Основы художественного конструирования.

Эргономика

Эргономика (от греческого ergon – работа и nomos – закон) – научная дисциплина, комплексно изучающая человека (группу людей) в конкретных условиях его (их) трудовой деятельности с использованием технических средств.

Цель эргономики – оптимизация предметного содержания, орудий, условий и процессов труда, повышение привлекательности и удовлетворенности трудом

(рис. 12.1).

Эргономика решает проблемы:

· распределения функций в системе;

· соотношения деятельности человека с функционированием технической системы и ее элементов;

· распределения и согласования функций между людьми при выполнении рабочих задач;

· проектирует или организует деятельность человека или группы людей с техническими системами и ее элементами;

· обосновывает требования к указанным средствам деятельности и условиям ее осуществления;

· разрабатывает методы реализации этих требований в процессе проектирования и использования систем.

И так объектом изучения эргономики является система «человек—машина».

Система «человек—машина» относится к числу основных понятий эргоно-

мики, в которой фиксируются существенные признаки данного объектов класса.

Оператор в системе «человек – машина». Для лучшего понимания специфики операторского труда полезно рассмотреть его в ряду других рабочих и инженерных профессий, при этом привести следующую типологию таких работников:

1) работающие с помощью автоматов (рабочие АСУ, операторы);

2) с помощью машин, станков, механизированного инструмента;

3) работающие вручную при машинах и механизмах (подсобные рабочие, грузчики);

Эстетический анализ объекта

Эргономический анализ объекта (машины) тесно связан с эстетическим анализом: к примеру, создание цветового климата в интерьере и цветовое решение оборудования – должны рассматриваться не только с позиций красоты и гармонии, но в аспектах создания определённого эмоционального настроя «человека–оператора» и закономерностей его зрительного восприятия.

Эстетическим анализ можно выполнить лишь после серьёзного изучения всех его утилитарных качеств и особенностей.

Эстетическим анализ требует знания основ теории композиции, тенденций развития объектов данного вида, особенностей восприятия цвета, наличие чувства материала и стиля, профессионального художественного вкуса и т.д.

Принципы “нравится – не нравится”, ”красиво – не красиво” – неприемлемы.

Эстетический анализ позволяет выявить: объёмно-пространственную струк-

туру объекта; тектонику (художественное выражение закономерностей); гармо-

ничность формы; цветовое решение.

Для оценки художественно–конструкторского решения применяют показатели:

1. Информационная выразительность которая характеризует способность объекта отражать в своей форме действующие в обществе эстетические представления и культурные нормы, такие как, например: оригинальность ( отличие от аналогов ); стилевое соответствие (устойчивые признаки формы соответствующие определённому периоду); соответствия моде ( внешний вид, соответствие временно господствующим эстетическим вкусам); рациональность формы (соответствие назначению, конструкции, технологии изготовления и применяе-

мым материалам).

2. Целостность композиции – характеризует гармоническое единство частей и целого, органическую взаимосвязь элементов формы объекта и его согласованность с формой окружающих объектов.

3. Совершенство производственного исполнения и стабильность товарного вида – характеризуются чистотой выполнения контуров, округлений и сочленений элементов, тщательность нанесения покрытий и отделки поверхностей, чёткость исполнения фирменных знаков и указателей, комплекта эскизно–технологической документации и информационных (рекламных) материалов, устойчивость к повреждениям.

Можно сказать, что внешние поверхности объекта, их отделка и окраска являются основными элементами, создающими его эстетическое восприятие. При художественно–конструкторской отработке этих элементов необходимо выполнять следующие требования:

· к форме объекта (машины):

форма обладает двумя свойствами: она материальна и пространственна.

Материальная форма – это объём, ограничивающий часть пространства определённых размеров и конфигурации.

Объём и пространство – равноправные элементы композиции.

