XXIV Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Проектирование и создание нового варианта шахмат, как развитие древней игры

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Кондратьев А.А. 1

---

1МОУ "Лицей им. Стрельцова П.В.

Соловова И.А. 1Кондратьев Н.Ю. 1

---

1МОУ "Лицей имени Стрельцова П.В.

Работа в формате PDF

5.7 MB

Автор работы награжден дипломом победителя I степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителяСвидетельство руководителя

1. Введение

1.1 Актуальность. Осознание основной проблемы области

Наша жизнь — это игра. Извечная игра добра и зла, тьмы и света. Каждый наш шаг, каждое наше действие приближает нас к одной из сторон этого двухполюсного пространства. Любой наш ход приводит нас к каким-либо результатам и/или последствиям. И поэтому вся наша жизнь -- это игра, это извечная партия в шахматы.

Есть много старых игр схожих по вложенному в них смыслу, например, нарды или го, но ни одна из них не стала настолько распространенной как шахматы. Ведь шахматы это величайшая в мире настольная игра, она известна всем, в неё умеет играть каждый человек, и, хотя бы раз это делал. Но наш мир не стоит на месте, люди всё время созидая или разрушая изменяют его. Поэтому и такой великой игре тоже приходится развиваться и изменяться. Люди способствуют этому создавая модификации, усложняя правила и/или добавляя фигуры.

Актуальность моего проекта же состоит в том, что я решил развить древнюю игру шахматы, путём введения в неё различных изменений и привнесения разнообразия и увлекательности в игровой процесс. Для этого я решил создать свою модификацию шахмат. Пришло время созидать!

2. Основная часть

2.1 Цели и задачи

Цель проекта: Развить древнюю игру шахматы, разнообразив игровой процесс, путём преобразования и модернизации классической версии.

Задачи проекта:

1. Исследовать пути развития и модификации классических шахмат.

2. Спроектировать свой оригинальный вариант шахмат.

3. Разработать авторский дизайн фигур и доски. Использовать для создания изделия возможности 3Dпринтера и лазерного станка.

4. Совершенствовать навык работы в компьютерной программе «Компас3D» и разработать при помощи неё чертежи и 3D модель деталей изделия.

5. Разработать и встроить в шахматную доску шахматные часы на основе микроконтроллера или микропроцессора.

6. Разработать технологическую карту изготовления уникального изделия.

7. Подготовить конструкторскую документацию.

8. Улучшить свои навыки в программировании.

9. Изготовить спроектированное изделие.

10. Вычислить заработную плату рабочим, стоимость материалов, наценки и налогов на прибыль, с определением целесообразной стоимости продажи изделия.

Обоснование темы выбранного проекта:

Шахматы — это стратегическая настольная игра, процесс игры в которую занимает достаточно много времени. Почти у каждого человека дома есть шахматы, и многим уже наскучил привычный ход игры. Однако можно и возразить, ведь есть модификации шахмат, которые привносят необычность в игровой процесс. Но все модификации не имеют популярности, а также имеют высокую цену в сравнении с их обычной версией и из-за этого их очень трудно найти и купить. Именно по этой причине был создан мой проект, который призван учесть все эти недостатки и возобновить интерес к игре в шахматы.

2.2 Методы исследования и решения творческих задач, применённые в моём проекте

Для нахождения идеи моего изделия я воспользовался ниже описанными методами исследования и решения творческих задач.

1. 1. А

      Рисунок 1

      Рисунок 2

      ссоциативный метод, а именно метод фокальных объектов.

Алгоритм его применения заключается в выборе объекта, который будет подвержен изменениям (в моём случае таким объектом являлась шахматная доска). Дальше необходимо выбрать несколько абсолютно случайных объектов, я выбрал такие предметы как музыкальная шкатулка, колесо и стакан. После необходимо для каждого из выбранных предметов составить список свойств. В моём случае он выглядел следующим образом. Музыкальная шкатулка — извлечение звука, красота, вращение. Колесо (рис. 1) — шипованое, круглое. Стакан (рис. 2) — гранёный, прозрачный, хрупкий. После составления подобного списка, требуется попытаться соединить изначально выбранный объект, с выписанными свойствами различных предметов. Давайте, например, возьмём свойства колеса и попробуем соединить их с шахматной доской. Такое свойство колеса, как наличие шипов нам не подойдёт, так как покрывать её шипами не имеет смысла и будет просто неудобно играть. Однако такая особенность колеса как то, что оно круглое, при совмещении с шахматной доской даёт необычный и очень интересный симбиоз, который и был использован в моём изделии. Также с помощью данного метода, к моему изделию было добавлено ещё одно свойство, а именно его гранённость, которая была взята из свойств такого объекта, как стакан. Для полноценной реализации выводов данного метода, мной было решено добавить в моё изделие ножки (подставки), которые будут держать модифицированную доску на определённой высоте от поверхности. Это предоставит возможность оптимального использования моего изделия.

