Закономерности формообразования в дизайне транспортных средств тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 17.00.06, кандидат технических наук Лепешкин, Илья Александрович

• Лепешкин, Илья Александрович
• кандидат технических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат технических наук Лепешкин, Илья Александрович

Введение.

1. История концепт-артов и концептов в транспортном дизайне. Постановка цели и задач исследования.

1.1 Древние века.

1.2 Средние века. Эпоха Возрождения.

1.3 Новое время.

1.4 XX век - современность.

1.5 Постановка цели и задачи исследования.

2. Классификационные признаки концепт-артов, концептов и промышленных образцов в транспортном дизайне.

2.1 Классификатор объектов транспортного дизайна.

2.2 Классификация объектов транспортного дизайна по дополнительным признакам.

2.2.1 Тип транспортного средства.

2.2.2 Инновационность разработки.

2.2.3 Нацеленность разработки.

2.2.4 Этап разработки конкретного объекта (тип визуализации).

2.2.5 Этап развития фирменного стиля (предпромышленные разработки).

2.3 Алгоритм классификации.

Выводы по главе 2.

3. Факторы формообразования и модель проектирования.

3.1 Анализ представлений о формообразовании и методах проектирования в дизайне.

3.2 Ретроспективный анализ факторов, влияющих на формообразование транспортных средств.

3.2.1 Водный транспорт.

3.2.2 Наземный транспорт.

3.3 Разработка модели формообразования в дизайне транспортных средств.

3.4 Методика подготовки и проведения экспертной оценки и обработка результатов опроса.

3.4.1. Отбор экспертов.

3.4.2. Численность экспертной группы.

3.4.3. Методика проведения опроса.

3.4.4. Опросный лист.

3.4.5. Статистическая обработка результатов опроса.

3.4.6. Параметрические методы и изучение распределения ответов.

3.4.7. Непараметрический анализ.

3.5 Результаты опроса и выявленные закономерности

3.6 Алгоритм оценки значимости формообразующих факторов при дизайн-проектировании.

3.7 Методика сквозного дизайн-проектирования транспортных средств.

Выводы по главе 3.

4. Применение предложенной методики при дизайн-проектировании кузова двухзвенного гусеничного транспортера.

4.1 Сбор информации и предпроектные исследования.

4.2 Эскизное проектирование.

4.3 Итоговый вариант дизайна кузова концепта двухзвенного гусеничного транспортера.

Выводы по главе 4.

5. Предложения по использованию вспененного алюминия в технологии производства кузовов транспортных средств.

5.1 Аналитический обзор материалов, посвященных использованию вспененного алюминия.

5.1.1 Свойства и применение в автопромышленности.

5.1.2 Методы получения вспененного алюминия.

5.1.3 Методы получения деталей из вспененного алюминия

5.1.4 Сэндвич-панели из вспененного алюминия.

5.2 Предлагаемый метод производства элементов кузова транспортных средств из вспененного алюминия.

Выводы по главе 5.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Закономерности формообразования в дизайне транспортных средств»

Окружающий нас мир постоянно меняется. Изменяются города, условия жизни, меняется сам человек и общество в целом. Темп жизни растет с каждым днем, и человечеству необходима помощь со стороны технологий, чтобы оставаться мобильным и отвечать веяниям времени. Наиболее значимую роль в этом бесспорно играет транспорт. Он окружает нас повсюду, иногда мы его замечаем, иногда нет, но то, что он формирует среду вокруг нас и является ключевым элементом в нашей жизни, отрицать нельзя.

С каждым годом все ярче обостряется борьба на рынке транспортных средств, каждая фирма пытается найти новые не только конструктивные и технологические, но и стилистические решения, новую форму, которая сможет привлечь на их сторону новых покупателей. Экономическая ситуация, к примеру, на автомобильном рынке обострилась до максимума. При всем том, что фирмам необходимо делать решительные ходы, чтобы привлекать новых покупателей, цена ошибки в тоже время стала значительно выше, ведь можно потерять тех покупателей, которые уже есть. На этом фоне при разработке новой формы условия диктует «фирменный стиль» и понятие бренда, что в свою очередь значительно ограничивает возможности дизайнеров при поиске новых пластических решений. Таким образом, в отличие от того раздолья и власти, которая была в руках, к примеру, американских дизайнеров начала-середины XX века, сегодня очень редко можно наблюдать смелые эксперименты, подобные тем, что демонстрировались публике на автошоу «Моторама», проходивших в 50-60 годах в Америке. Сначала, дизайнеры, в попытках создания более совершенных, эстетически красивых и в тоже время функциональных и удобных транспортных средств, боролись с конструкторами и технологами, которые не могли воплотить те или иные инновационные задумки, теперь же дизайнерам пришлось столкнуться с маркетингом и иногда чрезмерно надуманными экономическими факторами, тормозящими развитие автомобиля как такового и промышленности в целом.

