Odborný časopis pro excelentní studentské práce. Ročník: Číslo: 1 ISSN: X

Odborný časopis pro excelentní studentské práce Ročník: 2014 Číslo: 1 ISSN: 1805-613X

Vydává: Fakulta informatiky a statistiky, Vysoké školy ekonomické v Praze

Odborný časopis pro excelentní studentské práce Ročník: 2014 (vychází dvakrát ročně) Číslo: 1 Místo vydání: Praha ISSN 1805-613X Vydává: Vysoká škola ekonomická v Praze nám. W. Churchilla 4 130 67 Praha 3 IČ: 61384399 Web: http://scholaris.vse.cz

Redakční rada: Václav Řezníček (šéfredaktor) – Fakulta informatiky a statistiky, VŠE v Praze Ondřej Bečev – Lékařská fakulta, MU v Brně Radim Čermák – Fakulta informatiky a statistiky, VŠE v Praze Alexander Galba – Fakulta informatiky a statistiky, VŠE v Praze Ondřej Havlíček – GSN Ludwig-Maximilians-Universität München Václav Janoščík – Vysoká škola uměleckoprůmyslová v Praze Petr Musil – Deloitte Česká republika Zdeněk Smutný (editor) – Fakulta informatiky a statistiky, VŠE v Praze Pavel Synek – EBSCO Publishing Petr Švarný – Filozofická fakulta, UK v Praze Filip Vencovský – Fakulta informatiky a statistiky, VŠE v Praze Václav Vlček – Matematicko-fyzikální fakulta, UK v Praze Ondřej Vadinský – Fakulta informatiky a statistiky, VŠE v Praze Stanislav Vojíř – Fakulta informatiky a statistiky, VŠE v Praze

Kontakt a technické informace: Václav Řezníček – [email protected] Zdeněk Smutný – [email protected]

Časopis je součástí platformy Acta Informatica Pragensia (http://aip.vse.cz) a je podporován Fakultou informatiky a statistiky, VŠE v Praze.

OBSAH:

Odlišnosti virtuálního a fyzického prostředí z pohledu 4P marketingu ............................... 1 Pavel Karásek Zkoumání poinstalačního užití informačních systémů: přístup pomocí nástrojů systémové dynamiky ...................................................................... 9 Ondřej Koch, Kristýna Valdová, Jan Hurych 3D-zobrazování ..................................................................................................................... 18 Jakub Rajský

AIP Scholaris 3(1), 2014, 1–8, ISSN 1805-613X Online: scholaris.vse.cz

Odlišnosti virtuálního a fyzického prostředí z pohledu 4P marketingu Pavel Karásek

1

1

Fakulta informatiky a statistiky, Vysoká škola ekonomická v Praze nám. W. Churchilla 4, 130 67 Praha 3 [email protected]

Abstrakt: Článek je zaměřen na 4P marketingu (Product, Price, Placement, Promotion) a jejich charakteristické odlišnosti ve virtuálním a fyzickém prostředí. Koncepce 4P vznikla v době, kdy internet nebyl tolik rozvinut jako v současnosti. Proto je nutné nahlížet na tuto koncepci s ohledem na měnící se technologie a vzít v úvahu charakteristiky virtuálního prostředí. Na závěr každého P jsou uvedeny odlišnosti a charakteristiky obou prostředí. Klíčová slova: 4P marketingu, virtuální prostředí, fyzické prostředí, odlišnosti prostředí

Title: Importance of e-learning in information society Abstract: Article compares virtual and physical environments from the 4Ps of marketing (Product, Price, Placement, Promotion) perspective. The 4Ps concept was developed in the times when the virtual environment didn’t play so important role in our everyday life. Due to this aspect we have to involve the virtual environment in the concept. Each of the 4Ps has its section in the article. At the end of each section there are highlighted the pros and cons for both environments. Keywords: 4Ps of marketing, virtual environment, physical environment,

differences of environments

Poznámka redakce: Tento článek je výtahem z úspěšně obhájené bakalářské práce: KARÁSEK, P. Marketing ve virtuálním prostředí. Praha, 2013. Bakalářská práce. Vysoká škola ekonomická v Praze. Vedoucí práce Mgr. Ing. Zdeněk Smutný.

2

Karásek

1 ÚVOD Uplynula již dlouhá doba od vzniku oblasti marketingu a potřeby podniků v této oblasti stále narůstají. Za tuto dobu prošel marketing mnoha změnami, za které může z velké části vznik virtuálního prostředí, za které běžní lidé považují internet. Pro celkový pohled na řešení marketingu vznikl také koncept 4P, který zahrnuje základní prvky pro podporu prodeje zboží a služeb. Abychom však dostáli požadavkům současného trhu, je nutné zahrnout vedle tradičního fyzického prostředí také prostředí virtuální. Cílem tohoto článku bude uvést rozdíly těchto prostředí, na základě kterých lze přizpůsobit celý koncept 4P.

2 ODLIŠNOSTI VIRTUÁLNÍHO Z POHLEDU 4P MARKETINGU.

A

FYZICKÉHO

PROSTŘEDÍ

Marketingový mix se také nazývá 4P marketingu. Každé jedno P vyjadřuje specifickou oblast. Definice Philipa Kotlera zní, že marketing je „procesem plánování a provádění koncepce, tvorby cen, propagace a distribuce myšlenek, zboží a služeb s cílem vytvářet směny, které uspokojují cíle jednotlivce a organizací“ [2, str. 28]. Jedná se tedy o:    

Product - výrobek či služba Price - cena produktu Place - distribuce, volba distribučních kanálů Promotion - komunikace se zákazníky, propagace výrobku, marketingová komunikace

Váha a důležitost jednotlivých prvků 4P se mění v závislosti na síle ostatních. Dominantním P je produkt, na který navazují zbývající 3P. Produkt by měl svou kvalitou odpovídat požadavkům zákazníků. Pokud produkt kvalitní není, bude jeho prodej složitější a dominantní úlohu převezmou zbývající 3P, zejména propagace. Neméně důležité je správné nastavení ceny produktu. U kvalitních produktů lze nastavit cenu vyšší. Naopak špatné výrobky se někdy neprodají ani za cenu pod jejich výrobními náklady. Cena je dnes jedním z hlavních atributů, které kupující sledují. Existují různé cenové strategie a lze je volit podle exkluzivity výrobku. Dalším prvkem je distribuce produktu, která by měla být co nejpřesnější. Než přistoupíme k vlastní realizaci distribuce, je třeba určit kanály a místa, kde se produkty budou prodávat. Posledním P je marketingová komunikace. Jde o nástroje, jimiž je zákazník seznámen s kvalitou, vizuální podobou a vlastnostmi výrobku v určité grafické, audiovizuální nebo fyzické podobě [4, str. 9].

2.1 PRICE Cena produktů na internetu je ovlivněna mnoha faktory. Záleží na stanovené strategii a politice obchodníka, jak cenu přizpůsobí. S příchodem internetu, jako nového masového média, se objevily i nové obchodní modely. V tradičních obchodních modelech figurují výrobce, velkoobchodník, maloobchodník a nakonec zákazník. Koncovou cenu pro zákazníka ovlivňuje počet článků v obchodním modelu. Zákazník platí částku odpovídající ceně výrobce plus marže prostředníků. Před vznikem internetu byly obvyklé varianty, kdy cenu navyšovaly marže velkoobchodníka a maloobchodníka. Pokud se výrobce rozhodl, mohl prodávat pouze maloobchodníkům, aby do ceny nevstupovala marže velkoobchodníka. Byla zde bariéra dostupnosti výrobků. V menších městech bylo několik kamenných obchodů s určitým sortimentem zboží. S příchodem virtuálních obchodů je dnes běžné přímé obchodování mezi

