Bài 19: Những yếu tố ảnh hưởng đến thiết kế kĩ thuật
Nội dung lý thuyết
I. CÁC YẾU TỐ VỀ SẢN PHẨM
1. Tính thẩm mĩ
- Tính thẩm mĩ của sản phẩm thiết kế rất quan trọng, phản ánh vẻ đẹp và sự hấp dẫn tổng thể của sản phẩm thiết kế.
- Trong quá trình thiết kế:
+ Quan tâm tới chức năng sẽ cho ra sản phẩm hữu ích và hoạt động tốt.
+ Quan tâm tới tính thẩm mĩ sẽ tạo ra sản phẩm đẹp và hấp dẫn về hình thức.
- Tính thẩm mĩ của sản phẩm thiết kế được tạo thành bởi sự sắp xếp và sử dụng các yếu tố như:
+ Đường nét.
+ Hình khối.
+ Màu sắc.
+ Sự tương phản.
+ Kết cấu bề mặt.
- Bên cạnh đó, hình thức, vẻ đẹp của sản phẩm còn được thể hiện qua các nguyên tắc thiết kế đồ hoạ gồm:
+ Tỉ lệ.
+ Tính cân bằng.
+ Sự hoà hợp.
+ Không gian.
2. Nhân trắc
- Nhân trắc trong thiết kế kĩ thuật là yếu tố thể hiện mối quan hệ giữa:
+ Cấu trúc, hình thể, khả năng vận động của con người trong việc sử dụng sản phẩm thiết kế.
- Một sản phẩm đảm bảo tính nhân trắc sẽ khiến người dùng cảm thấy:
+ An toàn và thoải mái, tiện lợi, hiệu quả.
+ Không ảnh hưởng tới sức khoẻ khi sử dụng sản phẩm.
- Khi thiết kế các sản phẩm cho con người, có ba yếu tố chính cần được quan tâm gồm:
+ Kích cỡ của người sử dụng sản phẩm thiết kế.
+ Các chuyển động sẽ thực hiện khi sử dụng sản phẩm thiết kế.
+ Các phản ứng của cơ thể với thiết kế thông qua các giác quan.
- Một thiết kế đảm bảo yếu tố nhân trắc tốt bao gồm:
+ Sử dụng và làm việc trong tư thế trung tính.
+ Tinh giản giao diện và hợp lí hoá các thao tác.
+ Sử dụng thao tác quen, hạn chế thao tác lạ và khó, ít chuyển động và động tác lặp lại nhiều.
+ Tạo động tác vận động thay đổi, tạo không gian vận động đủ rộng rãi, đặt mọi thứ trong tầm với, giảm sử dụng các lực quá lớn.
+ Tránh cầm, giữ quá lâu, tránh những điểm nhọn, tập trung lực.
+ Duy trì một môi trường làm việc thoải mái.
3. An toàn
- An toàn cho sản phẩm, cho người sử dụng, cho môi trường là một trong những yếu tố ảnh hưởng tới quá trình thiết kế kĩ thuật.
- Yếu tố an toàn cần xem xét tại nhiều thời điểm khác nhau từ thiết kế, sản xuất đến sử dụng sản phẩm.
- Khi thiết kế, cần quan tâm tới các yếu tố an toàn liên quan tới điện, nhiệt, các sự cố cháy nổ tiềm tàng của sản phẩm khi sử dụng.
- Để cảnh báo hoặc thể hiện thông điệp với người dùng về mức độ an toàn, có thể sử dụng màu sắc khác nhau.
- Ví dụ:
+ Màu đỏ biểu hiện cho nguy hiểm.
+ Màu hổ phách có nghĩa là cần thận trọng.
+ Màu xanh là an toàn.
4. Năng lượng
- Năng lượng cần thiết cho thiết kế, chế tạo và sử dụng sản phẩm.
- Hiện nay, năng lượng được sử dụng chủ yếu tới từ các nguồn hoá thạch đang cạn kiệt.
- Sản phẩm thiết kế cần tiêu tốn ít năng lượng.
