Урок 4. Прототипирование
В этом уроке мы с вами разберём основные принципы эффективного прототипирования в дизайн-мышлении. Они помогут вам максимально быстро протестировать сгенерированные ранее идеи, найти их плюсы и минусы.
Содержание:
Начать же этот урок лучше всего с определения центральных понятий.
Прототип и прототипирование
Для начала дадим определение понятию «прототип».
Простыми словами, прототип – это макет решения, который можно собрать из подручных материалов.
Он используется для того, чтобы не тратить время и деньги на создание полноценного продукта, а создать что-то похожее на него и отыскать ошибки, допущенные на этапе проектирования. Собственно говоря, процесс создания прототипа и называется прототипированием, и у него есть свои плюсы и минусы.
Преимущества прототипирования:
Недостатки прототипирования:
Прототипирование является первой стадией Product Evolution Canvas (на русский переводится как «канвас эволюции продукта»), и дальше речь пойдет о нем.
Product Evolution Canvas
Product Evolution Canvas (PEC) – это инструмент для компаний, создающих различные продукты, отлично подходящий для мозговых штурмов. Он состоит из двух компонентов – это:
Временные рамки – это, как понятно из названия, время. А что такое эволюция продукта? Давайте рассмотрим подробнее.
3 этапа эволюции продукта
Эволюция продукта – это весь процесс от создания прототипа до готового товара.
Он делится на три этапа:
Образно говоря, минимально-жизнеспособный продукт – это скейтборд. Основной продукт – велосипед. Полнофункциональный продукт – автомобиль. Скейтборд даёт возможность передвигаться, но не позволяет делать это достаточно быстро. С помощью велосипеда можно ездить довольно быстро и на большие расстояния. А автомобиль перекрывает все потребности, т.к. проезжает расстояния в сотни километров в считанные часы.
Канвас эволюции продукта помогает ответить на вопросы коллег, клиентов и инвесторов о функционале продукта. Например:
Кроме того, Product Evolution Canvas упрощает:
Но чтобы получить от PEC максимальную пользу, с ним нужно научиться работать. Давайте поговорим об этом подробнее.
Как работать с PEC
Работа с PEC предполагает прохождение трех этапов:
На первом этапе спрашивайте себя: «Что делает мой продукт функциональным?»
Канвас можно применять для разработки продуктов и услуг практически в каждой сфере деятельности человека. Нужно выполнить всего лишь четыре простых шага:
А чтобы было понятнее, что все это значит, приведем небольшой практический пример. Представьте, что вы разрабатываете банковское приложение и заполняете канвас. На первом этапе ваш продукт будет обладать лишь самыми необходимыми функциями, без которых невозможно представить банковское приложение – это открытие личного счёта, перевод денег и оплата различных услуг.
На втором этапе вы добавляете счета для индивидуальных предпринимателей, все виды транзакций и возможность оформлять кредиты онлайн. И на третьем – копилки, списки желаний и интеграцию с чат-ботами. Конечно, система выглядит уж очень упрощенно, но суть этот пример передает хорошо.
Прототипировать можно:
В зависимости от того, что мы прототипируем, технологии прототипирования будут различаться.
Моделирование физических объектов
Физические объекты моделируют:
| A | С помощью подручных средств – бумаги, картона, пластилина, скотча, ножниц. |
| B | С помощью «Лего». |
| C | С помощью 3D принтеров. |
| D | С помощью программ для 3D моделирования. |
Давайте подробнее разберём каждую технологию.
Моделирование подручными средствам
При моделировании подручными средствами нужно всего лишь следовать простому алгоритму:
К плюсам данного вида моделирования можно отнести:
Среди минусов есть следующие:
Поэтому при моделировании подручными средствами избегайте перфеционизма, не тратьте много времени на каждый прототип, при создании модели постоянно думайте о том, как люди будут пользоваться продуктом.
Лего-моделирование
Моделипрование с помощью «Лего» выполняется не менее просто:
Для получения наилучшего результата советуем вам прочитать книгу Тима Брауна «Дизайн-мышление в бизнесе», где рассказывается о том, как компания IDEO создавала из конструктора прототипы устройств для введения в кровь инсулиновых инъекций. Каждый раз создавая прототип, представляйте, что вы рассказываете историю.
Моделирование с использованием 3D печати
Для создания 3D моделей используются следующие технологии:
FDM (Fused Deposition Modeling). Материал выдавливается слой за слоем на поверхность. Эта технология применяется в биомедицине, кулинарии и промышленном производстве.