Тем не менее, в большинстве случаев вследствие необходимости обновления модельного ряда, да и просто исходя из рекламных целей, фирмы во всем мире ежегодно выпускают десятки новых концептов. Число лишь официальных экземпляров, которые демонстрируются на мировых автовыставках, приближается к 150 единицам в год. Это очень большой показатель для таких штучных образцов, которые разрабатываются зачастую больше года и проходят множество этапов в своем становлении. Что уж говорить про длительность стратегий, частью которых они являются - их будущие серийные воплощения сойдут с конвейера иногда не раньше чем через 5-7 лет, а возможно и вовсе останутся навсегда вписанными в историю лишь как смелые идеи и попытки предугадать развитие автопрома в будущем.

Однако постепенно набирают свой вес и значимость разработки, которые приходят из других отраслей. Эстафетную палочку в поисках новых пластических решений подхватывают концепт-арты. Их история идет еще от первых научно-фантастических книг, когда иллюстраторам приходилось изображать те немыслимые агрегаты, которые стали рождать умы фантастов в середине 19 века в период промышленной революции. Со временем с развитием технологий, и непосредственно возможностей компьютеров, концепт-арты проникли и в рекламу, и в киноискусство, и в компьютерные игры, а затем и непосредственно в промышленность. Технологии позволили визуализировать в концепт-артах даже самые нереальные идеи настолько правдоподобно, что они стали соперничать с реальностью. На концепт-арты не так сильно действуют экономические факторы и другие сдерживающие механизмы, они позволяют концепт-дизайнерам раскрепоститься и создавать такие образы, которые захватывают умы зрителей и переносят их в мир фантазий.

Как известно, все, что происходит в науке, технике, искусстве - является оплотом чьих-то фантазий и стремлений, которые смогли пробиться в реальный мир. И сегодня в период развития информационных технологий, когда идея может распространиться по всему миру в считанные секунды, особенно важно оставаться на волне - ведь любая, даже самая безумная идея, родившаяся на одном конце света, может сподвигнуть кого-то к великому открытию на другом.

И эта тенденция поиска вариантов будущего характерна для любой отрасли, но для транспортного дизайна ввиду его значимости - особенно. Стремление к демассификации на рынке транспортных средств ведет к тому, что каждый хочет иметь ту вещь, которая поможет ему самовыражаться, и вряд ли человечество когда-либо согласиться на единообразие в таком вопросе как личный транспорт. В тоже время, автомобили на протяжении всей своей истории пытались сформировать свой пластический язык, то, что отличало бы их и характеризовало. В этом процессе никогда не будет поставлена точка, ибо с изменением взглядов, фантазий людей о будущем, будут меняться и критерии оценки и соответственно формообразования средств транспорта. Соответственно, движение вперед необходимо, а сегодня оно не возможно без таких объектов как концепты и концепт-арты. Новые материалы, новые конструкции, новый стиль - все это зарождается сегодня в концептах и концепт-артах.

Таким образом, необходимо провести исследования этих объектов и разобраться в том, что они из себя представляют, какими бывают, чем отличаются друг от друга и непосредственно от промышленных образцов, окружающих нас сегодня, и как происходит процесс формообразования каждого из них. До сих пор не существовало точных определений этих явлений в транспортном дизайне. Описания варьируются, и зачастую происходит путаница между такими понятиями как концепты и концепт-арты. Известных классификаций данных образцов также не было представлено до сегодняшнего дня. Поэтому, лишь добившись ясности в этом вопросе, можно приступать к анализу их формообразования.

Изучение процессов формообразования в свою очередь поможет создать модель процесса проектирования, исходя из которой, можно будет дать рекомендации дизайнеру по проектированию подобных объектов. Проблема создания методов в дизайне, также как и различных моделей, широко обсуждалась на протяжении всей истории дизайна, и единого мнения на этот счет также нет. Невозможно создать такую теорию, которая смогла бы полноценно описать процессы, происходящие в голове у дизайнера, а также предложить методы, которые могли бы дать совет профессионалу, как ему делать свою работу «правильно». Возможно лишь оснастить дизайнера дополнительными инструментами, которые он сможет применять в своем творчестве. Любая теория является лишь неким упрощением, однако множество подходов и методов в дизайне создают то многообразие, которое и необходимо такой молодой по общим меркам науке, как дизайн.

