Основы эргономики и дизайна радиоэлектронных средств бытового назначения

Министерство образования и науки Российской Федерации 
Сибирский федеральный университет 
 
 
 
 
 
 
Г.М. Алдонин, С.П. Желудько 
 
 
 
Основы эргономики и дизайна  
радиоэлектронных средств  
бытового назначения 
 
 
 
 
 
Рекомендовано федеральным государственным бюджетным образовательным учреждением профессионального 
образования «Санкт-Петербургский государственный 
электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)» в качестве учебного пособия для специалистов высших учебных заведений, обучающихся по  
направлению 
подготовки 
бакалавров 
210400.62 –  
 
«Радиотехника» № 2671 от 25 декабря 2013 г. 
 
 
 
 
 
 
 
 

Красноярск 
СФУ 
2014 

УДК 621.396.6:658.512.2 (07) 
ББК 30.18я73 
А457 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Алдонин, Г.М. 
А457 
 
Основы эргономики и дизайна радиоэлектронных средств бытового назначения: учебное пособие / Г.М. Алдонин, С.П. Желудько. – Красноярск: Сиб. федер. ун-т, 2014. – 128 с. 
 
 
ISBN 978-5-7638-2964-8 
 
 
Курс «Основы эргономики и дизайна радиоэлектронных средств бытового назначения» (ОЭиД РЭСБН) рассматривает теоретические и практические вопросы эргономического и художественно-конструкторского проектирования РЭСБН. 
Предназначено для студентов, обучающихся по направлению подготовки 210400.62 «Радиотехника». 
 
 
Электронный вариант издания см.: 
http://catalog.sfu-kras.ru 
 

УДК 621.396.6:658.512.2 (07) 
ББК 30.18я73 

 
 
 
ISBN 978-5-7638-2964-8 
© Сибирский федеральный университет, 2014 

Оглавление 

Предисловие ....................................................................................................... 4 

Глава 1. СИСТЕМОЛОГИЯ  ДИЗАЙНА ..................................................... 6 
1.1. Общие принципы  художественно-конструкторского   
проектирования  радиоэлектронных средств  бытового назначения ............. 6 
1.2. Проектная концепция  дизайн-программы ................................................ 9 
1.3. Методика формирования  ассортимента ................................................. 13 
Контрольные вопросы .................................................................................. 31 

Глава 2. ЭРГОНОМИЧЕСКОЕ  ПРОЕКТИРОВАНИЕ   
ИЗДЕЛИЙ  РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ  СРЕДСТВ ................................... 32 
2.1. Эргономическое проектирование  на основе антропометрии ............... 32 
2.2. Оптимизация компоновки  панелей и пультов управления ................... 37 
2.3. Информационные характеристики  зрительного анализатора .............. 39 
2.4. Расчет необходимого контраста надписей  на пульте ............................ 41 

Глава 3. ХУДОЖЕСТВЕННОЕ   КОНСТРУИРОВАНИЕ ..................... 46 
3.1. Композиционные построения  и гармонизация ...................................... 46 
3.1.1. История развития теории гармонии  в применении  
к художественному творчеству ................................................................... 55 
3.2. Структуры и морфогенез в природе ......................................................... 60 
3.2.1. Гармонизация структуры изделий ..................................................... 78 
3.3. Фирменный стиль ....................................................................................... 81 
3.4. Свет и цвет .................................................................................................. 83 
3.5. Выбор цветовых решений  в конструкции  радиоэлектронных  
средств ................................................................................................................ 96 
Контрольные вопросы ................................................................................ 106 

Глава 4. СИМВОЛИКА   ТОВАРНЫХ  ЗНАКОВ   
И  РЕКОМЕНДАЦИИ  ПО  ЕЕ  СОЗДАНИЮ ........................................ 107 
4.1. Основные положения ............................................................................... 107 
4.1.1. Рекомендации по разработке товарных знаков .............................. 108 
4.1.2. Феноменология зрительного восприятия ....................................... 109 
4.1.3. Средства композиции товарных знаков .......................................... 112 
4.1.4. Технология и способы нанесения символики  на изделия ........... 114 
Контрольные вопросы ................................................................................ 117 

Заключение ..................................................................................................... 118 

Приложение .................................................................................................... 119

Библиографический список ........................................................................ 126 

