Помощь студентам в учебе
Корпус переносного аппарата для реабилитации легких
|
РЕФЕРАТ 8
Введение 16
1 Научно-исследовательская часть 18
1.1 Выявление проблематики исследования 18
1.2 Изучение специфики заболевания и проведения процедуры 18
1.3 Исследование рынка аналогов медицинского аппарата 21
1.3.1 Анализ аналогов по форме 22
1.3.2 Патентный поиск 24
1.4 Изучение принципа работы аппарата для реабилитации легких 25
1.5 Эргономика взаимодействия с аппаратом 29
1.5.1 Выявления целевой аудитории при взаимодействии с аппаратом 29
1.5.2 Оценка эргономики для медперсонала 30
1.5.3 Оценка эргономики для пациента 33
1.6 Изучение производства корпуса 35
1.6.1 Технология производства корпусов для медицинского оборудования 35
1.6.2 Специфика составления модели для производства 42
1.6.3 Материалы 46
1.6.4 Технология создания соединений частей корпуса 55
1.7 Технические условия для проектирования 56
1.7.1 Требования технологичности к конструкции деталей из пластика 56
1.7.2 Проектирование ребер жесткости и крепежных отверстий 57
1.8 Выявление основных критериев для проектирования корпуса 59
1.9 Выводы по первой главе 60
2 Проектно-художественная часть 61
2.1 Методы проектирования 61
2.1.1 Системный анализ 61
2.1.2 Метод аналогового проектирования 62
2.1.3 Метод ментальных карт 62
2.1.4 Комбинаторный метод 63
2.2 Особенности проектируемого устройства 64
2.3 Этап эскизирования и концептуального выбора формы объекта 66
2.4 3Д моделирование аппарата 74
2.4.1 Поиск решений для технологичности конструкции аппарата 79
2.4.2 Стандартные элементы и крепления 82
2.5 Расчёт прочности конструкции корпуса 84
2.5.1 Типы отображения полученных результатов 85
2.5.2 Изменения конструкции после проведенного анализа 87
2.6 Эргономика 89
2.7 Выводы по главе 2 91
3 Разработка художественно-конструкторского решения 93
3.1 Материалы 93
3.2 Механизмы 93
3.2.1 Поворотный механизм крышки с дисплеем 93
3.2.2 Механизм открывания дверей 94
3.3 Разработка конструкторской документации 95
3.4 Оформление графических и презентационных материалов 95
3.4.1 Создание планшета 96
3.4.2 Создание презентации 97
3.4.3 Создание видеоролика 98
3.5 Макетирование 99
4 Концепция стартап-проекта 101
4.1 Описание продукта как результата НИР 101
4.2 Целевые сегменты 104
4.3 Анализ современного состояния и перспектив развития отрасли 106
4.4 Объем и емкость рынка 109
4.5 Планируемая стоимость продукта 110
4.6 Конкурентные преимущества создаваемого продукта 117
4.7 Бизнес-модель проекта 118
4.8 Интеллектуальная собственность 120
4.9 Стратегия продвижения продукта на рынок 121
5 Социальная ответственность 123
Введение 123
5.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 123
5.2 Производственная безопасность 125
5.2.1 Анализ выявленных вредных факторов 126
5.2.1.1 Отклонение показателей микроклимата в помещении 126
5.2.1.2 Повышенный уровень шума на рабочем месте 127
5.2.1.3 Недостаточная освещенность рабочей зоны 128
5.2.1.4 Психофизические факторы (монотонность труда, нервно-психические
перегрузки) 128
5.2.2 Анализ выявленных опасных факторов при разработке и эксплуатации проектируемого решения 129
5.2.2.1 Повышенное значение напряжения в электрических цепях 129
5.2.2.2 Опасность поражения электрическим током 130
5.2.2.3 Острые кромки, заусенцы и шероховатость на поверхностях заготовок,
инструментов и оборудования при изготовлении 130
5.2.2.4 Механическая опасность 131
5.3 Экологическая безопасность 131
5.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 133
Вывод по разделу СО 134
Заключение 136
Список литературы 137
Приложение А (справочное) анализ пластиков для FDM 3д печати 137
Приложение Б (справочное) анализ двухкомпонентных смол для литья в
силиконовые формы 150
Приложение В (справочное) сравнительные характеристики полимеров для
литья фирмы Ensinger 152
Приложение Г (справочное) итоговый обзор критериев для проектирования. 154 Приложение Д (обязательное) эргономическая схема 1 159
Приложение Е (обязательное) чертеж крепления нижней дверцы 162
Приложение Ж (обязательное) планшет 1 166
Приложение И (справочное) стоимость компонентов корпуса аппарата 168
Приложение К (справочное) инвестиционные затраты 169
Приложение Л (справочное) материальные затраты 170
Введение 16