AIP Scholaris

3

výrobcem a zákazníkem. Nelze ovšem předpokládat, že je zboží na internetu vždy levnější než v kamenných obchodech. Ceny mohou být pevné, dynamické a diferenční. Pevné ceny nereagují na vnější okolnosti a setkáváme se s nimi na trzích B2C a B2B. Jedná se o ceny produktů objevujících se v běžných nabídkách a katalozích e-shopů. Dynamické naopak zohledňují vnější vlivy a stav trhu. Reagují na výši poptávky a nabídky patřičným vzrůstem či poklesem. Dynamické ceny jsou běžné pro obchodování při aukcích, na burzách a B2B trzích, kde mohou obchodníci měnit cenu v závislosti na zakoupeném množství. Diferenční ceny neodrážejí současný stav trhu. Jsou závislé na jiných faktorech, především na profilu kupujícího. Typickým příkladem jsou diferenční ceny pro dospělé, studenty, seniory, děti v MHD. Virtuální prostředí internetu snižuje provozní náklady obchodníkům. S použitím internetu lze například snížit náklady na tiskoviny. Internet umožňuje také úsporu času, jelikož změny provedené online jsou vidět ihned. Podstatným rozdílem oproti tradičním kanálům je snížení nákladů k dosažení cílové skupiny. Cílovou skupinu lze rychle zaměřit pomocí veřejných informací, které o sobě uživatelé na internetu často i nevědomě zveřejňují. K cílení se například u Googlu používají data z historie prohlížení uložená v cookies. Cookies jsou data z prohlížeče uložená v počítači uživatele internetu. Lidé se často mylně domnívají, že je internet anonymní. Firmy prohlašují, že dlouhodobě neshromažďují a nezveřejňují žádné osobní informace. Pokud ale vyhledávače či jiné aplikace naše data ukládají do cookies, lze toto chápat jako sledování. Pokud historie vašeho vyhledávání obsahuje nákup některých drahých produktů, obchodník je pak schopen na základě těchto dat automaticky nabídnout produkty dražší. Tato historie poslouží rovněž jako vodítko k nabídnutí relevantních doplňkových produktů k objednávanému zboží. Díky takto sofistikovanému přístupu se často se stává, že lidé podlehnou tlaku a koupí další produkty, jenž zvýší cenu celého nákupu. Na základě historie nákupů mohou obchodníci zvyšovat ceny výrobků. Se zvyšováním cen produktů souvisí známost značky a loajalita zákazníků. Letitý a věrný zákazník je schopen utratit o mnoho více u osvědčené kvalitní značky. V několika posledních letech se rozmáhá trend vyhledávačů zboží. Úspěšně stlačuje ceny internetových obchodníků. Vyhledávač zboží působí na ceny tím, že agreguje jeden produkt od různých obchodníků do jedné skupiny. V rámci skupiny si pak člověk snadno najde levnější nabídku a věrohodného obchodníka. Na takových vyhledávačích a porovnávačích zboží, jako je např. heureka.cz, je možnost zaplatit si přednostní výpis. To znamená, že produkty firmy se zobrazí na předních pozicích před produkty firem, které platí méně nebo nic. Důležitou roli mezi obchodníky hraje hlavně důvěryhodnost a recenze od nakupujících, které jsou zde také k dispozici. Spolehliví obchodníci s dlouholetou historií a známou značkou jsou schopni prodat produkty i s vyšší cenou než konkurence kvůli případnému uplatnění reklamace. Takovéto porovnávání usnadňují výše zmíněné vyhledávače zboží, ale ne všechny obchody jsou v nich zaregistrovány. Vliv na cenu produktů mají také asymetrické informace obchodníka a nakupujícího. Tato asymetrie informací se časem vyvažuje, jelikož kupující mezi sebou sdílí informace o produktech ve formě uživatelských recenzí. Další možností jak určovat ceny jsou aukce. Jeden z největších portálů na světě je například eBay a na českém trhu Aukro. Princip internetových aukcí je velmi jednoduchý. Cena je buď určena pevně, anebo se odvíjí podle příhozů soutěžících v aukci. Rozdíl internetové a tradiční aukce je v kvalitě informací a fyzickém kontaktu s produktem. Riziko internetových aukcí

4

Karásek

stále přetrvává, protože účastník tradiční aukce si předmět může prohlédnout a kvalitativně zhodnotit. Na internetu jsou účastníci aukce odkázáni pouze na informace zveřejněné někdy neznámým prodejcem. Internetové aukční portály nabízí oproti tradičním aukcím širší sortiment zboží. Prodává se nové i opotřebené zboží za minimální ceny. Tyto portály zlepšují cirkulaci použitého zboží mezi lidmi, např. knihy, učebnice nebo počítače a jiná elektronika. V tradičních aukcích se toto zboží neobjevuje. Aukce je soutěží uchazečů o produkt, kde se mohou projevit subjektivní emoce, vysoutěžená cena tak může převýšit cenu kamenných obchodů. Nakupující obvykle vyhledávají podle ceny produktu. Nejnižší cena produktu ale nezaručuje nejnižší konečnou cenu objednávky. Do konečné částky se také promítají náklady na dopravu. Nejvýhodnější variantou je objednání produktů na internetu a jejich následné osobní odebrání. Tato varianta zahrnuje minimální nebo žádný poplatek. Přičtením dopravného může cena produktu vzrůst na úroveň ceny v kamenném obchodě. V posledních měsících zavedli obchodníci poplatek i za osobní odběr ve výdejních místech. Na centrálách bývá osobní odběr zdarma. Podobný tlak na cenu jako vyhledávače zboží vyvíjí i slevové portály. Jedná se o web nabízející služby a produkty s významnou slevou. Díky zvýhodněným nabídkám mohou firmy přivést nové návštěvníky na svůj web a zviditelnit se. Provozovatel je prostředníkem mezi dodavatelem a nakupujícím. Slevové nabídky nepřináší firmě příliš velký zisk díky vysokým provizím provozovatelů slevových portálů. Provize se pohybují okolo 10 až 20% v závislosti na vyjednávací síle obchodníka. V České republice jsou podle objevit.cz ceny na internetu nižší a v kamenných obchodech vyšší než je evropský průměr. Šíře nabídky e-shopů je průměrně 2,5 krát větší než u velkého kamenného prodejce. V České republice utratí na internetu 5 až 12,5 tisíce korun ročně 29% uživatelů internetu a 12,5 až 25 tisíc korun 25% uživatelů. Průměrný roční internetový účet činí 20,8 tisíce korun [5]. Shrnutí:    

Virtuální prostředí snižuje obchodníkům náklady na provoz, propagaci a dosažení cílové skupiny. Ceny ve virtuálním prostředí jsou více flexibilní a rychleji reagují na poptávku kupujících. Díky aktivnímu vyhledávání produktů uživateli internetu dochází k většímu ztlačování cen oproti fyzickému prostředí. Renomovaní prodejci fyzického i virtuálního prostředí dokáží prodat zboží za vyšší ceny díky stálosti značky a kvalitnímu servisu.

2.2 PRODUCT Produkty obchodované na internetu se rozdělují podle několika hledisek. Objektem prodeje jsou produkty nebo služby. Produkty mohou být jak hmotné, tak nehmotné, digitální. Fyzické prostředí postrádá oproti virtuálnímu digitální produkt. Digitální produkt je vyjádřen formou datového souboru a je možné jej dodat přímo skrze internet. Mezi datové soubory patří například knihy, články, noviny, hudba, video, počítačové hry, letenky, vstupenky, programy, finanční a pojišťovací služby a další. Nehmotné produkty jsou charakteristické vysokými náklady na výrobu a nízkými náklady na reprodukci. Tuto charakteristiku splňují počítačové

AIP Scholaris

5

hry, software a další. Díky jednoduché reprodukci je nelegálně sdílí miliony uživatelů internetu. Hmotné produkty narozdíl od digitálních vyžadují logistické aktivity. Produkty a služby rozlišujeme také podle míry přizpůsobení požadavkům zákazníka. Standardně si lidé kupují zboží vyráběné sériově s udanými parametry podle firemních nabídek. Tyto výrobky se běžně prodávají na internetových obchodech a obecně trzích B2C. Řada obchodníků však přizpůsobuje vlastnosti produktu podle požadavků zákazníka za patřičný příplatek. Jedná se zejména o drahé produkty obchodované na trzích B2B. Vhodným příkladem jsou webové stránky automobilek, kde si člověk může navrhnout auto podle svých představ do nejmenších detailů. Taková výroba je především kusová a velmi drahá. Některé výrobky označujeme výrazem „search good“. Tyto výrobky jsou notoricky známé a není nutné je předem vyzkoušet. Takové zboží je například elektronika, dárkové předměty a jiné. Protikladem je „experience good“, které není vhodné pro prvotní nákup. Prvotní nákup probíhá v kamenné pobočce, kde zákazník získá první zkušenosti s produktem. Pokud je spokojen, může opakovaně nakupovat toto zboží přes internet. Existují produkty nevhodné pro internetový prodej, kde jsou překážkou jejich specifické vlastnosti, legislativa a celková složitost prodeje. Nevhodné pro takový prodej mohou být stroje, lokomotivy, zbraně, chemikálie, trhaviny, drogy, léky, zvířata a další. V těchto případech internet slouží k dojednání podmínek pro jejich následný prodej. Shrnutí:      

Virtuální prostředí poskytuje větší výběr produktů. Digitální produkty se prodávají pouze ve virtuálním prostředí. Vyhledávání produktů je na internetu jednodušší díky vyhledávačům a porovnávačům zboží. Virtuální prostředí umožňuje nelegální sdílení digitálních produktů. Ve fyzickém prostředí můžeme produkty kvalitativně zhodnotit. Existují produkty nevhodné pro obchodování ve virtuálním prostředí jako například lokomotivy, trhaviny, léky, zvířata a další.

