این مقاله در همایش هفته پژوهش دانشگاه هنر اصفهان سال 93، پذیرش و برای ارائه شفاهی انتخاب شده است.
نگارنده: اعظم نعمتی 

چکیده
توسعه پروتوتایپ ها و مدل ها از عناصر ضروری در فرآیند طراحی محسوب می شوند. ساخت مدل در مراحل ابتدایی فرآیند طراحی علاوه بر افزایش خلاقیت، کمک می کند تا طراح به درک بهتری از ایده های اولیه خود برسد. می توان گفت مدل سازی نوعی اسکچینگ سه بعدی است که نه تنها جوهره طرح را به آزمایش می گذارد بلکه موجب می شود طراح به زبانی مشترک با کارفرمایان دست یابد. مهم ترین نکته این است که فراموش نکنیم مدل ها برای تغییر یافتن در طول فرآیند توسعه محصول ساخته می شوند؛ به سوالات پاسخ داده و سوالات جدیدی را ایجاد می کنند. مقاله حاضر با هدف بررسی جایگاه مدلسازی فیزیکی در روند طراحی و توسعه محصول توسط کشف ارزش نمونه سازی در تفکر طراحی تهیه شده است. در این مقاله ابتدا به پیشینه تحقیق (تعاریف مدل، وجوه پروتوتایپ سازی، طراحی مدل محور) پرداخته شده است. سپس جایگاه و نقش مدل سازی در فرآیند طراحی و توسعه محصول از جنبه های آموزش و بینش طراحی، ارتباط و تعامل، تست، ادغام و نتیجه گیری، برنامه ریزی و شاخص ها مورد بررسی قرار گرفته است. تحقیق حاضر نشان می دهد که انواع مدل با توجه به ویژگی های نهفته در درونش، می تواند در بالا بردن کیفیت کلی و دانش طراحی مؤثر باشد. ساخت مدل ها نه تنها موجب تثبیت طراحی نمی شود؛ که کاهش هزینه های سربار ناشی از نواقص و اشکالات طرح در مراحل انتهایی ساخت را نیز در پی خواهد داشت.
کلیدواژه ها: پروتوتایپ، مدل، فرآیند توسعه محصول، تعامل، تجسم

1- مقدمه
مباحث نظری و دانش طراحی از جمله مطالعات مهم و اساسی در حوزه رشته های مرتبط با طراحی می باشد که در حال حاضر بخش قابل توجهی از تحقیقات روز دنیا را به خود اختصاص داده است. توجه به این گونه مباحث در بالا بردن سطح کلی دانش طراحی بسیار مؤثر است. فرایند طراحی از جمله موضوعات مرتبط با این مباحث می باشد. فرایند طراحی را می توان به عنوان تغییراتی در روند، حرکت از سوی عدم اطمینان و ناآگاهی به سوی کسب اطلاعات و آگاهی در نظر گرفت. (کلینی و عظیمی، 1390)

حل مشکلات طراحی برای وجود هر صنعت حیاتی است. طراحی صنعتی به عنوان فرآیندی خلاقانه که به تحقق نیازهای انسانی می پردازد؛ شامل فرآیندی است که از ایده ای در ذهن شروع شده و به تولید مصنوعی با کارکرد و عملکردهای متنوع می انجامد. در این مسیر آنچه رابط بین طرح اولیه و شیئ سه بعدی است، مدل می باشد و مدلسازی شیوه ای می شود برای درک و آزمایش مفهوم، فرم، ابعاد، کارکرد و زیبایی های طرح. اگرچه رایانه ها امکانات فراوانی را در زمینه طراحی فراهم کرده اند، اما این به معنای حذف ساخت مدل های فیزیکی نیست. هم اکنون در بزرگ ترین شرکت های طراحی مشاهده می شود که با وجود توسعه قابل توجه نرم افزارهای مدلسازی و رندرینگ سه بعدی، همچنان حضور مدلسازی فیزیکی در فرآیند های توسعه محصول چشمگیر است و نه تنها حذف نشده بلکه با شیوه های نوینی چون نمونه سازی سریع[1] همچنان به قوت خود باقیست. علی رغم عدم آموزش کافی مهارت های کار با دست و سختی کارهای فیزیکی سه بعدی، بسیاری از شاغلین این رشته بر اهمیت مدلسازی برای طراحان و فواید آن برای فرآیند طراحی و توسعه محصول تأکید می کنند. هدف از این مطالعه بررسی فواید استفاده از پروتوتایپ ها در مرحله ایده پردازی، طراحی مفهومی، تجسم و توسعه محصول اولیه است. این حوزه از پژوهش ها پیامدهای گسترده ای در فرایند طراحی خواهد داشت.

