2971

5. Значения и особенности художественного конструирования

В любом изделии РЭА можно выделить 3 группы факторов: функциональные, эксплуатационные и эстетические. Функциональные определяются в основном электрической схемой, эксплуатационные характеризуют удобство управления РЭА, эстетические же определяются композиционным решением, формой изделия, ее цветом.

Функциональные и часть эксплуатационных удовлетворительно решаются инженером, вопросы эстетики и частично эксплуатационные должен решать художник - конструктор.

Главная задача художественного конструирования это согласованное решение всех 3-х групп факторов, конструирование красивых изделий, гармоничных в целом и в его частях, целесообразных в работе.

ХК базируется на теоретических положениях технической эстетики, использует опыт промышленного искусства и эргономики.

Техническая эстетика решает проблемы выбора средств для отражения выразительности технической формы, художественных особенностей материала.

Промышленное искусство - весь предметный мир, создаваемый человеком средствами промышленной техники по законам красоты и функциональности. При ХК РЭА практическое осуществление задач промышленного искусства будет состоять, в частности, в геометрическом и цветовом решении изделия, вопросы рационального выполнения пульта управления с учетом особенностей восприятия сигналов и количества поступающей информации.

Эргономика – наука, изучающая функциональные возможности человека в трудовых процессах с целью создания для него оптимальных условий труда; удобств в работе, сохранения сил и здоровья.

Особенности ХК РЭА. Вопросы ХК РЭА выделяются

61

среди подобных задач в других областях человеческой деятельности вследствие следующих факторов:

-наличие в РЭА большого количества равнозначных элементов;

-выдача выходных данных в виде сигналов (а не изделий);

-возможность выполнения автономных постов управления и контроля;

-сильное влияние окружающей среды (объекта ) на формообразование и функциональные параметры. Рассмотрим указанные факторы подробнее.

1) РЭА выполняются из большого количества равнозначных элементов либо деталей, либо функциональных узлов. Равнозначность этих элементов позволяет выполнить их компоновку при почти произвольных геометрических формах, 2) В отличие от станков, средств транспорта и т.п. являющихся продолжением рук и ног человека, РЭА являются продолжением наших органов чувств. РЭА не только повышает их чувствительность, но и позволяет производить первичную обработку информации. Важной принципиальной особенностью РЭА является тесная связь ее параметров с

сознательной деятельностью человека.

3) Количество и важность органов управления и контроля РЭА настолько велики, что по условиям эксплуатации их целесообразно выполнять в виде отдельных устройств - пультов управления. При большом количестве индикаторов они могут занимать более 1-ой стены в специальном помещении, а сама аппаратура располагаться в другом месте. В общем РЭА можно представить в виде 3-х автономных частей, требования к которым различны. Знание особенностей их компоновки необходимо при ХК.

4) Сильное влияние окружающей среды объясняется ее широким диапазоном воздействия на РЭА: от комнатных условий для радио и телеаппаратуры, до работы в вакууме и невесомости при работе в комических условиях и проникающей радиации в атомных реакторах. Художник -

62

конструктор должен помнить как о субъективных, так и объективных факторах, требующих специфических решений при выборе формы, цветового решения и отделочных материалов. С учетом этого художник-конструктор должен рассматривать полную систему, главными звеньями которой является человек - оператор, РЭА с датчиками и устройствами управления и контроля, объект или среда где

находится изделие. Эти звенья можно представить в виде своеобразного "треугольника взаимосвязей".

Особенности ХК РЭА требуют следующей последовательности разработки изделия: анализ ТЗ, эскизная компоновка органов управления и контроля, формообразование изделия, цветовое решение, ХК макет.

Если РЭА имеет малое количество органов управления и контроля, то последовательность этапов может измениться: сначала будет выбрано формообразование изделия и колористическое решение, а только после этого будет выполняться эскизная компоновка органов управления и контроля.

Кроме художника - конструктора на разных этапах работы необходимо участие разработчика принципиальной схемы изделия, заказчика, технолога, конструктора - механика, психолога (по вопросам переработки информации) и т.д.

Формообразование РЭА. Выше уже отмечалась большая гибкость в формообразовании РЭА, требующая от конструктора знания и учета основных свойств архитектурно - пространственной формы. Эти свойства следующие:

геометрический вид формы, ее величина, положение в пространстве, масса, фактура, светотень и цвет.

По геометрическому виду формы принято делить на объемные, плоскостные и линейные. В объемной форме имеется примерное равенство размеров по всем 3-м координатам. В любом случае образующие поверхности геометрической формы могут быть прямолинейными, криволинейными или ломаными. В РЭА в основном встречаются объемные формы с прямолинейными

63

образующими. Криволинейные поверхности, встречающиеся в виде переходных или промежуточных элементов.

Величина формы определяется соотношениями протяженности формы по 3-м координатам в отношении к величине человека или соотношением 2-х или более форм при их сопоставлении друг с другом.

