книги из ГПНТБ / Повилейко Р.П. Архитектура машины. Художественное конструирование. Проблемы и практика

нения, цельность внешнего вида, гармоничная окраска).

Вся эта сумма заданных требований может быть названа содержанием машины. Следует учитывать, что объем этих требований, естест­ венно, изменяется от машины к машине. Каждая эпоха характеризуется вполне оп­ ределенным промышленным потенциалом, про­ изводственными и технологическими возмож­ ностями, комплексом научных знаний о приме­ няемых машиностроительных материалах, определенным уровнем общественных требова­ ний к производству по объему, качеству и ассортименту выпускаемой продукции. Эстети­ ческие представления и вкусы людей тоже яв­ ляются продуктом общественного развития, отражением эпохи. Естественно, что представ­ ление о красоте машины зависит от уровня исторического развития общества.

Всю сумму требований к машине, облекшую­ ся в металл, дерево, пластмассу, стекло, внеш­ ний вид машины, ее кинематическую, электри­ ческую, гидравлическую схемы — все это можно назвать овеществленным содержанием данной машины, или же ее формой. Форма станка — не только его внешний вид. Понимать под формообразованием лишь проектирование кожухов к станку (как это еще понимают мно­ гие инженеры и делают нередко художникиконструкторы) •— значит сводить проблемы

iO

художественного конструирования и формооб­ разования к украшательству. Разработка ко­ жухов или окраски — это в конечном счете последняя ступень формообразования машины, завершающий элемент. .

Видя перед собой привлекательную машину, еще нельзя сказать, красива ли она. Для этого требуется тщательный анализ соответствия данной формы содержанию. Если форма стан­ ка будет мастерски разработана коллективом инженеров, медиков, художников в соответст­ вии со всей суммой заданных требований, т. е. если форма будет предельно соответствовать содержанию, то только тогда станок получит право называться красивым. У каждой маши­ ны, у каждого рабочего места свой характер красоты, и он станет предельно ясен лишь тогда, когда авторы-проектировщики маши­ ны— инженер, эргономист, художник — ста­ нут искать красоту на пути максимального соответствия формы содержанию.

Образ в архитектуре и технике

Машина, в соответствии с определением акад. И. И. Артоболевского, — это устройство, создаваемое человеком для использования сил

природы с целью облегчения и повышения про­ изводительности физического и интеллектуаль­ ного труда путем частичной или полной замены человека в его мускульных, интеллектуальных или физиологических функциях. Машина — это реальная объективность, которая отклады­ вается в сознании человека конкретно выра­ женным образом.

В художественном конструировании образ машины может быть построен или получен различными способами: фотографией, рисун­ ком, чертежами и т. д. Рисунки исполняются в различной манере, с акцентировкой на особен­ ностях машины (выделение контуров, основ­ ных узлов, ритмических рядов и др.), в цвете и ахроматически (черно-белым) с различной мерой искажения, упрощения, гиперболизации и т. д.

Образ машины можно строить не только в плоскости, но и в пространстве; образами ма­ шины могут считаться модели и макеты ее. Инженер узнает машину по паспортным дан­ ным, а опытный станочник может узнать свой станок в буквальном смысле с закрытыми гла­ зами, по характерным шумам, а обрабаты­ ваемый раскаленный металл даже по его за­ паху. Очевидно, понятие образа в технике требует выхода за привычные устоявшиеся рамки зрительного восприятия и вовлечение в сферу построения образа в комплексе со зри-

Рис. 3. Образ машины. Представление о реальной тех­

нической форме, выраженной архитектурно-художест­ венными конструкторско-технологическими приемами, чуждыми для данной отрасли техники.

И

тельным анализатором и всех других органов чувств человека.

Каковы механизмы построения образа? Иг­ рают ли здесь большую роль сознательные или бессознательные процессы интуиции? Интерес­ ные эксперименты в этом направлении были проведены психологами МГУ. В этих экспери­ ментах художникам предлагали создать типи­ ческий образ армянского здания. Были привле­ чены художники, никогда не видевшие таких зданий и ничего не знавшие об армянской архитектуре. Им показывалось в каждом эк­ сперименте по одному снимку различных армянских зданий. После изучения каждого они должны были попытаться нарисовать свое типическое армянское здание, а если они этого еще не могли сделать, то воспроизвести по памяти показанное здание.

Одной группе художников перед показом снимков прочитали лекцию об армянской архи­ тектуре; второй группе такой лекции не читали. Обнаружилось резкое различие у тех и у дру­ гих в восприятии снимков. Первые стали сразу выделять в них особенности, выражающие существенные свойства армянской архитекту­ ры, и воспринимали детали зданий в их отно­ шении к этим существенным свойствам. В кон­ це экспериментов они нарисовали оригиналь­ ное и действительно типично армянское здание. Художники же, приступившие к изу-

чению снимков, не имей широкого понятия об армянской архитектуре, не смогли после про­ смотра первого снимка даже нарисовать це­ лостное здание и приняли за существенные второстепенные детали здания. При изучении последующих снимков у них постепенно обра­ зовывалось понятие об армянской архитектуре и соответствующее ему образное обобщение. Однако у них понятия, следовательно и систе­ ма следов от восприятия зданий, образовались в той или иной мере ложные, так как за сущест­ венные признаки армянской архитектуры они приняли второстепенные ее особенности.