2.3 PLACE Distribuce a distribuční politika je soubor činností, které zajišťují dodání výrobků ve správný čas na určité místo, kde bude spotřebován. Správně zvolená distribuční politika uspokojí dodáním výrobků správným kanálem potřeby cílové skupiny zákazníků. Hlavními prvky distribuce jsou doprava, tvorba nabídek, kontaktování zákazníků, informování, skladování. V závislosti na zpětné vazbě distribuce můžeme optimalizovat dodávané množství, skladování a měnit nabídky zboží. V distribučních tocích nejde pouze o pohyb hmotných výrobků. Jde také o pohyb vlastnictví, finančních prostředků, propagačních materiálů a objednávek. Distribuční cesty dělíme na přímé a nepřímé. Přímá cesta nezahrnuje žádné mezičlánky. Výrobce prodává zboží přímo spotřebitelům. Výhodami této cesty jsou nízké náklady, zpětná vazba, kontrola nad kvalitou a cenou výrobku. Výrobce se zabývá hlavně výrobou, a tak může mít problém s dostatečnou propagací a zajištěním dostupnosti výrobků v určitých geografických oblastech. Přímý prodej lze realizovat formou vlastní prodejny, podomním prodejem, pomocí automatů nebo při reklamních akcích. Nepřímá distribuce zahrnuje mezičlánky, které tvoří profesionální prodejci zajišťující kvalitní propagaci i distribuci. Mezičlánky zajišťují prodej výrobků, komunikaci a stimulaci zákazníka, skladování, přepravu zboží, balení a jiné.

6

Karásek

Distribuční strategie můžeme rozdělit na exkluzivní, intenzivní a selektivní. Exkluzivní strategie je volena pro luxusní zboží, kterého není vyrobeno mnoho. Zákazník musí splnit určitá kritéria a mít dostatečné finanční prostředky. Takovou strategii můžeme vidět u luxusních sportovních automobilů. Automobilka omezuje počet dealerů a ceny vozů jsou pro běžného uživatele nedosažitelné. Intenzivní distribuce se snaží výrobkem zaplavit co největší počet prodejen. Jedná se o rychloobrátkové zboží každodenní spotřeby například potraviny, zubní pasty, svačinové sáčky a jiné. Selektivní strategie využívá několika vybraných prostředníků, kteří zboží prodávají. Zboží je dlouhodobě spotřebováváno a nákup je tedy občasný. Zde mohu navázat na aktuální problém s tak zvanými „šmejdy“. „Šmejd“ je současný termín označující prodejce, se snaží pod nátlakem prodat nekvalitní výrobky určité cílové skupině. Cílovou skupinu tvoří především senioři, kteří snáze podlehnou manipulaci a nátlaku prodejců. Na internetu se prodávají stejné produkty jako ve fyzickém prostředí. Místo kamenné pobočky zákazníci nakoupí v internetovém obchodě a distribuce hmotného zboží zůstavá stejná. Výjimku tvoří digitální produkty, jejichž distribuce probíhá téměř okamžitě bez dalších nutných nákladů na dopravu. Ve virtuálním prostředí není nutné tisknout reklamní materiály, a tak je i distribuce reklamy na internetu rychlejší než v prostředí fyzickém. Internetová reklama působí okamžitě a distribuce vyžaduje minimální náklady. Shrnutí:   

Virtuální prostředí umožňuje vyšší rychlost distribuce. Produkty prodávané v obou prostředích vyžadují pro doručení logistické služby. Výjimku tvoří produkty digitální. Změny provedené ve virtuálním prostředí nabývají účinnosti rychleji než v prostředí fyzickém.

2.4 PROMOTION Posledním čtvrté P je Promotion, které volně překládáme jako marketingovou komunikaci. Marketingová komunikace nemá v českém prostředí dlouhou tradici. Komunikace již není pouhým prostředkem výměny informací, nýbrž se jedná o velmi sofistikovanou multifunkční disciplínu. Hlavním úkolem je vytvoření nějaké nové hodnoty, prodání výrobků, upoutání pozornosti, přesvědčování, vyvíjení nátlaku na kupující a další. Síla reklamy byla demonstrována projektem s názvem „Pet Rock“, který lze nalézt na Wikipedii [3]. Obyčejné kameny byly úspěšně prodávány jako domácí mazlíčci. Pro dobrou komunikaci jsou nezbytné předpoklady jasné vize, jedinečnost, odlišnost, uznávaná značka, provázanost a plánování marketingových aktivit. Všechny tyto atributy přináší 5M marketingové komunikace [1, str. 240]:     

Mission - poslání Message - sdělení Media - použití média Money - peníze Measurement - měření výsledků

Poslání reklamy formuluje výsledná očekávání. Sdělení je informace, která putuje k zákazníkovi a ten zpětně reaguje. Sdělení může být úderné agresivní či nenápadné. Protikladem nenátlakové reklamy internetu je televize, ze které se ozývají hesla vybízející

AIP Scholaris

7

k nákupu. Tradiční média, jako je rádio, televize, noviny, časopisy, jsou média „push“. Například v televizních reklamních blocích nám obchodníci vrývají své produkty téměř násilím do hlavy. Internet je naprostým protikladem a označujeme jej jako „pull“ médium. Lidé cíleně hledají produkty a služby, aby uspokojili své potřeby. Reklama je podávána bez nátlaku a agresivních zvukových projevů. Předposledním bodem 5M jsou peníze. Firma vynakládá na marketing buď určité procento firemních prostředků, anebo určuje rozpočet odhadem nákladů jednotlivých marketingových aktivit. Před začátkem marketingové kampaně je důležité vědět, jak budou měřeny výstupy. Měření výsledků online kampaní je jednoduché díky analytickým nástrojům jako například Google Adwords a Google Analytics. Oproti internetu nejsou výsledky kampaní v tradičních médiích přesně měřitelné. Internetová kampaň realizovaná například v prostředí Google Analytics přesně vyhodnotí, kolik uživatelů zhlédlo reklamní inzerát a kolik z těchto uživatelů nakoupilo produkt. Máme tedy konkrétní údaje pro určení finančních prostředků k vyjádření úspěšnosti kampaně. Zkreslení je minimální. Komunikace se zákazníkem může probíhat několika způsoby. Těmito možnostmi, jak komunikovat se zákazníkem, se zabývá komunikační mix. Hlavními prvky komunikačního mixu jsou reklama, podpora prodeje, public relations a přímý marketing, osobní prodej [4, str. 11]. U osobního prodeje závisí hlavně na charakteru a dovednostech prodejce. Při online prodeji o úspěchu obchodu rozhoduje kvalita webových stránek. Shrnutí:    

Virtuální prostředí umožňuje přesněji měřit výsledky reklamních kampaní. Ve virtuálním prostředí jsou k dispozici zdarma nástroje pro tvorbu a měření reklamních kampaní. Virtuální reklama na internetu je převážně textová nebo obrázková. Nejrozšířenější reklamou na internetu je reklama PPC.

3 ZÁVĚR Z obecnějšího hlediska lze charakterizovat virtuální prostředí jako více turbulentní oproti fyzickému, protože je poskytováno všem nepřetržitě. V jednu chvíli můžete nabídnout zákazníkům z celého světa své produkty, což u fyzického prostředí možné není. Při vytváření marketingového konceptu však běžně využíváme obou prostředí, právě z důvodu jejich velkých odlišností. Mezi produkty a službami jsou však výjimky, které lze prodávat buď v jednom anebo v druhém prostředí. Jedná se například o léky, zbraně, zvířata nebo digitální produkty. Virtuální prostředí představuje místo, kde zákazník snadno najde mnoho prodejců stejného produktu a během chvilky porovná jednotlivé nabídky podle požadovaných parametrů. Tato přednost virtuálního prostředí je však vykoupena nemožností přijít do fyzického kontaktu s objednávaným zbožím, což naopak nabízí prostředí fyzické. Proto se internetoví prodejci spíše uchylují k prodejnímu konceptu, který zahrnuje jak internetový obchod, tak i kamenné pobočky nebo showroomy. Z hlediska reklamy představuje virtuální prostředí hlavní kanál pro prodej produktů a služeb díky kvalitním aplikacím a technologiím, jež umožňují měřit a vyčíslovat výsledky reklamních kampaní. To ve fyzickém prostředí bohužel tak dobře nelze. Dedikace: Příspěvek byl zpracován jako součást projektu VŠE IGS F4/18/2014

8

Karásek

4 SEZNAM POUŽITÝCH ZDROJŮ [1]

JAKUBÍKOVÁ, Dagmar. Strategický marketing: [strategie a trendy]. 1. vyd. Praha: Grada, 2008, s. 240. ISBN 978-80-247-2690-8.