Понятие массы аналогично количеству вещества, но при этом внимание заостряется на тех сторонах ее восприятия, которые максимально воздействуют на зрителя. С изменением формы по величине, изменяется и ее масса. При этом максимальной массой будут обладать те формы, размеры которых по 3-м (или 2-м для плоских форм) осям стремятся к равенству. Минимальной массой будут обладать формы, стремящиеся к линейности.

Другим примером кажущегося облегчения формы может служить искусственное сужение средней части корпуса.

Рис. 10

Фактура определяется характером строения поверхности формы: шероховатая, гладкая, зеркальная, ... и зависит от количества и величины элементов поверхности. Восприятие фактуры зависит от расстояния наблюдателя (многие детали становятся невидны). Если фактура материала очень выразительна, то ее воздействие на наблюдателя может быть более сильным, чем воздействие самой формы или элементов изделия.

Светотень на поверхности формы зависит от положения освещенной поверхности по отношению к источнику света и от силы источника. Использование светотени может дать очень

64

большой эффект при восприятии формы.

Отношения и пропорции могут быть простыми (в виде целых чисел) и иррациональными. Попытка использования какихлибо определенных отношений может привести к неудовлетворительному решению, если пренебречь факторами связанными со свойствами геометрической формы.

Большое распространение получили иррациональные отношения, основанные на аддитивном ряде чисел Фибоначчи.

Равенство характеризует статичность формы, а контраст в отношениях создает зрительное движение, динамику в направлении преобладающей величины. Этот эффект можно усилить дополнительным членением формы, направленностью, использованием пунктирных и наклонных линий, штриховки, цвета и т.п. приемами.

Цвет в ХК РЭА и других промышленных изделий используется для оформления интерьера производственных помещений, приборов и индикаторов. Его можно использовать как средство целостного объединения рабочего места оператора или дробления его элементов, стимуляции гигиены, улучшения освещенности различных термических иллюзий, психологических воздействий, пластичности.

65

6.Функции и роль человека, управляющего РЭА

иосуществляющего ее техническое обслуживание и ремонт

Впроцессе создания и использования РЭА человек многосторонне "взаимодействует с ней":

1) Этап разработки.

На нем должны быть заложены правильные принципы взаимодействия "человек - аппаратура" на панах производства, использования, обслуживания.

На данном этапе выясняется необходимость создания РТС, определяются технические характеристики системы и аппаратуры, осуществляется разработка аппаратуры и создается документация для ее производства, используемая и обслуживаемая

2) На этом этапе человек выступает как производитель

РЭА.

Но правилам заложенным в технической документации используя оборудование, инструмент, приспособление, материалы человек при минимальных затратах труда изготавливает РЭА, обладающую необходимым качеством, надежностью и точностью.

3)Третий этап, на котором человек выступает как потребитель РЭА. Он использует аппаратуру, т.е. по определенным правилам осуществляет действия, обеспечивающие функционирование РЭА, получение и обработку полезной информации, для выдачи которой она предназначена. Важно, чтобы требующиеся действия человека соответствовали его физиологическим и психологическим возможностям (но важный момент и о нем подробнее поговорим ниже ).

4)Этап обслуживания РЭА. Человек поддерживает аппаратуру в исправном состоянии, т.е. по определенным правилам осуществляет действия, направленные на замену или ремонт изнашивающихся и определения причин отказа Основная задача состоит в обеспечении высокой готовности аппаратуры при минимальных затратах труда, расходуемого на

66

поддержание РЭА в исправном состоянии. При этом так же важно, чтобы требующиеся от оператора действия соответствовали его физиологическим и психологическим возможностям.

Таким образом, в процессе разработки должны быть решены основные вопросы взаимодействия РЭА и человека. При этом важную роль играет конструктор. Особенно важно в процессе разработки РЭА правильно решить вопросы взаимодействия человека аппаратуры в процессе ее использования и обслуживания. Большую роль при этом играет правильный учет возможностей и особенностей человека оператора. Раньше возможности оператора учитывались без научного обоснования Форма, размеры и окраска пультов управления, скорость поступления информации и другое выбиралось произвольно. Это приводило к тому, что разработанную аппаратуру было неудобно для человека и эксплуатировать и ремонтировать, а число операторов было завышено.

Рассмотрим операции, выполняемые человеком оператором при работе с РЭА.

A)Включение аппаратуры, ввод ее в заданный режим. При этом используется информация, поступившая от различных контрольных приборов, индикаторов надписей, инструкций или содержащаяся в памяти оператора. Это операция заканчивается принятием решения об исправности аппаратуры и ее готовности.

Б) Выделение информации из смеси сигналов и помех. Обычно приходится осуществлять поиск сигнала, управлять каким либо органом, пользуясь показаниями стрелочного прибора или положением отметки на экране ЭЛТ.

B)Обработка информации. Во многих случаях полученная информация для ее использования должна быть повергнута дополнительной обработке (преобразованию, дешифрации, записи).