1 Научно-исследовательская часть 18
1.1 Выявление проблематики исследования 18
1.2 Изучение специфики заболевания и проведения процедуры 18
1.3 Исследование рынка аналогов медицинского аппарата 21
1.3.1 Анализ аналогов по форме 22
1.3.2 Патентный поиск 24
1.4 Изучение принципа работы аппарата для реабилитации легких 25
1.5 Эргономика взаимодействия с аппаратом 29
1.5.1 Выявления целевой аудитории при взаимодействии с аппаратом 29
1.5.2 Оценка эргономики для медперсонала 30
1.5.3 Оценка эргономики для пациента 33
1.6 Изучение производства корпуса 35
1.6.1 Технология производства корпусов для медицинского оборудования 35
1.6.2 Специфика составления модели для производства 42
1.6.3 Материалы 46
1.6.4 Технология создания соединений частей корпуса 55
1.7 Технические условия для проектирования 56
1.7.1 Требования технологичности к конструкции деталей из пластика 56
1.7.2 Проектирование ребер жесткости и крепежных отверстий 57
1.8 Выявление основных критериев для проектирования корпуса 59
1.9 Выводы по первой главе 60
2 Проектно-художественная часть 61
2.1 Методы проектирования 61
2.1.1 Системный анализ 61
2.1.2 Метод аналогового проектирования 62
2.1.3 Метод ментальных карт 62
2.1.4 Комбинаторный метод 63
2.2 Особенности проектируемого устройства 64
2.3 Этап эскизирования и концептуального выбора формы объекта 66
2.4 3Д моделирование аппарата 74
2.4.1 Поиск решений для технологичности конструкции аппарата 79
2.4.2 Стандартные элементы и крепления 82
2.5 Расчёт прочности конструкции корпуса 84
2.5.1 Типы отображения полученных результатов 85
2.5.2 Изменения конструкции после проведенного анализа 87
2.6 Эргономика 89
2.7 Выводы по главе 2 91
3 Разработка художественно-конструкторского решения 93
3.1 Материалы 93
3.2 Механизмы 93
3.2.1 Поворотный механизм крышки с дисплеем 93
3.2.2 Механизм открывания дверей 94
3.3 Разработка конструкторской документации 95
3.4 Оформление графических и презентационных материалов 95
3.4.1 Создание планшета 96
3.4.2 Создание презентации 97
3.4.3 Создание видеоролика 98
3.5 Макетирование 99
4 Концепция стартап-проекта 101
4.1 Описание продукта как результата НИР 101
4.2 Целевые сегменты 104
4.3 Анализ современного состояния и перспектив развития отрасли 106
4.4 Объем и емкость рынка 109
4.5 Планируемая стоимость продукта 110
4.6 Конкурентные преимущества создаваемого продукта 117
4.7 Бизнес-модель проекта 118
4.8 Интеллектуальная собственность 120
4.9 Стратегия продвижения продукта на рынок 121
5 Социальная ответственность 123
Введение 123
5.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 123
5.2 Производственная безопасность 125
5.2.1 Анализ выявленных вредных факторов 126
5.2.1.1 Отклонение показателей микроклимата в помещении 126
5.2.1.2 Повышенный уровень шума на рабочем месте 127
5.2.1.3 Недостаточная освещенность рабочей зоны 128
5.2.1.4 Психофизические факторы (монотонность труда, нервно-психические
перегрузки) 128
5.2.2 Анализ выявленных опасных факторов при разработке и эксплуатации проектируемого решения 129
5.2.2.1 Повышенное значение напряжения в электрических цепях 129
5.2.2.2 Опасность поражения электрическим током 130
5.2.2.3 Острые кромки, заусенцы и шероховатость на поверхностях заготовок,
инструментов и оборудования при изготовлении 130
5.2.2.4 Механическая опасность 131
5.3 Экологическая безопасность 131
5.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 133
Вывод по разделу СО 134
Заключение 136
Список литературы 137
Приложение А (справочное) анализ пластиков для FDM 3д печати 137
Приложение Б (справочное) анализ двухкомпонентных смол для литья в
силиконовые формы 150
Приложение В (справочное) сравнительные характеристики полимеров для
литья фирмы Ensinger 152
Приложение Г (справочное) итоговый обзор критериев для проектирования. 154 Приложение Д (обязательное) эргономическая схема 1 159
Приложение Е (обязательное) чертеж крепления нижней дверцы 162
Приложение Ж (обязательное) планшет 1 166
Приложение И (справочное) стоимость компонентов корпуса аппарата 168
Приложение К (справочное) инвестиционные затраты 169
Приложение Л (справочное) материальные затраты 170
Тема выпускной квалификационной работы связана с процессом проектирования корпуса аппарата реабилитации легких для больных COVID-19.
