KONSTRUKCE (DESIGN) Ing. Lukáš Procházka. Střední průmyslová škola na Proseku. Novoborská 2, Praha 9. 1S Design výrobků 5-1.

Transkript

1 Střední průmyslová škola na Proseku Novoborská 2, Praha 9 KONSTRUKCE (DESIGN) - konstrukce - konstrukční zásady - redundance Ing. Lukáš Procházka 1S Design výrobků 5-1

2 Antropomorfní forma - lidé vnímají určité formy a vzory jako lidské - tj. připomínající obličeje a lidské proporce - účinný prostředek k upoutání pozornosti kulaté formy: asociace s dětmi hranatější antropomorfní formy: maskulinní a agresivní asociace PŘÍKLAD - láhev: - Method Dish Soap (mycí prostředek) - velká cibulovitá hlava = dětská hlava - posílí estetické působení asociace: bezpečí poctivost čistota - nápis s kulatým logem v oblasti prsou připomíná kostým superhrdiny SPŠ na Proseku 5-2 Ing. Lukáš Procházka

3 Vliv estetiky na použitelnost významný faktor pocit - estetický design je vnímán jako snadněji použitelný než méně estetický design - i přesto když snadněji použitelný estetický design NENÍ - osobní a kladné vazby k designům evokují pocity ovlivňující použitelnost a úspěch designu dlouhodobá použitelnost celkový úspěch designu náklonnost oddanost trpělivost - pozitivní a negativní vazby s designem vedou k interakci pozitivní vazby negativní vazby kreativní myšlení omezují myšlení řešení problémů potlačují kreativitu SPŠ na Proseku 5-3 Ing. Lukáš Procházka

4 Vliv estetiky na použitelnost - estetické prvky = dekorativní funkce + vytváří pozitivní vztah telefony NOKIA barevné kryty vlastní vyzváněcí tóny barevné schéma, tapeta shrnutí estetický design snadněji použitelné Σ ochotněji přijímány (akceptovány) a častěji používány podporují kreativní myšlení a řešení problémů SPŠ na Proseku 5-4 Ing. Lukáš Procházka

5 Katedrálový efekt - lidé dávají přednost vysokým stropům před nízkými kreativita vysoký strop - výška stropu může ovlivnit řešení problému vysoké stropy podporují: abstraktní myšlení kreativitu nízký strop pocit volnosti nízké stropy podporují: koncentraci myšlení zaměřené na detail soustředění pocit omezení SPŠ na Proseku 5-5 Ing. Lukáš Procházka

6 Efekt biofilie SPŠ na Proseku 5-6 Ing. Lukáš Procházka - prostředí (prostory) je vhodné opatřit přírodními pohledy - bohaté přírodní pohledy snižují stres zlepšují schopnost soustředění zlepšují koncentraci - přírodní pohledy: výhledy z oken, plakáty o přírodě, chudý přírodní pohled bohatý přírodní pohled

7 Uzavřenost SPŠ na Proseku 5-7 Ing. Lukáš Procházka - množinu samostatných prvků máme tendenci vnímat jako jeden celek než jako více samostatných prvků - princip uzavřenosti je nejsilnější u jednoduchých vzorů - stejně i sled obrázků je chápán jako vyjádření pohybu

8 KONSTRUKČNÍ TVARY SPŠ na Proseku 5-8 Ing. Lukáš Procházka - KONSTRUKCE soustava prvků používaná k rozložení zátěže x - KONSTRUKCE soustava prvků k pojmutí, či ochraně věci KONSTRUKCE nese pouze sama sebe (vlastní hmotnost) KONSTRUKCE svojí i další zátěž (např. jeřáb) - 3 typy konstrukcí masivní konstrukce rámové konstrukce skořepinové konstrukce

9 KONSTRUKČNÍ TVARY SPŠ na Proseku 5-9 Ing. Lukáš Procházka masivní konstrukce - masivní k. - určeny pro jednoduché návrhy - bariéry, zdi, - např. přehrady, cihlové zdi, protizáplavové zábrany - pevnost konstrukce závisí na hmotnosti a pevnosti materiálu - narušení malé části má malý dopad na pevnost konstrukce

10 KONSTRUKČNÍ TVARY SPŠ na Proseku 5-10 Ing. Lukáš Procházka - příklad masivní konstrukce: mobilní protizáplavová stěna Rapid Deployment Flood Wall sestavená stěna rozložený stav nosnost 90 tun porovnání hrází: pytlová hráz z písku stěna RDFW