2- مروری بر مفاهیم و تعاریف

مدل یا پروتوتایپ
اصطلاح مدل در کاربرد عام فنی خود برای بیان به صورت فیزیکی یا ریاضی ارائه نمودن یک هدف و یا سیستمی انتزاعی تر مثل آب و هوا یا هوشیاری انسان به کار می رود اما در طراحی محصول، مدل باید بیانگر هر نوع ارائه یک محصول یا بخشی از آن محصول باشد. در واقع لفظ مدل، معمولا فقط برای بیان مدل های کامپیوتری همانند ارائه ی تصویری سه بعدی از یک محصول با نرم افزاری ویژه ی طراحی[2] یا گرافیک و یا نرم افزار تجزیه و تحلیل عناصر محدود که قوت یا استحکام محصولی را نشان می دهد، یا ارائه ی فیزیکی ظاهر بصری محصولات به کار می رود. گاهی نیز این مدل های ارائه دهنده ی ظاهر بصری را ماکت[3] می خوانند؛ لفظی فرانسوی که به مدل های مومی یا گلی کوچک و ابتدایی مورد استفاده ی مجسمه سازان اطلاق می شده است. اما لفظ پروتوتایپ در لغت به معنای اولین نمونه[4] از یک گونه است. در نخستین روزهای تولید انبوه، پروتوتایپ به نسخه اصلی اطلاق می شد که بعدا به صورت انبوه تولید می گشت. در طراحی محصول لفظ پروتوتایپ بیانگر دو نوع مختلف از ارائه ی محصولات است. ؛ نوع اول که مناسب ترین کاربرد این لفظ است، بیانگر ارائه ی فیزیکی محصول به صورتی است که در نهایت به تولید خواهد رسید. کاربرد دوم لفظ پروتوتایپ، بیانگر هر گونه ارائه فیزیکی است که به قصد آزمایش فیزیکی تکمیل شده باشد (هوانسیان، 1378). پروتوتایپ اغلب توسط دست یا تکنولوژی های نمونه سازی سریع ساخته شده و با محصولات نهایی که بخشی از سری های تولید انبوه هستند، تفاوت دارد. با این وجود امکان دارد که یک کاربر معمولی نتواند پروتوتایپ را از محصولات ساخته شده نهایی تشخیص دهد. (Erlhoff and Marshall، 2008) توافقی همگانی برای آنچه یک "پروتوتایپ" را ایجاد می کند وجود ندارد و این کلمه اغلب به طور تبادل پذیری با کلمه "مدل" استفاده می شود.

توسعه محصول
توسعه محصول غالبا اینگونه تعریف می شود: فرآیندی است که به وسیله آن یک محصول جدید به بازار آورده شده است(اخباری و تقوی فرد، 1386). توسعه محصولات جدید اغلب به عنوان ابزاری برای ایجاد یک کمپانی جدید یا افزایش سهم بازارِ یک کمپانی موجود استفاده می شود. فرآیند کلی توسعه محصول شامل چند مرحله است؛ یک شرح کلی از این چرخه شامل اینهاست (اما محدود به اینها نیست): تحقیقات، توسعه مفهومی، طراحی جزئیات، تولید و تجاری سازی. اگرچه به نظر می رسد که این فرآیند یک توالی خطی باشد اما اغلب خیلی بیشتر از یک مسیر رفت و برگشت است؛ اطلاعاتی که در یک مرحله جمع آوری می شود معمولا سوالاتی را برمی انگیزاند که برای پاسخ به آن باید به فعالیت های انجام شده در فاز قبلی بازگشت. (Erlhoff and Marshall، 2008)

طراحیِ مدل محور[5]
بخشی از فرآیند طراحی که حضور مدل و مدلسازی در آن غالب است را می توان فاز مدل محور نامیده و آن را این چنین شرح داد: پس از بررسی نیازهای کاربر، خلق کانسپت شده سپس یکی از آنها را انتخاب و مدل آن را ساخته می شود (مدل های خام اولیه[6]). مدل باید بارها مورد آنالیز و ارزیابی قرار گرفته و تعدیل و اصلاح شود (فاز طراحی مفهومی). بر اساس اطلاعات به دست آمده از این فاز، مدل دوم ساخته خواهد شد. آنالیز و ارزیابی مدل برای رسیدن به طرحی بی نقص همچنان ادامه دارد (فاز طراحی مهندسی). ساخت مدل های بعدی تا رسیدن به طرحی دقیق تر (فاز طراحی جزییات) همچنان ادامه می یابد. این مدل ها باید بارها پالایش و تصحیح شوند تا بتوان طرح به دست آمده از این مرحله را به واحد ساخت و تولید رساند (Stoll، 1999). تصویر شماره یک این روند را در قالب دیاگرام نشان می دهد.

وجوه پروتوتایپ سازی
روش های مختلفی برای طبقه بندی مدل ها ارائه شده است. محققان با طبقه بندی نمونه های اولیه از نظر ویژگی های فیزیکی و نوع فعالیت هایی که حمایت می کنند، قادر به درک، بحث، و تجزیه و تحلیل کار مربوط به نمونه های اولیه و استفاده از آنها به طور موثر شده اند (Chua et al، 2003). برای تحقیقات بر روی پروتوتایپ ها، ابتدا باید توجه داشت که از منظرهای مختلفی می توان آنها را بررسی کرد. ابعاد و وجوه مختلف پروتوتایپ سازی و انواع مدل ها در جدول شماره یک آمده است.

