National Year 9 Design and Technology

अध्याय: 5

1. Design

User research and needs · Design specifications and problem framing · Creative approaches (biomimicry, user-centred) · Communicating ideas: sketches, models, CAD

डिज़ाइन प्रक्रिया: समस्या से उत्पाद तक – डिज़ाइन प्रक्रिया कदमों का एक चक्र है जिससे डिज़ाइनर असली लोगों की असली समस्या हल करते हैं: ज़रूरत की खोजबीन, उसे ब्रीफ़ और नापने लायक विनिर्देश में लिखना, कई विचार बनाना, प्रोटोटाइप बनाना, और विनिर्देश पर परीक्षण व मूल्यांकन। जो फ़ेल हो, वह आपको चक्र में वापस भेजता है। इस दोहराव को पुनरावृत्ति (iteration) कहते हैं, और लगभग हर उत्पाद, ऐप, इमारत और कलाकृति ऐसे ही बेहतर बनती है।
डिज़ाइन थिंकिंग: लोगों से शुरू करके समस्या हल करना – डिज़ाइन थिंकिंग समस्या हल करने का तरीका है जो पहले उन लोगों को समझता है जिनकी वह समस्या है। इसके पाँच चरण हैं: सहानुभूति (उपयोगकर्ता को देखना-सुनना, सहानुभूति मानचित्र से), परिभाषा ("हम कैसे…?" सवाल के रूप में साफ़ समस्या), विचार (बहुत सारे विचार, प्रकृति से भी: जैव-अनुकरण), प्रोटोटाइप (जल्दी, सस्ते मॉडल) और परीक्षण (उपयोगकर्ता से आज़माना और सुधारना)। यह पुनरावृत्त और उपयोगकर्ता-केंद्रित है, और दो बार फैलता-सिमटता है, जैसे दोहरा हीरा।
तकनीकी ड्राइंग: डिज़ाइन के विचार बताना – तकनीकी ड्राइंग एक साझा चित्र-भाषा है जो किसी वस्तु का सही आकार और माप दिखाती है। डिज़ाइनर हाथ से स्केच से शुरू करते हैं, फिर आइसोमेट्रिक या तिर्यक (ऑब्लीक) दृश्य से वस्तु को 3D में दिखाते हैं, और ऑर्थोग्राफ़िक प्रक्षेप (सामने, ऊपर, बगल के दृश्य) में मानक रेखाएँ, मिलीमीटर में माप और स्केल लगाते हैं ताकि कोई भी उसे बना सके। आज ज़्यादातर ड्राइंग CAD सॉफ़्टवेयर से बनती हैं।

2. Make

Specialist tools and CAM · Choosing materials and components

उत्पादन के तरीके – कंपनी कितनी चीज़ें बनानी हैं, उसी से तरीका चुनती है। एकल (जॉब) उत्पादन ऑर्डर पर एक चीज़ बनाता है; बैच उत्पादन एक-जैसी चीज़ों का समूह बनाकर फिर बदलता है; मास (फ़्लो) उत्पादन पट्टी पर बहुत बड़ी गिनती बनाता है; सतत उत्पादन बिना रुके चलता है। लीन उत्पादन और जस्ट-इन-टाइम बर्बादी और स्टॉक घटाते हैं। गुणवत्ता नियंत्रण हर चीज़ को लक्ष्य माप और टॉलरेंस (जैसे 50 ± 0.5 mm) से जाँचता है, और गुणवत्ता आश्वासन हर चरण में गुणवत्ता डालता है।
पदार्थ और उनके गुण: चीज़ें जिससे बनी हैं, उसी से क्यों बनी हैं – हर चीज़ ऐसे पदार्थ से बनती है जिसे उसके गुणों के लिए चुना गया है. मुख्य परिवार हैं: काग़ज़ और गत्ता, लकड़ी, धातु, पॉलिमर (प्लास्टिक) और वस्त्र. भौतिक गुण बताते हैं कि पदार्थ कैसा है (घनत्व, चालकता, गर्मी और पानी पर व्यवहार). कार्य गुण बताते हैं कि इस्तेमाल करने या आकार देने पर वह कैसा व्यवहार करता है (सामर्थ्य, कठोरता, चीमड़पन, प्रत्यास्थता, प्लास्टिकता, आघातवर्धनीयता, तन्यता). पदार्थ पेड़, अयस्क और कच्चे तेल जैसे प्राकृतिक स्रोतों से आते हैं और चादर, छड़, नली, तख़्ते जैसे मानक स्टॉक रूपों में बिकते हैं. डिज़ाइनर काम के हिसाब से गुण मिलाकर पदार्थ चुनता है, और साथ में क़ीमत, उपलब्धता, सुंदरता और पर्यावरण भी देखता है.

