النماذج الفعلية ومرحلة الاختبار في التصميم - كتاب التصميم الهندسي - الصف 12 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

النماذج الفعلية

توجد أسباب عديدة تجعل من إنشاء النماذج الفعلية أمراً ضرورياً، فيمكن مثلاً إنشاء نموذج أولي فعلي لتمكين العميل أو المستخدم من الاطلاع على الجوانب الجمالية للمنتج قبل بدء إنتاجه. وفي حالات أخرى قد يحتوي المنتج على مكونات متعددة، مما يولد الحاجة إلى إنشاء نماذج أولية فعلية لضمان تجميع تلك المكونات بشكل سليم؛ لتكوين المنتج المناسب والتأكد من عملهما معاً بشكل متناسق. يحتاج تطوير أغلب المنتجات التي يستخدمها الإنسان بشكل مباشر إلى نماذج أولية قبل الانتقال إلى المنتج النهائي. ويتم في بعض الأحيان إنشاء نموذج أولي فعلي يمكن للشخص استخدامه وتقديم تغذية راجعة للمسؤولين عن عملية تصميمه، كما يمكن للمصممين تعديل مظهر بعض الميزات أو إدخال بعض التعديلات لجعلها أكثر مناسبة أو راحة للمستخدم. ويتم تطوير بعض النماذج الأولية لتكون نسخاً طبق الأصل من المنتج النهائي، وذلك بسبب الحاجة إلى إنتاجها من المادة نفسها التي ستستخدم لتصنيع المنتج النهائي. ويتيح ذلك اختبار النموذج لاحقاً في دورة التصميم في ظل ظروف واقعية. ومما يعطي المصمم الثقة بأن المنتج آمن لترويجه وبيعه. وتوجد طرائق مختلفة لتصنيع النماذج المادية، ولكن أكثرها شيوعاً هو التصنيع من خلال التحكم الرقمي باستخدام الحاسب (CNC)، والتصنيع بالإضافة بواسطة الطباعة ثلاثية الأبعاد.

شكل 2.7: طباعة ثلاثية الأبعاد لنموذج أولي

مرحلة الاختبار Testing Phase

يتعين خلال مرحلة الاختبار وجود إجراءات دقيقة ومعايير واضحة؛ لاختبار وإصلاح المشكلات أو الخلل في التصميم المحتمل أو النموذج الأولي قبل دخوله مرحلة التصنيع. إن تخصيص الوقت والموارد الكافية لاختبار المنتج في المراحل الأولى من تطويره، كفيل بتوفير تكاليف الإصلاح والتعديل في مراحل التطوير اللاحقة. وهناك أنواع مختلفة من الاختبارات التي يتم إجراؤها أثناء عمليتي التصميم وإنشاء النماذج الأولية للمنتج، منها:

المظهر النهائي للتصميم (Final Render) يتم إجراء محاكاة واقعية للنماذج التي تم إنشاؤها بواسطة الحاسب، والتي تعطي عادة فكرة عامة عن مظهر المنتج المكتمل دون الحاجة إلى تصنيع نسخة حقيقية منه.

اختبار قابلية الاستخدام

من الضروري اختبار التوافق بين التصاميم والنماذج الأولية للمنتج واحتياجات السوق، وقد يشارك المصمم أو الشركة النماذج الأولية أو المظهر النهائي للتصميم مع عينة من المستخدمين للحصول على التغذية الراجعة. كما تقوم مجموعات التركيز (Focus Groups) باختبار المنتج وتقديم الملاحظات. ويمكن للمصمم استخدام تقنيات اختبار السوق المختلفة، مثل مجموعات التركيز، والاستبانات والمقابلات، وذلك لقياس مدى اهتمام المستهلك بالمنتج الجديد، والتعرف بشكل أكثر عمقاً على المستهلكين أو السوق المستهدفة. ويمكن أيضاً مقارنة النتائج التي يتم الحصول عليها بأبحاث السوق التي تم إجراؤها في الماضي للتأكد من تلبية المنتج لاحتياجات المستخدم.

