Особенности формообразования модульной конструкции лабораторно-выставочного образца установки по переработке полимеров

В работе рассматриваются особенности создания дизайн-проекта технического объекта, в данном случае это установка по переработке полимеров. До стадии проектирования необходимо провести аналитический обзор и учесть все характеристики объекта для дальнейшего определения критерий проектирования. По итогам работы была создана модель установки по переработке полимеров с учетом технических особенностей, методов формообразования и модульности объекта.

Введение ………………………………………………………………………………………………….. 13
1. Анализ теоретико-методологического материала ………………………………….. 16
1.1 Обзор теоретико-методологического материала ………………………………….. 16
1.2 Алгоритм процесса проектирования ……………………………………………………. 17
1.3 Исходные данные ……………………………………………………………………………….. 19
1.3.1 Анализ рынка потребителя ………………………………………………………………. 19
1.3.2 Поиск и анализ технических и дизайнерских аналогов …………………….. 21
1.3.3 Актуальность интеграции установки в повседневный быт ………………… 23
1.3.4 Процесс возникновения плазмы и разложения пластика ………………….. 24
1.3.5 Технический обзор и принцип работы установки ……………………………… 25
1.3.6 Анализ эксплуатационной ситуации …………………………………………………. 27
1.4 Постановка задач на исследование ……………………………………………………… 28
2. Научно-исследовательская часть…………………………………………………………… 29
2.1 Методы формообразования …………………………………………………………………. 29
2.1.1 «Инженерные» методы формообразования ………………………………………. 30
2.1.2 «Художественные» методы формообразования ………………………………… 31
2.1.3 «Научные» методы формообразования …………………………………………….. 33
2.1.4 Плюсы и минусы каждого из методов ………………………………………………. 34
2.2 Системное дизайн-проектирование……………………………………………………… 35
2.3 Симбиоз методов для определения собственной стратегии развития……. 38
2.4 Критерии и ограничения для разработки дизайн-проекта …………………….. 40
2.5 Особенности конструкции, влияющие на процесс дизайн-проектирования
………………………………………………………………………………………………………………… 41
2.6 Выявление проблем на этапах разработки объекта ………………………………. 42
2.7 Постановка задач проектирования ………………………………………………………. 43
3. Проектная часть……………………………………………………………………………………. 45
3.1 Разработка эскизных вариантов установки ………………………………………….. 45
3.1.1 Предварительная компоновка …………………………………………………………… 45
3.1.2 Особенности формообразования ………………………………………………………. 46
3.1.3 Разработка нескольких вариантов эскизов ………………………………………… 49
3.1.4. Подробная разработка эскиза ………………………………………………………….. 52
3.2 Материалы и особенности изготовления элементов установки ……………. 55
3.3 Разработка отдельных частей конструкции …………………………………………. 58
3.3.1. Разработка рабочего места ………………………………………………………………. 58
3.3.2. Антропометрический анализ ручек ………………………………………………….. 61
3.3.3. Разработка модуля под компрессор и модуля под ящики …………………. 63
3.3.4. Разработка крепления модулей ………………………………………………………… 64
3.3.5. Разработка модуля под газовые баллоны …………………………………………. 65
3.3.6. Разработка реактора ………………………………………………………………………… 66
3.3.7. Разработка внутренней компоновки блоков …………………………………….. 68
3.3.8. Транспортировка объекта………………………………………………………………… 68
3.4 Уточнение особенностей выбранного дизайн решения установки ……….. 69
4. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение .. 71
4.1 Предпроектный анализ ……………………………………………………………………….. 71
4.1.1 Потенциальные потребители результатов исследования …………………… 71
4.1.2 Анализ конкурентных технических решений ……………………………………. 71
4.2 Инициация проекта …………………………………………………………………………….. 73
4.2.1 Цели и результат проекта …………………………………………………………………. 73
4.2.2 Организационная структура проекта ………………………………………………… 74
4.2.3 Ограничения и допущения проекта…………………………………………………… 75
4.3. Планирование научно-исследовательских работ…………………………………. 76
4.3.1. Продолжительность этапов работ ……………………………………………………. 76
4.4 Бюджет научно-технического исследования (НТИ) …………………………….. 81
4.4.1 Расчеты затрат на материалы ……………………………………………………………. 81
4.4.2 Расчет заработной платы ………………………………………………………………….. 81
4.4.3 Расчет затрат на социальный налог …………………………………………………… 82
4.4.4 Расчет затрат на электроэнергию ……………………………………………………… 82
4.4.5 Накладные расходы………………………………………………………………………….. 83
4.4.6 Расчет общей себестоимости разработки ………………………………………….. 83
4.4.7 Определение экономической эффективности разрабатываемого проекта
………………………………………………………………………………………………………………… 84
4.5 Вывод по разделу ……………………………………………………………………………….. 85
5.Социальная ответственность …………………………………………………………………. 86
5.1 Введение …………………………………………………………………………………………….. 86
3.5 Производственная безопасность………………………………………………………….. 86
3.5.1 Недостаточная освещенность рабочей зоны ……………………………………… 87
3.5.2 Отклонение показателей микроклимата. …………………………………………… 88
3.5.3 Повышенный уровень шума на рабочем месте …………………………………. 90
3.5.4 Повышенный уровень электромагнитных излучений………………………… 91
3.5.5 Возможность утечки газа …………………………………………………………………. 92
3.6 Экологическая безопасность ……………………………………………………………….. 93
3.6.1 Безопасность в чрезвычайных ситуациях ………………………………………….. 93
3.6.2 Пожарная безопасность. …………………………………………………………………… 93
3.7 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности ……… 96
5.4.1 Требования к оборудованию рабочих мест ……………………………………….. 96
5.4.2 Общие требования к технике безопасности при работе с ПЭВМ……….. 97
Заключение ……………………………………………………………………………………………… 99
Список публикаций ………………………………………………………………………………… 101
Список литературы ………………………………………………………………………………… 102
ПРИЛОЖЕНИЕ А. …………………………………………………………………………………. 110
ПРИЛОЖЕНИЕ Б …………………………………………………………………………………… 122
ПРИЛОЖЕНИЕ В ………………………………………………………………………………….. 125
ПРИЛОЖЕНИЕ Г …………………………………………………………………………………… 129
ПРИЛОЖЕНИЕ Д ………………………………………………………………………………….. 130
ПРИЛОЖЕНИЕ Е…………………………………………………………………………………… 131
ПРИЛОЖЕНИЕ Ж …………………………………………………………………………………. 132
ПРИЛОЖЕНИЕ И ………………………………………………………………………………….. 133
ПРИЛОЖЕНИЕ К ………………………………………………………………………………….. 134
ПРИЛОЖЕНИЕ Л ………………………………………………………………………………….. 135
ПРИЛОЖЕНИЕ М …………………………………………………………………………………. 136
ПРИЛОЖЕНИЕ Н ………………………………………………………………………………….. 137
ПРИЛОЖЕНИЕ П ………………………………………………………………………………….. 138