جدول شماره یک: ابعاد پروتوتایپ سازی، ماخذ: نگارندگان

3- جایگاه مدلسازی در فعالیت های مبتدی و حرفه ای طراحی
مدل و پروتوتایپ را باید در مراحلی از توسعه محصول جستجو کرد که فرایند طراحی محصول در آنها به عرصه ی تجسم سه بعدی (تجسم فیزیکی) گام نهاده باشد. حضور مدل ها از مرحله ی طراحی تجسم فیزیکی فرایند طراحی محصول آغاز می شود و در مراحل بعدی طراحی جزئیات و طراحی برای تولید در قالب پروتوتایپ های گوناگون گسترش می یابد. این حضور و نقش پیوسته ی مدل ها و پروتوتایپ ها در مراحل نهایی توسعه ی محصول، خود به تنهایی گویای اهمیت و کاربرد کلیدی آنها در این فرایند پیچیده و گسترده است. (هوانسیان، 1378)

مدل ها عملا در همه ابعاد فرآیند طراحی شامل: تجسم فرم، توسعه کارکرد، ارتباط فرآیند ها و ارزشیابی گزینه های جایگزین[38] استفاده می شوند. علاوه بر این مدل ها به فرم های مختلف: طرح های دوبعدی، اشیا سه بعدی(مدل مقیاس، مدل کاربردی) و نمونه های واقعی (رندر کامپیوتری سه بعدی) وجود دارند (Erlhoff and Marshall، 2008).

هر شرکت فرآیند طراحی خاص خود را دارد با این حال تحقیقات نشان داده شرکت های مختلف همگی در فرآیند طراحی و توسعه محصول از مدل ها استفاده می کنند(Broek et al، 2001). در تصویر شماره دو میزان حضور نمونه سازی[39] در فرآیند کلی توسعه محصول مقایسه شده است. اگرچه تقریبا در تمام طول فرآیند طراحی از پروتوتایپ ها استفاده می شود، اما از نظر کمی، حضور پروتوتایپ ها در محله تست و تصحیح طرح، بیشتر از سایر مراحل فرآیند طراحی است.

4- نقش مدلسازی در فرآیند طراحی و توسعه محصولات
اگرچه، مدل سازی مفهومی مجازی[40] این روزها در دسترس است، استفاده از مدل های فیزیکی را می توان با این واقعیت که این مدل ها زمینه ای برای برقراری ارتباط، پشتیبانی و بهبود خلاقیت یک طراح فراهم می کنند قابل توجیه دانست. کاربردهای مختلف برای مدل های مفهومی ممکن است مانند تایید شکل، ارتباطات، ارائه، و تست عملکرد باشد. (Broek et al، 2001) به طور خلاصه می توان گفت هدف از ساخت مدل ها و پروتوتایپ ها، تجسم سه بعدی و فیزیکی هرچه بهتر کانسپت های شکل گرفته در فرایند طراحی محصول است، تا بدین ترتیب بتوان با اطمینان بیشتری به مراحل بعدی و در نهایت تولید محصول طراحی شده گام نهاد(Mills، 2005). در واقع ساخت مدل و پروتوتایپ روشی است برای کنترل کیفیت[41] فرایند طراحی و کسب اطمینان از موفقیت کانسپت های توسعه یافته که منجر به شناسایی انواع نواقص و اشکالات ساختاری[42] و عملکردی[43] و در نتیجه تلاش برای رفع آنها می شود. نوع محصول می تواند رویکرد به نمونه سازی را تحت تأثیر قرار دهد. تحقیقات نشان داده می توان نقش های پروتوتایپ ها در فعالیت های طراحی را بر اساس اقداماتی که پشتیبانی می کنند در چهار دسته عمده آموزش و بینش طراحی، ارتباط و تعامل، تست، ادغام و نتیجه گیری، برنامه ریزی و شاخص ها تقسیم بندی کرد (Ulrich and Eppinger، 2008)

آموزش و بینش طراحی
این نقش، یکی از مهم ترین نقش ها و شامل پشتیبانی از تفکر و دانش طراحی در کنترل فرآیند طراحی به شیوه ای موثر و طبیعی است(Broek et al، 2001). تجسم سه بعدی، مهم ترین فاز عملیاتی در فرایند طراحی محصول است. در طراحی صنعتی هدف نهایی فرایند طراحی محصول، دستیابی به یک شئ سه بعدی است، که علاوه بر این که تامین کننده ی عملکرد (یا عملکردهای) مورد نظر باشد، از لحاظ فرم ظاهری نیز نیازهای زیبا شناختی، ارگونومیکی و... را برآورده سازد. از این رو در فرایند طراحی محصول، تجسم فیزیکی یا واقعی سازی/تجسم سه بعدی به عنوان مرحله ای که در آن کانسپت های اولیه، ایده ها و تفکرات اولیه و کلی در ابتدا به صورت طرح هایی سه بعدی و سپس در قالب نمونه های سه بعدی مدل ها و پروتوتایپ ها مجسم و ارائه می شوند، مهم ترین و کلیدی ترین فاز عملیاتی فرایند محسوب می شود (هوانسیان، 1378). برونی ساختن[44] و تجسم به عنوان وسیله ای برای تفکر و تولید و انتقال دانش[45] در طراحی صنعتی به طور کلی اهمیت دارد. (Woelfel et al، 2010) بدین ترتیب مدل های فیزیکی از طریق انتقال و تبدیل دانش عمومی توصیفی به صورت نمایش و ترسیم باعث تولید دانش طراحی می شود. متقابلا دانش طراحی نیز به کمک مدل در فرایند طراحی به کار گرفته می شود که این امر رابطه متقابل دانش طراحی و مدل را مشخص می کند.

