Прототип

редактировать
Ранний образец или модель, созданная для проверки концепции или процесса Знаки прототипа на Boise Greenbelt, тестирование для ржавчины, краски - стойкости, долговечности и т. д. Знак, объясняющий прототип, вывески

A прототип - это ранний образец, модель или выпуск продукта построен для проверки концепции или процесса. Это термин, который используется в различных контекстах, включая семантику, дизайн, электроника и программирование. Прототип обычно используется для оценки новой конструкции с целью повышения точности системными аналитиками и пользователями. Прототипирование служит для предоставления спецификаций реальной работающей системы, а не теоретической. В некоторых моделях рабочего процесса проектирования создание прототипа (процесс, который иногда называют материализацией ) является этапом между формализацией и оценкой идеи.

A prototype может также означать типичный пример чего-либо, например, в использовании производной 'prototypical '. Это полезный термин для определения объектов, поведения и концепций, которые считаются принятой нормой, и аналогичен таким терминам, как стереотипы и архетипы.

Слово прототип является производным от греческого πρωτότυπον прототипа, «примитивная форма», нейтральный по отношению к πρωτότυπος прототипов, «оригинальный, примитивный», от πρῶτος protos, «первый» и τύπος опечатки, «впечатление».

Содержание

  • 1 Основные категории прототипов
  • 2 Отличия в создании прототипа от конечного продукта
  • 3 Характеристики и ограничения прототипов
  • 4 Технические науки
    • 4.1 Машиностроение и электротехника
    • 4.2 Прототипирование электроники
  • 5 Компьютерное программирование / информатика
    • 5.1 Прототипность в дизайне веб-сайтов
    • 5.2 Создание прототипов данных
  • 6 Масштабное моделирование
  • 7 Метрология
  • 8 Естественные науки
  • 9 См. Также
  • 10 Ссылки

Основные категории прототипов

Прототипы исследуют различные аспекты предполагаемого дизайна:

  • A Proof-of-Principle Прототип служит для проверки некоторых ключевых функциональных аспектов предполагаемого дизайна, но обычно не обладает всеми функциональными возможностями конечного продукта.
  • A Рабочий прототип представляет все или почти все функциональные возможности конечного продукта.
  • A Визуальный прототип представляет размер и внешний вид, но не функциональность предполагаемого дизайна. Прототип исследования формы - это предварительный тип визуального прототипа, в котором подчеркиваются геометрические особенности дизайна, с меньшим вниманием к цвету, текстуре или другим аспектам окончательного внешнего вида.
  • A Прототип взаимодействия с пользователем представляет внешний вид и функции продукта в достаточной степени, чтобы его можно было использовать для исследования пользователей.
  • A Функциональный прототип отражает как функцию, так и внешний вид предполагаемого дизайна, хотя он может быть создан с помощью различных методов и даже масштаб отличается от окончательного дизайна.
  • A Paper Prototype - это печатное или нарисованное от руки представление пользовательского интерфейса программного продукта. Такие прототипы обычно используются для раннего тестирования проекта программного обеспечения и могут быть частью пошагового руководства по программному обеспечению для подтверждения проектных решений до того, как будут затрачены более дорогостоящие уровни проектных усилий.

Различия в создании прототипа и. конечный продукт

В целом создание прототипов будет отличаться от создания конечного продукта в некоторых фундаментальных отношениях:

  • Материал : материалы, которые будут использоваться в конечном продукте, могут быть дорогие или трудные в изготовлении, поэтому прототипы могут быть изготовлены из материалов, отличных от конечного продукта. В некоторых случаях материалы для окончательного производства могут все еще находиться в стадии разработки и еще не доступны для использования в прототипе.
  • Процесс : Процессы массового производства часто не подходят для изготовления небольшого количества деталей, поэтому прототипы могут производиться с использованием иных производственных процессов, чем конечный продукт. Например, конечный продукт, который будет изготовлен путем литья пластмасс под давлением, потребует дорогостоящих специальных инструментов, поэтому прототип этого продукта может быть изготовлен путем механической обработки или стереолитографии. Различия в процессе изготовления могут привести к различиям во внешнем виде прототипа по сравнению с конечным продуктом.
  • Проверка : Конечный продукт может быть подвергнут ряду проверок качества для проверки соответствия чертежам или спецификациям. Эти испытания могут включать специальные приспособления для контроля, методы статистической выборки и другие методы, подходящие для непрерывного производства большого количества конечного продукта. Прототипы обычно создаются при более тщательном индивидуальном осмотре и с предположением, что некоторая корректировка или переделка будет частью процесса изготовления. Прототипы также могут освобождаться от некоторых требований, которые будут применяться к конечному продукту.