3. Evaluate

Past and present designers · New and emerging technologies · Testing against specification · Impact of design on society and environment

डिज़ाइन इतिहास: आंदोलनों और डिज़ाइनरों ने रोज़ की चीज़ें कैसे बदलीं – डिज़ाइन समय के साथ बदलते हैं, क्योंकि नई सामग्री, नई तकनीक और समाज के बारे में नए विचार आते हैं। आर्ट्स एंड क्राफ़्ट्स ने सस्ते कारखाना सामान को नकारा और हाथ के काम को महत्त्व दिया। आर नूवो ने प्रकृति की बहती रेखाएँ अपनाईं। बाउहाउस और आधुनिकतावाद ने कहा, रूप कार्य के पीछे चलता है, और बड़े पैमाने के उत्पादन के लिए डिज़ाइन किया। मध्य-शताब्दी डिज़ाइनरों ने ढली प्लाईवुड और प्लास्टिक से सस्ता फ़र्नीचर बनाया। उत्तर-आधुनिकता और मेम्फ़िस ने रंग और मज़े से नियम तोड़े। आज टिकाऊपन और डिजिटल निर्माण पर ध्यान है। दूसरों का काम पढ़ने से हम विश्लेषण करना, प्रेरणा लेना और बेहतर डिज़ाइन करना सीखते हैं।
नई और उभरती तकनीकें – नई तकनीकें बदलती हैं कि चीज़ें कैसे डिज़ाइन होती हैं, बनती हैं, बिकती हैं और फेंकी जाती हैं। उद्योग में: स्वचालन और रोबोट, CAD/CAM, लचीली उत्पादन प्रणाली, जस्ट-इन-टाइम (JIT) और लीन उत्पादन। उद्यम में: क्राउडफ़ंडिंग, ऑनलाइन बाज़ार, सहकारी समितियाँ और फ़ेयर ट्रेड। स्थिरता के लिए: सीमित और असीमित संसाधन, कचरे का निपटान, चक्रीय अर्थव्यवस्था। लोग और संस्कृति: नौकरियाँ, समावेशी डिज़ाइन, फ़ैशन, योजनाबद्ध अप्रचलन। अच्छा डिज़ाइनर फ़ायदे और नुकसान दोनों तौलता है।
डिज़ाइन प्रक्रिया: समस्या से उत्पाद तक – डिज़ाइन प्रक्रिया कदमों का एक चक्र है जिससे डिज़ाइनर असली लोगों की असली समस्या हल करते हैं: ज़रूरत की खोजबीन, उसे ब्रीफ़ और नापने लायक विनिर्देश में लिखना, कई विचार बनाना, प्रोटोटाइप बनाना, और विनिर्देश पर परीक्षण व मूल्यांकन। जो फ़ेल हो, वह आपको चक्र में वापस भेजता है। इस दोहराव को पुनरावृत्ति (iteration) कहते हैं, और लगभग हर उत्पाद, ऐप, इमारत और कलाकृति ऐसे ही बेहतर बनती है।
सतत डिज़ाइन: लोगों और धरती के अनुकूल उत्पाद – सतत (टिकाऊ) डिज़ाइन का मतलब है ऐसे उत्पाद बनाना जो हमारी ज़रूरत पूरी करें और प्रकृति व लोगों को कम से कम नुकसान दें। हर उत्पाद का जीवन चक्र है: कच्चा माल, निर्माण, परिवहन, उपयोग और जीवन का अंत। जीवन चक्र आकलन हर चरण का पारिस्थितिक पदचिह्न (ऊर्जा, CO₂, पानी, कचरा) जोड़ता है। सामाजिक पदचिह्न मज़दूरों और समुदायों पर असर है: वेतन, सुरक्षा, बाल श्रम, उचित व्यापार। डिज़ाइनर छह R (पुनर्विचार, मना करना, कम करना, दोबारा उपयोग, मरम्मत, पुनर्चक्रण), मरम्मत और विघटन योग्य डिज़ाइन अपनाते हैं और नियोजित अप्रचलन से बचते हैं। इको डिज़ाइन आर्थिक पक्ष भी देखता है: उत्पाद सस्ता और बनाने लायक़ हो, इसलिए अच्छा डिज़ाइन पर्यावरण, समाज और अर्थव्यवस्था में संतुलन रखता है।

4. Technical knowledge

Material properties and structures · Mechanical systems · Electrical and electronic systems · Programmable components, sensors, actuators