11 KONSTRUKČNÍ TVARY SPŠ na Proseku 5-11 Ing. Lukáš Procházka rámové konstrukce - rámové konstrukce - lehké, pružné, konstrukčně jednoduché - např. moderní domy, bicykly, kostry, - skládají se z výztuh, které svým spojením tvoří rám (kostru) - pevnost závisí na pevnosti prvků a spojů a jejich uspořádání

12 KONSTRUKČNÍ TVARY SPŠ na Proseku 5-12 Ing. Lukáš Procházka skořepinové konstrukce - skořepinové k. - lehké, ekonomické, konstrukčně složité - defekty a poškození - hrozba: katastrofální selhání konstrukce - např. kontejnery, malé odlévané konstrukce, přístřešků, - skládají se z tenkého materiálu tvořícího obal - pevnost dána schopnosti rozlož. zatížení na celou konstrukci

13 BLÍZKOST PRVKŮ SPŠ na Proseku 5-13 Ing. Lukáš Procházka - prvky umístěné blízko sebe jsou vnímány jako jedna skupina - interpretace: více spolu souvisí než prvky vzdálenější od sebe - seskupování prvků (blízkost) snižuje složitost designu - spojení a překrývání interpretuje sdílení společných atributů SAMOST. PŘEKRÝVÁNÍ SDÍLENÍ

14 BLÍZKOST PRVKŮ SPŠ na Proseku 5-14 Ing. Lukáš Procházka - blízkost prvků implikují různé druhy vztahů - nemusí se jednat o stejné prvky (kruh - kruh) různorodé - příklad: ovládací prvky v automobilu umístění ovládání oken nevhodné: na středové konzole vhodné: v blízkosti oken

15 BLÍZKOST PRVKŮ SPŠ na Proseku 5-15 Ing. Lukáš Procházka př. Dacia Duster 2013 vs umístění ovládání oken - V rámci Faceliftu došlo i k odstranění některých nedostatků nevhodné: na středové konzole vhodné: v blízkosti oken

16 ZAUJETÍ OBRYSY SPŠ na Proseku 5-16 Ing. Lukáš Procházka - prohlédněte si následující výrobky a odpovězte na otázky: il Conico Mami a) Která z uvedených konvic nejvíce upoutala vaší pozornost? b) Která z uvedených konvic je Vám nejvíce sympatická? - ostré hrany mají tendence poutat pozornost více než oblé obj. - zaoblené objekty působí více pozitivním a estetickým dojmem hranaté - upoutání pozornosti oblé - vytvoření pozitivního obrysy - podnícení myšlení obrysy prvního dojmu

17 PODOBNOST - podobné prvky jsou vnímány jako více spolu související - tyto prvky bývají mnohdy vnímány jako jedna skupina prvků - seskupování dle podobnosti snižuje složitost snižuje složitost designu posiluje příbuzenství prvků - druhy podobností efektu seskupení: podobnost tvaru podobnost velikosti podobnost barvy nejslabší efekt nejsilnější efekt SPŠ na Proseku 5-17 Ing. Lukáš Procházka

18 PODOBNOST - podobnost barvy, velikosti a tvaru lze aplikovat najednou - příklad: šachy - nejvýraznější podobnost je barva (černá/bílá) - následuje velikost (král,, kůň,, pěšák) - nakonec tvar (8x pěšák) designově zajímavě řešené šachy s atypicky vlnitou deskou vyrobené z kovových trubek SPŠ na Proseku 5-18 Ing. Lukáš Procházka

19 PODOBNOST SPŠ na Proseku 5-19 Ing. Lukáš Procházka - podobnost barvy, velikosti a tvaru lze aplikovat najednou - příklad: automobily - nejvýraznější rozdíl = barva - nejvýraznější rozdíl = velikost barva je podobná (modrá)

20 FLEXIBILITA x POUŽITELNOST SPŠ na Proseku 5-20 Ing. Lukáš Procházka - můžeme rozlišit 2 extrémy designu z hlediska použitelnosti: flexibilní designy vs. - nabízejí více funkcí - jsou méně efektivní specializované designy - nabízejí méně funkcí - jsou více efektivní - složitější design - pro používání jsou složitější - jednodušší design - pro používání jsou jednodušší Př. švýcarské nože

21 FLEXIBILITA x POUŽITELNOST - často se předpokládá, aby designy byli co nejvíce flexibilní - flexibilita si vybírá daň z hlediska použitelnosti a složitosti - zároveň také v času a penězích + flexibilita - + flexibilita - + použitelnost - + použitelnost - SPŠ na Proseku 5-21 Ing. Lukáš Procházka