[2]

KOTLER, Philip. Marketing management: analýza, plánování, realizace a kontrola. 1. vyd. v čes. jazyce. Praha: Victoria Publishing, 1992, s. 28. ISBN 80-85605-08-2.

[3]

PetRock. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2001 [cit. 2013-12-02]. Dostupné z: http://en.wikipedia.org/wiki/Pet_Rock

[4]

POSPÍŠIL, Jan a ZÁVODNÁ, Lucie Sára. Jak na reklamu: praktický průvodce světem reklamy. Vyd. 1. Kralice na Hané: Computer Media, 2012, s. 9. ISBN 978-80-7402115-2.

[5]

TZ: V ČR jsou ceny na internetu nižší a v obchodě vyšší, než je průměr EU. In: Objevit.cz [online]. 2012 [cit. 2013-11-13]. Dostupné z: http://objevit.cz/v-cr-jsouceny-na-internetu-nizsi-a-v-obchode-vyssi-nez-je-prumer-eu-t7995

AIP Scholaris 3(1), 2014, 9–17, ISSN 1805-613X Online: scholaris.vse.cz

Zkoumání poinstalačního užití informačních systémů: přístup pomocí nástrojů systémové dynamiky 1

1

1

Ondřej Koch , Kristýna Valdová , Jan Hurych 1

Fakulta informatiky a statistiky, Vysoká škola ekonomická v Praze nám. W. Churchilla 4, 130 67 Praha 3 [email protected]

Abstrakt: Práce zkoumá problémy, které doprovázejí poinstalační užití ERP systémů, za pomocí metod systémové dynamiky. Dřívější model je zjednodušen pro běžný byznys a zkoumá příčiny propadů výkonnosti ve firmě, které nastávají bezprostředně po instalaci nového ERP. Míra užití IS je v rámci modelu chápána jako soulad mezi jeho kvalitou, možnostmi a schopnostmi uživatelů pracovat s ním. Testování ukázalo, že pouze soulad všech zmíněných kritérií vede k uspokojivému užití IS v hospodářské organizaci. Klíčová slova: PIS, výkon, uživatelské pojetí, byznys procesy, kvalita IS

Title: Importance of e-learning in information society Abstract: This work examines problems associated with post-installation use of ERP systems using the methods of system dynamics. The former model is simplified for the current businesses and examines the causes of drops in company performance that occur immediately after installing a new ERP. The IS use rate within the model is understood as the unity between its quality, capability and the ability of users to work with it. Testing has shown that only the consistency of all of these criteria leads to a satisfactory use of the IS in the organization. Keywords: ERP, performance, user approach, business processes, IS quality

Vypracováno v rámci magisterského semináře: Systémová dynamika (Cílem předmětu je rozvoj systémového myšlení a chápání dynamických souvislostí u studentů – budoucích informačních manažerů a seznámení s možnostmi modelové a počítačové podpory tohoto procesu.) Vyučující semináře: doc. Ing. Stanislava Mildeová, CSc.

10

Koch, Valdová, Hurych

1 ÚVOD Informační systémy jsou nezbytné k zajištění podnikových byznys procesů. Mezi nejobvyklejší širokospektrální systémy, které se k tomuto účelu využívají, patří ERP, CRM, účetní a rozpočtové systémy. Společnosti do vývoje a zajištění těchto systémů investují nemalé finanční prostředky. Platí přitom, že zaměstnanci a manažeři musí systémy v podniku využívat, aby mohli zajistit správný průběh adekvátních byznys procesů. Když už se podaří systém efektivně vyvinout a zajistit jeho fungování, často se stává, že se nedokáže dostat do rovnovážného stavu, ve kterém by byl schopen zajistit fungování firmy. I kdyby se systém do takového stavu dokázal dostat, tak se v přechodném období obvykle objevuje pokles produktivity. Díky tomu je v zájmu vědy i praktického využití zkoumat tuto dynamiku a zjistit, proč jsou výstupy systému, v tomto případě míra užití systému a práce vykonaná v systému, nerovné (Sahasrabudge, Kanungo [1]). Zatímco se dřívější výzkum zaměřoval především na samotnou akceptaci informačních technologií a systémů, model Sahasrabudgeho a Kanunga [1] se zaměřuje zejména na přechodné období po instalaci, které u velkých informačních systémů trvá obvykle prvních 6 až 12 měsíců. Toto období je kritické zejména proto, že má systém největší vliv na uživatele (a uživatelé zároveň ovlivňují jeho budoucí rovnovážný stav) a management má zároveň možnost činit nápravná opatření (údržbu systému, další školení a podporu provozu). Je velmi důležité vědět, které kombinace těchto zásahů zvýší šanci na efektivní využívání systému, a zároveň napomohou ke zkrácení období poklesu produktivity. Většina z dříve provedených studií na toto téma se zaměřovala na dlouhodobé užití informačních systémů a využívala teoretické či statické modely. Takové přístupy nedokážou plně postihnout vzájemné dynamické ovlivňování se mezi charakteristikami systému, byznys procesy a uživateli. Neberou v úvahu ani zpětnou vazbu uživatelů na tyto charakteristiky, které mají zásadní vliv na práci vykonanou v systému. Systémově-dynamický model, který navrhují Sahasrabudge a Kanungo [1], je oproti tomu úvodním pokusem o postižení tohoto ovlivňování se a zahrnutí zpětné vazby, která je neodmyslitelná při užívání podnikových informačních systémů. Autoři vychází z toho, že existuje zjevná mezera ve výzkumu užití podnikových informačních systémů okamžitě po instalaci a výzkumu vlivu manažerských zásahů v tomto období na následné užití těchto systémů. Je důležité se touto mezerou zabývat, neboť jde o kritický čas, ve kterém je ještě možné zasáhnout s pomocí nápravných opatření (jsou-li třeba), pokud systém neprodukuje očekávané výsledky. Koncept prezentovaný v materiálu (Sahasrabudge, Kanungo [1]) sestává ze tří základních komponent: 1. Sada byznys procesů (BP) 2. Informační systém (IS) – poskytuje funkce k zajištění BP 3. Uživatelé informačního systému – zaměstnanci, manažeři a externisté, kteří potřebují vědět, jak fungují byznys procesy i informační systém Informační technologie nejsou součástí konceptu. Očekává se, že fungují tak, jak se od nich očekává, aby dokázaly podpořit bezproblémový provoz IS. Výše zmiňovaný materiál je využit pro návrh vlastního modelu v rámci naší semestrální práce.

AIP Scholaris

11

2 DEFINICE ÚČELU A PROBLÉMU Při zavádění podnikových informačních systémů do organizace se tyto obvykle potýkají s propadem produktivity a míry užití těchto systémů, který je způsoben nedostatečným proškolením uživatelů, nízkou kvalitou systému či špatným navázáním na procesy v organizaci. Účelem modelu je prokázat, že schopnost práce s IS, kvalita IS a možnosti IS mají vliv na míru užití IS, což je veličina, kterou management sleduje při nasazení podnikových IS do provozu, a mohou ji v pozitivním i negativním směru ovlivňovat. V našem modelu abstrahujeme od finančních intervencí modelu Sahasrabudgeho a Kanunga [1]. Časový horizont modelu je 6 měsíců s kroky po týdnech, avšak je možné používat jej i po delší dobu (řádově roky) bez problému.

3 FORMULOVÁNÍ DYNAMICKÝCH HYPOTÉZ Mezi klíčové hypotézy, na kterých je model postaven, patří následující: 



Míra užití IS, tedy hladina, kterou manažeři sledují, je ovlivněna dále dělitelnými proměnnými, které kvalitně popisují systém a jeho blízké okolí a jejichž vzájemné působení má zásadní vliv na růst či pokles míry užití IS. Míra užití IS je kromě těchto externích proměnných ovlivněna také časovými kroky. Systém může být, ukáže-li se jako neefektivní pro uživatele, po čase opuštěn; naopak vysoká kvalita může vést ke spokojenému stoprocentnímu využití systému.

4 FORMULACE MODELU SYSTÉMOVÉ DYNAMIKY Dynamické hypotézy jsme převedli do konkrétnějších rozměrů:  





Schopnosti práce, Kvalita IS a Možnosti IS jsou dále dělitelné proměnné, které ovlivňují manažersky sledovanou hladinu „Míra užití IS“. Je-li součin hodnot těchto dělitelných proměnných nižší než prahová hodnota, klesá manažersky sledovaná hladina „Míra užití IS“ k nule, neboť systém není dostatečně kvalitní / nesedí na byznys procesy / nemá dostatečně proškolené uživatele, takže není používán. Je-li naopak součin hodnot dělitelných proměnných vyšší než prahová hodnota, systém je využíván ke spokojenosti jeho uživatelů i managementu, „Míra užití IS“ roste. Nálada uživatelů systému, která je jedinou náhodnou veličinou v modelu, je stanovena jako nadprůměrná, tudíž se očekává, že Míra užití IS poroste; přenastavení nálady uživatelů či dalších proměnných může způsobit i výsledek vedoucí ke kompletnímu vysazení systému z provozu.