مدل های فیزیکی ابزاری قدرتمند برای تجربه ی فرم، جزئیات شکل، ترکیب شکل و عملکرد هستند. مدل فیزیکی که اغلب محرکی برای خلاقیت است، پتانسیل حمایت از نوآوری های مهندسی را ایجاد می کند. (Viswanathan and Linsey، 2010) با نمونه سازی مشکل و مساله طراحی، مهندسان قادر به درک بهتر مسائل طراحی شده و طراحی به سمت یک راه حل هدایت خواهد شد. برخی از مطالعات نشان می دهد مدل های فیزیکی باعث تثبیت طراحی[46] خواهد شد. ثابت طراحی وقتی اتفاق می افتد که طراحان به یک مفهوم خاص فکر می کنند و آن را محدود به ایده هایی که قادر به تولید هستند می کنند. نتایج نشان می دهد که مدل های فیزیکی بر شکاف های موجود در مدل های ذهنی طراحان غلبه می کنند؛ در نتیجه تولید تعداد بیشتری ایده های کاربردی تولید می شود. (Viswanathan et al، 2009)

در فرآیند طراحی محصول، مدل ها در بهبود کیفیت تصمیم گیری های طراحی و جلوگیری از هدر رفتن زمان ابزار بسیار مهمی هستند. در مراحل اولیه طراحی مفهومی، مدل های فیزیکی ساده موجب تجسم واقعی سه بعدی ایده ها می شود. در طول پیکره بندی و طراحی پارامتریکِ[47] اجزا و بخش ها، مدل های توپر و کامپیوتر محور و ابزارهای آنالیزکامپیوتری طرح، اجازه ی تغییرات و جایگزین های زیادی را می دهد که به سرعت می تواند ارزیابی شود و از هزینه زیاد و از تکرارهای سخت افزاری زمان بر جلوگیری می شود. همچنان که طراحی پیش میرود، استفاده از متدهای نمونه سازی سریع از نظر زمانی کمک می کند تا ساختار و کارکرد {طرح} شبیه پروتوتایپ شود و به مهندسان طراحی ابزار[48] و ساخت اجازه می دهند تا طرح به سرعت در پیش چشم نمودار شود و با سایر بخش های طراحی ارتباط برقرار کند. تست های پس از ساختِ[49] پروژه های توسعه محصول جدید[50] موفق، اغلب نشان می دهد که مدل ها غالبا یک نقش کلیدی در هر مرحله از فرآیند توسعه دارند. فرآیند توسعه محصول جدید غالبا شامل یک سری مدل هایی می شود که با فراهم آوردن بینشی که به هیچ شیوه دیگری به دست نمی آید اطلاعات فراهم می آورند، یاد می دهند، سوال ها را جواب می دهند و سوالات جدیدی را ایجاد می کنند. هدف اصلی از هر دو دسته مدل-فیزیکی و مجازی- برقراری ارتباط با اطلاعاتِ طراحی[51] و به دست آوردن جهت و دستورالعمل طراحی[52] است (Stoll، 1999)

محصول تحت توسعه، در مرحله طراحی مفهومی از اطلاعات مبهم، ناقص، چندپاره و موقتی ناشی می شود. اغلب هیچ بازنمود دیجیتالی از این کانسپت نیز در دسترس نیست. علاوه بر این، یک مدل برای یک دوره بسیار کوتاه استفاده خواهد شد. این مانع استفاده از نمونه سازی سریع می شود. در طی این مرحله از فرایند طراحی، مدل های دست ساز و ارزان قیمت برای تست یک یا چند جنبه های خاص از فرم، کارکرد، تایید استفاده می شود. واضح است که این تأثیر در تعداد، اندازه، وسعت و ساختار مدل فیزیکی داشته است. نمونه سازی موازی با طراحی، منجر به افزایش خودکارآمدی در نتیجه نتایج بهتر طراحی و واگرایی بیشتر خواهد شد. ادراک و عملکرد به عنوان دو ویژگی مهم مدل، موجب آگاهی بخشی در مورد طرح و روابط حاکم بین فرایند بصری و فرآیند اطلاعاتی می باشند که نشان می دهد مدل ابزاری بسیار ارزشمند در تفکر طراحی محسوب می شود. مطالعات آزمایشگاهی کنترل شده نشان می دهد که مدل های فیزیکی مکمل مدل های ذهنی طراح هستند(Jang and Schunn، 2012). این مطالعه برای نشان دادن هر گونه نشانه ای از تثبیت طراحی با شکست مواجه شد. بهبودهایی که در اثر تحلیل تغییرات به وجود می آید و تغییرات کارآمدی که به وسیله مدل های فیزیکی القا می شود باعث بهبود ایده خواهد شد. از این رو ساخت مدل فیزیکی، به تکمیل مدل های ذهنی طراحان کمک می کند اما موفق به افزایش آنها نمی شود. (Viswanathan and Linsey، 2010) از سوی دیگر مدارک و شواهد نشان داده است که نمونه سازی موثر، ضمن به حداکثر رساندن سودمندی، موجب کم کردن هزینه ها که در واقع از جنبه های اصلی فرایندهای توسعه شرکت هاست خواهد شد (Hess and Summers، 2013).

مدل ها به طراحان این امکان را می دهند تا فرصتی برای گسترش مطالعاتشان و بازنگری اجزای طراحی پیدا کنند. مدل ها از نظر نحوه تکمیل، روش تصحیح کردن و زمانی که برای ساخت آن ها صرف می شود، انواع گسترده و متفاوتی دارند. به طور عمومی درجه انجام اصلاحات مدل نشان دهنده مرحله ای از روند طراحی است که در آن ساخته شده است. این بدین معناست که در مراحل ابتدایی طراحی، مدل ها گاه به سرعت ساخته می شوند و بازتابی از طبیعت اولیه طراحی هستند. همانند روند طراحی یک محصول در توسعه طراحی، مدل ها بیشتر اصلاح می شوند و جزییاتی به آن ها اضافه می شود (Mitton، 2004). به علاوه گاهی با خود مدل نیز می توان طراحی کرد. در واقع مدل(Sketch modeling) به منبع خلاقیت طراح تبدیل می شود و طراح به جای ایده پردازی با اسکچ های دو بعدی، با اشیای سه بعدی اطرافش تفکرات خود را پیاده می کند.