Общую характеристику работы можно сформулировать следующим образом.

Цель работы заключается в совершенствовании дизайна транспортных средств на основании развития представлений о закономерностях формообразования концепт-артов, концептов и промышленных образцов.

Поставленная цель определила следующие задачи:

1. Выявить отличия концепт-артов и концептов от промышленных образцов, их особенности, основные функции, специфику их применения в автомобильной промышленности и классификационные признаки и, исходя из этого, дать обоснованные определения концепт-артам, концептам и промышленным образцам как объектам транспортно о дизайна.

2. Выделить основные факторы, влияющие на работу дизайнера, и разработать обобщенную модель процесса формообразования при дизайн-проектировании транспортных средств.

3. Выявить закономерности изменения значимости основных формообразующих факторов на процесс формообразования концепт-артов, концептов и промышленных образцов.

4. Сформулировать алгоритм процесса сквозного дизайн-проектирования транспортных средств на стадиях концепт-арта, концепта и промышленного образца.

5. Применить предложенные рекомендации при разработке дизайна кузова двухзвенного гусеничного транспортера.

6. Разработать технологические предложения по применению вспененного алюминия, обеспечивающие реализацию кузовных элементов сложной формы со специфическими свойствами.

Объект и предмет исследований.

Объектами исследования являются концепт-арты, концепты и промышленные образцы транспортных средств, предметом исследования -закономерности их формообразования.

Новизна научной идеи состоит в создании системы научных представлений о сквозном дизайн-проектировании формы транспортных средств, включающем стадии концепт-арта, концепта и промышленного образца.

Научная новизна работы:

1. Определена совокупность существенных признаков, характеризующих концепт-арты, концепты и промышленные образцы как объекты транспортного дизайна, на основании которой разработан классификатор, учитывающий 3 уровня реализации объекта и глубину его проработки.

2. Выявлена последовательность из 7 этапов процесса дизайн-проектирования формы транспортных средств при создании фирменного стиля и получена количественная характеристика доли изменяемой формы на каждом этапе.

3. Предложена обобщенная модель процесса дизайн-проектирования транспортных средств, учитывающая три уровня факторов: средовой, базовый и формообразующий.

4. Экспериментально установлен ряд закономерностей изменения значимости формообразующих факторов («стиль», «конструкция», «технология и материалы») от вида объекта, его масштабности, размера элемента его формы, относительного размера основного конструкционного элемента.

Практическая полезность.

1. С использованием классификатора объектов транспортного дизайна, сформулированы научно обоснованные определения концепт-артов, концептов и промышленных образцов.

2. Разработана последовательность классификации объектов, характеризующая концептуальные разработки в транспортном дизайне по следующим признакам - тип разработки, ее инновационность, назначение, глубина проработки (тип визуализации) и этап в создании нового фирменного стиля.

3. На основе разработанной модели и установленных закономерностей формообразования, сформулирован алгоритм сквозного дизайн-проектирования транспортных средств на этапах от концепт-арта до промышленного образца.

4. С использованием предложенного алгоритма, разработан дизайн кузова двухзвенного гусеничного транспортера, на который получен патент РФ на промышленный образец №75757 от 16.08.2010

5. Предложены концептуальные технологии производства кузовных панелей и кузова в целом из вспененного алюминия, выступающего в качестве наполнителя.

При подготовке диссертации применялись следующие методы исследований.

Теоретические положения, включающие в себя сформулированные определения и предложенные классификации, а также созданная модель дизайн-проектирования, базируются на результатах проведенного широкого исторического исследования, охватывающего историю науки, промышленности и дизайна.

Для выявления закономерностей формообразования в области дизайна транспортных средств применен метод экспертной оценки, на основе которого в сети Интернет по адресу http://kondrakov. com/lepeshkin/Default. aspx был размещен опросный лист. Страница написана в программе Microsoft Visual Studio на основе открытых материалов сайта http://www.asp.net/ на языке С#. Данные опроса автоматически сохранялись на специально созданном почтовом ящике disser-opros2011 @yandex.ru и затем, после их статистической обработки, строились графики с использованием программы Microsoft Excel.

Достоверность и обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций обеспечена большим количеством исследованных и проанализированных примеров концепт-артов и концептов в ходе обработки исторического материала и большим числом полученных экспериментальных данных. Достоверность результатов подтверждается статистической обработкой полученных результатов проведенного интернет-опроса и опроса экспертов относительно закономерностей формообразования объектов транспортного дизайна. Достоверность полученных результатов достигнута использованием современных компьютерных программ (вычислительных, графических и редакционных).