12

Koch, Valdová, Hurych

Pro funkční model je nejprve nutné definovat všechny jeho prvky: 





















Profesní stáří uživatelů určuje, jak dlouho již uživatel v organizaci pracuje. Veličina je definována na škále od 0 do 1. Hodnota 0 znamená právě přijatého uživatele, hodnota 1 profesně etablovaného uživatele. Počáteční hodnota této proměnné je 1. Proškolení uživatelů určuje, jak kvalitně a dlouho byli uživatelé systému proškoleni. Veličina je definována na škále od 0 do 1. Hodnota 0 znamená zcela neproškolené uživatele, hodnota 1 perfektně proškolené uživatele. Počáteční hodnota této proměnné je 0,9. Nálada uživatelů je definována na škále od 0 do 1. Hodnota 0 znamená uživatele se zcela špatnou náladou, hodnota 1 perfektně naladěné uživatele. Tato proměnná je definována jako náhodná s hodnotami od 0,6 do 1; v modelu mohou být tyto hodnoty předefinovány a simulována organizace s negativněji naladěnými pracovníky. Investované prostředky jsou definovány na škále od 0 do 1. Hodnota 0 znamená investici nulového množství prostředků do vývoje systému, hodnota 1 investici zcela adekvátního (maximálního prospěšně možného) množství prostředků do vývoje systému. Počáteční hodnota této proměnné je 1. Prostředky na údržbu jsou definovány na škále od 0 do 1. Hodnota 0 znamená investici nulového množství prostředků na údržbu, hodnota 1 investici zcela adekvátního (maximálního prospěšně možného) množství prostředků na údržbu. Počáteční hodnota této proměnné je 0,95. Proměnná Kvalita analýzy popisuje to, s jakou pečlivostí a znalostmi byla provedena úvodní analýza celého informačního systému. Je definována na škále od 0 do 1, přičemž 0 znamená zcela špatnou úvodní analýzu, 1 perfektní úvodní analýzu. Implicitní hodnota této proměnné je 1. Proměnná Proměnlivost procesů popisuje to, jak často se v rámci hospodářské organizace mění byznys procesy. Je definována na škále od 0 do 1, přičemž 0 znamená neustále se měnící procesy, 1 zcela neměnné procesy. Implicitní hodnota této proměnné je 0,9. Možnosti IS jsou definovány jako součin Kvality analýzy a Proměnlivosti procesů. Z definice těchto dílčích proměnných je zřejmé, že i Možnosti IS jsou definovány na škále od 0 do 1, přičemž 0 znamená to, že IS nepodporuje žádné byznys procesy; hodnota 1 znamená to, že IS kopíruje byznys procesy perfektně. Schopnosti práce s IS jsou definovány násobkem Profesního stáří, Proškolení a Nálady uživatelů. Jsou definovány na škále od 0 do 1, přičemž 0 znamená žádné schopnosti práce s IS, hodnota 1 pak perfektní schopnosti práce. Kvalita IS je definována násobkem Investovaných prostředků a Prostředků na údržbu systému. Pohybuje se na škále od 0 do 1, přičemž 0 znamená nekvalitní systém s mnoho bugy, hodnota 1 pak systém s absolutní kvalitou a žádnými bugy. Míra užití IS je klíčovou, manažersky sledovanou, veličinou modelu. Její implicitní hodnota je 0,6. Určuje, nakolik uživatelé systém užívají, a to na škále od 0 do 1. Hodnota 0 znamená zcela nepoužívaný systém, hodnota 1 systém, který všichni používají. Hladinu ovlivňuje růst míry užití IS a pokles míry užití IS v týdenních časových krocích.

AIP Scholaris 



13

Je-li součin Kvality IS, Možností IS a Schopností práce s IS větší než prahová hodnota 0,5, pak je růst míry užití IS 0,1 jednotky týdně; je-li menší či roven 0,5, je růst míry užití IS 0. Je-li součin Kvality IS, Možností IS a Schopností práce s IS menší než prahová hodnota 0,5, pak je pokles míry užití IS 0,1 jednotky týdně; je-li větší či roven 0,5, je pokles míry užití IS 0.

Příčinný smyčkový diagram na počátku našeho bádání vypadal následovně - viz Obr. 1:

Obr. 1. Příčinný smyčkový diagram

V průběhu tvorby systémově dynamického modelu (diagramu stavů a toků) jsme na základě pedagogických doporučení dospěli ke zjednodušení tohoto příčinného smyčkového diagramu. Model samotný (tedy diagram stavů a toků) měl pak následující podobu (modelováno s použitím aplikace Powersim) viz Obr. 2:

14

Koch, Valdová, Hurych

Obr. 2. Model poinstalační míry užití IS

Vztahy mezi veličinami modelu jsou matematicky definovány následovně:    



Schopnosti práce s IS = Nalada_uzivatele*Profesni_stari_uzivatele*Proskoleni_uzivatele Kvalita IS = Investovane_prostredky*Prostredky_na_udrzbu¨ Možnosti IS = Kvalita_analyzy*Promenlivost_procesu Růst míry užití IS = IF(Mira_uziti_IS=1;0;(IF((Kvalita_IS*Moznosti_IS*Schopnosti_prace_s_IS)> 0,5;0,1;0))) Pokles míry užití IS = IF(Mira_uziti_IS=0;0;IF((Kvalita_IS*Moznosti_IS*Schopnosti_prace_s_IS)<0,5;0,1; 0))

AIP Scholaris

15

5 TESTOVÁNÍ Na grafu 1 je zobrazen standardní průběh pro implicitní nastavení jednotlivých veličin modelu:

Graf 1. Standardní průběh modelu

Systém je používán, dochází pouze k občasným výkyvům způsobených špatnou náladou pracovníků. V rámci fáze testování jsme testovali výsledky pro hraniční hodnoty, které jsme nastavovali jednotlivým proměnným. Nastavení hodnoty 0,5 a nižší pro kteroukoliv dílčí proměnnou znamená, že Míra užití IS klesne na nulu během šesti týdnů, jak je vidět na následujícím grafu 2.

Graf 2. Výsledek modelu pro nízkou prahovou hodnotu

Pokud se Nálada uživatelů IS mění průběžně v rámci náhodné hodnoty od 0 do 1 (tedy nikoliv od 0,6 do 1 jak je implicitně nastaveno), je možné se dočkat téměř jakéhokoliv výsledku – viz Graf 3.

16

Koch, Valdová, Hurych

Graf 3. Jeden z výsledků pro zcela náhodnou Náladu uživatelů

Nastavení Nálady uživatelů IS na nízkou hodnotu (např. do rozmezí 0 – 0,6) způsobí stejné výsledky, které zobrazuje Graf 2. Při nastavení dílčích veličin, které definují kvalitu systému, na maximální hodnoty rovné jedné a nastavení nálady do původního rozmezí 0,6 až 1, absolutně nezáleží na tom, jaká je nálada uživatelů. Míra užití IS poroste a během čtyř týdnů bude absolutní, jak ukazuje následující graf 4.

Graf 4. Vysoké hodnoty pro dílčí proměnné způsobují nezávislost systému na Náladě uživatelů

6 ZÁVĚRY A DOPORUČENÍ PRO ZMĚNU PODNIKOVÝCH POLITIK Náš model ukázal, že definované externí proměnné mají zásadní vliv na míru užití informačního systému nasazeného do organizace. Soulad veškerých dílčích proměnných má pozitivní vliv na míru užití systému a vede k výsledkům, které management od IS očekává. Naopak podcenění byť jediné proměnné může dospět k opuštění informačního systému a zmaření investice. Z toho plynou následující doporučení pro management organizace a podnikové politiky:

AIP Scholaris   



Je třeba dbát na možnosti samotného informačního systému, nepodcenit úvodní analýzu a včas podchytit proměnlivost procesů v organizaci. Kvalita informačního sytému hraje taktéž zásadní roli. Adekvátní prostředky věnované nejen úvodní investici, ale také údržbě systému, jsou klíčové pro správné fungování. Uživatelé jsou stěžejní částí organizace a jejich školení není radno podceňovat. Proměnlivost jejich nálady může mít zásadní vliv na konečný výsledek, který management organizace sleduje, tedy na míru užití nasazeného informačního systému. I používaný systém může být opuštěn, pokud není všem prvkům systému věnována kontinuální pozornost. Pokles hodnoty byť jediné z dílčích proměnných pod prahovou hodnotu znamená opuštění systému. Každý prvek je pro systém klíčový; systém funguje jako celek.