ارتباط و تعامل
نمونه های اولیه اغلب نه تنها در مرحله طراحی که بعد از مرحله طراحی نیز دخالت دارند. در طول مرحله طراحی، طراحان و تیم طراحی نمونه های اولیه را برای حمایت کلیه ذی‌نفعان پروژه، برای نشان دادن پیشرفت و جهت طراحی استفاده می کنند. مدل، نقطه شروعی برای تعامل و عامل برانگیختن و تحریک گفتگو، ایده ها و سوالات است(Hess and Summers، 2013). تحقیقات نشان داده که نمونه های اولیه اغلب خودتوضیح[53] نیستند. جلسات مشترک طراحان و کاربران، به کاربر اجازه می دهد تا بازخورد خود را نسبت به انواع مختلف مدل ها ارائه داده و نقاط ضعف آن را قبل از تولید سریالی اعلام کنند. (Erlhoff and Marshall، 2008) در ارتباطات طراحی، طراحی ها و ترسیم هایی که فقط با کلام همراه باشند، تنها بخشی از ایده های موجود در ذهن را ارائه می دهند. در واقع فرآیند طراحی، فرآیندی محاوره ای و تکرار شونده، بین ایده های درونی یک طراح و اسکچ های بیرونی اش می باشد (کلینی و عظیمی، 1390). هرکسی از یک کلام، یک تصویر متفاوت با شکل و رنگ متفاوت را در ذهن تصور خواهد کرد. پروتوتایپ این امکان را می دهد تا همه بتوانند تصویری مشابه را در ذهن مجسم کنند و ایده ای که در ذهن دارند به خوبی به دیگران بفهمانند. مدل(Sketch model) می تواند بیان سریعی [54] از طرح باشد که برای برقراری ارتباط بین طراح و کارفرما استفاده می شود. بدین ترتیب تصور همه از طرح، یکسان خواهد شد و زبان مشترکی برای تصمیم گیری های بعدی ایجاد خواهد شد. علاوه بر این پروتوتایپ ها به منظور انتقال اطلاعات و اثبات ایده ها در تیم توسعه محصول و مدیریت و کارفرما (داخلی یا خارجی) نیز مورد استفاده قرار می گیرند. با این حال در جایی که افراد مورد نظر می توانند تجربه ای کامل و واقعی و احساس ملموسی از محصول داشته باشند هیچ چیز جز پروتوتایپ فیزیکی نمی تواند ایده را به صورت واضح توضیح داده و منتقل کند. اغلب نمونه سه بعدی محصول بهتر از طرح دوبعدی آن است(Chua et al، 2003:32-34).

نمونه های اولیه به عنوان 1) مظهر بازخورد کاربر، 2) همچنین یک ابزار برای بهبود تجربه تیم و 3) یک نیروی همگرا کردن تفکر در طول فاز طراحی کاربرد دارد. در عین حال یک نمونه اولیه ممکن است قادر به تأثیر بر هر سه جنبه باشد. این سه تأثیر باعث شده تا هر مدل به عنوان یک "شی مرزی[55]" در فرآیندهای نوآوری سازمانی محسوب شده و برای موفقیت تعاملات اجتماعی در درون تیم طراحی حیاتی و تعیین کننده باشند. این نیاز به گفت و گو زمانی روشن می شود که هر تیم و هر بخشی از سازمان به دانش بسیار محدودی دسترسی دارند که ادراک آنها را از نمونه اولیه تعیین می کند. اشیاء مرزی توانایی همگرا کردن دیدگاه های مختلف و معنا دادن به آن ها را دارد. نه تنها تیم های طراحی چند رشته ای[56] با یکدیگر بلکه جهان اجتماعی درون سازمان (تیم های دیگر، ادارات) و در خارج از سازمان (از کاربران، مشتریان) باهم تعامل دارند. به علاوه جلسات بررسی برنامه ریزی شده حول محور نمونه های اولیه یک راه برای درگیرکردن اعضای سازمان در فرایند نوآوری و توسعه است. (Rhinow et al، 2012)

تحقیقات نشان داده است نمونه های اولیه نیز می توانند تأثیر مثبتی بر تجربه تیم داشته باشند. طراحان، نمونه های اولیه را به عنوان یک تجربه ملموس که می تواند به تغییرات عاطفی سوق دهد توسعه می دهند. ساخت مدل ها موجب کاهش عدم قطعیت و در نتیجه بهبود اعتماد به نفس و اتصال تیم از طریق ایجاد یک اثر مثبت در احساسات فردی و پویایی تیم می شود. در نمونه های اولیه نه تنها دریافت بازخورد به صورت جداگانه؛ بلکه درک و تفسیر بازخوردهای مشارکتی[57] نیز برای تیم مهم است. در نتیجه کیفیت عملکرد کلی و هویت تیم بهبود خواهد یافت. (Coughlan et al، 2007)