Инженеры и специалисты по прототипам пытаются минимизировать влияние этих различий на предполагаемую роль прототипа. Например, если визуальный прототип не может использовать те же материалы, что и конечный продукт, они попытаются заменить материалы со свойствами, которые близко имитируют предполагаемые конечные материалы.

Характеристики и ограничения прототипов

Прототип Польского экономичного хэтчбека автомобиля Бескид 106 спроектирован в 1980-е

Инженеры и специалисты по прототипированию стремятся понять ограничения прототипов, чтобы точно имитировать характеристики предполагаемой конструкции.

Важно понимать, что по самому своему определению прототипы представляют собой некоторый компромисс по сравнению с окончательным производственным проектом. Из-за различий в материалах, процессах и точности дизайна прототип может не работать приемлемо, тогда как производственный дизайн мог быть надежным. Идея, противоречащая интуиции, состоит в том, что прототипы могут работать приемлемо, в то время как производственный дизайн может иметь недостатки, поскольку материалы и процессы прототипирования могут иногда превосходить их производственные аналоги.

В целом можно ожидать, что затраты на отдельные прототипы будут значительно выше, чем окончательные производственные затраты из-за неэффективности материалов и процессов. Прототипы также используются для пересмотра конструкции с целью снижения затрат за счет оптимизации и доработки.

Можно использовать тестирование прототипа, чтобы снизить риск того, что конструкция может работать не так, как задумано, однако прототипы обычно не могут устранить весь риск. Существуют прагматические и практические ограничения на способность прототипа соответствовать предполагаемым конечным характеристикам продукта, и часто требуются некоторые допуски и инженерная оценка, прежде чем двигаться вперед с производственным дизайном.

Создание полного проекта часто обходится дорого и может занимать много времени, особенно при многократном повторении - построение полного проекта, выяснение проблем и способов их решения, а затем создание еще одного полного проекта. В качестве альтернативы для начальных прототипов используются методы быстрого прототипирования или быстрой разработки приложений, которые реализуют часть, но не всю конструкцию в целом. Это позволяет дизайнерам и производителям быстро и недорого тестировать те части конструкции, которые, скорее всего, будут иметь проблемы, решить эти проблемы, а затем построить полную конструкцию.

Эту нелогичную идею о том, что самый быстрый способ построить что-то - сначала построить что-то еще, разделяют строительные леса и правило телескопа.

Технические науки

В технологических исследованиях демонстратор технологии представляет собой прототип, служащий доказательством концепции и демонстрационной моделью для новой технологии или будущий продукт, доказывающий его жизнеспособность и иллюстрирующий возможные применения.

В крупных проектах разработки испытательный стенд представляет собой платформу и среду разработки прототипов для тщательного экспериментирования и тестирования новых технологий, компонентов, научных теорий и вычислительных инструментов.

С Благодаря недавним достижениям в компьютерном моделировании становится практичным отказаться от создания физического прототипа (за исключением, возможно, значительно уменьшенных масштабов для рекламных целей), вместо моделирования всех аспектов конечного продукта в виде компьютерной модели. Пример такой разработки можно увидеть в Boeing 787 Dreamliner, в котором первая полноразмерная физическая реализация производится на серийной производственной линии. Компьютерное моделирование в настоящее время широко используется в автомобильном дизайне, как для определения формы (в стиле и аэродинамики автомобиля), так и для функциональности - особенно для повышения ударопрочности автомобиля и снижения веса до улучшить пробег.