1. 2. Принцип динамичности, который в моём изделии совмещён с принципом частичного решения.

Исходя из названия «Принцип динамичности» заключается в изменении формы или положения объекта, что может быть выполнено в любой проекции. С помощью данного метода мой объект был приведён в движение. Но, как я уже сказал, данное решение совмещено с его неполным применением. Из чего следует что моё изделие вращается не целиком, а лишь частично, а именно само поле для игры. Также с помощью выводов этих двух принципов можно проверить правильность добавления в конструкцию ножек (подставок), без которых вращение доски и игра в шахматы на этой доске не представлялась бы возможной.

1. 3. Приём инверсии

Он заключается в том, чтобы обратить процесс или функцию. В любых шахматах есть фигуры, которые располагаются на плоской доске. Однако, в моих шахматах доска совсем не плоская, и при расставлении на неё фигур, почти все они упадут под силой гравитации. Однако, с помощью приёма инверсии, мы можем обратить данный процесс. Для этого требуется направить большую силу в противоположную сторону для силы гравитации. И, чтобы создать подобную силу, в мои фигуры были вставлены магниты. А также на каждую клетку были добавлены металлические накладки.

1. 4. П

      Рисунок 3

      риём идеализации

Он состоит в представлении идеального решения, который в данном случае совмещён с приёмом адаптации. Во время домашней игры в шахматы, может возникнуть спорная ситуация, когда фигура, например, такая как ладья, стоит между двух клеток, и на каждую из них она могла сходить. И никто из игроков точно не помнит, где она должна была стоять. Поэтому, для достижения идеального результата, потребуется немного изменить конструкцию доски. А именно в каждой из клеток сделать круглые углубления (пазы), в которые и будет вставляться каждая из фигур. Однако придётся изменить не только это. При использовании приёма, рассмотренного выше, был сделан вывод о необходимости добавления металлических накладок, что с уже изменённой конструкцией будет куда лучше заменить на монеты (рис. 3).

2

Рисунок 4

.3 Маркетинговое исследование

Проведём маркетинговое исследование. Информация, показанная на рис. 4 была взята с маркетплейса OZON. Информация на рис. 5 была взята с официального сайта Steam. Как уже говорилось выше, те модификации, которые существуют сейчас, не обладают популярностью или же имеют слишком завышенную цену. В качестве доказательства я рассмотрю одни из самых популярных модификаций шахмат. Первая из них это шахматы на троих, которые есть в магазинах, но их цена (рис. 4) по сравнению с ценой на обычные шахматы того же качества, стоящие около 1000 рублей, является слишком завышенной. Рассмотрим второй случай, а именно модификацию шахмат под названием5DChessWithMultiverseTimeTravel, эту версию игры из-за особенностей правил почти невозможно воссоздать в реальном мире, поэтому энтузиасты создали её виртуальную версию и выложили на площадку Steam, в качестве компьютерной игры. Данная игра имеет цену 289 рублей. И хоть цена и является небольшой, при просмотре официальной статистики сервиса Steam (рис. 5) можно понять, что популярностью данная игра не обзавелась, потому что правила слишком сложные и абстрактные (см. пункт 2.4.2 Второй путь развития шахмат).

Рисунок 5

Одной из задач моего проекта является учесть все эти ошибки и недостатки и изготовить изделие, которое будет иметь популярность, и его цена не превышала бы 3000-3500 руб. Также при анализе различных версий шахмат я выяснил, что наценка за необычный дизайн фигур составляет 3000 руб. и выше.

2.4.Историческая справка

Рисунок 6

Все мы знаем такую настольную игру, как шахматы. Она приобрела свою мировую известность и популярность уже очень давно и сейчас является общепризнанной классикой настольных стратегических игр. На данный момент я считаю, что в развитии шахмат есть два основных пути, это создание более сильных машин, противостоящих человеку, и модернизация оригинальных шахмат.

2.4.1. Первый путь развития шахмат:

Борьба человека с настоящей машиной на шахматной доске началось не так уж и давно, а именно в 1953 году. Первая программа, которая была способна играть в некое подобие шахмат, была машина с именем MANIAC I. Эта программа могла играть в версию шахмат без слонов (рис. 6) и её достижением было то что она смогла выиграть новичка за 24 хода.