3D-печать – это достаточно сложная технология, поэтому для ее применения лучше всего привлекать квалифицированных специалистов.
Моделирование с использованием программ
То же самое моделирование, что и в случае с 3D, только здесь не надо «марать» руки, ведь весь процесс происходит на экране компьютера. Вот список 10 лучших бесплатных программ, которые помогут вам прототипировать, не выходя из зоны комфорта:
Руководство пользователя для каждой из программ можно найти в свободном доступе в Интернете.
Прототипирование сайтов и интерфейсов программ и приложений
Прототипирование сайта, главным образом, означает проектирование его интерфейса. Оно помогает облегчить задачу программистам, дизайнерам и верстальщикам. Поэтому мы объединили эти два пункта в один.
Например, когда вы заходите на любой сайт, то, скорее всего, ожидаете, что справа или сбоку будет меню и название проекта. Чуть-чуть правее или левее центра – контент (статьи, фотографии, видео). А снизу – надпись «Все права защищены» и правовые документы.
Если же вы зайдёте и увидите совсем другую картину (к примеру, меню будет расположено где-то снизу, контентная часть будет слишком узкой и т.п.), вероятно, вы просто уйдёте на другой сайт – более привычный.
Однако не нужно потакать пользователям во всём, ведь сайт должен решать и ваши задачи. К примеру, человек задал в поиске такой вопрос: «С чего начать саморазвитие?» Увидел ссылку на наш сайт и перешёл на него. Задача человека – получить информацию. Наша задача – не только помочь ему, но и реализовать собственные цели, в том числе и финансовые.
Если мы просто расскажем пользователю о саморазвитии, он прочитает и уйдёт. Чтобы такого не происходило, мы во всех статьях делаем ссылки на тематические материалы, бесплатные курсы и платные тренинги. При этом мы не пишем призывы каждые три абзаца, не мешаем пользователю найти ответ на вопрос и удовлетворить любопытство, не ставим никаких скриптов, которые не дают человеку уйти с сайта, если ему что-то не понравилось.
Как создать прототип
Прототип можно создать в любой программе, где можно рисовать. Если вы новичок, используйте Photoshop, Paint, Adobe Illustrator или даже Google Docs. Профессионалам рекомендуем программу Axure. И вот что нужно сделать дальше (в упрощенной форме):
| 1 | Отрисовать основные элементы шапки – форму поиска, логотип, кнопку обратной связи, описание проекта, кнопку действия («заказать услугу», «купить курс», «совершить звонок»), а если сайт информационный, то либо кнопку «Блог», либо меню с рубриками. |
| 2 | Нарисовать контентную часть и сайдбар (то, что находится сбоку). Как будет располагаться текст, кнопки социальных сетей, комментарии и т.д. |
| 3 | Обрисовать подвал сайта – дополнительные ссылки, значок копирайта и прочее. |
Стиль сайта должен прослеживаться на всех его страницах. Не должно быть так, чтобы на главной странице преобладал минимализм (чёрно-белый дизайн и полное отсутствие лишнего), а в статьях – «рог изобилия», когда кажется, что попал совсем в другую реальность. Элементы нужно делать симметричными по размерам и расположению.
Не заставляйте человека ощущать себя неуютно, т.е. если пользователи мобильных устройств привыкли, что при нажатии на значок «гамбургера» (три горизонтальных черты) открывается меню, не надо выдумывать что-то новое. Если люди привыкли, что курсор мыши меняется на указательный палец, когда на блок можно нажать, делайте на своём сайте (или в приложении) точно так же.
И еще несколько советов о том, чего нужно избегать при создании сайтов и приложений:
Подробнее читайте в материале, подготовленном крупнейшим маркетинговым агентством России Texterra. Там очень хорошо и понятно изложено, что стоит внедрить на своём сайте/приложении, а что – убрать. Однако не старайтесь всё время следовать нашим советам: экспериментируйте и пробуйте выяснить самостоятельно, что хотят видеть потенциальные клиенты на вашем сайте или в приложении.
Прототипирование опыта
Прототипирование опыта – это тип прототипирование, которое представляет собой воссоздание ситуаций для тестирования решений. Чтобы смоделировать опыт, нужно правильно подобрать место и создать обстоятельства, при которых человеку может понадобиться ваш продукт или услуга. С помощью прототипирования опыта можно разыгрывать целые ситуации, объёмные опыты и нахождение в пространствах, где трудно обойтись одним предметом.