Объём должен выражать внутренние закономерности, свойственные объекту, отражать его функционально-конструктивную основу, а также в определённой закономерности развиваться в пространстве, – таким образом, чтобы, видя форму изделия в одной проекции, можно было представить, как она выглядит в других.

Основные категории композиции тесно взаимосвязаны. Нарушение тектоники – ложное отражение работы конструктивной основы, нарушает органическую связь элементов объекта.

Такие нарушения возникают, когда (инженер-конструктор) рассматривает форму только её технической основы – как бы «изнутри» или (оформитель) – только «снаружи».

Дизайнер идёт к форме одновременно «изнутри» и «снаружи» – в итоге создаёт целостное, гармоничное изделие.

Внешние очертания объекта должны быть простыми и строгими. Например, единство формы и содержания для внешних рабочих органов; предпочтительная форма – простая геометрическая фигура, острые углы скругляются, но большой радиус скругления визуально «утяжеляет» конструкцию. Простая форма облегчает удаление загрязнений.

Пропорции отдельных частей обеспечивают выделением в конструкции вертикальных или горизонтальных линий. При этом учитывают, что вертикальные линии делают объект визуально «выше», а горизонтальные «ниже».

Форма объекта в целом должна быть гармонически увязана с формой пультов управления.

Элементы внешней поверхности объекта: петли и ручки крышек (люков, дверей), крышки и кожухи для подвижных частей не должны выделяться на фоне наружной поверхности. Петли и ручки должны быть тщательно обработаны: гальваническое покрытие или покрашены.

к отделке и окраске объекта (машины):

1) окраска объекта должна соответствовать его конструкции, и не совпадать с окраской помещения (или окружающей среды);

2) пёстрая окраска вносит впечатление беспорядочности и «дробности» конструкции;

3) тёмная окраска создаёт впечатление тяжести и грязи, светлые – впечатление лёгкости; тёмные – только для окраски фундаментов и несущих конструкций;

4) травмоопасные детали и части изделий окрашивают в яркие, предупреждающие цвета; для движущихся элементов оборудования (столы, салазки), подвижных объектов следует применять «растигровку», которая активизирует внимание окружающих;

5) органы управления окрашивают в яркие, хорошо различимые цвета;

6) внутренние поверхности корпусных деталей окрашивают для облегчения сборки в светлые цвета; двери, люки, откидные панели – в яркие цвета, чтобы они отчётливо выделялись в открытом положении;

7) объекты, излучающие тепло, окрашивают в серебренный или голубой цвета.

На восприятие формы и цвета значительно влияет освещение.

Основные требования к искусственному освещению рабочих мест:

1) предпочтительны индивидуальные светильники, расположенные посередине длины рабочей зоны на высоте 1900–2000 мм от пола и на расстоянии 150–200 мм от переднего края рабочей зоны (работа стоя). При других работах индивидуальные светильники устанавливаются оператором в желаемом положении относительно рабочей зоны;

2) блестящие предметы следует освещать рассеянным светом; мелкие тёмные предметы лучше видны на светлом фоне, светлые – на тёмном;

3) свет должен падать на поверхность предмета под небольшим углом, это лучше выявляет фактуру;

4) прозрачные предметы должны быть освещены сзади;

5) необходимо избегать резкой контрастности в освещённости объекта (местное освещение) и окружающего фона (общее освещение);

6) необходимо исключать участки с повышенной отражательной способносью, а также – ритмическое чередование тёмных и светлых поверхностей в поле зрения. Это снимает у работающих так называемые послеобразы, человек видит какой–то яркий предмет, в то время как он уже ушёл из поля зрения. Послеобразы снимаются применением дополнительных цветов.

Заключение

Машиностроение играет важную роль в экономике Российской Федерации, оно оказывает значительное влияние на социально-экономическое и теническое развитие страны.