7 SEZNAM POUŽITÝCH ZDROJŮ [1]

17

SAHASRABUDGE, V. a KANUNGO, S. A system dynamics model of postinstallation use of enterprise informations systems [online]. Proceedings of the 29th International Conference of the System Dynamics Society. Washington DC, 2011 [vid. 2013-09-29]. Dostupné z: http://www.systemdynamics.org/conferences/2011/proceed/papers/P1244.pdf

AIP Scholaris 3(1), 2014, 18–34, ISSN 1805-613X Online: scholaris.vse.cz

3D-zobrazování 1

Jakub Rajský 1

Fakulta informatiky a statistiky, Vysoká škola ekonomická v Praze nám. W. Churchilla 4, 130 67 Praha 3 [email protected]

Abstrakt: Práce popisuje vybrané techniky 3D zobrazování a porovnává je podle typu média, které slouží pro jejich uchování a presentaci. Techniky 3D zobrazování se dramaticky změnily počátkem 21. století. Od roku 2007 byla konkrétně technika 3D tisku zdokonalována natolik, že změnila dosavadní základy průmyslové výroby. Může vývoj 3D tisku způsobit průmyslovou revoluci? Odpověď na tuto otázku je zkoumána v této práci. Klíčová slova: 3D tisk, zobrazování, model, médium, materiály

Title: Importance of e-learning in information society Abstract: This seminar work describes some of 3D technics and compares them according by type of the media – for preserving and presentation. The 3D technics have dramatically changed during 21st century. In 2007 the 3D printing was invented in a way, which has changed existing basis of manufacturing production. Can evolution of the 3D printing cause next industrial revolution? You can find an answer in this seminar work. Keywords: 3D printing, viewing, imaging, model, medium, materials

Vypracováno v rámci magisterského semináře: Informace a média (Cílem kurz je seznámit studenty s různými formami informace v návaznosti na odlišné formy komunikace. Důležité místo je věnováno informačnímu řetězu v různých situacích. Pozornost je rovněž zaměřena na různé teorie působení médií a popis mediálního publika.) Vyučující semináře: Mgr. Ing. Tomáš Sigmund, Ph.D.

AIP Scholaris

19

1 ZKOUMANÁ OTÁZKA Jaké známe 3D techniky zobrazování? Jsou skutečně 3D? Mohou techniky 3D zobrazování způsobit průmyslovou revoluci nebo už jí způsobily? Seminární práce na téma 3D zobrazování obsahuje odpovědi na výše uvedené otázky. Hlavní myšlenkou této práce je odpovědět na třetí otázku (průmyslová revoluce) a to popsáním a představením nové technologie 3D zobrazování.

2 CO JE TO 3D? “3D či 3-D je zkratka výrazu trojdimenzionální, trojrozměrný a označuje svět, který je možné popsat třemi rozměry (viz kartézská soustava souřadnic); předměty ve trojrozměrném světě mají objem. Zkratka 3D často označuje techniky používané pro zobrazení či prohlížení zdánlivě trojrozměrných objektů na plochém (dvojrozměrném, 2D) médiu (na papíře, filmovém plátnu, počítačové obrazovce apod.).” [1]

3 3D ZOBRAZOVÁNÍ, MODEL A MÉDIA Jaká média byla historicky používána pro 3D zobrazování? Trojrozměrné modelování zní pro laika poměrně technicky, proč to nezjednodušit na modelování? Ostatně naši předkové modelovali např.: totemy, bůžky, amulety, sochy. Jaký byl jejich účel? Chtěli vytvořit (vymodelovat) nějaký objekt, který byl zhmotněním jejich představ, vize. Prostřednictvím tohoto modelu (média) pak mohli sdílet svou ideologii, nápad, sny. Modely pak zachycovaly skutečný nebo smyšlený objekt. Modelem lze zjednodušit skutečný objekt z důvodu jeho velikosti, znovupoužitelnosti, nebo pro potřeby množení na více kusů. Model lze využít jako médium pro zachycení koncepčních, inspirativních a inovativních informací. 3D zobrazování a média mohou sloužit i pro pobavení nebo získávání informací. Dnešní doba je charakteristická tím, že se lidé chtějí bavit a tak jsou nová média1 využívána pro zachycení obrazu, zvuku do pohyblivých instalací či 3D modelů. Navazují na počátky stereoskopie. _

4 VÝVOJ MÉDIÍ A 3D ZOBRAZOVÁNÍ Spolu s vývojem médií se vyvíjely i techniky 3D zobrazování. Zprvu to mohly být již zmiňované sošky, později se objevily jeskynní malby, s rozvojem umění se objevily mramorové sochy, dále pak 2D předlohy a s rozvojem výpočetní techniky softwarové modely z nich vytvořené a dnes často používané 3D modely. Médium jako nositel informace se opravdu vyvíjí, z výše uvedeného vývoje by se dalo hovořit i o určitém “cyklickém” vývoji, kdy forma média 2D střídá 3D a naopak. Dále o vývoji médií a 3D zobrazování viz níže.

1

Nová média - New media - “Nová média se začala významněji šířit s příchodem nové multimediální elektroniky a osobních počítačů, které umožnily snazší kreativní práci s fotografiemi, videem a zvuky.” [2]

20

Rajský

5 VZNIK 3D ZOBRAZOVACÍCH TECHNIK Jako vznik 3D zobrazovacích technik je udáváno objevení principů stereoskopie a vynalezení stereoskopu Charlesem Wheatstonem, profesorem Experimentální Filosofie King’s College v Londýně, roku 1838. [3] Stereoskop se využívá se přes 170 let. Je to zařízení zobrazující trojdimenzionální obrázky. Stereoskop, stereograf či stereoskopické brýle se používají na prohlížení fotografií nebo grafické předlohy. Objekt na fotografii/předloze je nasnímán z rozdílných úhlů a při následném nahlížení pomocí konstrukce se výsledný obraz jeví jako plastický. Tímto vynálezem se lidé přiblížili modelování prostorových objektů ve 2D prostředí, umožnilo jim to médium fotografie, kresba, tisk. Další milník vývoje 3D zobrazování byl položen s příchodem počítačového zpracování informací a zobrazování výstupu na připojeném monitoru. S vhodným programovým vybavením bylo možné vytvářet 3D modely, manipulovat s nimi. Technologický rozvoj v oblasti výpočetní techniky byl ke konci 20. století velmi rychlý a díky tomu se výpočetní technika stala dostupnější i v domácnostech. S růstem výpočetního výkonu se stalo modelování dostupnější. Nadšenci či komunitní skupiny sdíleli prostřednictvím nových médií postupy modelování. Těmto postupům se věnují další kapitoly.

5.1 PRÁCE S 3D MODELY V úvodu této práce jsou popsány případy využití modelů (náboženství, zjednodušení, množení). Modely slouží také pro zjednodušení reálných objektů, které jsou příliš složité nebo by práce s nimi nebyla možná. Takto vytvořený model poté slouží pro různé simulace a testování. Testování využívá prototypů. Prototyp je pokusný výrobek, na kterém probíhají testy. Testy mají napodobit zacházení se skutečným objektem reality. Tyto techniky jsou atraktivní například v automobilovém průmyslu. S modelem lze volitelně otáčet a manipulovat, spouštět procesy otevírání a zavírání či rozboru a kompletace. Lze využít i různých průletů kamery. Příklady objektů 3D modelování: 

modely aut,



automobilové komponenty,



hodinky, šperky,



byty, domy,



strojní součástky,



obuv - např. Nike,



zbraně,



lidské orgány



a další…

5.2 VYUŽITÍ Příklady objektů 3D modelování naznačily oblasti, kde je lze využít. Automobilový průmysl využívá 3D modelů například v aerodynamických tunelech, aby zjistili jejich reakci na rychle

AIP Scholaris

21

proudící vzduch, opírající se o karoserii při jízdě. Dále využívají modelů při tvorbě návrhů designových prvků automobilu, testování výdrže dílů při běžném užívání či při nehodě. Modelů se využívá i ve vědeckém průmyslu, při vyvíjení nových chirurgických, ortopedických či robotických prostředků.