Прототипирование опыта проводится так:
Быстрое прототипирование: в 15 раз быстрее традиционных технологий
Что такое быстрое прототипирование?
Чтобы сохранить и увеличить конкурентоспособность, производители стремятся выводить продукцию на рынок в минимальные сроки. Как достичь этой цели? Один из способов – сократить цикл разработки продукта.
Прототипирование, будучи ключевым этапом разработки, – процесс достаточно трудоемкий: чтобы понять, какое решение будет наиболее эффективным, потребуется длительный этап проектирования и доработок с выполнением ряда итераций.
Для достижения наилучших результатов эту стадию нужно завершать как можно раньше. Быстрое прототипирование, то есть создание прототипов посредством 3D-печати, позволяет существенно сократить цикл разработки и сэкономить ресурсы.
3D-технологии помогают сократить весь процесс, начиная с формулировки идеи до создания физического объекта, до нескольких часов. Быстрое прототипирование дает возможность улучшить и экономические показатели: экономится не только время на разработку, но и трудовые затраты.
Хотите бесплатно протестировать 3D-печать? Закажите изготовление прототипа, макета, мастер-модели или функционального изделия из пластика, фотополимера, воска или гипса:
Создание прототипов: 3D-печать vs традиционные методы
Задачи и сферы применения
3D-печать прототипов позволяет оптимизировать выполнение таких задач, как проектирование и модернизация модели, проверка на собираемость, визуальное представление детали или проекта, макетирование и тестирование для более оперативного запуска новых моделей.
С помощью 3D-принтера отдельно решается задача создания прототипов при изготовлении корпусов различных изделий для проверки на собираемость и функционального тестирования. Также возможна 3D-печать готовых корпусных изделий для применения на производстве.
Технология быстрого прототипирования применяется в следующих областях:
Быстрое прототипирование используется для изготовления как наглядных моделей, которые служат для визуализации идеи продукта и дают возможность оценить и усовершенствовать дизайн, так и функциональных прототипов, позволяющих ускорить реверс-инжиниринг и изготовление деталей, снятых с производства.
С помощью 3D-принтера можно быстро и экономично печатать прототипы обоих видов. 3D-печать помогает оперативно получить прототип с оригинала изделия или с CAD-модели. Точность печати обеспечивает максимальное соответствие изделий данным САПР, что обеспечивает высокое качество печати. При этом специальная оснастка и промежуточные этапы обработки не требуются, поэтому на создание готового объекта уходит, как правило, всего несколько часов.
Благодаря многообразию термопластиков, композитов, полимеров, фотополимеров и других инновационных материалов для 3D-печати пользователь сможет создать изделие именно с теми физико-механическими свойствами и внешним видом, которые необходимы для решения конкретных задач.
Есть вопросы по внедрению 3D-технологий? Получите бесплатную консультацию нашего эксперта!
Какие технологии и оборудование используются для 3D-печати прототипов
Для решения задач быстрого прототипирования в основном применяются следующие аддитивные технологии:
Наша компания предлагает широкий выбор оборудования для 3D-печати прототипов от ведущих производителей:
Разнообразие размеров камеры построения, рабочих характеристик, оригинальных технологических разработок и ассортимента расходных материалов позволят вам подобрать оптимальное решение для вашего предприятия или проекта.
Примеры быстрого прототипирования
Задача: прототипирование компонентов гоночных мотоциклов с целью улучшить конструкцию, аэродинамику, а также комфорт гонщиков при подготовке к чемпионату мира MotoGP.
Решение: 3D-печать прототипов на FDM-принтерах Sharebot 42 и Sharebot Q XXL.
Результат
Задача: создание точной модели позвоночника и трахеи пациента для подготовки к предстоящей операции.
Решение: печать на 3D-принтере ProtoFab SLA450 из фотополимера Formula L1 и вакуумное литье.
Результат:
Задача: оптимизировать процессы разработки и создания комплектующих и аксессуаров для душевых кабин различных типов.
Решение: 3D-печать функциональных прототипов и готовых изделий на профессиональном 3D-принтере Sharebot Q.
Результат:
Задача: изготовление автомобильного бампера длиной 1,6 м.
Решение: 3D-печать цельного изделия на крупноформатном 3D-принтере ProtoFab SLA1600, вакуумное литье, полировка.
