Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение “Лицей №46” Петропавловск-Камчатского городского округа Индивидуальный итоговый проект на тему “Разработка прототипов инженерных конструкций с использованием 3D печати” Работа ученика 11 ИТ класса Фоменко Егора Руководитель проекта _______________________ Работа допущена к защите“___”______202___г. Подпись руководителя проекта _______________(____________________) Петропавловск-Камчатский 202___г. Оглавление Введение ...................................................................................................................................................... 3 Прототипирование .................................................................................................................................... 4 Что это такое? .......................................................................................................................................... 4 Принцип работы ..................................................................................................................................... 4 Применение ............................................................................................................................................ 4 Виды прототипов ................................................................................................................................... 5 Требования к прототипированию ......................................................................................................... 5 3D-моделирование .................................................................................................................................... 6 Что такое 3D-моделирование ................................................................................................................ 6 Преимущества 3D-моделирования ....................................................................................................... 6 MVP.............................................................................................................................................................. 7 Какие виды MVP бывают и в чём разница между ними ................................................................... 7 Как создают MVP и сколько длится процесс ..................................................................................... 8 Практическая часть................................................................................................................................ 11 Вывод ......................................................................................................................................................... 11 Рисунки ..................................................................................................................................................... 12 2 Введение Актуальность: Прототип — важный эскизный проект, который предшествует разработке оригинального дизайнерского макета. Он призван не только показать структуру будущего проекта, размещение основных элементов интерфейса, но и карту сайта, взаимосвязь его основных страниц. Прототипирование является процессом, призванным значительно сократить время разработки сайта, благодаря фокусировке проектировщика на основных функциональных и маркетинговых факторах. Цель: В данном проекте я поставил перед собой цель создать прототип 3D-модель гидравлической руки. Задачи: 1. Изучить и научиться пользоваться специальной программой для моделирования трехмерных объектов. 2. Разработать прототип рабочей модели манипулятора, используя рабочие компьютерные программы для 3D разработки. 3. Воссоздать трехмерную модель с помощью 3D-принтера. Методы достижения цели: Теоретический анализ информационных источников и обобщение полученных данных. 3 Прототипирование Изготовление рабочей модели является комплексным процессом, во время которого происходит создание образца продукта. Он подходит для оценки функциональности и свойств, а также для демонстрации целевой аудитории. Это делается перед запуском продукта в массовое производство. Что это такое? Прототипированием называют создание полной или частичной модели изделия, которое готовится к производству (Пример – Рисунок 1). Принцип работы Благодаря технологии 3D-прототипирования можно значительно уменьшить время, затрачиваемое на создание опытных моделей. Принцип работы технологии заключается в создании физического объекта на основе цифровой 3D-модели. Сначала создается CAD-модель, а затем происходит печать на 3D-принтере. Применение Прототипирование применяется в следующих областях: производство штучной продукции; создание макетов сооружений в строительной сфере; производство игрушек, сувениров; изготовление выставочных образцов продукции; производство запасных частей и т. д 4 Виды прототипов Прототипы подразделяются на следующие виды: 1. Промышленные. К этому типу относятся модели деталей различных механизмов и устройств. К таким 3D-прототипам предъявляются наиболее высокие требования по точности и качеству. 2. Товарные. Чаще всего производятся в виде какого-либо товара или же его упаковки. 3. Презентационные. Используются в дизайне, строительстве и архитектуре. Например, это может быть модель здания. 4. Транспортные. Создается масштабная модель автомобиля или другого транспортного средства. Требования к прототипированию Качественный прототип должен быть: наглядным; точным; функциональным. Точность в основном зависит от качественного и профессионального 3D-моделирования. 5 3D-моделирование Что такое 3D-моделирование Создание объёмных моделей, демонстрирующих зрителю размер, форму, внешний вид и другие необходимые характеристики создаваемого объекта называется 3D-моделированием (Пример – Рисунок 2). В процессе развития компьютерной графики, совершенствования цифровых технологий и оборудования 3D-моделирование стало отдельной областью web-дизайна. Преимущества 3D-моделирования Главный минус двухмерной графики в том, что наброски и чертежи не могут дать полного представления о том, как будет выглядеть объект в реальности. Как следствие, чертежи обычно дополняют макетом, показывающим внешний вид будущего проекта. Таким образом, при наличии ошибок в вычислениях приходится вносить изменения в уже готовый объект, что сильно усложняет процесс осуществления замысла. Системы 3D-моделирования позволяют получить модель объекта еще до изготовления пробных образцов и, следовательно, разглядеть слабые стороны проекта и определить его соответствие первоначальной задумке. 