Тема 7.1 Стандарты и качество изделий применительно к дизайну

           Ряд требований технической эстетики и производственной технологии нашел отражение и зафиксирован в государственных стандартах. Стандартизация играет важную роль в обеспечении качества промышленных изделий и экономии затрат общественно полезного труда на их производство.

В нашей стране действует Единая система государственных стандартов (ГОСТ), охватывающая как стандарты стран содружества, так и республиканские межотраслевые и отраслевые стандарты.

ГОСТ 1.0-68 (Государственная система стандартизации) определяет стандарты различных видов: технических условий (всесторонних технических требований), параметров (размеров) изделий, конструкций, технических требований, методов испытаний, правил маркировки, упаковки, транспортирования и хранения.

Существуют стандарты типовых технологических процессов, стандарт на комплексы оборудования и его связи со строительными элементами зданий и др. Кроме указанных введены также общетехнические и организационно-методические стандарты.

Действующие стандарты – закон для современного производства. Они отражают современные достижения пауки, техники, передового опыта, требования технической эстетики. Задача проектировщика заключается в том, чтобы, применяя стандарты, создавать вещи, не только совершенные в функциональном и технико-экономическом отношении, но и отвечающие современным эстетическим требованиям. Необходимо проектировать из стандартных элементов и узлов единое, гармоничное и «нестандартное» целое.

Художественное проектирование не только способствует созданию современных изделий, отвечающих комплексу новейших требований, но и помогает созданию новых стандартов на отдельные виды, комплексы и целые системы. В системных стандартах, разработанных по комплексным программам, продуманно учитываются все требования, охватывающие весь цикл производства, начиная с сырья и кончая готовой продукцией.

Ведется разработка опережающих стандартов и крупных межотраслевых систем стандартов, в которых отображаются требования завтрашнего дня, перспектива освоения и развития новейшей техники современных материалов, а также результаты изучения тенденций развития потребностей людей.

В настоящее время повышенные требования предъявляются и к чертежно-конструкторской документации. Соответствующими стандартами обусловливается понятность чертежей, возможность быстрого поиска разработанных изделий, узлов и элементов, выполнения чертежей при помощи множительных и микрофильмирующих устройств, а также введение различных международных символов и знаков, заменяющих надписи.

Контроль за качеством чертежно-конструкторской документации регламентирует ГОСТ 2. 111-68- «ЕСКД. Нормоконтроль». В нем указывается, что все чертежи и документы должны удовлетворять требованиям Единой системы конструкторской документации (ЕСКД), использовать в проектируемых и изготовляемых изделиях максимальное количество стандартизованных, нормализованных и унифицированных элементов, узлов и др.

Нормализация отличается от стандартизации более узким масштабом действия (например, в отдельной отрасли народного хозяйства).

Унификация – рациональное использование в пределах набора, серии изделий необходимого минимума однотипных элементов и узлов. Использование нормализованных и унифицированных элементов значительно улучшает технико-экономические показатели производства, сокращает сроки проектирования и внедрения новых изделий.

При создании серии новых машин из ограниченного числа стандартизированных, типизированных и унифицированных элементов, изготовляемых на специализированных предприятиях, используется принцип агрегатирования. Из одних и тех же узлов с добавлением некоторых новых элементов можно получить новое в функциональном отношении изделие.

В настоящее время первостепенное значение имеет проблема обеспечения высокого качества продукции, ставшая важным моментом социальной и технико-экономической политики.

Государственные стандарты являются эталоном и действенным средством управления качеством продукции, предусматривают повышение качества, надежности и долговечности продукции на новом уровне. Качество продукции – это совокупность свойств продукции, обусловливающих ее пригодность удовлетворять определенные потребности в соответствии с ее назначением.