Ч

Рисунок 7

ерез 10 лет студент массачусетского университета создаёт программу Mac Hack VI (рис. 7), которая смогла впервые обыграть человека на турнире в 1967 году. Спустя год, благодаря этой игре, ей присвоили рейтинг 1529, который являлся средним для USCF.

После этих событий, противостояние машин с человеком начали набирать обороты и уже сейчас они дошли до того, что человек не способен обыграть машину, созданную им самим. Но всё же, эти машины были первые, и они запустили противостояние человека с машиной.

2.4.2. Второй путь развития шахмат:

Все правила модификаций, которые будут приведены ниже, будут сравниваться с правилами оригинальных шахмат. Если вы не осведомлены об этих правилах то они предоставлены в Приложении 1.

Рисунок 8

1) Hexapawn (рис. 8) – модификация, основанная на уменьшении поля, а также количества фигур. В итоге вместо поля 8×8 остаётся 3×3 и из фигур по три пешки с каждой из сторон. За счёт этих изменений игра проходит очень быстро и можно за минуты две сыграть раз десять, и поэтому её можно считать заменой всем известной игры «крестики-нолики».

Рисунок 9

2) Омега-шахматы (рис. 9) — данная модификация увеличивает поле до размеров 10×10. Также добавляется две новые фигуры: чемпион и колдун, которых с каждой стороны по две штуки. А ещё немного изменяется ход пешки. А именно пешка получает возможность ходить на три клетки вперёд. Чемпион может ходить по горизонтали и вертикали и через одну клетку наискосок. Колдун же может ходить на одну клетку наискосок или же на одну клетку в бок и вперёд.

Рисунок 10

3) Медвежьи шахматы (рис. 10) — Эта модификация для шахмат была придумана в Твери и, как и в предыдущей версии шахмат, было увеличено поле и изменены правила хождения пешки. А также была добавлена новая фигура-медведь, которая может перепрыгивать через фигуры, как свои так и чужие. Ходить же она может на две клетки по горизонтали, вертикали и наискосок, а также как конь.

Рисунок 11

4) Шахматы для троих (рис. 11) — Данная модификация не включает в себя кардинальные изменения правил. Меняется не большое количество вещей, а именно понятие горизонтали и вертикали, что при первой игре становится сразу понятно. Но также вводятся правила, балансирующие игровой процесс, а именно они связаны с объединением игроков.

Рисунок 12

5) Суверенные шахматы (рис. 12) — Эта версия шахмат отличается как большим размером доски, 16×16, а также добавлением большого количества классических фигур. Все они разных цветов и в центре располагаются цветные клетки, встав на которые, игрок получает контроль над фигурами этого цвета. За счёт данного нововведения игра приобретает новые краски

Рисунок 13

6) Русские четверные шахматы с крепостями (рис. 13) — Данная модификация увеличивает количество игроков до 4 человек. Каждому из них добавляет крепость, за счёт чего поле увеличивается до 196 клеток. Крепость — квадрат 4×4 с одним выходом в сторону своих фигур шириной в 2 клетки. Также в крепостях находятся 3 фигуры — слон ладья и конь.

Рисунок 14

7) Шведские шахматы (рис. 14) — Это одна из разновидностей командных шахмат, которая в отличии от других играется на двух досках, и союзники играют разными цветами. А также есть интересное правило о переносе побеждённых фигур противника на одной доске своему союзнику на другую доску.

Рисунок 15

8) Антиклерикальные шахматы (рис. 15) — Также могут называться Шахматы Лос-Аламос. Суть этой версии шахмат заключается в уменьшении поля до размеров 6×6, а также удалении с каждой из сторон двух фигур и, в зависимости от разновидности модификации, могут убираться как слон, так и ладья, либо же конь. Но также есть варианты с убиранием одного коня и ферзя, на место которого и ставится оставшийся конь

Рисунок 16

10) Millennium 3D chess (рис. 16) – Эта одна из самых трудных для понимания и осознанной игры модификация шахмат. Это достигается с помощью двух новых досок, эмулирующих два новых пространства. Каждое из них имеет своё обозначение: 1, 2 и 3 доска. Белые фигуры располагаются на 1 доске, а чёрные на 3 и 2 (промежуточная) остаётся свободной. Ещё добавляются правила хождения между этими пространствами.

11) 5D Chess With Multiverse Time Travel (рис. 17) – Эта модификация, пожалуй, самая трудная из созданных вариаций шахмат, ведь в ней добавляется путешествия во времени и параллельные вселенные. За счёт их добавления, каждый ход совершается на новой доске, на которую в дальнейшем можно будет сходить и тем самым создать параллельную вселенную. Так же отдельно добавляются правила по хождению фигур между вселенными и о перемещении в прошлое.