В качестве объекта для проектирования выбрано медицинское оборудование для реабилитации легких после осложнений COVID-19. Проектирование и производство нового высокотехнологичного медицинского оборудования во всем мире развивается быстрыми темпами. Появление в декабре 2019 г. в Китае нового острого инфекционного заболевания Coronavirus disease 2019 (COVID-19), которое за короткий период времени переросло во всемирную пандемию, послужило толчком к исследованию и проектированию оборудования для лечения и реабилитации больных этим заболеванием.
Данное оборудование представляет собой инновационную разработку аппарата и системы процедур, которая помогает в реабилитации дыхательных путей пациентам с большим процентом поражения легких. Данная процедура основана на самостоятельном вдыхании пациентом смеси газов ксенона и кислорода через маску с использованием спроектированного аппарата, конструкция и оболочка (корпус) которого в данный момент находится в стадии разработки.
Проблема данного оборудования заключается в отсутствии эргономичного корпуса аппарата, имеющего небольшой вес, надежную конструкцию. Новый дизайн позволит вывести инновационное устройство большой социальной значимости на российский рынок, с целью импортозамещения.
Актуальность и практический аспект данной проблемы связан с тем, что сегодняшняя ситуация в мире за счет пандемии и ежедневного роста заболеваемости ковидом нуждается в разработке новых средств для борьбы с недугом, и как следствие в разработке промышленного дизайна эргономичных и функциональных корпусов для инновационного оборудования и снижения потребности в приобретении импортного оборудования.
Цели: Проектирование корпуса медицинского аппарата для системы реабилитации легких от последствий COVID-19 с учетом специфики проведения медицинской процедуры, процесса санитарной обработки и дезинфекции, учета антропометрических характеристик и расчета эргономических факторов.
Для реализации, поставленной выше цели, надо решить несколько задач:
1. Анализ существующих технологий и предложений на рынке (описание используемых технологий, их отличия, ключевые характеристики, сильные и слабые стороны существующих решений);
2. Определить ключевые параметры прибора (составление технического задания);
3. Изучить и подобрать технологию производства корпуса и материалы для его изготовления, их основные характеристики и свойства;
4. Разработать корпус прибора, соответствующий запросам компании заказчика;
5. Рассчитать себестоимость и цену изделия;
6. Рассмотреть вопросы, связанные с социальной ответственностью, финансовым менеджментом, ресурсоэффективностью и ресурсосбережением;
7. Создать прототип (разработка макета корпуса).
Объект исследования: инновационные промышленные медицинские устройства, предназначенные для повышения комфортности и эффективности деятельности человека и проведения медицинских процедур.
Предмет исследования: корпус аппарата реабилитации легких для больных COVID-19.
В качестве объекта для проектирования выбрано медицинское оборудование для реабилитации легких после осложнений COVID-19. Проектирование и производство нового высокотехнологичного медицинского оборудования во всем мире развивается быстрыми темпами. Появление в декабре 2019 г. в Китае нового острого инфекционного заболевания Coronavirus disease 2019 (COVID-19), которое за короткий период времени переросло во всемирную пандемию, послужило толчком к исследованию и проектированию оборудования для лечения и реабилитации больных этим заболеванием.