Апробация материалов.

Результаты работы докладывались на Московской городской конференции молодых ученых в РУДН в 2008г, на Международном научном симпозиуме "Автотракторостроение-2009" в МГТУ МАМИ, и на XIII Всероссийской научно-практической конференции и смотре-конкурсе работ студентов и аспирантов по специальности «Технология художественной обработки материалов» в МГГУ 2010г. Дизайн кузова двухзвенного-гусеничного транспортера демонстрировался на Первом Российском Молодежном Инновационном Конвенте в 2008г и попал в каталог 100 лучших инноваций России, а также выставлялся на XII международном салоне промышленной собственности "Архимед" в 2009г, где был удостоен серебряной медали.

Публикации

По теме диссертации опубликовано 15 статей, в том числе 6 статей в изданиях, рекомендуемых ВАК.

Получен патент РФ на промышленный образец №75757 от 16.08.2010.

Заключение диссертации по теме «Техническая эстетика и дизайн», Лепешкин, Илья Александрович

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Комплексный анализ концепт-артов, концептов и промышленных образцов, направленный на выявление закономерностей их формообразования, позволил сформулировать рекомендации по сквозному дизайн-проектированию, что обеспечивает создание инновационных и конкурентоспособных форм, наделенных функциональностью и инициирующих развитие технологии и инженерии.

2. Ретроспективный обзор развития концепт-артов, концептов и промышленных образцов позволил обосновать возрастание их значимости в процессе дизайн-проектирования и в развитии фирменного стиля автомобильных компаний, и выявить их основные функции и классификационные признаки как объектов транспортного дизайна. Это позволило разработать классификатор, учитывающий 3 уровня реализации объекта (выполнимо и выгодно; выполнимо, но невыгодно; невыполнимо) и глубину его дизайнерской проработки (стиль, конструкция, материалы, технология), на основании которого сформулированы определения концепт-артов, концептов и промышленных образцов в транспортном дизайне:

• концепт-арт — это тот объект, который является либо воплощением фантастических конструкций и технологий в новой форме, либо поиском новых стилистических решений без привязки к каким-либо существующим техническим закономерностям;

• концепт - это объект, который уже имеет в своем арсенале необходимые конструкторские или технологические решения и его можно реализовать, сохранив при этом все заложенные в него функции, однако на данный момент это не является экономически выгодным;

• промышленный образец - это объект, под который запущено производство, налажены все технологические процессы, а также чей выпуск является экономически выгодным и отвечает всем необходимым требованиям.

3. Предложены уточняющие классификации объектов транспортного дизайна, позволяющие характеризовать концептуальные разработки по следующим дополнительным признакам - тип разработки, ее инновационность, назначение, глубина проработки (тип визуализации) и этап в создании нового фирменного стиля. Вместе с разработанным классификатором, данные признаки позволяют наиболее полно описать рассматриваемые объекты.

4. Выявлена последовательность этапов развития фирменного стиля автомобильных компаний: «стилевое предложение», «шоу-кар», «концепт марки», «концепт модели», «прототип», «предпромышленный образец» и «промышленный образец»; на основании экспертной оценки установлено, что при переходе от этапа к этапу доля формы, подвергаемая изменению, монотонно убывает и достигает нуля на этапе промышленного образца, что соответствует концу завершению процесса проектирования и началу промышленного производства объекта. Установлено, что данная последовательность этапов представляет собой гармоничный процесс сквозного дизайн-проектирования, который включает в себя все три основные стадии, последовательно реализуемые в виде концепт-арта, концепта и промышленного образца.

5. В результате проведенного ретроспективного анализа выявлены три группы факторов, влияющих на дизайн-проектирование транспортных средств: средовые, базовые и формообразующие, с использованием которых разработана обобщенная модель процесса дизайн-проектирования, наглядно иллюстрирующая взаимодействие факторов между собой. Показано, что к группе формообразующих факторов относятся «стиль», «конструкция» и «технология и материалы».

6. Для выявления существующих закономерностей формообразования в области дизайна транспортных средств, разработана методика экспертной интернет-оценки. Опросный лист размещен на сайте http://kondrakov.com/lepeshkin/Default.aspx. На основании статистической обработки результатов опроса, установлен ряд закономерностей, характеризующих изменение значимости формообразующих факторов («стиль», «конструкция» и «технология и материалы») от вида объекта, его масштабности, размера элемента его формы, относительного размера основного функционально заданного конструкционного элемента, а также изменение значимости данных факторов в исторической ретроспективе.