Результат:
Задача: НИОКР для аддитивного производства сложных компонентов и изделий для военно-морских судов (проекты 3DCABINS и ADIBUQUE компании Navantia по заказу Военного-Морского Флота Испании).
Решение: создание прототипов и готовых изделий с помощью крупноформатных 3D-принтеров линейки Discovery 3D Printer.
Задача: изготовить прототипы деталей бампера для модели радиоуправляемого автомобиля. Размер деталей: бампер – 107 х 67 х 14 мм, небольшая деталь «вставка» – 28 х 13 х 17 мм.
Решение: 3D-печать из фотополимерной смолы Formula W на стереолитографическом принтере ProtoFab SLA600 DLC (проект выполнен компанией TWIZE).
Результат:
Итоги: кратко
Время – самый дефицитный ресурс современного предприятия. Сэкономить время на изготовление и оценку физической модели продукта, сократить процесс разработки и воспользоваться изменениями на рынке для приобретения клиентов поможет быстрое прототипирование с использованием 3D-печати.
Широкие возможности аддитивных технологий и большой выбор оборудования и расходных материалов позволяют найти подходящее решение в самых разных областях применения и получить высокоточные и прочные модели в кратчайшие сроки.
Опытные эксперты компании iQB Technologies проконсультируют вас по вопросам, связанным с внедрением 3D-технологий, и предложат готовые 3D-решения для вашего предприятия, НИИ или вуза.
Еще больше подробностей и историй внедрения – в нашей бесплатной брошюре:
Сидоров Иван Александрович
Термин используется как в информационных технологиях для обозначения процесса быстрой разработки программного обеспечения (см. RAD), так и в технологиях, связанных с изготовлением физических прототипов деталей. RAD (от англ. rapid application development — быстрая разработка приложений) — концепция создания средств разработки программных продуктов, уделяющая особое внимание быстроте и удобству программирования, созданию технологического процесса, позволяющего программисту максимально быстро создавать компьютерные программы.
Примерно с начала 1980-х начали интенсивно развиваться технологии формирования трёхмерных объектов не путём удаления материала (точение, фрезерование, электроэрозионная обработка) или изменения формы заготовки (ковка, штамповка, прессовка), а путём постепенного наращивания (добавления) материала или изменения фазового состояния вещества в заданной области пространства.
Некоторые из установок БП называют трёхмерными принтерами. Основное отличие этой технологии от традиционных методов изготовления моделей заключается в том, что модель создается не отделением «лишнего» материала от заготовки, а послойным наращиванием материала, составляющего модель, включая входящие в нее внутренние и даже подвижные части.
Процессы построения в значительной степени автоматизированы и позволяют получать качественные и сравнительно недорогие модели, затрачивая на их изготовление часы, а не дни и недели, как это было при использовании традиционных методов. Использование технологий RP позволяет существенно сократить сроки и стоимость дизайнерских и конструкторских работ, работ по изготовлению технологической оснастки, а также повысить качество выпускаемой продукции.
Спектр применения получаемых по нашей технологии моделей: выставочные образцы, прототипы и промышленные образцы для проверки собираемости, конструкции и стиля. Также применяется для получения мастер моделей для тиражирования в силиконовых формах.
Изготовленные прототипы могут применяться в качестве замены моделей из воска для процесса литья по выплавляемым моделям. Сокращаются сроки изготовления и большие затраты на инструмент; модели из гипса обеспечивают повышенную точность, качество отделки поверхности и упрощают технологию вспомогательных операций. Элементы прототипов могут быть изготовлены в виде готовой сборки. Минимальная толщина стенки может быть не менее 0,5 мм из соображений прочности.
Построение прототипа обычно происходит на основе твердотельной модели из CAD-систем или модели с замкнутыми поверхностными контурами. Эта модель разбивается на тонкие слои в поперечном сечении с помощью специальной программы, причем толщина каждого слоя равна разрешающей способности оборудования. Обычно при разбиении дается припуск на механическую обработку. Построение детали происходит послойно тех пор, пока не будет получен физический прототип. Принципиальная схема всех установок прототипирования одинакова: на рабочий стол, элеватор установки, наносится тонкий слой материала, воспроизводящего первое сечение изделия, затем элеватор смещается вниз на один шаг и наносится следующий слой. Так слой за слоем воспроизводится полный набор сечений модели повторяя форму требуемого изделия. При этом на некотором слое может оказаться, что отдельные элементы «повисают» в воздухе, поскольку они должны крепиться к верхним слоям. Чтобы избежать такой проблемы, 3D модель предварительно подготавливается, в ней строится система поддержек на каждый такой элемент.