Рисунок 17

2.5 Банк идей. Просмотр аналогов

Для шахмат важна не только доска, дизайн которой уже был предложен (см. пункт 2.2 Методы исследования и решения творческих задач, применённых в моём проекте), но и внешний вид фигур. Для выбора в каком стиле делать фигуры я решил провести опрос среди моих друзей и знакомых из разных школ моего города.

Из результатов ответов на данный вопрос я сделал вывод, что фигуры в моей модификации шахмат будут иметь необычный дизайн. Также в опросе было предложено нарисовать эскиз пешки в необычном оформлении или описать её внешний вид. Самые интересные работы вы можете увидеть здесь.

Основываясь на данных эскизах был создан мой уникальный дизайн шахматных фигур, который подробно описан в пункте 2.6.2 Дизайн фигур, эскизы для этого дизайна вы можете увидеть в Приложении 3.

Второй вопрос моего аналитического опроса спрашивал из какого материала будет лучше всего сделать шахматную доску.

Исходя из результатов этого опроса мной был сделан вывод, что моя доска будет сделана из древесных материалов.

2.6 Описание проектируемого, создаваемого изделия

2.6.1 Дизайн доски

Рисунок 18

Моя шахматная доска выполнена в форме гранённого цилиндра. Каждая из граней данного восьмиугольника покрыта клетками, делящимися на два типа. Первый тип клеток представляет собой квадрат с красивым оформлением. Второй же тип (рис. 18), это увеличенный вариант первого, делая форму клетки прямоугольной. На появившейся части клетки находится выжженное изображение буквы. Верхняя и нижняя грани закрыты круглой деталью, с выгравированным лазером на ней рисунком классических фигур и шахматной доски.

Мою шахматную доску держат две опоры с двух сторон. Они выглядят как треугольники со скруглённым верхним углом. С обеих сторон «опор - ножек» вставлены дисплеи для вывода времени, а также в наличии имеются кнопки.

Рисунок 19

Всё изделие (рис. 19) прикрывает крышка, которая защищает его от внешних воздействий. Она состоит из фанеры и оргстекла. С двух сторон основанием крышки является фанера с выгравированным на ней рисунком. Её верхняя часть сделана из оргстекла. За счёт данного решения можно наблюдать доску сквозь крышку.

2.6.2 Дизайн фигур

Рисунок 20

В моём проекте каждая фигура имеет уникальный дизайн. Ниже будет рассмотрен внешний вид каждой из фигур. Дизайн моих фигур является собирательным образом с использованием различных видов экипировки разных стран.

Чёрная пешка (рис. 20):

Я использовал для создания внешнего вида моей пешки следующие элементы. В руках фигура держит одноручный меч и щит английского типа. В качестве брони используются вариация шлема жабья голова и нагрудник с интерпретацией креста.

Рисунок 21

Белая пешка (рис. 21):

В этой фигуре использовались следующие элементы. В одной из рук у неё располагается английский щит, но с добавленным мной вырезом. Во второй руке фигура держит боевую секиру. Из брони на пешке есть нагрудник с отличительным знаком в форме лилии. В качестве защиты головы используется одна из разновидностей рондаля.

Рисунок 22

Чёрная ладья (рис. 22):

Эта фигура взяла в себя идею из оригинального вида шахматных фигур, а именно концепцию башни. Со стороны чёрных фигур башня имеет форму усечённого конуса, поверх которого располагается коническая крыша, стоящая на цилиндрических стойках. Также в стенах башни есть бойницы.

Рисунок 23

Белая ладья (рис. 23):

Данная фигура также имеет форму башни, но в отличии от башни с чёрной стороны, основная конструкция выглядит в виде цилиндров, в которых есть бойницы. Данная башня является двухуровневой и не имеет крыши. В отличии от других фигур с белой стороны у ладьи нет опознавательных знаков кроме цвета.

Рисунок 24

Чёрный конь (рис. 24):

Название данной фигуры полностью описывает её внешний вид. А именно, она выглядит как голова коня с бронёй. Из брони на нём сбруя с интерпретацией креста. Так же у коня проработана грива, которая выглядит как ирокез.

Рисунок 25

Белый конь (рис. 25):

Эта фигура похожа на свой аналог со стороны чёрных. За исключением нескольких деталей. А именно, на сбруе белого коня располагается лилия, и его грива уложена иначе нежели у предыдущего коня.