Список сокращений ...................................................................................... 127 
 

Предисловие 

Учебно-методическое пособие по курсу «Основы эргономики и 
дизайна радиоэлектронных средств бытового назначения» (ОЭиД 
РЭСБН) рассматривает теоретические и практические вопросы эргономического и художественно-конструкторского проектирования 
РЭСБН.  
Эстетическое качество изделий, помимо категории экономической, определяет престиж фирмы, культуру производства и квалификацию разработчиков и изготовителей. Дизайн – прерогатива художника-дизайнера, но конструктор обязан понимать идею и логику дизайнера в принятии пластических и цветофактурных решений для 
конструкции изделия, используемые средства обеспечения выразительности и гармоничности конструкции. Тем более что художественная практика накопила богатый опыт теории дизайна и превратила 
его из «вещи в себе» в достаточно строгий аналитический процесс, во 
многом свойственный инженерному проектированию. 
В пособии обобщаются аналитические аспекты дизайна электронной промышленности и приводятся средства гармонизации объемно-пространственной структуры, элементы системного подхода к 
выработке рыночной стратегии и разработке дизайн-концепции изделия, а также конструкторско-технологические средства реализации 
дизайн-проекта. Считается, что если обеспечение выразительности 
изделия – задача дизайнера, то окончательная гармонизация конструкции – задача и цель содружества дизайнеров и инженеровразработчиков РЭС.  
Особое внимание уделяется вопросам истории развития теории 
гармонии в применении к художественному творчеству и естественно-научному обоснованию роли гармонии как фундаментального 
принципа природного структурообразования в виде масштабноинвариантных самоподобных фрактальных структур на основе нелинейно-динамических моделей, что принципиально важно для инженеров. Для исследователей и инженеров необходимо более глубокое понимание нелинейной природы сложных систем на основе существующих представлений о мироздании, взглядов на структурообразование в природе. Теория самоорганизации делает осмысленным техническое творчество в согласии с природой. Она вводит законы гармонии в техническое проектирование и ставит на фундаментальную 
естественно-научную основу художественное творчество.  

Знание основ эргономического и художественно-конструкторского проектирования особо актуально при курсовом и дипломном 
проектировании будущих инженеров-разработчиков РЭС. При разработке конструкции изделия они должны понимать, что без достаточной эргономической проработки изделие может быть не только неудобным, но и опасным, а без достаточного эстетического качества 
может оказаться неконкурентоспособным.  
Качественно новый товарный вид изделия обеспечивает его конкурентоспособность при первом визуальном контакте с потребителем.  
Инженер обязан знать основы методологии дизайна и технические средства художественного конструирования, в частности [1]: 
– элементы маркетинга и методику разработки проектной концепции дизайна; 
– методику эргономического проектирования изделия; 
–  теоретические и практические вопросы выбора пластических 
и цветофактурных решений конструкций;  
– методику разработки промышленной символики;  
– использование современных конструкционных материалов и 
декоративных покрытий.  
Важнейшим свойством дизайна является его прогностическая 
функция. Перспективный метод дизайна должен опираться на развитую систему экспериментального проектирования – конструирование 
зримых идеалов предметной среды.  
Пластические и цветофактурные решения нужно рассчитывать 
на перспективу с учетом изменения стилевых решений на 2–3 года 
вперед.  
Конечный результат проектирования – макет-эталон внешнего 
вида, защищенный как промышленный образец.  
В пособии в основном рассматриваются аспекты художественно-конструкторского проектирования и в меньшей степени вопросы 
эргономики (лишь те, что в какой-то мере связаны с формообразованием и цвето-фактурными решениями конструкции). Для более глубокого изучения других эргономических вопросов рекомендуется использовать пособия, приведенные в списке литературы.  

