علم القياسات البشرية والسلامة ومرحلة النموذج الأولي - كتاب التصميم الهندسي - الصف 12 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

علم القياسات البشرية

يختص علم القياسات البشرية بقياس الخصائص البشرية والمقاييس الفسيولوجية التي تتعلق بالإنسان، ويتم جمع البيانات التي تتعلق بالقياسات البشرية بواسطة أشخاص من مختلف الأعمار والأجناس والأحجام. حيث يتم سردها في جداول ومخططات بيانية ليتمكن المصممون من التحقق من مناسبة منتجاتهم لأولئك الأشخاص بصفتهم المستخدمين النهائيين للمنتجات. كما يجب على المصممين أن يكونوا على دراية كافية بالجمهور المستهدف للمنتج، وبالتالي إنشاءه وفقًا لمتطلباتهم. فعلى سبيل المثال: يجلس أشخاص ذوي أحجام مختلفة على مقاعد السيارة، ولذلك على المصمم أن يجعل المقاعد ملائمة للجميع، حيث يتم تضمين القياسات البشرية الخاصة بالمستخدمين في مواصفات التصميم.

شكل 2.4: تحليلات ثنائية وثلاثية الأبعاد للوضعية

السلامة

يأتي معيار السلامة كأولوية عند تطوير المنتج الجديد، ويجب أن يضمن المصممون أن المنتجات آمنة للمستهلكين وللبيئة. قد تواجه الشركات إجراءات قانونية وغرامات وأضرارًا بعلامتها التجارية في حال تسبب المنتج بضرر للمستهلك أو البيئة. ويجب مراعاة سلامة المنتج عند اختيار معايير تصميم المنتج، أو تطويره. وتتضمن تلك المعايير التأكد من عدم سمية المواد المستخدمة لتصنيع المنتج وسلامتها، وتطبيق تدابير السلامة الضرورية لتجنب الإضرار بالمستهلكين. تتضمن معظم المنتجات الموجهة للمستهلكين نوعًا من التفاعل بين المنتج وذلك المستهلك، ولذلك يجب الأخذ بالاعتبار كيفية استخدام المنتج ومدى خطورة أجزائه المختلفة عند تقييم احتياجات المستخدم.

شكل 2.5: التأكد من سلامة المنتج وفقًا لاحتياجات المستخدم

مرحلة النموذج الأولي Prototype Phase

تشمل الخطوات الرئيسة في مرحلة إنشاء النموذج الأولي ما يلي:

تصميم النموذج الأولي: يقوم المصممون بإنشاء تصميم نموذجي أولي مبدئي يحدد الميزات والمواصفات الرئيسة بناءً على الأفكار التي تم توليدها خلال المراحل المبكرة من دورة التصميم.

اختيار المواد: يعد اختيار المواد المناسبة للنموذج الأولي أمرًا ضروريًا لتمثيل المنتج النهائي بدقة، حيث يمكن للمصممين الاختيار من بين المواد المختلفة، بما فيها البلاستيك والمعادن والأخشاب والمواد الرغوية السائلة.

إنشاء النموذج الأولي: بعد تصميم النموذج واختيار المواد، يتم إنشاء النموذج الأولي بشكل يدوي، أو باستخدام تقنيات التصنيع بالإضافة (Additive Manufacturing Techniques)، وكذلك التي تعتمد على تطوير النماذج الأولية السريعة من خلال الطباعة ثلاثية الأبعاد، أو بتقنيات التصنيع من خلال الإزالة (Subtractive Manufacturing Techniques) مثل: آلات التحكم الرقمي باستخدام الحاسب (Computer Numerical Control - CNC)، وآلات السحب والحفر، وآلات القطع بالليزر، ويجب إنشاء النموذج الأولي على مستوى عالٍ من الدقة للتأكد من أنه يمثل المنتج النهائي بدقة.