Значимость машиностроения особенно возрастает с учетом того, что среди

основных задач, стоящих перед промышленностью, актуальными являются внедрение новых ресурсосберегающих технологий, а также развитие глубокой переработки минерально-сырьевых ресурсов. Для успешного их решения нужны машины, механизмы и оборудование новых модификаций.
Кроме того, активная часть основных производственных фондов - конечный продукт деятельности машиностроительной отрасли - быстро морально стареет. Это диктует необходимость осуществления комплекса мероприятий по обновлению парка применяемых станков, машин, механизмов и т. п.

В соответствии со своей значимостью машиностроение следует считать одной из приоритетных отраслей в развитии общественного производства.

Создать новую машину - это значит сделать точные расчеты всех ее деталей (а их иногда несколько тысяч), вычертить и размножить огромное количество чертежей, это только под силу коллективу специалистов.

Над созданием машины трудятся целые конструкторские бюро – КБ, а иногда и несколько КБ сразу.

Например, агрегаты для крупных гидроэлектростанций разрабатывают два главных специализированных конструкторских бюро: одно конструирует турбину, другое - электрический генератор. И при этом они используют множество двигателей, приборов и аппаратов, созданных в других конструкторских бюро.

Все крупные отрасли техники имеют свои специализированные КБ. При этом КБ может быть самостоятельной организацией и обслуживать несколько заводов данной отрасли, а может быть отделом завода и разрабатывать машины только для своего предприятия.

Человек не может быть специалистом сразу во многих областях техники.

Поэтому внутри конструкторских бюро тоже существует разделение труда. Над созданием одной машины работают сотни людей различных профессий. Так, конструкторы - специалисты по двигателям разрабатывают двигатели, конструкторы-автоматчики - автоматические устройства, специалисты по приводу конструируют редукторы, коробки скоростей; электрики подбирают электрооборудование и составляют электрические схемы. Но вся их работа подчинена единой задаче - созданию новой машины.

Библиографический список

1. Аксенова В.Ю. Эволюция патентного права Российской империи и его соотношение с международной практикой охраны изобретений конца ХIХ века. В.Ю. Аксенова - М.: ИНИЦ Роспатента, 2003.

2. Боголюбов А.И. Роль изобретений в эволюции машин: Вопросы изобретательства N 11, 12/ А.И. Боголюбов - 1989.

3. Васильев А.А. Металлические конструкции. А.А. Васильев– М.: Стройиздат, 1976.

4. Гестрин Б.И. История техники: учебное пособие/ Б.И. Гестрин, С.А. Яценко.- Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2008.

5. Гестрин Б.И. Технология машиностроения, производство и ремонт ПТМ СДМ: учебное пособие/ Б.И. Гестрин.– Иркутск: изд-во ИрГТУ 2004.

6. Гестрин Б.И. Управление техническими системами: учебное пособие/ Б.И. Гестрин.– Иркутск: изд-во ИрГТУ 2005.

7. Джонсон Н. Статистика и планирование эксперимента в технике и науке. Н. Джонсон, Ф. Лион– М.: «Мир», 1980.

8. Зинченко В.П. Образование, культура, сознание / Философия образования для ХХI века / Под ред. Н.Н. Пахомова и Ю.Б. Тупталова. М.: Исследовательский центр по проблемам управления качеством подготовки специалистов, 1992.

9. Зинченко В.П. Основы эргономики. В.П. Зинченко, В.М. Мунипов -М.: изд-во МГУ, 1979

10. Зинченко В.П. Эргономика. Ориентированное на человека проектирование. В.П. Зинченко, В.М. Мунипов -М.: Тривола, 1995.

11. Единая система конструкторской документации. Общие правила выполнения чертежей, сборник ГОСТов. - М.: Издательство стандартов, 1991.

12. Кассандрова О.Н. Обработка результатов наблюдений. Кассандрова О.Н., В.В Лебедев. – М.: «Наука», 1970.

13. Никольский Л.П. Техническое черчение и машиностроительные чертежи. Л.П. Никольский, Л. Н. Никольская -Л: Судостроение, 1987.