Образ

илжеобраз машины

Ввосприятии цеха металлорежущих стан­ ков зрительные ощущения трудно отделить от звуков разрезаемой стали, звонков из кабин портальных кранов, аккордных стуков свали­ ваемых у рабочих мест заготовок, запахов раскаленного металла, испарений смазочно­ охлаждающих жидкостей. Можно говорить не просто об образе цеха в целом, но и частных

Рис. 5. Связь и различие между понятиями релевантно­

сти и пертинентности в проектировании машин.

дований могут быть использованы для худо­ жественно-конструкторского совершенствова­ ния форм станка.

Функция, и прежде всего функция, оказы­ вается наиболее сильным фактором при харак­ теристике машины и отдельных ее особенно­ стей, отразившихся в форме. Роль даже очень выразительной формы, не подкрепленной функ­ ционально, может оказаться второстепенной, третьестепенной. Таким образом, формируется важный вывод: образ станка, машины и вооб­ ще . технической конструкции отличается от понимания образа в любом другом близком

или дальнем виде искусства прежде всего тем, что он формируется главным образом на осно­ ве специальных технических знаний и пред­ ставлений; чем сложнее выполняемая кон­ струкцией функция, тем более подчиненную роль в формировании образа играют архитек­ турно-художественные особенности формообразования.

Для художественного конструирования ис­ ключительный интерес представляют вопросы восприятия и распознавания зрительных обра­ зов машин. Принципиально уже доказана возможность интегральной оценки анализато­ ром изображений в телевидении. Изучаются аналогичные вопросы в условиях замены зри­ тельного анализатора видеоаппаратурой, свя­ занной с ЭВМ. Для экспериментов, связанных с проектированием и эксплуатацией ЭВМ, бы­ ла изготовлена матрица— прямоугольная ре­ шетка, вложенная между рассеивающими свет стеклами. На одну сторону матрицы проециро­ вались черно-белые изображения различных предметов, по другую ее сторону помещались испытуемые. Они наблюдали получающуюся мозаику (не цветную, а состоящую из квадра­ тиков различных оттенков серого цвета) и угадывали, что им показывают. Меняя мас­ штаб увеличения проектора и подсчитывая количество правильно угаданных предметов, можно было узнать, на сколько ячеек следует

разделить всю зрительную сетку, чтобы нуж­ ный образ надежно узнавался.

В ходе экспериментов неожиданно выясни­ лось, что процент угаданных картинок резко возрастает, . если испытуемый снимает очки или если изображение оказывается не в фоку­ се. Выяснилось также, что при смене кадра, когда изображение движется по экрану, квад­ раты мозаик приобретают форму проецируе­ мого предмета. Но еще лучше результаты оказались, когда на матрицу стали проециро­ вать цветные диапозитивы и кинофильмы. При использовании цветных диапозитивов процент угаданных образов оказался исключительно высоким. При показе кинофильмов через мат­ рицу никто не знал, что предстоит увидеть, но все видели корабли, выходящие из гавани, велосипедистов, пловцов, играющих детей. Са­ мое интересное в этом эксперименте было то, что матрица состояла всего только из 150 яче­ ек. Для сравнения укажем, что видение окружающего мира осуществляется у человека (0,8-г-1,0) ХЮ6 нервных окончаний, т. е. искус­ ственная зрительная матрица содержит в 5—10 тысяч раз менее ячеек. Вполне возможно, что распознавание зрительных образов ЭВМ в обозримом будущем станет одним из важней­ ших рабочих инструментов для разрешения вопросов анализа и синтеза в художественном конструировании.

Поисковый образ машины

Полная, всесторонняя, комплексная оценка уровня новой машины по группам технико-эко­ номических, эргономических, художественно­ конструкторских требований, т. е. оценка соот­ ветствия полученной формы требуемому содержанию машины, возможна только с по­ мощью ЭВМ. Это в свою очередь требует фор­ мализации понятий, которыми мыслит совре­ менный проектировщик, что теснейшим обра­ зом связано с моделированием процесса про­ ектирования.