В общей оценке качества изделия учитывается и человеческий фактор. Эргономическая оценка промышленной продукции зафиксирована в ГОСТ 16035-70 «Качество продукции. Общие эргономические показатели. Термины» и ГОСТ 16456-70 «Качество продукции. Эргономические показатели. Номенклатура». Наряду с другими качественными показателями эргономическая оценка вносится в «Карту технического контроля и качества продукции» (ГОСТ 2116-71) при присвоении изделию категории качества.

 

Лекция 8

Тема 7.2 Художественные вопросы конструирования электронных средств

           Художественное конструирование представляет неотъемлемую составную часть процесса проектирования изделий, предназначенных для непосредственного использования человеком.

Целью художественного конструирования изделий является создание эстетических свойств, способных обеспечить удовлетворение эстетических требований людей, для которых предназначены данные изделия.

Непосредственным предметом художественного конструирования как процесса является формообразование промышленных изделий, осуществляемое по специфическим законам проектирования промышленного изделия.

При этом художественное конструирование использует наряду с понятиями эстетических свойств специфический аппарат понятий: композиция, объемно-пространственная структура, средства композиции. Перечисленные понятия отражают объективные признаки, свойства, соотношения, присущие форме изделия и обнаруживаемые практически при зрительном восприятии.

Построение целостного произведения, все элементы которого находятся во взаимосвязи и гармоническом единстве, определяется понятием композиции. Основу композиции в художественном конструировании составляют объемно-пространственная структура изделия, отвечающая его назначению. Объёмно-пространственная структура обусловлена назначением изделия, выполняемой им функцией и выражается в характере взаимосвязи элементов формы изделия, во взаимном расположении частей изделия, его пропорциях, в ритмическом строе элементов формы и т. п.

Композиционная организация формы изделия достигается путем установления общественно целесообразной взаимосвязи и соподчинения образующих ее элементов. При этом главные и подчиненные элементы, взаимно усиливая друг друга, образуют в целом единство.

При неоднородности формы или неравных соотношениях величин элементов композиционное единство формы возникает, если средствами композиции обеспечивается соподчинение одних элементов другим.

           Основными средствами композиции, придающими изделию соразмерность и гармонию, являются пропорции, масштаб, ритм, контраст и нюанс, симметрия и асимметрия.

           Пропорции выражают соразмерность частей формы между собой и с целым. Пропорции служат средством гармонизации формы.

Масштабность – установленное соотношение величины создаваемого предмета с определенной мерой.

Масштаб – это мера соответствия одного предмета другому или нескольким предметам при их сопоставлении.

Ритм – средство композиции, обеспечивающее выделение и связь элементов формы путем их повторения, чередования, нарастания, убывания.

Контраст – средство композиции, используемое для выражения противопоставления элементов (по объему, цвету и т. п.), которое позволяет активнее выразить функциональные и конструктивные особенности сопоставляемых элементов и содействует обострению восприятия целого.

Нюанс – средство композиции, противоположное контрасту, незначительное различие элементов по форме, размерам и цвету и т. д.

           Симметрия – принцип организации элементов композиции, основанный на правильном их размещении вокруг центра или оси.

Симметричная композиция применяется обычно для подчеркивания статичности изделия (гидрогенератор, электроплитка, пульт управления), асимметричная композиция – для подчеркивания динамичности изделия (электротранспорт).

В художественном конструировании сформулированы основные требования к форме изделия как к целому:

• Форма всякого изделия должна быть законченным целым, упорядоченной и не содержащей элементов или частей, противоречащих функциональному назначению и технико-экономической основе изделия.

• Система построения формы изделия как завершенного целого должна основываться на взаимоотношении главных и второстепенных элементов; создать форму изделия как подлинно гармоничное художественно-техническое произведение – значит найти единство между главным и второстепенным, между целым и частью, между различными частями изделия, а также внутри каждой части.

• Форма изделия как отдельного объекта должна образовывать единство с формами окружающей среды.

Следуя отмеченным положениям, художественную форму изделия нужно строить так, чтобы в процессе восприятия раскрывалась ее внутренняя логика, т.е. следует учитывать особенности зрительного восприятия формы предметов.