تست، ادغام و نتیجه گیری
کیفیت طرح متکی بر گرفتن تاییدیه های نتایج طراحی از طریق تست عملکرد نمونه های اولیه و شناسایی مشکلات بالقوه است. مدل نه تنها برای چک کردن نهایی، بلکه همچنین برای در تماسِ نزدیک نگه داشتن فعالیت های طراحی با دنیای فیزیکی است که محصول در آن قرار خواهد گرفت. (Broek et al، 2001)با وجود پیچیدگی و بعضا هزینه بالا، ساخت پروتوتایپ به دلیل کنترل ساخت، مکمل اکثر محصولات بوده و به کاربر اجازه می دهد تا بازخورد خود را نسبت به انواع مختلف مدل ها ارائه داده و نقاط ضعف آن را قبل از تولید سریالی اعلام کند. (Erlhoff and Marshall، 2008)

شاید نتوان طرح را پیش از ساخته شدنش ارزیابی کرد، اما بعد از ساخت اعمال تغییرات در آن سخت و پر خرج است، بنابراین باید طرح را از طریقی ارزان(ساخت مدل) شبیه سازی کرد. ساخت پروتوتایپ در مقایسه با ساخت محصول نهایی ارزانتر و سریع تر است. تست هایی که در مرحله توسعه محصول صورت می گیرد به منظور رفع انواع نواقص و رسیدن به بهترین طرح ممکن و با توجه به مقتضیات زمان و هزینه صورت می گیرد. هزینه مدلسازی در مقایسه با هزینه ای که در اثر حذف فرآیند مدل سازی به پروژه تحمیل خواهد شد قابل مقایسه نیست. در واقع مدل سازی هزینه ای است که با پرداخت آن در فازهای ابتدایی، از هزینه های طراحی مجدد و فرآیند ساخت مجدد جلوگیری خواهد شد.

مدل در فرآیند توسعه محصول برای تست و برآورد گروه های درگیر فرآیند تولید (مهندسی، ساخت، تولید، بازاریابی) استفاده خواهد شد. تست های انجام شده را می توان چنین دسته بندی کرد:

• تست فرم، تناسبات، ابعاد و مونتاژ قطعات باهم(Chua et al، 2003)
• تست عملکردهای فنی (مقاومت مصالح، رفتار مکانیکی، تستهای تونل باد و... ) و ارگونومی
• ابزار تحقیق کاربر[58](داشتن بازخورد از کاربر) به صورت فردی و گروهی در فرآیندهای کاربر محور

ادغام در اینجا نه تنها به ترکیب اجزای منفرد مدل ها و تست مونتاژ اشاره می کند؛ بلکه شامل یکپارچه سازی اطلاعات و بینش حاصل از ساخت مدل ها و تست آنها نیز می شود. بدین ترتیب پروتوتایپ ها می توانند در نتیجه گیری های نهایی کمک کنند بدین معنی که آیا رویکرد پیشنهادی ارزش بسط دادن و جلوبردن را دارد یا خیر(Parsons، 2009).

در بعضی فرآیندها ساخت مدل سه بعدی علاوه بر موارد قبلی، برای ثبت اطلاعات نهایی فرمی(برداشت ابعاد سه بعدی) نیز استفاده می شود. این گونه محصولات غالبا دارای فرم پیچیده بوده به طوری که ساخت مدل دیجیتالی از آنها در فضای مجازی کامپیوتر مشکل است. علت دیگر تغییرات زیاد و متوالی در طراحی-غالبا فرم- محصول است که مدلساز را بر آن می دارد تا پس از تایید نهایی طرح، ابعاد مدل را با ابزارهای اسکن سه بعدی در قالب ابر نقاط به نرم افزارهای سه بعدی وارد کند. از این ابعاد برای ساخت نهایی محصول و طراحی قالبهای آن استفاده خواهد شد[59]. (نعمتی، 1391)

برنامه ریزی و شاخص ها
همه انواع مدل ممکن است به عنوان ابزاری برای فرآیند یا ارائه[60] استفاده شود، اما بخش حیاتی قابل ملاحظه برای طراح این است:"برای چه دارم این مدل را می سازم" و بلکه "به دنبال چه می گردم و با ساخت آن می خواهم چه تأثیری ایجاد کنم" است. ماکت نقطه ای است که ایده ها و نمود سه بعدی آن ها، بدون فراهم کردن محدودیت های ساخت و بازار موجودیت می یابد. مدلسازی اولین تست واقعی طرح را بازنمایی می کند. ساخت مدل 1:1 فرصت درگیر شدن با جوهره طرح را فراهم می آورد. تعدادی از مدل ها از مقوا یا سیم یا هرچه که امکان بیان سریعی از طرح را بدهد استفاده می شود. این مدل ها برای حرکت پروژه به سمت جلو و تست پیش فرضها و استخراج اطلاعات ضروری استفاده می شود. توانایی ما برای بحث پیرامون ایده ای که در پشت کار ارائه شده وجود دارد، مستلزم این است که آنها را به مدل و پروتوتایپ و محصولات تمام شده "ترجمه" کنیم. . (Parsons، 2009)

تیم توسعه محصول همزمان با طراحی محصول، از پروتوتایپ ها به منظور کمک به فرآیندهای تفکر و برنامه ریزی بهره می گیرند. آن ها با ساخت و بررسی پروتوتایپ ها به سوالات و شک های مرتبط به موضوعات خاص طراحی پاسخ می دهند. در هنگام مدلسازی باید توجه داشت که در مرحله تولید ایده ها باید ایده ها سریع و ارزان پیاده شوند، بازخورد گرفته شوند، ایده ها طوری نمایش داده شوند که قابلیت انعطاف برای تغییرات احتمالی بعدی را داشته باشند(Parsons، 2009)