Данное оборудование представляет собой инновационную разработку аппарата и системы процедур, которая помогает в реабилитации дыхательных путей пациентам с большим процентом поражения легких. Данная процедура основана на самостоятельном вдыхании пациентом смеси газов ксенона и кислорода через маску с использованием спроектированного аппарата, конструкция и оболочка (корпус) которого в данный момент находится в стадии разработки.
Проблема данного оборудования заключается в отсутствии эргономичного корпуса аппарата, имеющего небольшой вес, надежную конструкцию. Новый дизайн позволит вывести инновационное устройство большой социальной значимости на российский рынок, с целью импортозамещения.
Актуальность и практический аспект данной проблемы связан с тем, что сегодняшняя ситуация в мире за счет пандемии и ежедневного роста заболеваемости ковидом нуждается в разработке новых средств для борьбы с недугом, и как следствие в разработке промышленного дизайна эргономичных и функциональных корпусов для инновационного оборудования и снижения потребности в приобретении импортного оборудования.
Цели: Проектирование корпуса медицинского аппарата для системы реабилитации легких от последствий COVID-19 с учетом специфики проведения медицинской процедуры, процесса санитарной обработки и дезинфекции, учета антропометрических характеристик и расчета эргономических факторов.
Для реализации, поставленной выше цели, надо решить несколько задач:
1. Анализ существующих технологий и предложений на рынке (описание используемых технологий, их отличия, ключевые характеристики, сильные и слабые стороны существующих решений);
2. Определить ключевые параметры прибора (составление технического задания);
3. Изучить и подобрать технологию производства корпуса и материалы для его изготовления, их основные характеристики и свойства;
4. Разработать корпус прибора, соответствующий запросам компании заказчика;
5. Рассчитать себестоимость и цену изделия;
6. Рассмотреть вопросы, связанные с социальной ответственностью, финансовым менеджментом, ресурсоэффективностью и ресурсосбережением;
7. Создать прототип (разработка макета корпуса).
Объект исследования: инновационные промышленные медицинские устройства, предназначенные для повышения комфортности и эффективности деятельности человека и проведения медицинских процедур.
Предмет исследования: корпус аппарата реабилитации легких для больных COVID-19.
В процессе выполнения выпускной квалификационной работы был разработан портативный корпус аппарата для реабилитации легких на основе исследований биосовместимых материалов, технологии производства медицинского оборудования и теоретических аспектов эргономики проведения процедуры ингаляции газовой смесью.
В итоге с помощью разработанного корпуса аппарата были решены следующие проблемы:
1. Большой вес устройства;
2. Отсутствие портативности;
3. Сложность замены газовых баллонов;
4. Безопасность и надежность устройства;
5. Эффективность процедуры за счет разборного корпуса, который помогает быстро менять ПО устройства для работы с другими газами.
Были созданы презентационные материалы в виде планшетов А0, видеоролика и альбома конструкторской документации. А также рассчитана себестоимость производства корпуса аппарата, эффективность проекта и прибыль на ближайший год разработки.
Таким образом был создан инновационный медицинский аппарат, который является актуальным на сегодняшний день во многих областях медицины, совместно с заказчиком Биология «ГазСервис» г. Екатеринбург ведутся работы по запуску производства с целью обеспечения рынка России новейшим эргономичным медицинским оборудованием.
В итоге с помощью разработанного корпуса аппарата были решены следующие проблемы:
1. Большой вес устройства;
2. Отсутствие портативности;
3. Сложность замены газовых баллонов;
4. Безопасность и надежность устройства;
5. Эффективность процедуры за счет разборного корпуса, который помогает быстро менять ПО устройства для работы с другими газами.
Были созданы презентационные материалы в виде планшетов А0, видеоролика и альбома конструкторской документации. А также рассчитана себестоимость производства корпуса аппарата, эффективность проекта и прибыль на ближайший год разработки.
Таким образом был создан инновационный медицинский аппарат, который является актуальным на сегодняшний день во многих областях медицины, совместно с заказчиком Биология «ГазСервис» г. Екатеринбург ведутся работы по запуску производства с целью обеспечения рынка России новейшим эргономичным медицинским оборудованием.