Чёрный слон (рис. 26):

Рисунок 26

Данная фигура изображает собой офицера, что не обычно для дизайна шахмат, так как название фигуры часто воспринимают буквально и изображают слона. У чёрной стороны слон держит в своих руках шестопёр и каплевидный щит. Также в амуницию этой фигуры входят длиннополый плащ элемент кирасы и барбют.

Рисунок 27

Белый слон (рис. 27):

Эта фигура состоит из нескольких основных элементов. В правой руке он держит палицу. В левой же располагается одна из вариаций варяжских щитов. За спиной на модели виден плащ, свисающий до пояса. На нагрудной части кирасы располагается опознавательный символ лилия. На голове у данной фигуры находится каркасный шлем.

Рисунок 28

Чёрный ферзь (рис. 28):

Данная фигура изображает королеву. В правой руке у неё возложена держава. Также можно увидеть, что через плечо у королевы перекинута лента. Ещё на модели можно заметить наличие короны, говорящее о её высоком статусе. На голове у модели видны волосы, уложенные в причёску. Также частью модели является плащ, располагающийся за спиной у прекрасной дамы.

Белый ферзь (рис. 29):

Рисунок 29

Эта фигура показывает нам облик королевы. В руках у неё веер, которым она защищается от жары. На голове у столь знатной особы корона, которая по форме напоминает сбой лилию. Также, как и у предыдущей фигуры, у этой модели обозначены волосы, уложенные в причёску. Частью внешнего вида модели являются ожерелье, лежащее на шее, и бант, украшающий талию королевы.

Рисунок 30

Чёрный король (рис. 30):

Эта фигура показывает собой грозный образ короля. У него в руках двуручный меч, который он держит перед собой. Его тело защищает кираса, подпоясанная кожаным ремешком. На голове у него одна из разновидностей шлема барбют, который опоясан короной. Подобная конструкция шлема говорит о воинственности его обладателя. За спиной у короля свисает длиннополый плащ, верхняя часть которого богато украшена мехами.

Рисунок 31

Белый король (рис. 31):

Данная фигура нам показывает образ короля, который в правой руке держит полуторный меч. В другой же руке он держит державу. Тело короля защищает кираса, на которой изображена лилия. На плечах у короля лежит плащ, который спадает до земли. Также у плаща явно выражен воротник. На голове у короля расположена корона, внешний вид которой символизирует лилию. Также у данной модели проработана причёска.

2.6.3 Шахматные часы

Шахматные часы являются неотъемлемой частью профессиональных шахматных баталий. И по этой причине я решил интегрировать в своё изделие шахматные часы. В моих часах есть четыре режима работы. Первый режим ограничивает время на ход и считает его на убывание. Второй режим похож на первый, но в нём есть время, которое добавляется в конце каждого хода. Третий режим имитирует собой песочные часы, передавая потраченное время одного игрока другому. Четвёртый же режим представляет из себя простой подсчёт времени, потраченного на ход.

2.7 Выбор материалов и инструментов

2.7.1 Выбор материалов

Основываясь на таблице, приведённой ниже (табл. 1), материалом из которого изготовлены фигуры был выбран феломент PET-G.

Таблица 1. Выбор материала для изготовления фигур.

Основываясь на таблице, приведённой ниже (табл. 2), материалом, из которого изготовлена доска была выбрана древесина.

Таблица 2. Выбор материала для изготовления доски.

2.7.2 Выбор электронной начинки

Сравнив ниже приведённые платы-микроконтроллеры (табл. 3) был сделан выбор в пользу Arduino NANO, так как её параметры больше всего подходят для применения в данном изделии.

Таблица 3. Выбор электронной начинки.

2.7.3 Выбор инструмента

Для выполнения одних и тех же задач могут быть использованы различные инструменты. Ниже приведены мои рассуждения, оформленные в виде таблицы, о выборе инструмента (табл. 4), который был использован для изготовления моего изделия

Таблица 4. Выбор операции, применённой при выполнении проекта.

2.8 Технологическая карта и процесс создания изделия

1. Создание своей, авторской 3D модели изделия

2. Разработка уникальных чертежей (см. пункт 4. Конструкторская документация)

3. Создание собственных операционных карт (см. пункт 4. Конструкторская документация)

4. Изготовление уникального изделия

В моём проекте использовалась 3D печать. Она выполнялась на принтере типа FDM. Для печати использовался пластик PET-G, при работе с которым требуется постоянное поддержание температуры стола на уровне 75^ОС и температуры сопла равной 225^ОС. Для создания управляющей программы я использовал слайсер Ultimaker Cura. При печати фигур мной были использованы поддержки двух типов: дерево и зигзаг. Заполнение фигур пластиком составляло восемь процентов, что позволило сократить количество используемого пластика.