نمونه های اولیه برای نشان دادن پیشرفت در یک پروژه طراحی و یا به عنوان نقاط عطف و مرحله خاصی از یک پروژه هدف کلی آن توسعه برنامه زمانی تیم است استفاده می شود (Hess and Summers، 2013). همچنین تکیه گاه های تفکر که می تواند به ایده های جدید تشویق کند و شفاف سازی خطاها و تصورات غلط در تفکر را آسان تر ساخته و ابزاری برای یکپارچه سازی اشیاء و ساخت مدل های ذهنی طراحان است. نمونه اولیه کمتر به عنوان یک نتیجه ای از یک فرایند در نظر گرفته شده، اما بیشتر به عنوان یک نمود در حال تحول[61] است. علاوه بر این، پروتوتایپ، هم نتیجه یک مرحله میانی و هم نقطه شروعی برای گام بعدی در فرآیند طراحی است. بازخورد ممکن است درک طراحان از ایده طراحی را تغییر داده و منجر به تکرار شود. عمل نمونه سازی تکرار شونده بین شی و بازخورد نوسان می کند، فرضیه های خلاقانه منجر به نمونه های اولیه بعدی سوق می دهد، منجر به سؤالات باز[62]و مشاهدات شکست ها شده، منجر به ایده های جدید و به همین ترتیب ادامه می باید. در این فرآیند تکرار شونده، نمونه های اولیه قادر به کاهش عدم قطعیت های مختلف خواهند شد (Rhinow et al، 2012)

ساخت پروتوتایپ به برنامه ریزی فرآیند توسعه محصول کمک کرده و بنابراین از آن به عنوان نشانه خاتمه(presentation model) یا شروع فازهای مختلف(sketch model) توسعه استفاده می شود. مدل ها می توانند -راجع به ضبط یک احساس اولیه یا یک تصویر کامل- مرحله نهایی یا نقطه شروع یک پروژه باشند. همانند واژه های اسکیس-ترسیم-راندو، اصلاحات ماکت-مدل-پروتوتایپ سه سطح از سرعت کار و پالایش]از جنبه تطبیق با طرح اصلی[ را بیان می دارند و همچنانکه که پروژه پیش می رود یک حرکت تدریجی صعودی را ایجاد می کنند. (Parsons، 2009)معمولا هر پروتوتایپ نشان دهنده تکمیل یک فاز اجرایی خاص و برنامه ریزی خاص بوده و برنامه ریزی برای توسعه قابل اجراست. معمولا در بسیاری از شرکت ها ادامه توسعه پروژه اغلب به موفقیت پروتوتایپ ها وابسته بوده و انگیزه ای را برای مدیران به وجود می آورد تا آن را بسازند. لازم به ذکر است که پروتوتایپ ها در بسیاری از شرکت ها لزوما تمام این نقش ها را به عنوان همزمان ایفا نمی کنند اما در هر پروژه توسعه محصول ضروری هستند. با این وجود پروتوتایپ های حاصل از تکنولوژی های نمونه سازی سریع، تمام این نقش ها را ایفا می کنند. (Chua et al، 2003)

بحث و نتیجه گیری
مدل ها ویژگی ها و منافعی دارند که به طراحان جهت تکامل و اصلاح فرایند طراحی کمک می کنند. مدل ها می توانند عاملی کلیدی در تحریک و پیشرفت خلاقیت طراحی باشند و نقش مؤثر و مثبتی در تفسیر مجدد ایده ها داشته باشند. مراحل بسیار مهم ایده پردازی، پروراندن و خلاقیت طرح، با اسکچ های سه بعدی اولیه-اسکچ مدلینگ- بهتر و با کیفیت مناسب تری به انجام می رسد؛ همچنین از تثبیت زودرس طرح ممانعت می کنند. مدل، راهی ارتباطی بین طراح و دیگران است که به عنوان عامل شروع کننده، طراح را قادر می سازد تا مشکلات طراحی را استدلال نموده و همچنین واسطه ای برای ثبت و ذخیره اطلاعات معرفی شده باشد. مدل، تولید خود به خودی ایده، انتقال و حرکت تجربی و غیر قطعی از توصیفات کلی به توصیفات خاص می باشد. مدل ها این امکان را فراهم می کنند که حجم زیادی از اطلاعات و روابط بین آنها را به طور همزمان مشاهده کنیم. علاوه بر آن، مدل ها با فراهم کردن امکان ارتباط و مقایسه ایده های مختلف با هم، نشان می دهند که چگونه در مورد مشکلات فکر می کنیم؛ یعنی به عنوان ابزار تفکر برای طراحان به کار می روند. مهم ترین نکته این است که فراموش نکنیم مدل ها برای تغییریافتن ساخته می شوند و در طول فرآیند توسعه محصول، به سوالات پاسخ داده و سوالات جدیدی را ایجاد می کنند. تصویر شماره سه نقش مدلسازی در فرآیند طراحی و توسعه محصولات را در قالب یک چارچوب نشان می دهد.