22 MODULARITA SPŠ na Proseku 5-22 Ing. Lukáš Procházka - snížení složitosti - rozdělení systému do menších celků modul + modul + modul + modul + modul SYSTÉM - moduly (složité) připojování přes jednoduché rozhranní - výsledky modularity: celkové zjednodušení složitější návrh zvýšení spolehlivosti zjednodušení údržby decentralizace systému

23 MODULARITA SPŠ na Proseku 5-23 Ing. Lukáš Procházka - příklad: stavebnice LEGO - stavebnice LEGO se vyznačuje svou modularitou - ze stavebnice LEGO je možné sestavit prakticky cokoliv netypické použití LEGA

24 OMEZENÍ SPŠ na Proseku 5-24 Ing. Lukáš Procházka - omezení vymezují kroky, které lze v systému provádět - typy omezení: fyzická omezení psychologická omezení - vhodné použití omezení usnadňuje použitelnost designů - zároveň použití omezení snižuje pravděpodobnost chyb fyzická omezení - limitují fyzický pohyb - jsou to cesty, osy a překážky - cesty: lineární/křivočarý p. - osy: síly rotační pohyb - překážky: absorbují/vychylují psychologická omezení - limitují vnímání světa - symboly, konvence, mapování - symboly: sdělují význam - konvence: naučené tradice - mapování:

25 FYZICKÁ OMEZENÍ - limitují rozsah činností přesměrováním fyzického pohybu - typy fyzických omezení: cesty: lineární/křivočarý p. osy: rotační pohyb překážky: absorbují/pohlcují bez omezení SPŠ na Proseku 5-25 Ing. Lukáš Procházka

26 PSYCHLOGICKÁ OMEZENÍ SPŠ na Proseku 5-26 Ing. Lukáš Procházka - limitují rozsah činností vnímáním možných činností - typy psychologických omezení: symboly: sdělují význam pomocí symbolů konvence: chování dle tradic a zvyklostí mapování: vnímání vztahů mezi prvky

27 ovládací prvky jsou rozmístěny stejně jako plotny MAPOVÁNÍ SPŠ na Proseku 5-27 Ing. Lukáš Procházka ovládací prvky jsou rozmístěny v jedné linii - vztah mezi ovládacími prvky a jejich umístěním / provedením - dobré mapování ovládacích prvků jednodušší použití - přirozené / dobré mapování efekt odpovídá předpokladu rozmístění ovládacích prvků a ploten varné desky - ovládací prvky jsou rozloženy obdobně jako varné plotny

28 MAPOVÁNÍ SPŠ na Proseku 5-28 Ing. Lukáš Procházka elektrické stahování oken ovládání vozítka Segway - orientace ovládání el. oken - náklon dopředu = pohyb vpřed ( = nahoru, = dolů) - náklon dozadu = pohyb vzad pohyb vzad pohyb vpřed zatáhnutí k sobě stlačení

29 FORMA SLEDUJE FUNKCI SPŠ na Proseku 5-29 Ing. Lukáš Procházka - 2 interpretace tvrzení: popisná interpretace = popis - krása pramení z čistoty funkce - funkční aspekty jsou méně subjektivní než estetické - funkční kritéria vyjadřují estetiku objektivněji - designy: nadčasové trvanlivější - dle široké veřejnosti: jednoduché nezajímavé předpisující interpretace = recept na krásu - estetické aspekty by měly být až 2. za funkčními aspekty - měly se klást otázky co je důležité k úspěšnosti výrobku - kompromisy = co nejméně ovlivní úspěch daného designu - ústupky na straně estetiky i na straně funkčnosti

30 FORMA SLEDUJE FUNKCI SPŠ na Proseku 5-30 Ing. Lukáš Procházka digitální hodiny minimalistický vzhled : funkce forma analogové hodiny ukazující digitální čas - př. Hummer vojenské: HMMWV (Humvee), civilní: H1 a H2 - vynikají jedinečností a přesvědčivostí své estetiky

31 REDUNDANCE SPŠ na Proseku 5-31 Ing. Lukáš Procházka - selhání systému = porucha (nemožnost dosáhnout cíle) - redundance je nadbytek, tj. více prvků než je potřeba - užitím redundance se snižuje riziko úplného selhání systému - 4 druhy redundance smíšená redundance homogenní redundance aktivní redundance pasivní redundance - k zajištění vysoké spolehlivosti je potřeba kombinace všech - redundancí je např. vícenásobné připojení objektu k internetu DOKUMENTY a PREZENTACE - používá se ke sdělení informací - stejnou informaci sděluje text, obrázek,