5.3 SOFTWARE I na poli softwarového vybavení počítačů vzniklo mnoho programů pro modelování. Jejich rozdělení je podle oborů průmyslu a jeho odvětví, mohou být amatérské nebo profesionální. Verze programů a jejich typy mohou být placené nebo freeware (zdarma). Níže jsou vedené příklady: 

Autodesk AutoCAD



Autodesk Inventor



Google SketchUp



Autodesk Maya



TinkerCAD



Corel Graphics



Autodesk 3Ds Max

6 TECHNOLOGIE 3D ZOBRAZOVACÍCH TECHNIK V této kapitole jsou vybrané techniky 3D zobrazování. Rozsah práce neumožňuje popsat všechny techniky do detailu, s vysvětlením jejich principů do hloubky. Rozsah zpracování se odvíjí podle toho, jak odpovídají na zkoumanou otázku, která byla položena v zadání. Hlavním cílem je představení technologie 3D tisku a uvažování o jejím možném vývoji. Hlavně pak odpověď na otázku, zda může 3D tisk způsobit 3. průmyslovou revoluci. Pojem 3D tisk a jeho detailní popis, je rozepsán v kapitolách níže. Následuje výčet technik 3D zobrazování: 

Stereoskopické vnímání



Ultrazvuk



3D akcelerátory



3D snímání



3D tisk

6.1 STEREOSKOPICKÉ VNÍMÁNÍ Stereoskopické vnímání je zrakový vjem vyvolaný dvourozměrnou předlohou. Předloha zobrazuje rozdílné obrázky pro každé oko. V oblasti stereoskopie - jejího základního principu - rozdílné vnímání obrazu každým okem pozorovatele, existuje mnoho původních i nových přístupů, které ale přistupují rozdílně k technologickému řešení:

22

Rajský 

Samostatné obrazy pro každé oko: ruční prohlížečky.



Anaglyfické brýle: Červeno-modré a červeno-zelené.



Polarizace filtry na projektorech: 3D kino IMAX.



Aktivní zatmívané brýle: Z tekutých krystalů nebo komunikující s grafickou kartou PC.

6.2



RGB promítání na mírně posunutých vlnových délkách.



Autostereoskopické monitory.



HMD - dva mikrodispleje.



Holografie.



Technika šilhání očí.

ULTRAZVUK

“Ultrazvuk (UZ) je akustické vlnění, jehož frekvence leží nad hranicí slyšitelnosti lidského ucha, tedy nad hranící zvuku = cca 20 kHz. Tím pádem, byť má stejnou fyzikální podstatu jako zvuk, je pro lidské ucho neslyšitelný, ale řada živočichů může část ultrazvukového spektra vnímat (delfíni, psi, netopýři).” [4] Z hlediska využitelnosti ultrazvuku existuje několik vědecky prokazatelných účinků. Jedná se o účinky tepelné, mechanické (tlakové změny), fyzikálně-chemické (disperzní účinky pro tvorbu emulzí, suspenzí, pěn), biologické (biopozitivní, ireverzibilní morfologické změny). Nejznámějším způsobem využití vln ultrazvuku je sonografie, která se používá při lékařském využití. Speciální přístroj, jehož hlavice vysílající zvukové vlny o frekvenci 1 až 18 Mhz, procházejí tělem a odrážejí se od jednotlivých orgánů. [4] Využití je pak v chirurgii při diagnostice nádorových onemocnění, při gynekologickém vyšetření plodu v těle matky. Sonografie umožňuje vytvořit 3D model plodu a nastávající rodiče si tak mohou vytvořit vazbu na svého potomka již před narozením. 3D zobrazování není užitečné jen pro pozorování plodu, ale je užitečné i při prenatální diagnostice anomálií obličeje. Ještě před porodem lze zjistit rozštěpové vady obličeje a plastičtí chirurgové si tak mohou vybudovat představu o rozsahu problému. [5] 3D zobrazení (fotografie) bylo rozšířeno o 4D (video), kdy lze sledovat pohyb plodu “online” v průběhu vyšetření. Cena vyšetření se pohybuje okolo 1000 Kč za 15 - 25 minut. Výstup (4D) sonografie je hodnotným médiem pro vyšetřující lékaře i pro nastávající rodiče.

6.3 3D AKCELERÁTORY 3D akcelerátory se využívají pro běžná (herní) PC. Starají se vykreslování prostorových těles, popsaných pomocí hraniční reprezentace. 3D tělesa k zobrazení jsou v hraniční reprezentaci popsána svým povrchem rozděleným na plošné konvexní polygony. Základní grafickou operací se tyto polygony formují do objektů, překrývají se. Tato základní operace je rozšířena technikami osvětlení z různých úhlů pro dosažení realističtějšího dojmu. Polygony mohou být pokryty texturou - obalový materiál. Výpočet je velmi náročný na systémové prostředky počítače a tak jsou např. v herním průmyslu vyvíjeny stále výkonnější grafické čipy pro dosažení co nejrealističtějších výsledků.

AIP Scholaris

23

6.4 3D SNÍMÁNÍ 3D snímání slouží pro zachycení povrchu zkoumaného objektu. Zachycení objektu probíhá nejčastěji laserem - opticky, data potom slouží pro zpracování 3D modelu s pomocí specializovaného software. Specializovaný software umožňuje využít i běžných fotografií z více úhlů okolo snímaného objektu, tento software je schopný sestavit model i z těchto snímků bez potřeby zakoupení nákladného snímacího zařízení. Argumentem pro dražší variantu je větší přesnost na detaily snímaného objektu. Využití 3D snímání je zejména v reverzním inženýrství, kdy neexistují plány o objektu, a je třeba ho znovu vytvořit nebo převést do počítačového modelu pro další úpravy. 3D snímání lze využít opět i ve zdravotnictví pro snímání části těla, obličeje. Skener je schopný přenést veškeré záhyby těla včetně barvy. Tato technologie 3D zobrazování zajišťuje převod skutečného 3D objektu (s objemem) do počítačového 3D modelu. Převod může být uskutečněn automatizovaně, vložením objektu do skeneru, který automaticky převede objekt nebo lze potřebnou část objektu sejmout ručně, s pomocí snímacího zařízení. Zdroj obrázku: http://www.glasstech.cz/.

Obr. 1. Ukázka objektu 3D snímání – 3D fotografie do skla.

6.5 3D TISK Nyní k technologii 3D zobrazování. V této kapitole by měl být odůvodněn názor, že se jedná o velmi revoluční a také by zde měla být uvedena odpověď na zkoumanou otázku, která byla položena v úvodní kapitole této práce. 3D tisk není žádnou novinkou, pouze až v posledních pěti letech roste poptávka po této technologii a zařízení pro tisk a tiskové materiály jsou cenově dostupnější už i pro menší firmy, ba dokonce i domácnosti. Tak jako se vyvinulo video z pořizování fotografie, vyvinul se 3D tisk ze stereolitografie. Pro je nutností nejprve představit co je to stereolitografie a její vznik. 6.5.1 STEREOLITOGRAFIE - ZÁKLAD 3D TISKU “Stereolitografie je metoda vytváření objektů pomocí postupného vytvrzování polymerů pomocí působení záření různých vlnových délek, nejčastěji UV záření. Zaměřením záření na konkrétní místo pak vzniká vrstva částečně vytvrzeného polymeru. Na ni se nanáší další vrstvy. Předmět je tedy vytvářen z vrstev. Jedná se o jednu z nejpřesnějších metod 3D tisku: teoretická přesnost odpovídá velikosti molekuly polymeru. Proto se této metody využívá i při výrobě integrovaných obvodů.” [6]