لیست منابع
1. اخباری. محسن، تقوی فرد. محمد تقی، فرآیند توسعه محصول جدید، ماهنامه تدبیر، شماره 184، شهریور 1386
2. کلینی. ممقانی، ناصر، عظیمی. سمانه، تأثیرطراحی با دست آزاد (اسکچ) در فرایند طراحی، نشریه هنرهای زیبا- هنرهای تجسمی، صفحات 75-85، شماره 4، تابستان 1390
3. نعمتی. اعظم، مدلسازی در طراحی صنعتی، پایان نامه کارشناسی طراحی صنعتی، دانشگاه هنر اصفهان، شهریور 1391
4. هوانسیان. نژده، طراحی صنعتی و تجسم سه بعدی در قالب مدل و پروتوتایپ، نشریه دستاورد، شماره 4و5، صفحات، زمستان1378
5. Broek. Johan J. ، Sleijffers. Wouter، Imre. Horváth، Using Physical Models in Design، Department of Design Engineering، Delft University of Technology، The Netherlands، 2001
6. Chua C. K. ، Leon K. F. and Lim C. K. ، Rapid prototyping: principles and applications، 2nd Edition، World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd، 2003
7. Coughlan، Peter; Fulton Suri، Jane; Canales، Katherine، Prototypes as (Design) Tools for Behavioral and Organizational Change; A Design-Based Approach to Help Organizations، Change Work Behaviors، The Journal of Applied Behavioral Science، Vol. 43 No. 1، March 2007 1-13
8. Erlhoff Michael، Marshall Tim (Eds. )، Design dictionary، Birkhäuser Verlag AG، 2008
9. Jang، Jooyoung; Schunn، Christian D. ، Physical Design Tools Support and Hinder Innovative Engineering Design، Journal of Mechanical Design، APRIL 2012، Vol. 134
10. Hess، Tim; Summers، Joshua David، Case study: Evidence of prototyping roles in conceptual design، Proceedings of the 19th International Conference on Engineering Design (ICED13)، Design for Harmonies، Vol. 1: Design Processes، p. 249-258، Seoul، Korea، 2013
11. Mills، Criss، Designing with Models: A Studio Guide to Making and Using Architectural Design Models. New York: Wiley، 2005
12. Parsons، Tim، Thinking: objects، contemporary approaches to product design، AVA Publishing (UK) Ltd، 2009
13. Mitton، Maureen، interior design visual presentation، A Guide to Graphics، Models، and Presentation Techniques، Second Edition، JOHN WILEY & SONS، INC. ، 2004
14. Rhinow، Holger; Köppen، Eva; Meinel، Christoph: Prototypes as Boundary Objects in Innovation Processes، Conference Paper in the Proceedings of the 2012 International Conference on Design Research Society (DRS 2012)، Bangkok، Thailand، July 2012
15. Stoll، Henry W، Product Design Methods and Practices، CRC Press، 1999
16. Ulrich، K. ; Eppinger، S. D. ، Product Design and Development، McGraw-Hill، New York، NY، 4thed، 2008
17. Viswanathan، Vimal K. ; Linsey، Julie S. ، Physical Models in Idea Generation - Hindrance or Help? Proceedings of the 22th International Conference on Design Theory and Methodology، DTM22 August 15-18، 2010، Montreal، Quebec، Canada
18. Viswanathan، V. K. ; Linsey، J. S. ، Enhancing student innovation: Physical models in the idea generation process، Frontiers in Education Conference، 2009. FIE’09. 39th IEEE، IEEE، pp. 1-6.
19. Viswanathan، V. ; Linsey، J. ، Understanding physical models in design cognition: A triangulation of qualitative and laboratory studies، Frontiers in Education Conference (FIE)، 2011، IEEE، p. S3F-1.
20. Woelfel، Christian; Krzywinski، Jens; Drechsel، Frank ، Knowing، Reasoning and Visualizing in Industrial Design، The Knowledge Engineering Review، Vol. 00:0، 11-99. ، Cambridge University Press، 2010

[1] Rapid prototypin RP
[2] Cad
[3] Maquette
[4] First of a type
[5] Model-driven design
[6] "just build it"models
[7] Proof of concept
[8] Appearance model
[9] Visual model
[10] Working Model
[11] User Experience Model
[12] Form Studt Model
[13] Form & fit model
[14] interrogation
[15] System
[16] Sub-System
[17] Component
[18] Realistic
[19] Detailed
[20] Basic
[21] Form
[22] Hierarchical Morphological Prototyping - HMP
[23] Approximation
[24] Approval model
[25] Master model
[26] Show off model
[27] Promotional model
[28] Promotional model
[29] Pre model
[30] Rough model
[31] Quick & dirty model
[32] Performance model
[33] Unknown model
[34] Functionality model
[35] Tactile model
[36] Assembly model
[37] Functional models
[38] Evaluation of alternatives
[39] Prototyping
[40] virtual concept modeling
[41] Quality control
[42] Structural
[43] Functional
[44] externalization
[45] Knowledge transfer
[46] design fixation
[47] configuration and parametric design
[48] tooling
[49] Postmortem examinations
[50] new product development - NPD
[51] design information
[52] design direction
[53] self-explanatory
[54] quick expression
[55] Boundry Objest
[56] multidisciplinary design team
[57] perceive and interpret feedback collaboratively
[58] user research tools
[59] چنین دستگاه هایی Coordinate measurement machine CMM نامیده می شوند. این عملیات دیجیتایزینگ نامیده می شود.
[60] presentation
[61] evolving manifestation
[62] open questions