شكل 2.6: رسم تجميعي لجهاز باستخدام برنامج تصميم بمساعدة الحاسب ثلاثي الأبعاد

التدقيق: يتم تدقيق النموذج الأولي وتحسينه بناءً على التغذية الراجعة من المستخدم، وقد يتضمن ذلك إجراء تعديلات على التصميم، أو اختيار مواد مختلفة لإنتاج المنتج، أو إجراء تغييرات أخرى لضمان أن النموذج الأولي يمثل المنتج النهائي بدقة.

تكرار العملية: بناءً على درجة تعقيد التصميم والتغذية الراجعة المستمرة من العميل، قد يتطلب الوصول إلى النتيجة المرجوة للمنتج تكرار مرحلة النموذج الأولي عدة مرات. فكل تكرار للعملية يقرب التصميم إلى النتيجة المرجوة لإنتاج المنتج النهائي الذي يلبي احتياجات المستخدم وتوقعاته.

وزارة التعليم Ministry of Education 2025 - 1447

86

--- SECTION: علم القياسات البشرية --- علم القياسات البشرية يختص علم القياسات البشرية بقياس الخصائص البشرية والمقاييس الفسيولوجية التي تتعلق بالإنسان، ويتم جمع البيانات التي تتعلق بالقياسات البشرية بواسطة أشخاص من مختلف الأعمار والأجناس والأحجام. حيث يتم سردها في جداول ومخططات بيانية ليتمكن المصممون من التحقق من مناسبة منتجاتهم لأولئك الأشخاص بصفتهم المستخدمين النهائيين للمنتجات. كما يجب على المصممين أن يكونوا على دراية كافية بالجمهور المستهدف للمنتج، وبالتالي إنشاءه وفقًا لمتطلباتهم. فعلى سبيل المثال: يجلس أشخاص ذوي أحجام مختلفة على مقاعد السيارة، ولذلك على المصمم أن يجعل المقاعد ملائمة للجميع، حيث يتم تضمين القياسات البشرية الخاصة بالمستخدمين في مواصفات التصميم.--- SECTION: شكل 2.4: تحليلات ثنائية وثلاثية الأبعاد للوضعية --- شكل 2.4: تحليلات ثنائية وثلاثية الأبعاد للوضعية--- SECTION: السلامة --- السلامة يأتي معيار السلامة كأولوية عند تطوير المنتج الجديد، ويجب أن يضمن المصممون أن المنتجات آمنة للمستهلكين وللبيئة. قد تواجه الشركات إجراءات قانونية وغرامات وأضرارًا بعلامتها التجارية في حال تسبب المنتج بضرر للمستهلك أو البيئة. ويجب مراعاة سلامة المنتج عند اختيار معايير تصميم المنتج، أو تطويره. وتتضمن تلك المعايير التأكد من عدم سمية المواد المستخدمة لتصنيع المنتج وسلامتها، وتطبيق تدابير السلامة الضرورية لتجنب الإضرار بالمستهلكين. تتضمن معظم المنتجات الموجهة للمستهلكين نوعًا من التفاعل بين المنتج وذلك المستهلك، ولذلك يجب الأخذ بالاعتبار كيفية استخدام المنتج ومدى خطورة أجزائه المختلفة عند تقييم احتياجات المستخدم.--- SECTION: شكل 2.5: التأكد من سلامة المنتج وفقًا لاحتياجات المستخدم --- شكل 2.5: التأكد من سلامة المنتج وفقًا لاحتياجات المستخدم--- SECTION: مرحلة النموذج الأولي Prototype Phase --- مرحلة النموذج الأولي Prototype Phaseتشمل الخطوات الرئيسة في مرحلة إنشاء النموذج الأولي ما يلي:--- SECTION: تصميم النموذج الأولي: --- تصميم النموذج الأولي: يقوم المصممون بإنشاء تصميم نموذجي أولي مبدئي يحدد الميزات والمواصفات الرئيسة بناءً على الأفكار التي تم توليدها خلال المراحل المبكرة من دورة التصميم.--- SECTION: اختيار المواد: --- اختيار المواد: يعد اختيار المواد المناسبة للنموذج الأولي أمرًا ضروريًا لتمثيل المنتج النهائي بدقة، حيث يمكن للمصممين الاختيار من بين المواد المختلفة، بما فيها البلاستيك والمعادن والأخشاب والمواد الرغوية السائلة.