 

           Гармоничность и пропорциональность

При художественно-конструкторской разработке ЭС нередко случается, что количество основных узлов и основных объемов ограничено и почти совпадает, но все же изделие не воспринимается целостно. Причины распадения целостности формы изделия заключается в том, что, хотя основных объемов в данном случае немного, они несут много зрительно неупорядоченных элементов: технических и декоративных выступов, впадин, табличек, надписей, шкал, циферблатов, вентиляционных отверстий, швов и заметных сочленений. Излишняя информация отвлекает внимание от восприятия объемов изделий, подавляет и маскирует выражаемые свойства изделия. Подобная лишняя информация приобретает характер «шума», который мешает человеку в работе, отвлекает при управлении и снижает художественно-конструкторские достоинства ЭС. Во избежание раздробленности при построении форм изделия должна быть обеспечена гармоничность, достигаемая, в частности, средствами пропорций.

Гармоническое соответствие основных геометрических параметров целому и между собой отрабатывается (корректируется) в рамках системы пропорциональных отношений. В основе художественной отработки пропорций лежат схемы-сетки, при построении которых берутся в качестве исходных простейшие геометрические фигуры. Соотношения размеров таких фигур определяются рядом достаточно малых и простых целых чисел.

Геометрическая система пропорциональных отношений в технике создается на основе ряда предпочтительных пропорций, которые выделяются из бесконечного множества пропорций в результате учета производственных возможностей изготовления изделий, ряда предпочтительных чисел, физиологии глаза, психологии наблюдателя, его эстетических требований.

 

Лекция 9

Тема 7.3 Отделка изделий

           Поверхность изделия представляет собой предметный знак, несущий определенную информацию о существенных свойствах изделия. В процессе труда эта информация используется человеком для оценки условий и результатов труда, выработки решений, выдачи команд и выполнения управляющих действий.

Оценка качества внешнего вида изделия тесно связана с проблемой значимости его элементов. Значимость элементов определяется тем объемом информации, который они несут. При всех других равных свойствах тот из элементов будет нести больший объем информации, удельная площадь которого в поле зрения больше.

Поверхность изделия может обладать частными эстетическими свойствами, входя органично в общий комплекс эстетических свойств изделия. Поверхность изделия способна обладать определенной выразительностью (например, выражать свойства материала изделия, способа изготовления и т. п.).

Цвет поверхности изделия может служить информационным средством о назначении изделия (выразительность назначения). Зарубежные фирмы применяют для окраски электросварочных аппаратов зелено-голубой цвет (похожий на цвет электрической искры).

           Поверхность изделия может быть оригинальной, гармоничной, соответствовать стилю изделия и среды.

Обеспечение эстетических свойств поверхности изделия зависит от композиции элементов поверхности и от художественно-технических средств: материала, способа и средств технологии.

Поверхность изделия характеризуется тремя группами физических свойств: пространственными, световыми и цветовыми. Восприятие элементов поверхности зависит от их различимости, обусловливаемой удаленностью изделия от наблюдателя, ракурсом и углом зрения, разрешающей способностью нормального глаза. Кроме того, на различимость элементов поверхности изделия влияют:

- соотношение элементов и фона по цвету, яркости, насыщенности, фактуре поверхности, форме (в плоскости наблюдаемой детали);

- загроможденность пространства от наблюдателя до изделия;

- психофизиологические особенности наблюдателя, отклонение характеристик глаза от нормы, увлеченность работой, настроение и т. п.

Пространственные признаки внешнего вида изделий характеризуются понятиями макрогеометрии и микрогеометрии, разделение которых, конечно, весьма условно. К макрогеометрии относятся понятия, определяющие геометрическую форму детали, а к микрогеометрии – степень шероховатости и гладкости ее поверхности. Промежуточным понятием между ними является волнистость. Микрогеометрическая качественность поверхности изделия воспринимается по взаиморасположению стыковых поверхностей относительно сборочных баз.