• установлено, что при переходе от концепт-арта к промышленному образцу значимость «стиля» постепенно снижается, при том, что влияние «конструкции» и «технологии и материалов» к промышленному образцу увеличивается значительно и в итоге даже превосходит значимость «стиля»;

• установлено, что при увеличении размеров объекта в отношении к размеру среднего человека до значения равного примерно 7, степень влияния «стиля» на формообразование объекта возрастает, а «конструкции» и «технологии и материалов» уменьшается; при дальнейшем увеличении габаритов объекта, значимость «стиля» понижается, а факторов «конструкции» и «технологии и материалов» возрастает; выявлено, что на мелкие элементы формы большее влияние оказывают факторы «стиля» и «технологии и материалов», а для общих пропорций более значимой является «конструкция»;

• установлено, что с увеличением неизменной конструкционной части значимость «стиля» падает, а значимость «конструкции» и «технологии и материалов» возрастает;

• показано, что на протяжении всей истории автомобилестроения, значимость «стиля» постоянно росла (за исключением периода конца 60х - начала 80х годов XX века) и сегодня она превосходит значимость факторов «конструкции» и «технологии и материалов».

7. На основе проведенных исследований, был разработан алгоритм процесса сквозного дизайн-проектирования, позволяющий избегать шаблонов, находить новые, неординарные решения при соблюдении всех условий и требований технического задания, а также формировать базу инновационных предложений для последующих разработок. Прохождение всех стадий проектирования при разработке промышленного образца, включая стадии «концепт-арта» и «концепта», позволит дизайнеру как получать нестандартные решения, так и максимально удовлетворять все требования и условия, заложенные в техническом задании.

8. Используя полученные рекомендации, по заданию НТЦ «Спецтехника» МГТУ «МАМИ» разработан дизайн-проект кузова двухзвенного гусеничного транспортера, на который получен патент РФ на промышленный образец №75757 от 16.08.2010г.

9. Исходя из рекомендаций по сквозному дизайн-проектированию, предложены концептуальные способы производства кузовных панелей транспортных средств из такого перспективного материала как вспененный алюминий, заключающиеся в применении сэндвич-панелей с наполнителем из вспененного алюминия. Также рассмотрена возможность создания всего кузова целиком за одну технологическую операцию с образованием уникальной внутренней пространственной структуры, повышающей эксплуатационные характеристики получаемого кузова и объекта проектирования в целом.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Лепешкин, Илья Александрович, 2012 год

1. Электронный ресурс. Режим доступа http://arttobuUd.ru/index.php?optton=com content&task=view&id-800&Itemid=l

2. Электронный ресурс. Режим доступа http://www.gstl.ru/cvolvuciva-transporta/3. | Электронный ресурс. Режим доступа http://ru.wikipedia.org/wiki/TexHHKa

3. Электронный ресурс. Режим доступа http://www.znaki.chebnet.com/s10.php?id=715

4. Электронный ресурс. Режим доступа http://dic.acadcmic.ru/dic.nsl7brokgaiiz еГгоп/146263/Экипажное

5. Электронный ресурс. Режим доступа http://ru■wikipedia■0)•g/wiki/Boзpoждcниe

6. Электронный ресурс. Режим доступа http://hurninahearts.clan.su/forum/23-51 -1

7. Электронный ресурс. Режим доступа http://www.nashagazeta.ch/node/8740

8. Электронный ресурс. Режим доступа http://evolutsia.com/content/view/130/21/10. (Электронный ресурс| Режим доступа http://ru.wikipedia.org/wiki/PeMeciio

9. Электронный ресурс. Режим доступа http://vivovoco.rsl.ru/VV/PAPERS/lllSTORY/CRYSTAL.HTM

10. Электронный ресурс. Режим доступа http://isdiz.ru/isdizl/16.html13. 1 Электронный ресурс. Режим доступа hUp-.//isdiz.ru/isdv/.1 /19.html14. | Электронный ресурс. Режим доступа http://ru.wikipedia.org/wiki^E^ioci-mqa

11. Электронный ресурс. Режим доступа http://ru.wikipedia■org/wiki/Лв'тoмoбиль Бенца

12. Электронный ресурс. Режим доступа http://www.pressarchive.ai/avtomobili/1998/06/15/15541 .html

13. Электронный ресурс. Режим доступа http://avtomoto.ucoz.ru/news/pervvi v istorii koncept kar buick у job ot kharliehrla/2010-03-17-139

14. Электронный ресурс. Режим доступа http://www.carstyling.ru/23