--- SECTION: إنشاء النموذج الأولي: --- إنشاء النموذج الأولي: بعد تصميم النموذج واختيار المواد، يتم إنشاء النموذج الأولي بشكل يدوي، أو باستخدام تقنيات التصنيع بالإضافة (Additive Manufacturing Techniques)، وكذلك التي تعتمد على تطوير النماذج الأولية السريعة من خلال الطباعة ثلاثية الأبعاد، أو بتقنيات التصنيع من خلال الإزالة (Subtractive Manufacturing Techniques) مثل: آلات التحكم الرقمي باستخدام الحاسب (Computer Numerical Control - CNC)، وآلات السحب والحفر، وآلات القطع بالليزر، ويجب إنشاء النموذج الأولي على مستوى عالٍ من الدقة للتأكد من أنه يمثل المنتج النهائي بدقة.--- SECTION: شكل 2.6: رسم تجميعي لجهاز باستخدام برنامج تصميم بمساعدة الحاسب ثلاثي الأبعاد --- شكل 2.6: رسم تجميعي لجهاز باستخدام برنامج تصميم بمساعدة الحاسب ثلاثي الأبعاد--- SECTION: التدقيق: --- التدقيق: يتم تدقيق النموذج الأولي وتحسينه بناءً على التغذية الراجعة من المستخدم، وقد يتضمن ذلك إجراء تعديلات على التصميم، أو اختيار مواد مختلفة لإنتاج المنتج، أو إجراء تغييرات أخرى لضمان أن النموذج الأولي يمثل المنتج النهائي بدقة.--- SECTION: تكرار العملية: --- تكرار العملية: بناءً على درجة تعقيد التصميم والتغذية الراجعة المستمرة من العميل، قد يتطلب الوصول إلى النتيجة المرجوة للمنتج تكرار مرحلة النموذج الأولي عدة مرات. فكل تكرار للعملية يقرب التصميم إلى النتيجة المرجوة لإنتاج المنتج النهائي الذي يلبي احتياجات المستخدم وتوقعاته.2025 - 1447--- VISUAL CONTEXT --- **IMAGE**: شكل 2.4: تحليلات ثنائية وثلاثية الأبعاد للوضعية Description: An image showing a person's bare feet standing on a pressure-sensitive mat, with several white circular markers on the feet and the mat, indicating points for 2D and 3D posture analysis. The background is a tiled floor. Context: Illustrates the application of anthropometric measurements and biomechanical analysis in product design, specifically for understanding human posture and interaction with products.**IMAGE**: شكل 2.5: التأكد من سلامة المنتج وفقًا لاحتياجات المستخدم Description: An image depicting a hand holding an angle grinder, producing sparks as it grinds a metal object. The focus is on the sparks and the grinding process, symbolizing product testing for safety and durability. Context: Highlights the importance of safety testing and ensuring product integrity during the design and manufacturing process to meet user needs and prevent harm.**DIAGRAM**: شكل 2.6: رسم تجميعي لجهاز باستخدام برنامج تصميم بمساعدة الحاسب ثلاثي الأبعاد Description: A composite image showing two main elements: on the top, a 3D computer-aided design (CAD) model of a mechanical device (possibly a small vehicle or robot) with various components highlighted. On the bottom, a 3D printer is shown in operation, with a blue object being printed on its build plate. The overall image represents the process of designing and prototyping using CAD and 3D printing technologies. Context: Demonstrates the use of advanced manufacturing techniques like 3D printing and CAD software in the prototype phase of product development, allowing for precise representation and creation of physical models.