Машиностроение и электротехника

Чаще всего слово «прототип» используется как функциональная, хотя и экспериментальная версия невоенной машины (например, автомобилей, бытовых приборов, бытовой электроники), чья дизайнеры хотели бы создать средства массового производства, в отличие от макета, который является инертным представлением внешнего вида машины, часто сделанным из какого-то недолговечного материала.

Разработчик электроники часто строит первый прототип из макета, стрип-карт или перфорированной платы, обычно используя «DIP-пакеты».

Однако все чаще и чаще первый функциональный прототип строится на «прототипе печатной платы », почти идентичной производственной печатной плате, поскольку цены на изготовление печатных плат падают, а многие компоненты недоступны в Пакеты DIP, но доступны только в пакетах SMT, оптимизированных для размещения на печатной плате.

Изготовители военной техники и авиации предпочитают термины «экспериментальный» и «служебный тест».

Прототип электроники

Простой прототип электронной схемы на макете Пример прототипа в оптоэлектроника (Texas Instruments, DLP Cinema Prototype System)

В электронике прототипирование означает построение реальной схемы на основе теоретической конструкции для проверки ее работоспособности и предоставления физической платформы для отладки, если это не так. Прототип часто конструируется с использованием таких методов, как наматывание проводов или использование вероплаты или макетной платы, в результате чего получается схема, электрически идентичная конструкции, но не физически идентичны конечному продукту.

Инструменты с открытым исходным кодом, такие как Fritzing, существуют для документирования электронных прототипов (особенно макетных) и перехода к физическому производству. Платформы для создания прототипов, такие как Arduino, также упрощают задачу программирования и взаимодействия с микроконтроллером. Разработчик может выбрать развертывание своего изобретения как есть, используя платформу прототипирования, или заменить его только микросхемой микроконтроллера и схемой, которые имеют отношение к их продукту.

Техник может быстро построить прототип (и внести дополнения и изменения), используя эти методы, но для массового производства гораздо быстрее и обычно дешевле массовое производство нестандартных печатных плат, чем для производства этих других видов прототипов плат. Распространение компаний по изготовлению и сборке быстровращающихся печатных плат позволило применить концепции быстрого прототипирования к проектированию электронных схем. Теперь возможно, даже с самыми маленькими пассивными компонентами и самыми большими корпусами с мелким шагом, изготовить, собрать и даже испытать платы за считанные дни.

Компьютерное программирование / информатика

Во многих языках программирования прототип функции является объявлением подпрограмма или функция (и ее не следует путать с программным прототипированием). Этот термин скорее C /C ++ ; другие термины для этого понятия - подпись, тип и интерфейс. В программировании на основе прототипов (форма объектно-ориентированного программирования ) новые объекты создаются путем клонирования существующих объектов, которые называются прототипами.

Термин может также обращайтесь к Prototype Javascript Framework.

. Кроме того, термин может относиться к шаблону проектирования prototype.

Прототип программного обеспечения часто называют альфа-версией, что означает, что это первая запускаемая версия. Часто реализуется лишь несколько функций, основная цель альфа - иметь функциональный базовый код, к которому могут быть добавлены функции. После того, как в программное обеспечение альфа-класса интегрировано большинство требуемых функций, оно становится бета-версией для тестирования всего программного обеспечения и настройки программы для правильного реагирования в ситуациях, непредвиденных во время разработки.

Часто конечные пользователи не могут уметь предоставить полный набор целей приложения, подробные требования к вводу, обработке или выводу на начальном этапе. После пользовательской оценки на основе отзывов пользователей будет построен другой прототип, и снова цикл возвращается к оценке клиентов. Цикл начинается с прослушивания пользователя, за которым следует создание или изменение макета и предоставление пользователю возможности протестировать макет, а затем вернуться к нему. Теперь существует новое поколение инструментов под названием Программное обеспечение для моделирования приложений, которые помогают быстро моделировать приложения до их разработки.

Экстремальное программирование использует итеративный дизайн для постепенного добавления одной функции на время до первоначального прототипа.

