей.
Задачи технической эстетики:
1) реализация художественных возможностей в техническом изделии;
2) использование выразительных средств промышленного (технического) искусства, формы объектов, функциональные связи цвета, света и звука в пространственной композиции изделия;
3) реализация формы и функций стандарта декоративности и эстетической выразительности объекта.
| Функциональное назначение |
| Художественно-функциональное назначение |
| Чисто функциональная структура |
| Конструкция потребителя |
Конструкция потребителя существенно может отличаться от чисто функциональной ее реализации. Для перехода изделия в презентабельно реализуемую на рынке конструкцию появляются элементы технического дизайна. Эти элементы реализуют дополнительно художественно-функциональные элементы. Эти элементы придают конструкции закончены вид, ее построение. Художественное оформление конструкции может оказать существенное влияние на вид ее эстетического оформления. Каждое промышленное изделие требует информацию, нанесенную прямо на изделие или руководство эксплуатации изделия. В этом случае встает вопрос о видах надписей, их представления и шифрах. Существует 4 основных вида письма:
1) пиктографические – картинки иконки;
2) идеографические – иероглифо-графические;
3) слоговый;
4) буквенно-слоговый (фонематический).
Пиктографический вид письма не требует перевода. Для информации в нем создаются картинки, иконки, изображающие их смысловое значение. Пиктографический метод наиболее распространен в знаках дорожного движения. Этим методом создаются информационные блоки на любых конференциях , олимпиадах и симпозиумах.
Дорожные знаки:
1) запрещающие – красный тон;
2) приписывающие – синий силуэт;
3) рекомендующие – зеленый силуэт;
4) информационные.
Идеографический способ письма – это символьный способ представления как отдельных понятий, так и целых словесных сочетаний.
Слоговый и буквенно-слоговый означает, что существует алфавит как совокупность фонем. Буква – это графическое определение фонемы. Все алфавиты содержат основные фонемы определенного языка. Начинать изучение языка следует с выяснения каждой фонемы.
Основная информация сейчас существует в четвертом виде письма. В средневековье существовал единый научный язык – латынь, не требующий перевода на национальный язык. Для технических изделий должно быть удобоваримые инструкции на международных языках(английский язык).
Элементы теории управления технической конструкции
Основным анализатором восприятия человеческим организмом является зрительный анализатор (1). Вторым по значению является слуховой (15%). Третий – тактильный анализатор (5%). Через эти анализаторы человек воспринимает окружающий мир и реагирует на него. Время от момента появления интенсивного сигнала до ответа называется время реакции или время латентного периода.
Реакция для каждого анализатора различна:
Для 1 – 0,15-0,23 сек.
Для 2 – 0,12-0,18 сек.
Для 3 – 0,09-0,22 сек.
Наиболее широко используется зрительный анализатор, затем слуховой и редко тактильный.
Тактильный анализатор – это осязание, вкусовой рецептор, рецептор обоняния. При задействовании этих регуляторов следующая цепочка управления каждым устройством и переработки информации.
Выделяем следующие этапы:
1) восприятие показаний индикаторов;
2) преобразование показаний индикаторов;
3) сравнение 2 и 1 с программой работы;
4) принятие решений;
5) воздействие на органы управления;
6) перемещение элементов регулятора на приборе;
7) реакция аппаратуры на это перемещение;
8) работа по новой программе;
9) отображение режима работы на индикаторе.
Время обращения сигнала по контуру управления можно сократить до теоретических пределов, если создать оператору нормальные(комфортные) условия и специально натренировать его на управление данной аппаратуры.
Главное условие оптимального создания для оператора является:
1) выбор оптимального темпа передачи сигнала(частота передачи);
2) выбор физической природы сигнала (звуковой сигнал);
3) выбор рациональной схемы управления.
Темп работы определяется количеством информации в секунду, которую усваивает оператор. Это время составляет от 0,5 до 5 бит/с. При уменьшении скорости информации оператор «засыпает». При большом темпе происходит пропуск или искажение сигнала.
Где С1 – скорость осмысления информации;
С2 – скорость передачи информации;
А-В – эффективное осмысление информации при достаточной скорости ее передачи.
Простая незнакомая информация обрабатывается оператором со скоростью 3 бит/с. Если операции используют примитивные схемы управления, то лучше всего воспользоваться примитивным автоматом для обработки этой информации. Примитивный автомат обработки информации должен учитывать возможные нелегальные методы его использования.
Большое значение имеют индикаторные устройства, которые могут быть следующих типов:
1) круговые;
2) секторные;
3) линейные шкалы.
Различные анализаторы целесообразно использовать в следующих случаях:
1) зрительный анализатор – для решения задач самоориентирования и снятия показаний с многошкальных приборов;
2) слуховой анализатор – рационально использовать для обеспечения индивидуальной однокомпонентной связи. Для лучшей различимости рекомендуется использовать сигналы различные по частоте и уровню.
3) Тактильный анализатор – используется для тех случаях, когда заняты слух и зрение. Так называемые термолабильные структуры.
Характеристики сигналов в среде управления разделяются на следующие категории:
1) легкая – комфортная рабочая среда;
2) средняя – относительно комфортная рабочая среда;
3) тяжелая - экстремальная рабочая среда;
4) очень тяжелая – сверхэкстремальная рабочая среда.
Работа в легких и средних условиях может выполняться человеком в течение всего рабочего времени без заметной усталости.
Тяжелая и очень тяжелая работа требует сокращения времени работы и ограничение функций. Очень тяжелая работа – это работа в условиях экстремальной зоны, выполняется весьма ограниченное время и связана с опасностями для жизни.
Эргономика - это наука о работе, которая изучает функциональные возможности использования человека в трудовых процессах. Целью эргономики является совершенствование изделий труда и оптимизация условий труда.
ГОСТ 146-56-70 устанавливает 4 группы комплексных эргономических показателей:
1) гигиенические;
2) антропометрические;
3) физиологические и психофизиологические;
4) психологические.
Все показатели оцениваются и должны быть реализованы в конструкции изделий, которые выпускаются.
Гигиенический показатель определяет уровень освещенности, вентилируемости, влажности, запыленности воздуха, а также присутствия различных видов излучений и полей.
| Max 180 |
| Min 75 |
| 110-112 |
| 208-185 |
| 163-165 |
Психологический показатель определяется соответствием конструкции изделия следующим возможностям человека:
- скоростным;
- энергетическим;
- зрительным;
- слуховым;
- осязательным;
- обонятельным.
Психофизиологические нагрузки человека разделяют по:
1) вниманию;
2) анализаторным функциям.