- Việc tiết kiệm năng lượng cần đặt ra ngay trong quá trình sản xuất sản phẩm.
- Hoạt động thiết kế sản phẩm cần hướng tới khai thác và sử dụng tối đa các nguồn năng lượng tái tạo thay cho năng lượng hoá thạch như:
+ Năng lượng gió.
+ Năng lượng mặt trời.
+ Năng lượng nước.
+ Năng lượng sinh khối,...
5. Vòng đời sản phẩm
- Phân tích vòng đời sản phẩm bao gồm việc:
+ Thực hiện các phép đo chi tiết ở tất cả các giai đoạn sản xuất, sử dụng, thải loại sản phẩm.
- Hoạt động này cho phép nhà sản xuất định lượng năng lượng và nguyên liệu thô được sử dụng cũng như lượng chất thải được tạo ra ở mỗi giai đoạn của quá trình sản xuất sản phẩm.
- Việc phân tích vòng đời sản phẩm cho phép kĩ sư:
+ Lượng hoá được mức tiêu hao nhiên liệu, nguyên vật liệu khi sử dụng.
+ Vấn đề tái sử dụng, tái chế.
+ Chi phí xử lí rác thải khi thải loại sản phẩm.
6. Phát triển bền vững
- Phát triển bền vững là sự phát triển có thể đáp ứng được những nhu cầu hiện tại mà không ảnh hưởng, tổn hại đến những khả năng đáp ứng nhu cầu của các thế hệ tương lai.
- Sản phẩm thiết kế ra đời một mặt tác động tích cực tới sản xuất và đời sống, mặt khác có thể làm cạn kiệt tài nguyên thiên nhiên, gây tác động xấu tới môi trường như:
+ Ô nhiễm không khí và nước.
+ Ô nhiễm hoá chất độc hại.
=> Những tác động này đến từ quá trình thiết kế, sử dụng và thải loại sản phẩm.
- Yếu tố này cần được quan tâm trong tất cả các khâu của quá trình thiết kế, đảm bảo giảm thiểu tối đa ảnh hưởng tới môi trường.
- Việc sử dụng vật liệu có khả năng tái chế cũng là một trong những giải pháp thiết kế kĩ thuật theo hướng phát triển bền vững.
II. CÁC YẾU TỐ VỀ NGUỒN LỰC
1. Tài chính
- Tài chính là yếu tố ảnh hưởng rất nhiều đến thiết kế kĩ thuật.
- Yếu tố tài chính không chỉ được xem xét và sử dụng trong mỗi bước của quá trình thiết kế mà còn ảnh hưởng tới việc lựa chọn phương án sản xuất ngay trong quá trình thiết kế.
- Chi phí tài chính cho hoạt động thiết kế được tính toán trên cơ sở chi phí cho:
+ Con người.
+ Máy móc.
+ Vật liệu.
+ Năng lượng.
- Yếu tố tài chính còn ảnh hưởng tới quyết định của nhà thiết kế trong việc đề xuất các tiêu chí chất lượng của sản phẩm thiết kế.
- Trong quá trình thiết kế, cần hài hoà giữa yếu tố tài chính và chất lượng sản phẩm.
2. Công nghệ
- Công nghệ:
+ Những yếu tố quan trọng ảnh hưởng nhiều tới sản phẩm thiết kế.
+ Đa dạng và phong phú, thuộc nhiều lĩnh vực khác nhau.
+ Liên tục phát triển theo hướng công nghệ phát triển sau tiến bộ hơn công nghệ phát triển trước.
- Trong quá trình thiết kế, công nghệ vừa là yếu tố nền tảng, vừa là ràng buộc khi đề xuất giải pháp giải quyết vấn đề.
- Một số yêu cầu của sản phẩm, các giải pháp giải quyết vấn đề có thể không thực hiện được do sự giới hạn về công nghệ tại thời điểm thiết kế.
- Ngược lại, công nghệ phát triển ở trình độ cao sẽ là cơ sở thiết kế giải pháp, sản phẩm chất lượng cao, thân thiện môi trường.