Программный код писался на языке Arduino IDE в программе с одноимённым названием. Подробнее с программным кодом вы можете ознакомится в Приложении 2.

Изображения для лазерной гравировки создавалось в программе Inkscape. После чего выгружались в Laser GRBL, выполнялась корректировка изображения и производилась гравировка.

3D модели для фрезерования создавались в Компас 3D, после чего переносились в FreeCAD для создания управляющей программы. Готовая управляющая программа загружалась в фрезерный станок под управлением OC Linux CNC. Использовали фрезу 4мм, параметры фрезеровки были следующими: скорость обработки 900мм/мин, глубина прохода 2.5 мм, скорость шпинделя 11000-12000 об/мин.

2.9 Правила безопасности во время работы

• Все работы необходимо выполнять в спецодежде.

• Использовать только исправный инструмент.

• Все работы необходимо проводить в хорошо проветриваемом помещении.

• На инструментах с вращающимися лезвиями работать без перчаток и в очках.

• Не оставлять без присмотра работающие станки с ЧПУ.

• Шлифование и покрытие изделия лаком выполнять в проветриваемом помещении или под работающей вытяжкой. После выполнения работ помыть руки с мылом.

• Гравировку на лазерном станке проводить в специальных защитных очках, а также должна быть организованна вытяжка.

• При работе на станках надёжно закреплять заготовку

2.10 Контроль качества

В ходе эксплуатации моего изделия было сыграно более 60 партий, с использование различных режимов в шахматных часах. В результате конструкция моего изделия доказала свою надёжность и подтвердила качество изготовления. Но также был выявлен один малосущественный недостаток, а именно, отсутствие второго магнита у некоторых мало весящих фигур. При дальнейшем массовом изготовлении будет учтён и исправлен этот недостаток, путём добавления второго магнита в каждую из фигур моего шахматного набора.

2.11 Экологическое обоснование проекта

Все отходы, производимые человеком, делятся на 5 классов опасности:

1. Чрезвычайно опасный мусор. Наносит непоправимый вред здоровью людей и приводит к разрушению экосистемы.

2. Опасный мусор. Урон от его воздействия может быть восстановлен минимум через 30 лет.

3. Умеренно-опасный мусор. Окружающая среда восстановится после его изъятия не менее, чем через 10 лет.

4. Мало опасный мусор. Срок восстановления экосистем составит до 3 лет.

5. Безопасный мусор. Практически не наносит вреда окружающей среде.

В данной таблице (табл. 4) представлены классы опасности и способы утилизации материалов, использовавшихся в моём изделии.

Таблица 4. Классы опасности использованных материалов

Исходя из этой таблицы можно сделать вывод, что моё изделие не нанесёт вред экологии, так как состоит из экологически безопасных материалов.

2.12 Экономическое обоснование проекта и экономическая задача на вычисление заработной платы рабочим, стоимости материалов, наценки и налогов на прибыль, с определением целесообразной стоимости продажи изделия.

Стоимость моего изделия, является подъёмной для начинающего мастера. Работа по изготовлению проекта выполнялось в учебное и свободное от занятий время, на школьном оборудовании и дома. В таблице (табл. 5) показан расчёт стоимости изделия. Также были учтены расчёты на амортизацию и работу оборудования (табл. 6).

Таблица 5. Затраты на расходные материалы.

Таблица 6. Затраты на работу и амортизацию оборудования.

Мной были посчитаны затраты на производство каждой фигуры отдельно. Она представлены в таблице ниже (табл. 7.1).

Таблица 7.1 Затраты на изготовление шахматных фигур.

При массовом производстве фигур целесообразнее заменить технологию 3Д печати на литьё.

Задача 1:

Вычисление приблизительного объема шахматных фигур.

Задача 2:

По исходным данным приведенным выше в таблицах вычислить зарплату рабочего (по отраслям) на изготовление одного набора также рассчитать затраты работодателя на работников (НДФЛ, Страховые взносы).

Итоги расчётов приведены в таблицах 8 и 9.

Таблица 8. Заработная плата рабочих,

Таблица 9.1. Налоги на зарплату рабочих и страховые взносы при выплате НДФЛ работодателем.

Таблица 9.2. Налоги на зарплату рабочих и страховые взносы при выплате НДФЛ работником.

Задача 3:

Вычислить общую стоимость изделия при продаже в интернет магазине ОЗОН.

Таблица 10. Общая стоимость продажи изделия.