Глава 1 
СИСТЕМОЛОГИЯ  ДИЗАЙНА 

1.1. Общие принципы  
художественно-конструкторского  
проектирования  
радиоэлектронных средств  
бытового назначения 

Процесс художественного проектирования сложной бытовой 
техники включает следующие этапы [2]: составление технического 
задания (ТЗ); техническое предложение; эскизное художественноконструкторское предложение; технический художественный конструкторский проект; участие в разработке конструкторской и технической документации (КД и ТД) и авторский надзор.  
При составлении ТЗ производится анализ информации о состоянии аналогов, изучаются морфологические компоновочные схемы, 
объемно-пространственные решения, цветофактурные варианты, системы унификации основных составляющих компоновки, органов 
управления, графики, типоразмеры, выявляются аналоги. Изучив 
фирменный стиль потенциальных конкурентов, можно сделать вывод 
об их «приспособляемости» к требованиям дизайн-концепции различных национальных рынков [3]. 
Остаточные элементы этих признаков могут проявляться в начертании 
фирменных 
знаков, 
графике 
пультов, 
в 
объемнопространственных решениях внешнего вида. Важным фактором выступает отношение к комплексу оборудования и утвари бытового помещения, поскольку бытовая радиотехника не является «акцентной» в 
бытовой среде, объемно-пространственная структура и цветофактурные решения определяются по принципу соподчиненности, 
комплексно, в зависимости от окружения в бытовой среде. 
Параметры среды эксплуатации обусловливают комфортность, 
надежность и качество. В результате фактографически обосновывается выбор дизайн-моды, ассортимента, того или иного типоразмера 
степени комфортности, формируется схема, по которой разрабатываются конструкторско-компоновочные решения.  
Часто параметры среды не могут изменяться в соответствии с 
требованиями дизайна и эргономики, поэтому необходимо искать 

компромиссные варианты в ущерб дизайн-концепции изделия или 
формировать новую дизайн-концепцию. 
Для сокращения сроков проектирования целесообразно разрабатывать морфологические базовые схемы (МБС), основываясь на комплексе эргономических и эстетических требований, и включать их в 
систему унификации основных составляющих.  
Изделия бытовой радиоэлектронной аппаратуры (БРЭА) проектируются для определенной группы общества, поэтому нельзя не учитывать требования эргономики и антропометрии. Следует обязательно принимать во внимание «социальный портрет» потребителя, его 
возрастные и психические характеристики, изучать рыночный спрос, 
конъюнктуру, возможности отечественной промышленности, требования экспортных поставок. Наиболее перспективная информация содержится в публикациях Союзов потребителей стран-продуцентов 
сложных РЭС с аналогичным ассортиментом.  
Такое детальное изучение необходимо, чтобы правильно решить 
вопросы социального аспекта комплекса потребительских свойств по 
виду, типу и исполнению изделий, а также по рыночному спросу, что 
является 
немаловажным 
фактором 
при 
художественноконструкторском проектировании изделий, ориентированных на экспорт.  
Проектированию изделий предшествует технико-экономическое 
обоснование (ТЭО) дизайн-проекта. Информационное обеспечение 
ТЭО основывается на анализе информационных характеристик и базы 
проектирования. Информация по функциональным характеристикам 
включает рабочую схему, технологию работы изделия, технологию 
изготовления и основные комплектующие, влияющие на структурнопространственное решение внешнего вида изделия. 
За основу при художественно-конструкторском проектировании 
выбирают объем, приводящий к типоразмеру параметрического ряда. 
На базе рабочего объема с учетом морфологических схем (эргономической 
и 
среды) 
дизайнеры 
разрабатывают 
структурнопространственное решение внешнего вида. Если компоновка не соответствует реально существующим комплектующим, то необходимо 
решать вопросы с конструкторским отделом по отработке комплектующих (изменение конфигурации, массы, габаритов, рабочей схемы 
и 
т. д.) 
для 
приведения 
в 
соответствие 
со 
структурнопространственным решением дизайн-проекта.  
Полученные решения нужно сопоставлять с аналогами по комплексу критериев, которые формируют потребительские свойства на 

основных мировых рынках. Соответствие технико-экономического 
уровня мировым стандартам дает возможность изделиям быть конкурентоспособными на мировом рынке. Для этих целей необходимо 
создание и анализ каталога лучших отечественных и зарубежных аналогов изделия.  
Методика отбора аналогов включает семь основных этапов: составление перечня типов и типоразмеров для каталога, сбор, анализ и 
обобщение собранных данных по моделям, формирование групп аналогов (тип, типоразмер, исполнение), методическое обеспечение определения лучших моделей, анализ основных направлений совершенствования, отбор лучших аналогов с количественной оценкой по 
обобщенному показателю качества, составление таблиц по номенклатуре показателей качества (ГОСТ 4.441-86).  