Для характеристики различных состояний содержания и формы машины введем следую­ щие термины-определения:

—образ идеальной машины ИОМ — харак­ теристика содержания С такой машины, стои­ мость формы Ф которой в данных условиях близка или даже равна нулю, условно С =1,0;

Ф= 0, вообще же 0 < С , Ф-<1,0;

—поисковый образ машины ПОМ — крат­ кая, но исчерпывающая характеристика содер­ жания такой машины, стоимость которой минимальна в данных условиях, С-> 1,0; Ф ->0;

—образ реальной машины РОМ — сверну-

тая рабочая характеристика содержания ре­

дожественно-конструкторское ли, должно при­ ближать исходный объект к идеальной машине. Реальная машина, образ которой соответству­ ет идеальному, называется пертинентной (от английского слова, означающего связь, отно­ шение). Реальная машина, образ которой со­ ответствует поисковому, называется релевант­ ной (от английского — уместность).

Степень релевантности оценивается на языке дескрипторов. Дескриптор — смысловая еди­ ница языка, которая может выражаться клю­ чевым словом, группой слов или цифр, соче­ танием их. Опыт показал, что для индексиро­ вания одного документа (статьи, реферата, описания, отчета, пояснительной записки и пр.) обычно бывает достаточно 8—12 дескрипторов; для описания ПОМ или РОМ средней сложно­ сти достаточно 20—50 дескрипторов. Величина релевантности оценивается по формуле:

R — —тр- • 100%; 0 < # < 1 0 0 % ,

где Д п — общее число дескрипторов, описы­ вающих ПОМ, который формиро­ вался как промышленный образец

с набором признаков, отвечающий уровню мировых стандартов;

Дпр — общее число дескрипторов РОМ, сов­ падающих с дескрипторами ПОМ.

Аналогичной формулой оценивается и вели­ чина пертинентности. Созданию пертинентных машин способствует умение включить в про­ цесс проектирования прошлый опыт человече­ ства, вызвать из информационного небытия узлы и машины-аналоги, а может быть, даже требуемые конструкции в целом (не изобре­ тать изобретенное), вещь в себе сделать вещью для нас. Все это, безусловно, составляет осно­ ву инженерного поиска. Помимо справочников, монографий, сборников по проблеме и пери­ одической литературы, необходимо умело ис­ пользовать отраслевые и патентные фонды.

Комитет по делам изобретений и открытий выдает около 20 тысяч авторских свидетельств в год, добавляя их к 6 млн. изобретений, уже накопленных во Всесоюзной патентно-техни­ ческой библиотеке. Даже по такой несложной «машине», как карандаш, выдано более 20 тысяч патентов и авторских свидетельств. По более сложным машинам и технологическим процессам патентов и авторских свидетельств в мире существует на порядок более. Но еще есть и патентный фонд природы. К сожалению, практика показывает, что до конструкторов и особенно до художнйков-конструкторов дохо-

го материала, вжившись в образ стройки и отталкиваясь от него, они предложили систему трубчатых трехгранных пирамид-тетраэдров. Множество таких пирамид, скрепленных по­ следовательно в ряд (парами вверх — вниз), группами по плоскости, многоэтажно, позволя­ ли удобно закреплять на себе практически все строительные машины, создавать закрытые от непогоды служебные помещения при машинах и т. д. Новая структура объединяла все при­ вычные элементы строительной площадки, ре­ шая одновременно и ряд сугубо утилитарных задач.

Что это, случайный успех или новый метод решения технических проблем? Непривычный по стадиям решения, алогичный для всего строя инженерного мышления, парадоксаль­ ный, по все же имеющий право на существова­ ние метод. Именно метод, но метод специфиче­ ский, художественно-конструкторский, идущий от выявления структуры образа технической системы. Если внешние формы и приемы сти­ лизаторства могут быть скопированы инжене­ рами (и это повсеместно успешно делается), то образ художественного мышления скопировать инженеру трудно (редко в одном лице счаст­ ливо сочетается талант художника и инжене­ ра). Вот почему представляется необходимой параллельная двойственная организация фор­ мы изделия — методами, идущими от инжене-

рии (инженерный дизайн), и методами, идущи­ ми от искусства (артдизайн).

В определенной степени образное мышление присутствует и у инженеров (правда, значи­ тельно менее выражено, чем у художников), и этот образ мышления оказывает влияние на результаты конструкторского труда. Лет 15—20 тому назад в отечественной литературе (типа журнала «Техника — молодежи») и в зарубежной (типа журнала «Попьюлар Сайенс») появились фантастические рисунки кос­ мических кораблей. Вряд ли конструкторы ре­ альных космических кораблей ориентирова­ лись на рисунки фантастов, или же художни- ков-фантастов допускали для зарисовок в «космические» СКВ. Скорее всего, контактов здесь не было. Но вот что интересно: реальные советские космические корабли оказались схо­ жи с советскими фантастическими рисунками, а космические корабли США — схожи с рисун­ ками американских фантастов. Сказался наци­ онально-технический образ мышления. Образ­ ное мышление определяется историческими условиями, зависит от уровня производитель­ ных сил и характера производственных отно­ шений. Станочки первого тысячелетия были голыми кинематическими схемами, или, гово­ ря современной терминологией, характеризо­ вались открытой формой. Станки из металла времен Нартова сделали первый шаг в сторону