32 SMÍŠENÁ REDUNDANCE SPŠ na Proseku 5-32 Ing. Lukáš Procházka - jedná se o použití více prvků různého typu - dokáže si poradit s jednoduchou příčinou selhání - složitá implementace a udržení porucha 1 porucha 2 porucha 3 S Y S T É M prvek 1 prvek 2 prvek 3 1 FUNKCE SYSTÉMU použití - v kritických systémech, kde nelze odhadnout příčiny selhání

33 SMÍŠENÁ REDUNDANCE SPŠ na Proseku 5-33 Ing. Lukáš Procházka - příklad: brzdy rychlovlaků - mají elektrickou, pneumatickou a hydraulickou brzdu - není zde předpoklad kaskádovitého selhání při jedné příčině schéma samočinné pneumatické brzdy vlaku

34 HOMOGENNÍ REDUNDANCE SPŠ na Proseku 5-34 Ing. Lukáš Procházka - jedná se o použití více prvků jednoho typu - snadno se implementace i udržuje - náchylná na celkové selhání při jedné příčině porucha S Y S T É M prvek prvek prvek 1 FUNKCE SYSTÉMU použití - v systémech, kde lze odhadnout pravděpodob. příčiny selhání

35 HOMOGENNÍ REDUNDANCE SPŠ na Proseku 5-35 Ing. Lukáš Procházka - příklad: ocelová lana (např. výtahy) - lano je složeno z více samostatných pramenů - riziko přetrhnutí všech pramenů ostrou hranou - u výtahů se používá zdvojení počtu lan 7 drátů 19 drátů 42 drátů 114 drátů 162 drátů 186 drátů 186 drátů + 49 drátů 222 drátů

36 AKTIVNÍ REDUNDANCE SPŠ na Proseku 5-36 Ing. Lukáš Procházka - jedná se trvalé použití redundantních prvků - chrání před selháním systému (celku) i samostatných prvků - roznáší zatížení na všechny prvky snížení zatížení (prvek) - počítá se selháním, opravou a výměnou s min. narušením sys. porucha 1 porucha 2 porucha 3 porucha n S Y S T É M p r v e k p r v e k p r v e k p r v e k FUNKCE SYSTÉMU - v kritických systémech, kde je nutné zajistit stabilní výkon

37 AKTIVNÍ REDUNDANCE - příklad: krovy / podpěrné sloupy - příklad: nápravy + počet kol náprav - více náprav (1) a duplicitní kola (2) SPŠ na Proseku 5-37 Ing. Lukáš Procházka

38 PASIVNÍ REDUNDANCE SPŠ na Proseku 5-38 Ing. Lukáš Procházka - použití redundantních prvků v případě selhání aktivních prvků - používá se pro nedůležité prvky - počítá se selháním systému, tj. přerušením funkce systému - nejjednodušší a nejčastější druh redundance prvek FUNKCE SYSTÉMU porucha FUNKČNÍ SYSTÉM prvek FUNKCE SYSTÉMU NEFUNKČNÍ SYSTÉM výměna prvku za nový - pro nedůležité prvky a systémy, kde nevadí přerušení funkce

39 PASIVNÍ REDUNDANCE SPŠ na Proseku 5-39 Ing. Lukáš Procházka - příklad: náhradní pneumatiky - prvek je uložen mimo funkční systém - při selhání prvku je prvek nahrazen novým uložení náhradního kola Škoda Rapid uložení náhradního kola návěs

40 NEJSLABŠÍ ČLÁNEK SPŠ na Proseku 5-40 Ing. Lukáš Procházka mechanika - nejslabší část určuje pevnost celého systému - proto je nutné počítat kritická místa součástí/sestav - snaha zesílit, vyměnit nebo eliminovat nejslabší články design - použití nejslabšího čl. k ochraně důležitějších prvků systému - nejslabší článek se stává nejdůležitějším prvkem systému - typy nejslabších článků: nejslabší článek aktivní - aktivuje další systémy - aktivní minimalizace škod nejslabší článek pasivní - selhání článku - pasivní minimalizace ško

41 NEJSLABŠÍ ČLÁNEK SPŠ na Proseku 5-41 Ing. Lukáš Procházka - nejslabší článek = senzor (aktivní) aktivuje hasící systém ochrana obráběcích strojů - riziko požáru = chladicí med. (olej) - požární a protivýbušná ochrana - hasicí systém s ohňovou brzdou automatický hasící systém - teplotní čidla ( C) - umístění na 1 4 místech v motoru - ovládá SHZ FIRESTOP (systém k likvidaci požáru)

42 NEJSLABŠÍ ČLÁNEK SPŠ na Proseku 5-42 Ing. Lukáš Procházka - prvky deformačních zón automobilu pohlcující kinetickou E. deformační zóna prostor pro cestující deformační zóna