Г) Распознавание образов. Много общего с предыдущим пунктом и необходимо при обработке большого объема

67

информации для выделения нужных элементов.

Д) Поиск неисправностей, включает в себя проверку режимов работ ы, правильность функционирования блоков и узлов. Источником информации служат показания приборов

Е) Ремонт. Осуществляется замена отказавших элементов, узлов или блоков, регулировка

Все выше указанные операции связаны с восприятием и обработкой человеком информации. Человеку как "устройству" в процессе решения этих задач свойственны психофизиологические особенности и ограничения которые можно разделить на 2-е группы: первая - определяет конструкцию отдельных блоков, узлов и органов управления РЭА;

вторая влияет на конструирование РЭА в более широком смысле, т.е. на распределение в РТС функций между аппаратурой и человеком

Исходя из того, что основным во взаимодействии человека с РЭА является получение, обработка и использование информации, можно сформулировать следующие общие рекомендации по использованию человека - оператора в качестве "машины" по переработке информации.

Целесообразными режимами работы человека оператора будут: обобщение результатов наблюдений, опознание и анализ образов, прием сигналов различных видов, выполнение разных по характеру действий, контроль работы сложных систем, принятие решений при возникновении случайных и непредвиденных обстоятельств Эффективность работы возрастает при использовании наглядного кодирования информации, работе по собственному ритму человека - оператора, при исключении из сигнала лишней информации, при отсутствии пауз, "сбивающих" принятый оператором темп работы.

Нецелесообразными режимами работы человека оператора будут такие, когда он должен: использовать повторяющиеся стандартные решения (движения, реакции па одни и те же сигналы и т.п.), держать в памяти большое

68

количество вспомогательной информации, которая в виде общих принципов прилагается к частным решениям, развивать большие усилия при быстрых реакциях.

Однако следует учитывать, что на режим работы человека - оператора влияет и вид анализатора. Зрительный анализатор целесообразно использовать при получении точной количественной информации, при снятии информации с много шкальных приборов и т.п.

Слуховой анализатор целесообразно использовать при сигнализации о завершении следующих друг за другом операций (в условиях плохой видимости), дня суфлирующих сигналов и т.д.

Тактильный (осязательный) анализатор используется, если зрение и слух заняты, или когда нужны дополнительные подтверждающие сигналы.

Информационная модель может быть выполнена в виде индивидуальной (когда каждому параметру соответствует свой индикатор) или избирательной (когда один индикатор последовательно подключайся к различным устройствам) систем. Избирательные системы целесообразно использовать для решения сложных задач оптимизации режимов РЭА. когда ее применение позволяет иметь меньшие габариты пульта. Во всех этих случаях человек оператор будет выступать в виде своеобразной "машины".

В качестве управляющей "машины" человек - оператор может выступать, формируя сигналы управления изменением пространственного положения ручек, использованием в качестве первичных сигналов данных физиологической активности (пульс, частота дыхания) и голосом. Во всех этих случаях человек оператор может выступать либо в роли человека "инструмента" (когда он является основным источником энергии, необходимой для выполнения данного процесса), либо в роли человека - "машины" (когда человек - оператор практически не является источником энергии, а только определяет время и место введения в РЭА соответствующего сигнала управления).

69

Следует отметить, что человек представляет собой медленно действующее, тяжелое по весу, работающее короткое время и недостаточно надежное устройство, выполняющее восприятие и обработку информации и осуществляющее действия, требующие значительных эксплуатационных затрат. Однако он имеет большой объем памяти, может выполнять много разнообразных действий и обладает способностью к адаптации и быстрой обработке большого объема информации при распознавании образов

Недостатки, присущие человеку, определяют стремление к его полной или частичной замене автоматически действующей аппаратурой. Но это вызывает усложнение аппаратуры, увеличение ее веса и стоимости и может снизить надежность.

Чтобы обосновать основные тенденции в разработке систем и конструировании РЭА, связанные с распределением функций между аппаратурой и человеком, нужно оценить сложность блоков предназначенных для автоматизированных управления и контроля аппаратуры, выделения и обработки информации.

Функции, выполняемые при управлении аппаратурой и определения се нормального функционирования, очень разнообразны (вкл. и выкл. через определенное τ, устанавливает fраб ее подстройка, проверка υпит и т.п.) Человек просто справляется с этими операциями, можно это делать и автоматически, но аппаратура существенно усложнится.

Автоматизация управления и контроля аппаратуры вызывает ее усложнение примерно в 1,5-2 раза и при ее автоматизации можно оставить несколько (примерно 2 - 3) простых операции, т.к. как при этом затраты времени оператора будут не значительны. Автоматизация, как правило, значительно увеличивает скорость введения аппаратуры в действие и перестройки, облегчает дистанционное управление.

Данные характеризующие сложность аппаратуры, выполняющей операции выделения и обработки информации, а также преимущество человека или автоматической системы

70