14. Основы инженерной психологии. Учебник / Под ред. Б.Ф. Ломова. М.: Высшая школа, 1986.

15. Стрелков Ю.К. Психологическое содержание операторского труда. Ю.К. Стрелков -М.: Российское психологическое общество, 1999.

16. Федоренко В.А., Шошин А.И. Справочник по машиностроительному черчению, 14-е изд. В.А. Федоренко, А.И. Шошин -Л.: Машиностроение, 1982.

Основы художественного конструирования.

До сих пор мы говорили об инженерном конструировании: инженер–конструктор обеспечивает взаимодействие узлов и деталей машины, её высокие эксплуатационные характеристики, максимальный КПД, минимальную материалоёмкость (при оптимальной прочности и жёсткости) и высокий уровень технологичности.

Художественное конструирование возникло в среде инженерного конструирования в связи с развитием массового производства изделий, непосредственно предназначенных для использования человеком, а также в связи с общим повышением потребительских требований к качеству промышленных изделий.

Иначе говоря, промышленные изделия, прошедшие художественно – кон-структорскую разработку должны быть полезными и красивыми.

Поэтому художник – конструктор обеспечивает, зрительную целостность формы изделия, правильное выражение в форме изделия его назначения и способа его эксплуатации, соответствие (соразмерность) изделия человеку, отражение в форме изделия признаков господствующего в настоящий момент стиля в формообразовании изделий данного вида.

Художественное конструирование – комплексная междисциплинарная конс-трукторско – художественная деятельность, интегрирующая в себе элементы естественно – научных, технических, гуманитарных знаний, инженерного конструирования и художественного мышления.

Центральная проблема дизайна – создание предметного мира, эстетически оцениваемого как «соразмерный», «гармоничный», «целостный». Дизайнер создаёт такие орудия труда, которые обладают эстетической ценностью.

Конструирование (проектирование) промышленного изделия лишь тогда приводит к желаемому результату, когда конструктор, технолог и дизайнер работают в тесном творческом контакте, и когда каждый из них хорошо понимает задачу другого и её значение.

Художественное конструирование предполагает решение следующих основ-

ных вопросов:

· техническая эстетика;

· промышленная эстетика;

· инженерная психология;

· эргономика.

Техническая эстетика, научная дисциплина, изучающая социально-культурные, технические и эстетические проблемы формирования гармоничной предметной среды, создаваемой для жизни и деятельности человека средствами промышленного производства. Составляя теоретическую основу дизайна, техническая эстетика изучает его общественную природу и закономерности развития, принципы и методы художественного конструирования, проблемы профессионального творчества и мастерства художника-конструктора (дизайнера). Основные разделы технической эстетики — общая теория дизайна и теория художественного конструирования. Общая теория дизайна изучает его социальную сущность, условия возникновения, историю, современное состояние и перспективы развития, взаимосвязь дизайна с искусством, техникой и культурой в целом, вопросы эстетики и предметной среды; она также формулирует требования технической эстетики к промышленной продукции, определяет методы комплексной оценки и прогнозирования технико-эстетических показателей качества промышленной продукции, а также принципы формирования оптимального ассортимента товаров, отвечающего задачам создания гармоничного предметного мира.

Теория художественного конструирования устанавливает место художественного конструирования в общей структуре процесса проектирования, его типологические особенности, исследует закономерности творческого мышления художника-конструктора и определяет средства и методы его профессиональной деятельности. Существенной её частью является теория формообразования и композиции промышленных изделий. Законы формообразования раскрывают связи формы изделия с его конструкцией, материалом, технологией изготовления, функцией, выявляют исторические тенденции изменения формы и стиля изделия.

Теория композиции исследует закономерности и профессиональные методы создания целостной, гармоничной формы. Основные категории композиции: объёмно-пространственная структура, тектоника, пластика, средства гармонизации (пропорции, ритм, контраст, нюанс). На основе анализа проектно-конструкторской деятельности разрабатывается методика художественного конструирования, служащая руководством для практической работы. Методика содержит описание принципов и средств профессиональной творческой деятельности художника-конструктора, форм представления проектов, опыта выполнения образцовых работ.