Однако во время создания изделия его изначальная концепция претерпела глобальные изменения. В неё добавились такие элементы как электроника, дизайн фигур, боксы для хранения фигур и защитный короб для доски. Всё это отразилось на итоговой стоимости изделия. Поэтому было принято решение разделить изделие на две комплектации: базовую и полную. В базовую комплектацию входит только цилиндрическая доска и фигуры в классическом исполнение для шахмат. Однако полная комплектация включает в себя все компоненты, которые были названы выше. Также базовую комплектацию от полной отличает и цена. Базовая версия изделия стоит 3000 рублей. А полная комплектация стоит примерно +8000 рублей. Эта цифра складывается из следующих элементов: авторский дизайн фигур (+ 3200 рублей), стойки для фигур (+ 800 рублей), защитный короб для доски (+ 2500 рублей), электронная начинка (+ 1500 рублей).

При массовом производстве конечная цена изделия и цена его производства уменьшится за счёт использования в производстве фрезерных станков с ЧПУ. Также данного результата можно добиться за счёт изготовления фигур с помощью литья, а не 3D печати.

3. Заключение

3.1 Самооценка выполненной работы

В результате эксплуатации созданного мной уникального изделия (рис. 32) было выяснено, что оно пользуется интересом у многих игроков. В него увлечённо играют не только уже опытные игроки, на которых и рассчитывалось изделие, но и новички в шахматном мире.

Во время создания своего авторского проекта я изучил много интересной информации на различные темы. Например, такие как история шахмат; правила и история создания многих из модификаций шахмат; пособия по работе с 3D принтером и лазерным станком. К тому же, не честно будет не указать изучение информации о древнем оружии, доспехах и символике, а также её применение в создании дизайна и самих моделей фигур.

А также во время работы над проектом было проведено большое экономическое исследование, которое помогло сначала оценить, а в последствии и рассчитать затраты на создание мелкосерийной производственной линии. Плюс вывели рациональную стоимость продажи изделия на маркетплейсах, со всеми вытекающими расходами на них.

Рисунок 32

Базовая стоимость моего изделия также не превысила оптимальной стоимости, указанной в маркетинговом исследование (см. пункт 2.3 Маркетинговое исследование). И поэтому, я считаю, что моя версия шахмат имеет право на жизнь. Также это доказывают и проведённые игры в школе, мнение о которых было единогласным и положительным. Поэтому я считаю, что все задачи были выполнены, а цель достигнута.

3.2 Оценка проекта

Во время проведения игр в школе все игроки были рады стать частью этого мероприятия. Среди них были дети разных классов и возрастов. На этом событии были как новички, так и люди, которые посветили игре в шахматы уже некоторое время. После окончания мероприятия, некоторые из участников даже подходили и просили о проведении такого же мероприятия вновь.

3.3 Дальнейшее развитие моего проекта

Продолжить развитие моего проекта, я считаю, можно внедрением в его производство новых технологий, которые значительно ускорят данный процесс. А именно использование фрезерного станка с ЧПУ для изготовления деталей доски, клеток и деталей стоек. И использование технологии литья в процессе изготовления фигур, которая заменит собой 3D печать каждой фигуры в отдельности.

5. Список источников и использованной литературы

1. Абрамова, М. Э. Почему играют в шахматы? / М. Э. Абрамова, Е. В. Астахова, Т. И. Партыс // Перспективы развития науки и образования : сборник научных трудов по материалам Международной научно-практической конференции: в 14 частях, Тамбов, 28 сентября 2012 года. Том Часть 3. – Тамбов: ООО "Консалтинговая компания Юком", 2012. – С. 8-9. – EDN SWBLFR.

2. Авербах, Ю. Л. История шахмат: от чатуранги до наших дней / Ю. Л. Авербах. – Москва : Государственная публичная научно-техническая библиотека России, 2010. – 92 с. – («Театр шахматных фигур»). – ISBN 978-5-85638-145-9.

3. Белова, О. А. Компьютерные обучающие программы по шахматам / О. А. Белова // Материалы межвузовского ежегодного конкурса среди студентов и молодых ученых по медико-биологическим и естественнонаучным дисциплинам, Казань, 22 апреля 2016 года / ФГБОУ ВО «Поволжская государственная академия физической культуры, спорта и туризма». – Казань: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Поволжская государственная академия физической культуры, спорта и туризма", 2016. – С. 67-69. – EDN VXZIQB.

4. История развития шахмат / Л. А. Шинкарюк, Б. М. Сапаров, И. М. О. Джолиев [и др.] // Молодежь и наука. – 2019. – № 12. – С. 14. – EDN QINWVX.

5. Новаковский, Л. Шахматы 10X10: Игры. Задачи : игры, задачи / Л. Новаковский ; Леонид Новаковский. – Туапсе, 2003. – 83 с. – ISBN 5-94014-010-6. – EDN QUBIYP.