اختبار الأداء

يمكن للاختبارات الواقعية للمنتج أن تساهم في تحسينه بشكل كبير، حيث تساهم تجارب المستخدمين الحقيقيين للمنتج باختباره بطرائق واقعية مختلفة بهدف تحسين وظيفته أو بيئة عمله. وتُمكن الاختبارات الواقعية المصممين من اختبار حدود تحمل النموذج الأولي للظروف المختلفة والشديدة، وذلك لضمان قدرته على الصمود خلال الاستعمال الحقيقي من قبل المستخدمين. كما يتضمن اختبار حدود تحمل المنتج تحطيم النموذج الأولي، فعلى سبيل المثال عند إطلاق سيارة

شكل 2.8: اختبار التصادم باستخدام دمية ثلاثية الأبعاد

وزارة التعليم 2025 - 1447

87

--- SECTION: النماذج الفعلية --- النماذج الفعلية توجد أسباب عديدة تجعل من إنشاء النماذج الفعلية أمراً ضرورياً، فيمكن مثلاً إنشاء نموذج أولي فعلي لتمكين العميل أو المستخدم من الاطلاع على الجوانب الجمالية للمنتج قبل بدء إنتاجه. وفي حالات أخرى قد يحتوي المنتج على مكونات متعددة، مما يولد الحاجة إلى إنشاء نماذج أولية فعلية لضمان تجميع تلك المكونات بشكل سليم؛ لتكوين المنتج المناسب والتأكد من عملهما معاً بشكل متناسق. يحتاج تطوير أغلب المنتجات التي يستخدمها الإنسان بشكل مباشر إلى نماذج أولية قبل الانتقال إلى المنتج النهائي. ويتم في بعض الأحيان إنشاء نموذج أولي فعلي يمكن للشخص استخدامه وتقديم تغذية راجعة للمسؤولين عن عملية تصميمه، كما يمكن للمصممين تعديل مظهر بعض الميزات أو إدخال بعض التعديلات لجعلها أكثر مناسبة أو راحة للمستخدم. ويتم تطوير بعض النماذج الأولية لتكون نسخاً طبق الأصل من المنتج النهائي، وذلك بسبب الحاجة إلى إنتاجها من المادة نفسها التي ستستخدم لتصنيع المنتج النهائي. ويتيح ذلك اختبار النموذج لاحقاً في دورة التصميم في ظل ظروف واقعية. ومما يعطي المصمم الثقة بأن المنتج آمن لترويجه وبيعه. وتوجد طرائق مختلفة لتصنيع النماذج المادية، ولكن أكثرها شيوعاً هو التصنيع من خلال التحكم الرقمي باستخدام الحاسب (CNC)، والتصنيع بالإضافة بواسطة الطباعة ثلاثية الأبعاد.--- SECTION: شكل 2.7: طباعة ثلاثية الأبعاد لنموذج أولي --- شكل 2.7: طباعة ثلاثية الأبعاد لنموذج أولي--- SECTION: مرحلة الاختبار Testing Phase --- مرحلة الاختبار Testing Phaseيتعين خلال مرحلة الاختبار وجود إجراءات دقيقة ومعايير واضحة؛ لاختبار وإصلاح المشكلات أو الخلل في التصميم المحتمل أو النموذج الأولي قبل دخوله مرحلة التصنيع. إن تخصيص الوقت والموارد الكافية لاختبار المنتج في المراحل الأولى من تطويره، كفيل بتوفير تكاليف الإصلاح والتعديل في مراحل التطوير اللاحقة. وهناك أنواع مختلفة من الاختبارات التي يتم إجراؤها أثناء عمليتي التصميم وإنشاء النماذج الأولية للمنتج، منها:--- SECTION: المظهر النهائي للتصميم (Final Render) --- المظهر النهائي للتصميم (Final Render) يتم إجراء محاكاة واقعية للنماذج التي تم إنشاؤها بواسطة الحاسب، والتي تعطي عادة فكرة عامة عن مظهر المنتج المكتمل دون الحاجة إلى تصنيع نسخة حقيقية منه.