Промышленная эстетика – технические системы, создаваемые человеком средствами промышленной техники по законам красоты и функциональности.

Элементами промышленной эстетики являются: промышленный интерьер;

промышленная графика (товарные и фирменные знаки); реклама; тара и упаковка.

Инженерная психология – отрасль психологии, изучающая закономерности процессов информационного взаимодействия человека и техники. Данные этой науки используются для проектирования, производства и эксплуатации систем «человек– машина» и систем «человек–машина–среда».

Человек (человек – оператор) занимает основное место в управлении созданной им техникой. Технические средства помогают человеку усиливать его возможности с точки зрения физической силы, скорости действия, увеличение производительности труда. Ведущий принцип организации взаимодействия в системе «человек–машина » – ориентация на человека, как субъекта труда и творчества, с целью наиболее полного и рационального использования его интеллектуального и творческого потенциала.

Научная и практическая задача организации систем «человек–машина–

среда» состоит в рациональном распределении и согласовании функций между

человеком и машиной при сохранении ответственности за человека.

Эту задачу решает инженерная психология. При этом «человек–оператор» рассматривается не как звено системы, а именно как живой человек, обладающего такими свойствами, как: восприятие; внимание; скорость реакции; память, мышление, потребность в общении; емкость и долговременность; образность и гибкость оперативного мышления и т.д.

В инженерной психологии рассматривают: сенсорный вход (органы чувств, или рецепторы человека) и моторный выход (двигательный или эффекторный аппарат человека) «человека–оператора»; процессы переработки информации и задачи управления машинами; нормальные и критические условия жиз-недеятельности «человека–оператора» (физиологический или материальный).

Чаще всего «человек–оператор» выступает в роли «машины» по приёму и выработке информации.

В соответствии с органами чувств на деятельность человека оказывают влияние: освещённость и цвет среды; шум, атмосферное давление; характер поверхностей, с которой имеется контакт; наличие запахов и токсичных веществ; рабочая поза, t°C и влажность.

Для оптимизации связи «человека–оператора» с оборудованием необходимо знать: какое количество информации «человек – оператор» может принять, передать или переработать в единицу времени; «пропускная» способность и предельные скорости различных реакций; какова точность восприятия и выдачи различных сигналов; время «задержки» (обработки) сигналов; какова надёжность работы «человека–оператора».

Одним из важнейших вопросов рассматриваемых инженерной психологией является ошибка, возникающая при информационном взаимодействии человека и техники.

Основные типы ошибок:

· неправильный отсчет показаний приборов, индикаторное устройство которых делает несколько оборотов;

· ошибка в понимании двух или более стрелок или стрелки и вращающейся шкалы, наблюдаемой через “окно”;

· неправильная интерпретация направления движения индикаторного устройства;

· неправильная интерпретация зрительных и звуковых сигналов;

· неправильная реакция на сигналы рукой, на сигнальные огни и звуки или радиосигналы;

· ошибки, вызываемые недостаточной четкостью. Плохое различение цифр, делений шкалы, или стрелок, недостаточно ясных, чтобы сделать отсчет быстро и точно;

· ошибка идентификации показаний. Ошибочный отсчет нужной величины по другому прибору или по другой шкале многострелочного прибора;

· использование неработающего прибора. Показание неработающего или неисправного прибора воспринимается как правильное;

· неправильная интерпретация цены деления. Затруднения в отсчете показания, которое требует интерполирования между двумя числовыми отметками, или ошибки в оценке значения числовой отметки;

· ошибки, связанные с иллюзией. Трудности, возникающие в результате несоответствия восприятия показаниям приборов;

· неснятое показание прибора. В нужное время отсчет показания прибора не производится.

Эргономика

(рис. 12.1).