Основным различием между технологиями прототипирования является прототипирующий материал, а также способ его нанесения. В мире существует всего несколько компаний, изготавливающих RP-установки, они постоянно совершенствуют технологию и разрабатывают новые материалы.[1]
На данный момент значительного прогресса достигли технологии послойного формирования трёхмерных объектов по их компьютерным образам. Эти технологии известны под разными терминами, например, SFF (Solid Freeform Fabrication), FFFF (Fast Free Form Fabrication) или CARP (Computer Adied Rapid Prototyping), однако наибольшее стереолитография (STL — sterolithography); отверждение на твёрдом основании (SGC — Solid Ground Curing); нанесение термопластов (FDM — Fused Deposition Modelig); распыление термопластов (BPM — Ballistic Particle Manufacturing); лазерное спекание порошков (SLS — Selective Laser Sintering); моделирование при помощи склейки (LOM — Laminated Object Modeling); технология многосопельного моделирования (MJM Multi Jet Modeling) Иммерсионные центры, или системы виртуальной реальности.
Все названные технологии предполагают наличие трёхмерной компьютерной модели детали. Большинство известных САПР обеспечивают экспорт моделей в стандартном для быстрого прототипирования формате STL, или 3ds формат.[2]
Стереолитография является самым первым и наиболее распространенным методом прототипирования, во многом благодаря достаточно низкой стоимости прототипа. Принцип метода состоит в послойном отверждении жидкого фотополимера лазерным лучом, направляемым сканирующей системой. Элеватор находится в емкости с жидкой фотополимерной композицией, и после отверждения очередного слоя смещается вниз с шагом 0,025-0,3 мм. Используется достаточно твердый, но хрупкий полупрозрачный материал, подверженный короблению под влиянием атмосферной влаги. Материал легко обрабатывается, склеивается и окрашивается. Качество поверхностей без доводки хорошее. Производители оборудования: 3D Systems www.3dsystems.com F&S Stereolithographietechnik GmbH www.fockeleundschwarze.de Институт проблем лазерных и информационных технологий РАН www.laser.ru
В SLS технологии в качестве рабочего материала используются порошковый пластик, металл или керамика, близкие по свойствам к конструкционным маркам. На поверхность наносится тонкий слой порошка, который затем спекается лазерным лучом, формируя твердую массу, соответствующую сечению 3D-модели и определяющую геометрию детали. SLS это единственная технология, которая может быть применена для изготовления металлических деталей и формообразующих для пластмассового и металлического литья. Прототипы из пластмасс обладают хорошими механическими свойствами, могут быть использованы для создания полнофункциональных изделий. Производители оборудования: 3D Systems www.3dsystems.com F&S Stereolithographietechnik GmbH www.fockeleundschwarze.de The ExOne Company / Prometal www.prometal.com EOS GmbH www.eos-gmbh.de.
Используются нити из АБС, поликарбоната или воска. Свойства используемых пластиков очень близки к конструкционным маркам. Термопластичный моделирующий материал подается через выдавливающую головку с контролируемой температурой, нагреваясь там до полужидкого состояния. Головка наносит материал очень тонкими слоями на неподвижное основание с высочайшей точностью. Последующие слои ложатся на предыдущие, отвердевают и соединяются друг с другом. Технология применяется для получения единичных образцов изделий, по своим функциональным возможностям приближенных к серийным, а также для производства выплавляемых моделей для литья металлов. Производители оборудования: Stratasys Inc. www.stratasys.com
Технология струйного моделирования (Ink Jet Modelling)
Технология склеивания порошков (binding powder by adhesives)
Преимущества технологий БП
• Сокращение длительности технической подготовки производства новой продукции в 2-4 раза.
• Снижение себестоимости продукции, особенно в мелкосерийном или единичном производстве в 2-3 раза.
• Значительное повышение гибкости производства.
• Повышение конкурентоспособности производства.
• Сквозное использование компьютерных технологий, интеграция с системами САПР.
Недостатки технологий БП
• Относительно высокая цена установок и расходных материалов.
• Невысокая точность
• Относительно низкая прочность моделей
Прототип тормозного диска
Прототип тонкостенной конструкции детли бытового прибора