6. Лапсаков, А. Рыцарь карельских шахмат : сквозь пламя войн и революций : к 120-летию со дня рождения Ф. Ф. Машарова / А. Лапсаков ; Александр Лапсаков. – Петрозаводск : Verso, 2010. – ISBN 978-5-91997-010-1. – EDN QYFXLF.

7. Ларионов, В. С. Разработка автоматизированной системы поддержки игры в шведские шахматы / В. С. Ларионов // Молодежный научно-технический вестник. – 2016. – № 11. – С. 37. – EDN XDZJEZ.

8. Патент на полезную модель № 66968 U1 Российская Федерация, МПК A63F 3/02. игра в шахматы : № 2007120714/22 : заявл. 04.06.2007 : опубл. 10.10.2007 / В. С. Самылкин. – EDN QUFSIC.

9. Патент № 2004286 C1 Российская Федерация, МПК A63F 3/02. "Игра "Круговые шахматы" : № 04917179 : заявл. 10.12.1990 : опубл. 15.12.1993 / Ф. Н. Корогодский.

10. Патент № 2707590 C1 Российская Федерация, МПК A63F 9/00, A63F 3/02. Шахматы с подвижными клетками игрового поля : № 2019114988 : заявл. 14.05.2019 : опубл. 28.11.2019 / В. Е. Рази. – EDN BKDAHB.

11. Патент № 2207178 C1 Российская Федерация, МПК A63F 3/02. Настольная игра "Стоклеточные шахматы" (версия В.И.Дубровского) : № 2002115084/12 : заявл. 07.06.2002 : опубл. 27.06.2003 / В. И. Дубровский. – EDN PBNKDS.

12. Патент на полезную модель № 24796 U1 Российская Федерация, МПК A63F 3/02. Шахматы четырехцветные : № 2000111035/20 : заявл. 03.05.2000 : опубл. 27.08.2002 / В. А. Еременко, И. Д. Плеханов. – EDN MNAXNS.

13. Стоун, Д. К. Большая энциклопедия оружия и доспехов. Оружие и доспехи всех времен и народов : полный справочник строения, применения, изготовления и украшения оружия всех стран, времен и народов : более чем 4500 иллюстраций / Д. К. Стоун ; Джордж Камерон Стоун ; [пер. с англ. Л. И. Здановича]. – Москва : АСТ, 2008. – 767 с. – ISBN 978-5-17-052742-7. – EDN QPKPTJ.

14. Техническое творчество и дизайн / В. М. Заенчик, В. Е. Шмелев, П. Н. Медведев, А. Н. Сергеев. – Тула : Тульский государственный университет, 2016. – 346 с.

15. Филипишин, Д. А. Исследование методов усовершенствования игры «Шахматы» / Д. А. Филипишин // Программная инженерия: методы и технологии разработки информационно-вычислительных систем (ПИИВС-2020) : сборник научных трудов III Международной научно-практической конференции, Донецк, 25–26 ноября 2020 года. Том 1. – Донецк: Донецкий национальный технический университет, 2020. – С. 70-76. – EDN YIYGUN.

Приложение 1. Правила шахмат.

В шахматах есть 6 типов фигур с определённым количеством с каждой из сторон. А именно: 8 пешек, 2 ладьи, 2 коня, 2 слона, 1 ферзь и 1 король. Доска состоит из 64 клеток в виде квадрата 8х8

Пешки стоят изначально на 2 линии у белых и 7 у чёрных. С начальной позиции пешка может ходить на 2 клетки в перёд, а во всех других случаях на 1 клетку. Атаковать она может на одну клетку на искосок. Также существует правила взятия на проходе и превращения при достижении последней линии (8 линии для белых и первой для чёрных).

Ладьи стоят по углам доски, на а1и h1 для белых и a8 и h8 для чёрных. Они могут ходить по диагонали и горизонтали.

Кони располагаются на клетках b1 и g1 для белых и b8 и g8 для чёрных. Ходят они по букве Г относительно своё местоположения.

Слоны находятся на клетках c1 и f1 для белых и c8 и f8 для чёрных. Они ходят наискосок и не способны изменить цвет линии.

Ферзь находится на d1 у белых и d8 для чёрных. Данная фигура может ходить наискосок в любую из сторон и по горизонтали с вертикалью.

Король это самая главная фигура поражение которой означает проигрыш во всей игре. Они располагаются на клетках е1 для белых и е8 для чёрных. Он может ходить в любую из сторон на одну клетку.

П риложение 2. Программный код (блок схема).

Приложение 3. Эскизы фигур.