Восприятие внешнего вида изделия охватывает довольно небольшое число взаимно сопрягаемых деталей: корпусные детали, кожухи и др. Точность изготовления машины по ее внешнему виду человеческим глазом определяется главным образом при помощи двух типов сравнительных оценок:

• Сравнение однородных элементов (элементы системы управления, крепежа и т. д.); здесь в первую очередь оценивается однородность их конструктивного исполнения.

           • Сравнение неоднородных элементов; сравнение по контурам узлов и деталей, а также по линиям и плоскостям совпадения; несовпадение сопрягаемых деталей у многих ЭС является основным источником визуальной информации о неточности изготовления изделия; удовлетворение эстетических требований человека к внешнему виду машины достигается повышением точности сопрягаемых деталей и применением различных художественных приемов (например, путем значительного увеличения зазора и превращения его в средство композиции).

Различные отклонения геометрической формы наружных поверхностей изделий являются в конечном итоге результатом суммарного воздействия изготовления, сборки и эксплуатации. На характер коробления наружных поверхностей и другие искажения конфигурации и размеров деталей влияют температурные изменения, коррозия, усталость, изнашивание, ползучесть, деформации при недостаточной жесткости (систематические динамические нагрузки) и др.

Рассматривая поверхность изделия, человек видит прежде всего чередование светлых и темных пятен в зависимости от направления падения и отражения света. Именно неравномерность светового отражения обращает внимание человека на те или иные неровности на поверхности и служит основой для оценки качества изготовления поверхности изделия. По количеству, яркости, размеру занимаемой удельной площади и характеру распределения бликов можно получить достаточно четкое представление о поверхности изделия как одном из визуальных элементов комфортной зоны оператора. Система бликов на перегибах поверхностей изделия создает его световой каркас, с помощью которого представляется логичным оценивать качественность поверхности, судить о неровностях и неправильностях поверхностей. Зрительное восприятие системы бликов изделия представляет простой органолептический метод выявления неправильностей наружных поверхностей изделий, рассматриваемых в том числе как элемент дискомфорта рабочей зоны.

Улучшение качества поверхности изделий достигается путем отделочных операций, предусматриваемых еще в художественно-конструкторском проекте. Отделка включает средства отделки–отделочные материалы и способы отделки – технологические средства и приемы.

Отделка должна удовлетворять основным требованиям – служить хорошим защитным покрытием и улучшать внешний вид изделия.

Все разрушения и дефекты поверхности изделий можно разделить на две большие группы:

• Разрушения и дефекты, характерные для поверхностей, не имеющих защитных покрытий (металлические поверхности после различных видов механической обработки).

• Разрушения и дефекты, характерные для поверхностей, имеющих защитные покрытия (для наружных поверхностей ЭТИ это по большей части лакокрасочные покрытия).

Область отделочных материалов и способов отделки в настоящее время настолько обширна, что, на первый взгляд, может удовлетворить всем требованиям художника-конструктора и к цвету, и к фактуре и т. п. Но при проектировании конкретных изделий выбор неизбежно сужается, и в конце концов предпочтение отдается определенным видам отделки.

При выборе отделки необходимо учитывать как чисто производственные факторы (экономические возможности и преимущества используемых материалов и технологии), так и потребительские факторы.

Отделка может производиться различными способами:

- нанесением декоративно-отделочного материала на поверхность основного металла;

- изменением поверхности (полированием, различными видами химической и механической обработки и т. п.);

- применением различных материалов (пластмасс, дерева, кожи и т. п.), в том числе использования всевозможных текстурных вариаций материалов (например, при применении лакокрасочных материалов – использование глянцевых и матовых покрытий и т. п.).

               

Цветовое решение изделия Проблема применения цвета для окраски изделий и предметной среды рассматривается обычно в единстве ее следующих сторон: физической и психофизиологической (составляющих предмет цветоведения), психологической, социальной, эстетической.