Подходы к непрерывному обучению в организациях или предприятиях могут также использовать концепцию бизнес-прототипов или прототипов процессов через модели программного обеспечения.

Прототипичность в дизайне веб-сайтов

Концепция прототипичности используется для описания того, насколько веб-сайт отклоняется от ожидаемой нормы и приводит к снижению предпочтений пользователей в отношении дизайна этого сайта.

Прототип данных

Прототип данных - это форма функционального или рабочего прототипа. Обоснованием для его создания обычно является миграция данных, интеграция данных или проект внедрения приложения, а исходные материалы, используемые в качестве входных данных, являются экземпляром всех соответствующих данных, которые существуют в начале проект.

Целями прототипирования данных являются:

  • Набор правил очистки и преобразования данных, которые, как было замечено, производят данные, которые все подходят для данной цели.
  • Набор данных, который является результат применения этих правил к экземпляру соответствующих необработанных (исходных) данных.

Для этого архитектор данных использует графический интерфейс для интерактивной разработки и выполнения правил преобразования и очистки с использованием необработанных данных. Затем полученные данные оцениваются и правила уточняются. Помимо очевидной визуальной проверки данных на экране архитектором данных, обычные подходы к оценке и проверке состоят в использовании программного обеспечения Профилирование данных, а затем вставка полученных данных в тестовую версию целевого приложения и пробное использование.

Масштабное моделирование

Масштабная модель разрушителя Douglas SB2D в аэродинамической трубе для испытаний

В области масштабного моделирования (которое включает модель железнодорожного транспорта, моделирование транспортных средств, моделирование самолетов, военное моделирование и т. д.), прототип является реальной основой или источником масштабной модели, такой как реальный EMD GP38-2 локомотив - прототип модели локомотива Athearn (среди других производителей). Технически любой неживой объект может служить прототипом модели, включая конструкции, оборудование, приспособления и т. Д., Но в целом прототипы стали обозначать полноразмерные реальные транспортные средства, включая автомобили (прототип Chevy 1957 года имел породил множество моделей), военное оборудование (например, M4 Shermans, любимый моделистами американских военных), железнодорожное оборудование, грузовики, мотоциклы и космические корабли (такие как «Аполлон / Сатурн против» или МКС). По состоянию на 2014 год базовые машины для быстрого прототипирования (такие как 3D-принтеры ) стоили около 2000 долларов, но более крупные и точные машины могут стоить до 500000 долларов.

Метрология

В науке и практике метрологии прототип представляет собой искусственный объект, который используется в качестве эталона измерения некоторых физическая величина, на которой будут основываться все измерения этой физической величины. Иногда этот стандартный объект называют артефактом . В Международной системе единиц (SI) не осталось прототипа стандарта с 20 мая 2019 года. До этой даты последним использованным прототипом был международный прототип килограммового, сплошного платино-иридиевого цилиндра, хранящегося в Bureau International des Poids et Mesures ( Международное бюро мер и весов) в Севр Франция (пригород Парижа ), который по определению был массой ровно одного килограмм. Копии этого прототипа изготавливаются и выпускаются во многие страны для представления национального стандарта килограмма и периодически сравниваются с парижским прототипом. Теперь килограмм переопределяется таким образом, что для постоянной Планка h предписывается значение точно 6,62607015 × 10 джоуль-секунд (Дж⋅с)

До 1960 года метр был обозначен прототипом платино-иридиевого стержня с двумя отметками на нем (которые по определению были разнесены на один метр), международным прототипом счетчика и в 1983 году метром было переопределено как расстояние в свободном пространстве, покрытом светом за 1 / 299,792,458 секунды (таким образом, скорость света определена как 299,792,458 метров в секунду).

Естественные науки

Во многих науках, от патологии до таксономии, прототип относится к болезни, виду и т. Д., Что служит хорошим примером для всей категории. В биологии прототип - это предковая или примитивная форма вида или другой группы; архетип. Например, сенегальский бичир считается прототипом своего рода Polypterus.

См. Также

Ссылки

Найдите прототип в Wiktionary, бесплатном словаре.
Последняя правка сделана 2021-06-02 08:47:25
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте