Отличительной чертой высококачественного дизайна продукции, под которым понимают как деятельность дизайнеров (процесс), так и результат их деятельности (объект), является то, что уже в процессе проектирования изделий учитывается стоимость их производства. Тем самым развеивается бытующее до сих пор предубеждение о том, что с дизайном связаны только издержки, не приносящие должной выгоды. В центре внимания немецкой компании Wilddesign, более 25 лет специализирующейся на выпуске медицинских изделий, также находится DFM.
В чем корни DFM?
Инновационные идеи DFM зародились еще в 1970-х гг. В то время Джеффри Бутройд (Geoffrey Boothroyd) из Массачусетского университета начал исследование новых возможностей оптимизации автоматизированных производственных процессов. Конкретной целью этих исследований было сокращение монтажных операций за счет меньшего количества деталей в конструкции изделия. Это было новым решением в те годы, потому что до этого основной целью разработчиков было максимально упростить конструкцию любого изделия, чтобы снизить затраты на его изготовление. И вот кто-то разработал инструменты, позволяющие сэкономить на производстве меньшего количества даже более сложных по конструкции деталей, потому что сборка стала проще и быстрее. В этих целях Питер Дьюхерст (Peter Dewhurst) разработал специальное программное обеспечение (ПО) «Дизайн для автоматической и ручной сборки» (Design for Automatic and Manual Assembly) для первого персонального компьютера Apple II и после первых успехов основал в 1983 г. компанию Boothroid Dewhurst, которая до сих пор продает ПО, используемое в крупных и средних компаниях.
Когда конструирование и дизайн идут рука об руку
Компания Cortex Biophysik из г. Лейпцига является разработчиком и производителем систем анализа дыхательных газов, которые находят применение во всем мире. В сотрудничестве со специалистами Cortex дизайнеры Wilddesign разработали новый спироэргометрический прибор Cortex C21, который позволяет проводить анализ и оценку дыхательных функций людей в самых разных условиях, например, спортсменов или спасателей во время их тренировок (рис. 1, а). Характерный внешний вид этого прибора, состоящего из мобильной части, включая дыхательную трубку, и базовой станции с трапециевидными поверхностями, был сформирован на начальном этапе процесса проектирования. Первоначальная идея восходила к наброску мобильной части прибора, который должен стать основой для дальнейшего процесса проектирования. Однако реализация проекта поставила перед дизайнерами несколько серьезных задач, в том числе из-за сложности преобразования 2D-эскиза в 3D-продукт (см. рис. 1, б).
Несмотря на это, нестандартный дизайн базовой концепции с одновременным обеспечением герметичности и прочности был успешно реализован благодаря тесному взаимодействию между дизайнерами и инженерами-конструкторами с самого начала проекта. А использование симметричных пластиковых деталей позволило среди прочего снизить затраты на изготовление прибора за счет сокращения типоразмеров компонентов в конструкции прибора. Так, правая и левая крышки, уплотнения и защелки ремней безопасности у дыхательной трубки являются одинаковыми деталями. Удобство пользования прибором также было определяющим фактором при его проектировании. Здесь важно было то, что изделие должно использоваться людьми с различными размерами и формой тела, и его можно было носить как на спине, так и на груди. Поэтому на разработку подходящей системы переноски с удобной для пользователя функцией фиксации было затрачено много сил. В результате прибор для спироэргометрии можно надежно прикрепить к ремню с помощью простой ручки.
DFM в мелкосерийном производстве
Другим примером тесного сотрудничества между дизайнерами и инженерами является прибор Curasul компании BSN Medical для лечения ран путем создания отрицательного атмосферного давления в области раны (NPWT: Negative Pressure Wound Therapy) (рис. 2, а). В 2017 г. продукт получил премию IF Design Award со следующим комментарием: «Создаваемое отрицательное давление на рану среди прочего приводит к контролируемому сокращению ее краев, активному дренажу раневого экссудата и способствует образованию грануляционной соединительной ткани». Curasul состоит из многоразового дезинфицируемого насоса, к которому можно подключить три одноразовых резервуара разного объема для сбора экссудата (см. рис. 2, б). Основное внимание в концепции прибора уделялось простоте его использования. Этого удалось добиться благодаря удобству обращения с резервуарами и простому графическому интерфейсу пользователя. Кроме того, компактный эргономичный и прибор отвечает всем требованиям безопасности, предъявляемым к медицинским изделиям. Наконец, несмотря на сравнительно небольшую серийность производства, проект оказался экономически эффективным.
Что общего у DFM и экологического дизайна
Превращение производственных вопросов в отправную точку для разработки продукции идет параллельно с другой тенденцией, которая берет свое начало также, как и DFM, в 1970-х гг. и приобретает сегодня все большее значение. В первом докладе Римского клуба «Пределы роста», который был опубликован в 1972 г., многие прогнозы, например, о нехватке металлов или ископаемых источников энергии, поначалу казались преждевременными, поскольку эту нехватку можно было с лихвой компенсировать за счет разработки все новых и новых месторождений. Но затем «проснулось» осознание ограниченности ресурсов, а изображения голубой планеты Земля из космоса с ее тонкой как бумага атмосферной оболочкой изменили отношение к этому вопросу с тезиса «все технологически возможно» на «нужно использовать естественные процессы, отличающиеся тем, что они функционируют как замкнутые циклы». Необходимость замкнутых циклов была подчеркнута затем Макдоноу (McDonough) и Браунгартом (Braungart) в 2002 г. в их публикации «От колыбели к колыбели: пересмотр того, как мы делаем вещи» («Cradle to Cradle: Remaking the Way We Make Things») и стала важной движущей силой международной деятельности Фонда Эллен Макартур, начавшейся в 2012 г. С тех пор она стала лейтмотивом европейской политики, выражаясь в том числе в понятии «экономика замкнутого цикла».
Состояние и перспективы медицинского дизайна
В области медицинского дизайна мы все еще находимся в самом начале пути. Из гигиенических соображений широко распространены одноразовые изделия, но все чаще встречаются альтернативные аналоги многоразового использования. И все более популярными становятся гибридные концепции медицинского оборудования, в котором высококачественные компоненты подходят для многократного использования, а одноразовые – это просто детали, которые непосредственно контактируют с пациентом. И здесь также существуют свои подходы к сбору, утилизации и переработке этих деталей. Очевидно, что экономика замкнутого цикла станет определяющим фактором и в медицинском дизайне (рис. 3).
Интересно отметить при этом, что многие положения DFM также подходят для целей так называемого циркулярного дизайна (Circular Design), удовлетворяющего принципам экономики замкнутого цикла. Еще одной, третьей, точкой опоры для разработки правильного продукта становится так называемый юзабилити-инжиниринг (Usability Engineering), подразумевающий проектирование изделий с учетом удобства их использования.
Таким образом, объединение концепций DFM, Circular Design и Usability Engineering в одном процессе разработки новой продукции становится ключевой отправной точкой для дизайна следующего поколения.
Опубликовано в журнале «Полимерные материалы» № 10 (305) 2024 г., с. 58-60.