Основная цель применения цвета заключается в повышении производительности труда и повышении эстетической удовлетворенности человека качеством продуктов труда.

При проектировании изделий приходится затрагивать все указанные стороны цвета. О цветоведении написано много в различных руководствах и пособиях, поэтому не будем останавливаться на нем подробно.

Цвет не только окружает, но и постоянно воздействует на человека. Влияние его сильно сказывается на состоянии нервной системы, на поведении человека, на его трудоспособности. Психофизиологическое воздействие цвета есть первый и наиболее важный фактор, учитываемый при выборе цветового решения изделия.

Установлено, что красные, оранжевые, желтые цвета («теплые тона») действуют на человека возбуждающе: расширяют зрачки, учащают пульс и в конечном итоге вызывают общее утомление. Наоборот, синие, голубые, зеленые цвета («холодные тона») успокаивают и уменьшают зрительную утомляемость.

Один и тот же предмет, будучи окрашен в светлый цвет, зрительно выглядит более легким, а окрашенный в темный цвет будет казаться тяжелее.

Окраской изделий надо пользоваться не только для того, чтобы улучшить зрительное восприятие изделий. Цвет необходимо применять и для выявления нужных деталей, элементов или частей изделий и, прежде всего – опасных в отношении травматизма.

Рациональный учет этих факторов позволяет создать определенный цветовой климат, т. е. колористическую (цветовую) гамму, обеспечивающую совокупность цветовых восприятий, влияющих на психофизиологическое состояние человека и его работу. Цветовой климат должен быть различным при длительном (пульты управления, цеха) или кратковременном (проходы, эпизодический контроль) воздействии.

В первом случае выбор цветового решения изделия определяется условиями зрительной работы и оказывает в основном физиологическое воздействие. Во втором – цвет способствует ориентации, стимуляции внимания, корректировке внешних воздействий: тепла, холода, шума, инсоляции. Здесь в основном учитывается психологический фактор.

С эстетической точки зрения художник-конструктор должен дать такое композиционное колористическое решение изделия, которое удовлетворяло бы современным эстетическим требованиям.

Цвет промышленного изделия способствует образному выражению сущности изделия, его тектоники, обеспечивает связь с окружающей средой.

В соответствии с особенностями воздействия цвета на человека установлены основные функциональные и декоративные факторы окраски изделий. Важнейшими из них являются соответствие окраски характеру среды потребления или эксплуатации и соблюдение законов цветовых гармоний. Создание рационального цветового климата может быть достигнуто при правильном соблюдении комплекса этих условий.

При цветовом решении формы изделия большое значение имеют такие принципы, как деление на главную и второстепенную части, выделение рабочей зоны, зрительное уравновешивание объемов и т. п.

Выбирая схему окраски для проектируемого изделия, художник-конструктор должен обязательно учитывать функциональные особенности изделий и среды, в которой оно будет работать.

Художник-конструктор должен творчески разработать схему окраски в каждом конкретном случае. Однако могут быть использованы некоторые общие рекомендации.

Крупные изделия с однородными по структуре плоскостями можно членить цветом, если ставится задача зрительно уменьшить объемы.

Подвижные машины (электротранспорт, тельферы и т. п.) и опасные части машин рекомендуется красить в предупреждающие цвета, максимально контрастирующие с окружающей средой. В статичных изделиях можно создать цветом иллюзию тяжести, монументальности, выделить основание, подчеркнуть неподвижность, связь с полом. Динамичность формы изделия можно подчеркнуть ритмичными цветовыми членениями. Правильное использование этих особенностей цветов позволяет скорректировать даже дефекты формы или композиции изделий.

В ЭС большое значение имеет использование цвета в качестве кода. В комплектных устройствах, в пультах, в аппаратуре управления для удобства монтажа и ремонта можно использовать различные цвета для указания назначения проводника: окраска шин по системе ЖЗК, черный – земля (корпус) и т. д.