6 MVP MVP расшифровывается как Minimum Viable Product — минимально жизнеспособный продукт. Простыми словами: это неидеальный продукт, который всё же выполняет основную функцию и уже представлен пользователям. Ключевая идея MVP в том, чтобы создать продукт с минимальными усилиями, предложить его клиентам и после дорабатывать (Рисунок 3). Какие виды MVP бывают и в чём разница между ними Можно встретить разные подходы к MVP, к классификации таких продуктов и к стадиям их разработки. Например, консалтинговая компания AlexSoft, разрабатывающая основных вида: программное однофункциональный, обеспечение, выделяет четыре поэтапный MVP, «консьерж» и «Волшебник страны Оз». Однофункциональный MVP — готовый продукт с минимальным набором функций, необходимых потребителю. В 2009 году таким был WhatsApp: его создали как приложение для отслеживания статуса контактов. Потом создатели заметили, что пользователи общаются статусами, и ввели функцию отправки сообщений. Поэтапный, или разрозненный, MVP — сложный продукт, собранный из готовых простых решений. Пример — сервис коллективных скидок Groupon. Его основатель Эндрю Мейсон не разрабатывал уникальный софт, а использовал для создания предложений о скидках сайт на WordPress, PDFдокументы из AppleScript и электронную почту. Консьерж MVP — модель, в которой идею продукта тестируют без разработки софта. Задачи целевой аудитории решают люди, и потребители знают это. Основательницы сервиса проката дизайнерской одежды Rent the 7 Runway лично предлагали платья напрокат студенткам. Сайт запустили, только когда убедились в востребованности сервиса, — и в первый же день на нём зарегистрировались сто тысяч человек. Метод «Волшебника страны Оз», или MVP Флинстоуна, похож на консьержа. Всю работу делают вручную, но для потребителя создают иллюзию полноценного продукта. Основатель интернет-магазина обуви Zappos Ник Свинмерн фотографировал обувь в местных магазинах и размещал снимки на сайте. Когда поступал заказ, он покупал пару и отправлял её клиенту. В глазах покупателей процесс уже был автоматизирован, но полноценный интернет-магазин создали позже. Как создают MVP и сколько длится процесс Порядок действий может меняться — он зависит от рынка, команды, ниши. Чаще всего работы делят на восемь этапов: 1. Описание проблемы, которую решит продукт. Это помогает понять, чего пользователь будет ожидать от MVP. 2. Определение сегмента целевой аудитории, для которого создают продукт. Эксперты единодушны: работать на широкую аудиторию — ошибка, лучше ориентироваться на небольшую группу покупателей. 3. Анализ конкурентов. Исследование проводят, чтобы понять, нет ли на рынке таких же решений и можно ли добавить в MVP чтото уникальное для отстройки от конкурентов. 4. SWOT-анализ. Экспресс-анализ используют для оценки потенциала идеи. 5. Построение карты пути клиента — действий, которые он должен совершить, чтобы воспользоваться MVP. 8 6. Выбор основных функций MVP. Это только функции, которые помогают решить проблему пользователя, — остальное добавляют потом. 7. Создание MVP. В сфере разработки для MVP используют методологии Lean, Scrum, Kanban или экстремальное программирование. Lean - скорее философия, нежели методика, подразумевающая бережливый подход к производственным процессам. Выражаясь кратко и точно – это сокращение затрат и экономия ресурсов с получением лучших результатов. Суть в том, что этот подход не имеет никаких наборов правил или практик – он основан лишь на конкретных приемах. Этот инструмент помогает вовремя выявить скрытые потери и устранить их. В результате издержки сокращаются, а эффективность команды повышается. Вообще, как его только не называют – бережливое производство, мышление, управление, подход, даже преобразование. В разных направлениях его обозначают соответствующе, начиная от бережливого строительства и бережливого здравоохранения и заканчивая бережливой разработкой ПО и даже бережливым правительством. Вывод из всего этого – метод Lean применим практически везде и подходит для любых сфер и направлений. Scrum — это фреймворк для разработки проектов, который помогает командам правильно приоритизировать задачи и работу над продуктом. Его основа — интерактивная разработка и получение регулярной обратной связи от заказчиков и пользователей. 9 Методология Kanban— это система постановки задач, при которой все этапы проекта визуализируются на специальной доске. Члены команды могут видеть текущее состояние задачи на любой момент времени. Это предполагает полную прозрачность работы. Kanban относят к agile-подходам — «гибким» технологиям, предназначенным для разработки программного обеспечения. 8.Тестирование MVP. Продукт предлагают реальным пользователям, собирают обратную связь и дорабатывают MVP с учётом мнения потребителей. Циклов тестирования и доработки до полноценного решения может быть сколько угодно в зависимости от продукта. Когда MVP полностью доработан и в него добавили все запланированные функции, это уже продукт. Дальше его поддерживают или продолжают улучшать. 10 Практическая часть В качестве практической части своего проекта я создал 3D-модель гидравлической руки в программе для 3D моделирования – Blender. Для начала я смоделировал отдельные составные моей модели. (Рисунок 4). Уже используя эти детали, я собрал их в цельную, еще недоделанную конструкцию. (Рисунок 5) Далее я проработал каждую деталь по отдельности добавляя к ним элементы дизайна. (Рисунок 6) Проработав каждую деталь, я собрал уже конечную конструкцию, которая в дальнейшем была распечатана на 3D – принтере (Рисунок 7). Таким же образом мною был создан пункт для управления гидравлической рукой. (Рисунок 8) Вывод Проделав данную работу, я понял, что прототипы инженерных конструкций возможны к использованию в различных отраслях промышленности и необходимы для визуализации планов и проектов в любых отраслях производства для дальнейшего использования в жизни человека. 11 Рисунки (Рисунок 1) (Рисунок 2) 12 (Рисунок 3) (Рисунок 4) 13 (Рисунок 5) 14 (Рисунок 6) 15 (Рисунок 7) (Рисунок 8) 16 17