--- SECTION: اختبار قابلية الاستخدام --- اختبار قابلية الاستخدام من الضروري اختبار التوافق بين التصاميم والنماذج الأولية للمنتج واحتياجات السوق، وقد يشارك المصمم أو الشركة النماذج الأولية أو المظهر النهائي للتصميم مع عينة من المستخدمين للحصول على التغذية الراجعة. كما تقوم مجموعات التركيز (Focus Groups) باختبار المنتج وتقديم الملاحظات. ويمكن للمصمم استخدام تقنيات اختبار السوق المختلفة، مثل مجموعات التركيز، والاستبانات والمقابلات، وذلك لقياس مدى اهتمام المستهلك بالمنتج الجديد، والتعرف بشكل أكثر عمقاً على المستهلكين أو السوق المستهدفة. ويمكن أيضاً مقارنة النتائج التي يتم الحصول عليها بأبحاث السوق التي تم إجراؤها في الماضي للتأكد من تلبية المنتج لاحتياجات المستخدم.--- SECTION: اختبار الأداء --- اختبار الأداءيمكن للاختبارات الواقعية للمنتج أن تساهم في تحسينه بشكل كبير، حيث تساهم تجارب المستخدمين الحقيقيين للمنتج باختباره بطرائق واقعية مختلفة بهدف تحسين وظيفته أو بيئة عمله. وتُمكن الاختبارات الواقعية المصممين من اختبار حدود تحمل النموذج الأولي للظروف المختلفة والشديدة، وذلك لضمان قدرته على الصمود خلال الاستعمال الحقيقي من قبل المستخدمين. كما يتضمن اختبار حدود تحمل المنتج تحطيم النموذج الأولي، فعلى سبيل المثال عند إطلاق سيارة--- SECTION: شكل 2.8: اختبار التصادم باستخدام دمية ثلاثية الأبعاد --- شكل 2.8: اختبار التصادم باستخدام دمية ثلاثية الأبعاد2025 - 1447--- VISUAL CONTEXT --- **IMAGE**: شكل 2.7: طباعة ثلاثية الأبعاد لنموذج أولي Description: An image showing a 3D printer in operation, printing a white, circular, layered object. The printer has a nozzle moving over a build plate, creating the object layer by layer. The background is dark. Context: Illustrates the use of 3D printing as a method for creating physical prototypes (نماذج أولية) during the product design and testing phase, as mentioned in the surrounding text about 'النماذج الفعلية' and 'التصنيع بالإضافة بواسطة الطباعة ثلاثية الأبعاد'.**HIGHLIGHT_BOX**: المظهر النهائي للتصميم (Final Render) Description: A light blue rectangular box with a bold title, explaining the concept of a 'Final Render' in design. It describes it as a realistic simulation of computer-generated models that provides a general idea of the complete product's appearance without needing to manufacture a physical copy. Context: Provides a definition and explanation of 'Final Render' as a virtual prototyping method, contrasting with physical prototypes, and is part of the 'Testing Phase' discussion.**IMAGE**: شكل 2.8: اختبار التصادم باستخدام دمية ثلاثية الأبعاد Description: An image depicting a crash test dummy, which appears to be a robotic figure, seated in the driver's seat of a car. The dummy is leaning forward, suggesting it has just undergone an impact. The steering wheel and dashboard are visible. The dummy is light-colored with visible joints and sensors. Context: Illustrates 'اختبار الأداء' (performance testing), specifically crash testing, using a 3D dummy. This relates to testing the limits of a prototype under severe conditions to ensure its durability and safety, as described in the accompanying text.Context: Indicates the official source or publisher of the textbook page.