पदार्थ और उनके गुण: चीज़ें जिससे बनी हैं, उसी से क्यों बनी हैं – हर चीज़ ऐसे पदार्थ से बनती है जिसे उसके गुणों के लिए चुना गया है. मुख्य परिवार हैं: काग़ज़ और गत्ता, लकड़ी, धातु, पॉलिमर (प्लास्टिक) और वस्त्र. भौतिक गुण बताते हैं कि पदार्थ कैसा है (घनत्व, चालकता, गर्मी और पानी पर व्यवहार). कार्य गुण बताते हैं कि इस्तेमाल करने या आकार देने पर वह कैसा व्यवहार करता है (सामर्थ्य, कठोरता, चीमड़पन, प्रत्यास्थता, प्लास्टिकता, आघातवर्धनीयता, तन्यता). पदार्थ पेड़, अयस्क और कच्चे तेल जैसे प्राकृतिक स्रोतों से आते हैं और चादर, छड़, नली, तख़्ते जैसे मानक स्टॉक रूपों में बिकते हैं. डिज़ाइनर काम के हिसाब से गुण मिलाकर पदार्थ चुनता है, और साथ में क़ीमत, उपलब्धता, सुंदरता और पर्यावरण भी देखता है.
यांत्रिकी: मशीनें गति और बल को कैसे बदलती हैं – यांत्रिकी (mechanism) एक इनपुट गति और बल लेकर अलग आउटपुट गति और बल देती है। गति चार तरह की होती है: घूर्णी, रेखीय, प्रत्यागामी और दोलनी। उत्तोलक आलंब पर घूमता है; यांत्रिक लाभ = भार ÷ प्रयास। गियर और घिरनी घूमने की गति आगे पहुँचाते हैं; गियर अनुपात = चालित दाँते ÷ चालक दाँते, और आउटपुट चाल = इनपुट चाल ÷ गियर अनुपात। आपस में फँसे गियर उल्टी दिशा में घूमते हैं; बेल्ट से दिशा वही रहती है। कैम, क्रैंक-स्लाइडर और रैक-पिनियन घूर्णी गति को सीधी या आगे-पीछे की गति में बदलते हैं। यांत्रिकी चाल के बदले बल देती है: जितना काम डालोगे, उससे ज़्यादा कभी नहीं मिलेगा।
बेसिक इलेक्ट्रॉनिक्स: पुर्ज़े और परिपथ – इलेक्ट्रॉनिक्स में छोटे पुर्ज़े विद्युत धारा को नियंत्रित करते हैं। बैटरी या पावर सप्लाई ऊर्जा देती है; स्विच रास्ता खोलता या बंद करता है। प्रतिरोधक धारा सीमित करता है (V = IR), संधारित्र आवेश जमा करता है और सिग्नल को समतल या धीमा कर सकता है, डायोड धारा को एक ही दिशा में जाने देता है, LED रोशनी देने वाला डायोड है, और ट्रांज़िस्टर छोटी बेस धारा से बहुत बड़ी धारा को चालू करता या बढ़ाता है। हर पुर्ज़े का मानक प्रतीक है। परिपथ पहले काग़ज़ या सिम्युलेटर में बनाते हैं, ब्रेडबोर्ड पर आज़माते हैं, और बोर्ड पर सोल्डर करके पक्का करते हैं। एनालॉग परिपथ लगातार बदलते सिग्नल, डिजिटल परिपथ केवल चालू/बंद सिग्नल सँभालते हैं।
एम्बेडेड सिस्टम (Embedded Systems) – एम्बेडेड सिस्टम एक छोटा कंप्यूटर है जो किसी बड़ी चीज़ के अंदर एक ही काम के लिए लगा होता है, जैसे वॉशिंग मशीन या ट्रैफ़िक लाइट। यह सेंसर से पढ़ता है (इनपुट), माइक्रोकंट्रोलर पर प्रोग्राम चलाता है (प्रोसेस) और LED, मोटर जैसे एक्चुएटर चलाता है (आउटपुट)। प्रोग्राम लूप में दोहराता है और वेरिएबल, शर्तें व इवेंट इस्तेमाल करता है। स्मार्ट चीज़ें ब्लूटूथ या वाई-फ़ाई जैसे प्रोटोकॉल से डेटा भेजती हैं।

5. Cooking and nutrition

Nutrition and health · Savoury dishes and cooking techniques · Ingredients: source, seasonality

पोषण (Nutrition) – पोषण वह तरीक़ा है जिससे हम भोजन के पदार्थ पाते और इस्तेमाल करते हैं। शरीर को छह तरह के पोषक तत्व चाहिए: कार्बोहाइड्रेट और वसा (मुख्य रूप से ऊर्जा), प्रोटीन (वृद्धि और मरम्मत), विटामिन और खनिज (थोड़ी मात्रा, शरीर को सही चलाने के लिए), और पानी; साथ में पाचन के लिए रेशा। कार्बोहाइड्रेट और प्रोटीन लगभग 17 kJ प्रति ग्राम, वसा लगभग 37 kJ प्रति ग्राम देते हैं। संतुलित आहार सब पोषक तत्व सही मात्रा में देता है, और अंदर आई ऊर्जा लगभग ख़र्च ऊर्जा के बराबर होनी चाहिए।
खाना पकाने के कौशल और तरीक़े – अच्छा खाना सुरक्षित, कुशल और समझदारी से बनता है। खाने को ख़तरे के क्षेत्र (5–63 °C) से बाहर रखो, टुकड़े एक जैसे काटो, जानो कि ऊष्मा खाने तक कैसे पहुँचती है (चालन, संवहन, विकिरण), नम या सूखी विधि चुनो, मौसमी सामग्री लो, और किसी भी संख्या के लोगों के लिए रेसिपी और लागत निकालो।