В ходе выполнения магистерской диссертации были
проработаны следующие этапы:
 аналитический обзор;
 исследовательская часть;
 практическая часть;
 3D модели объекта;
 финансовый менеджмент;
 социальная ответственность;
Диссертация включает в себя разные области знаний и
подводит итоговое комбинированное решение к процессу дизайн-
проектирования. Данное решение было разработано в
исследовательской части с последующим применением в
практической. Достижение цели осуществлялось последовательной
реализацией задач.
В связи с поставленными задачами на исследование были
рассмотрены подходы к проектированию, а также методы
формообразования. В результате анализа были выявлены
необходимые этапы для собственной стратегии проектирования
дизайн-объекта. Основными ограничениями для дизайн-проекта
являлись критерии, полученные на основе анализа технологии,
аналогов, принципа работы устройства и его дальнейших перспектив.
Также определились особенности конструкции и возможные
проблемы на этапе проектирования, которые в последствии решались
в проектной части.
На проектирование также ставились определенные задачи.
Были изучены характеристики формы и применены при разработке
эскизов, из которых выбрался один для дальнейшей проработки.
Большинство компонентов установки по переработке полимеров
создавались в программе по 3D моделированию отдельно, а затем
получали единую сборку. Проработаны вопросы эргономики и
логистики в компоновке частей установки. Также были подобраны
оптимальные материалы для разных частей установки. В результате
был получен единый комплекс для работы над утилизацией
полимеров и пластиковых отходов, который является модульной
структурой, может расширяться в зависимости от технологического
развития и удобства эксплуатации.
Итоговые практические результаты работы:
 Разработана стратегия создания оболочки технологического
объекта.
 Создан концепт установки по переработке полимеров.
 Разработаны трехмерные модели объекта.
 Выполнены габаритно-компоновочные чертежи.
 Выполнена эргономическая схема.
 Выполнена взрыв схема.
 Создана визуализация трехмерной модели.
Список публикаций
1. Сафьянникова В. И., Макиенко М. А., Вехтер Е. В.
«Инженерия и дизайн в обществе будущего»// Вестник науки Сибири.
— 2017. — № 2 (25). — [С. 36-44]. [Электронный ресурс] режим
доступа – http://earchive.tpu.ru/handle/11683/43245
2. Сафьянникова В. И., Вехтер Е. В.; науч. рук. Е. В. Вехтер,
Проблемы выбора материала при проектировании дизайн оболочки
плазменной установки // Молодежь и современные информационные
технологии: сборник трудов XV Международной научно-
практической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных,
04-07 декабря 2017 г., г. Томск. — Томск : Изд-во ТПУ, 2017. — [С.
343-344]. [Электронный ресурс], режим доступа –
http://earchive.tpu.ru/handle/11683/46485