 
Рис. 1.1. Факторы, влияющие на композиционное решение изделий 

Учитывая, что данные по аналогам берутся в основном из рекламных проспектов, их нужно дополнять результатами испытаний 
отечественных и зарубежных моделей, в том числе анализом патентных публикаций, учитывать получаемый эффект от их реализации. 

Такой анализ дает возможность определить погрешности в конструкции, технологии, материалах, компоновочные просчеты, технологические ошибки, а также найти оригинальные конструкторскотехнологические решения. 
Ретроспективный анализ (за 10–15 лет) и статистические исследования патентных поступлений по определенному виду и типу изделий позволяют определять направления совершенствования данного 
изделия и фирмы-лидера, а также помогают при защите проекта и при 
решении конфликтных ситуаций с заказчиками.  
Создание модели изделия проходит через этапы форэскизной 
проработки возможных вариантов направлений и модификаций, изготовления демонстрационных планшетов внешнего вида и макета эталона, выполненного по чертежам корпусных деталей узлов. Затем необходимо оценить возможные искажения внешнего вида по пластическим и цветофактурным решениям в изобразительном варианте и реальном образце (рис. 1.1). 
Рассмотрим применение вышеизложенных предпосылок в конкретном проектировании на примере разработки проектной концепции дизайн-программы бытовой аппаратуры магнитной записи 
(БАМЗ), основные положения которой не теряют силы при проектировании радио- и видеоаппаратуры как бытовой, так и специализированной [3]. 

1.2. Проектная концепция  
дизайн-программы 

Основой проектной концепции дизайн-программы бытовой аппаратуры (БА) является принцип социального качества комплекса 
продукции, который в отличие от понятия качества, отнесенного к отдельно взятой вещи, характеризует способность всего ряда близких 
разновидностей продукции удовлетворять многообразные потребности общества. Так, нельзя признать уровень социального качества высоким, если какие-либо группы потребителей не удовлетворены 
должным образом.  
Принцип социального качества предусматривает также учет интересов производства. Коротко он формулируется как обеспечение 
максимума потребительского разнообразия при минимуме разнообразия производственного. Концептуальный принцип социального качества вбирает в себя ряд более частных, но не менее важных принци

пов: функциональность, системность, демократичность, экологическая бережливость и реалистичность.  
Принцип функциональности подразумевает социальную, экономическую и экологическую функциональность предметной области в 
целом и ее крупных фрагментов, обеспечивающих целостные процессы жизнедеятельности. При переходе от узкотехнического понимания 
функциональности к социально-экологическому повышается внимание к рядам технически родственной продукции, ассортименту (в 
данном случае – магнитофонов). Функциональность ряда – это возможность минимумом производственного разнообразия удовлетворить максимум социальных потребностей.  
Принцип системности состоит в трактовке каждого аппарата как 
элемента целостности системы определенного вида техники и каждого потребителя как равноправного члена общества. Разнообразные 
потребительские требования могут быть полностью учтены только 
при проектировании системы БА, когда дифференциация типа аппаратов становится одной из главных характеристик проектируемого 
объекта. В свою очередь, при анализе любой аппаратуры записи как 
элемента объемлющей ее системы бытовой радиоэлектронной аппаратуры (БРЭА) необходимо руководствоваться принципами развития 
БРЭА в целом. Наиболее существенное влияние на дизайн радиоэлектронной аппаратуры оказывают следующие факторы: 
– миниатюризация радиоэлектронной аппаратуры;  
– разъединение основных компонентов аппаратуры – интерфейса и процессорной части – путем выделения управляющеепрограммируемых и дистанционных блоков в пульты с проводной и беспроводной связью;  
– постепенное стирание различий между зонами управления и 
информации на оперативных панелях.  
Применение большого числа электронных средств предъявления 
информации, отказ от механических и переход к электронным органам управления позволяют предположить, что в будущем панель интерфейса будет представлять собой дисплей с обозначениями управляемых точек.  
Если соединить в условном проекте все три указанные тенденции, получим образ аппарата будущего – это аппарат миниатюрных 
размеров с разделенными эффекторной (акустика) и процессорной 
частями и выделенным общим интерфейсом. Важнейшим фактором 
системности бытовой аппаратуры магнитной записи является выход 
дизайн-программы за пределы комплекса продукции – в инфраструк