24

Rajský

Další citovaná definice je pro vysvětlení stereolitografie (později 3D) tisku neméně významnou jako výše uvedená: “Stereolitografie (zkratka SLA) je označení procesu aditivní výroby nebo 3D tisku. Model při tomto postupu vzniká působením ultrafialového laserového paprsku na tekutou fotopolymerickou pryskyřici, která je působením laseru ztvrzována ve vrstvách, jejichž tvar vždy odpovídá dané vrstvě řezu STL modelu. Po vytvrzení vrstvy se platforma posune ve vertikálním směru o tloušťku další vrstvy (mezi 0,05 až 0,15 mmm), nanese se další vrstva pryskyřice a laser v ní opět vytvrdí vzor dle řezu STL modelu. Pro stavbu tvarově složitějších modelů je při stereolitografii nutno budovat dočasné podpory, které se po vyhotovení modelu manuálně odstraňují.Výhodou stereolitografie je možnost vytvářet velké modely s dobrými fyzikálními vlastnostmi, pro které lze takové výrobky dále obrábět nebo využívat například jako formy pro vstřikování plastů. Zařízením pro stereolitografii je však vlastní vyšší cena, což se týká také používaných materiálů.” [7] Stereolitografii jako novou technologii si nechal v roce 1986 (dva roky po vynálezu) patentovat vynálezce Charles Hull. V tomto roce založil společnost 3D Systems a vytvořil první komerční 3D tiskárnu, v této době se tak ještě nenazývala, ale sám vynálezce nazýval tuto technologii “sterelitografie” nebo “třídimenzionální tisknutí” a zařízení bylo pojmenováno v anglickém jazyce jako Stereolithography Apparatus. Později se ujala zkratka SLA. Na rozvoj reagovalo více výrobců, kteří vyvinuli podobné prostředky tisku. Tehdejší tisk byl s použitím laserů a materiálů nákladný. Deset let od patentování stereolitografie byl poprvé použitý termín “3D printing”. v České republice byl tento způsob tisku znám od roku 1995. Princip zařízení spočívá v rozložení digitálního modelu (.stl) do vrstev o tloušťce přibližně 0,15 mm a následném sestavení těchto vrstev do fyzického modelu v pracovním prostoru tiskárny. Některé zdroje píší o “zlaté horečce”, od roku 2003 bylo zaznamenáno přes 3500 nově registrovaných patentů týkajících se 3D tisku. [5] Důvodem bylo vypršení klíčových patentů (byly podány, ale neúplně) a umožnění rapidního rozvoje 3D technologie tisku - aditivní výroby. Už tento rok by mohl být nazván “průmyslovou revolucí”. Byla vynalezena nová technologie tisku, která pracuje s fotopolymerem, který se v tenkých vrstvách s pomocí tiskové hlavice nanáší na speciální podložku. Tato podložka se nachází a pohybuje se nezávisle od tiskové hlavice, která vypouští materiál. Tiskárna je pak mnohem kompaktnější a v současné době i finančně dostupnější pro domácnosti i menší společnosti. První společností, nabízející tiskárny do domácího využití byl projekt Reprap “open source” projekt. Reprap uvolnil technickou dokumentaci, tu si následně mohli vyznavači technologií upravit a zkonstruovat svou vlastní verzi 3D tiskárny. Co všechno je součástí systému 3D tiskárny? 6.5.2 CHARAKTERISTIKA 3D TISKÁRNY Dnešní typy 3D tiskáren jsou různorodé. Mají jiné rozměry, jiné rozložení komponent. Je dobré znát jejich hlavní nebo nejčastější principy.  tiskové hlavy - tiskové hlavy taví materiál za zásobníku a směřují ho na přesné místo podle modelu 3D modelu z počítače;  přidávání vrstev - postupným nanášením vrstev vzniká požadovaný 3D objekt;  podpory - u složitějších tvarů je třeba tisknout podpůrné stěny, které je nutno po tisku

AIP Scholaris

25

opracovat;  raft - ukotvení tisknutého objektu spolu s tiskovou podložkou;  grafické rozhraní - displej na zařízení pro vizualizaci stavu tisku, náhled modelu;  předehřev - předehřev tiskových hlav zajišťuje správné tavení materiálu pro tisk;  drát/struna - materiál navinutý na cívce, který je postupně odvíjen a dodáván do tiskové hlavy;  pásy ano/ne - tiskové hlavy a pohyblivé komponenty tiskárny se pohybují s pomocí pásů;  podložka - důležitou součástí je i vhodná podložka pro postavení tisknutého objektu;

6.5.3 MATERIÁLY Podle složitosti tiskárny a jejího využití - domácnost, průmysl, věda, se rozlišují i různé materiály “barvy” do tiskárny. U běžných tiskáren pro tisk (předlohy) na 2D podložku je předpokladem úspěchu, dobrého a kvalitního tiskového výstupu, kvalitní tiskový materiál uložený v zásobníku (inkoust-cartridge, prášek-toner a nově i vosk). I tyto materiály pro 3D jsou uloženy v rozdílných “zásobnících”. Vědci a technici nevyužívají obyčejné, open source tiskárny. Uvedené příklady níže toto vysvětlují: Vědci ze Státní univerzity v Severní Karolíně vyvinuli nové postupy trojrozměrného tisku, pracující s tekutým kovem při pokojové teplotě: “První je vytváření konstrukcí pomocí propojování jednotlivých kapek. Různě větvené konstrukce mohou propojit součástku v prostoru a ne jen v jedné rovině. Jde o jednotlivé kapky, které se spojují, ale neslévají se do jedné velké kapky. Další technika spočívá ve vpravování tekutého kovu do šablony polymeru tak, aby kov získal konkrétní tvar. Šablona se poté rozpustí. Vědci také vyvinuli různé postupy pro tvorbu kapalných kovových drátů, které si zachovávají svůj tvar, i když jsou tištěny kolmo k podkladu.” [9]

Obr. 2. Tykadla “vytisknutá” z kovu. Zdroj: [9]

26

Rajský

Další velmi revoluční technikou 3D tisku je tisknutí orgánů, kdy jsou místo “barev” použity různá spektra buněk. Nadneseně řečeno, kvalitu tkáňového tisku ovlivňuje rozsah spektra buněk, výběr “barev”. Více informací o tkáňovém tisku popisuje níže uvedená citace: “Tisk funkční cévy si již v Missouri vyzkoušeli. Bylo to v roce 2008 a prototypová tiskárna měla tři hlavy. Jednu k aplikaci buněk původem ze srdečního svalu, druhá zajišťovala nástřik buňek endotelu a třetí vrstvila „bio-papír“ z kolagenu, který sloužil buňkám jako lešení. Nevyrostly jim tehdy cévy lidské, nýbrž drůbeží. Jako modelový organismus zvolili totiž kuřata (kura domácího). Nynější tisk už nepoužívá techniku „listů“ z kolagenu ani z hydrogelu. V nejnovějších verzích tiskáren se buňky zapatlané lepivou substancí vrství přímo na sebe. Tištěný orgán je téměř ze sta procent tvořen buňkami. Takový způsob tisku „tělo na tělo“ se buňkám líbí. Lépe se jim spolu komunikuje a dolaďuje finální specializace. Jakoby také cítily větší odpovědnost za chování celku, neboť si harmonizují i své cykly.” [10] V tomto článku hovořili o tom, že lze v laboratorních podmínkách “vytisknout sendwič”, složený z buněčných vrstev a z nich pak vytvořit vzorek jater. Mikrojátra zatím nelze využít pro pacienty s onemocněním jater, ale lze na nich testovat účinky léčivých prostředků. Vzorek jater nemá ani dlouhou dobu životnosti. “Limitujícím faktorem medicínských 3D tisků není technologie, ale kvalita „inkoustu“. Jde o to mít sady náplní se správně poučenými buňkami, které si nevymýšlejí a nehledají své vlastní průkopnické cesty.” [10] Ve výčtu níže jsou pak vyjmenovány dnešní “běžné” tiskové materiály:  titan, galium, lithium, hliník;  kmenové buňky, kolagen, enzymy;  dřevo (sůl, cement, dřevěné piliny z javoru, borovice a pekanový ořech) ;  PVA;  ABS;  elastan;  sklo

Obr. 3. Takto vypadá typická „kazeta“ s tiskovým médiem pro 3D tiskárnu plastových výrobků z PLA nebo ABS. V tomto případě pro DeeOrange od Do-it. Kilogramovou cívku materiálu tento producent prodává za 900 Kč s DPH. Foto: Jan Homola

AIP Scholaris

27

6.5.4 METODY TISKU Podle použitého materiálu, počtu barev, požadovaného rozlišení a také kolik peněz je určeno na tisk modelu, lze vybrat z pěti možných technologií 3D tisku. Některé jsou si velmi podobné a některé jsou velmi neobvyklé. Vybrané metody trojrozměrného tisku [11], [12]: 

   

FDM (color) - Fused deposition modeling - Nejrozšířenější. Tisk zavedením materiálu do tiskové hlavy, roztavení a nanášení. Rozdílný modelovací materiál a podpůrný materiál. Minimální odpad a hrubá struktura modelu, nejlevnější stavební materiál. Velmi kvalitní povrch. Nevhodné pro subtilní konstrukce. SLS - Selective laser sintering - Zapékání prášku laserovým paprskem. Energeticky náročné. Vysoká pořizovací cena stroje. Nemožné tisknout dutiny. Vhodné pro tisk subtilních struktur. LOM - Laminated object manufacturing - Cenově dostupné. Lepení vrstev z plastu, přebývající materiál je opracován. Kvalitní povrch a přesnost, nevhodné pro subtilní konstrukce. SLA - Stereolitography - Poměrně rozšířená metoda 3D tisku. UV paprsek vykresluje vrstvu na hladinu polymerové tekutiny a následné vytvrzení. Postup pro každou vrstvu. A další…

6.5.5 3D TISKÁRNY Z rapidního rozvoje technologie 3D tisku, množství registrovaných patentů je čitelné, že 3D zařízení pro tisk už existuje všude po světe využití už nelze nazývat jako lokální, komunitní či uzavřené. 3D tisk je technologie globální a už i cenově dostupná. S nadsázkou by se dalo říci, že neexistuje obor, který by pro modely z 3D tiskárny byl uzavřený. Do rozvoje 3D tisku ve světe se zapojilo i několik českých programátorů/konstruktérů. Kapitola je věnována těmto konstruktérů. Čeští konstruktéři jsou totiž v šíření a rozvoji 3D tisku po světě velmi aktivní a starají se o to, aby 3D tisk opravdu nastartoval průmyslovou revoluci. “Revoluce nenastává okamžitě, postupně se názor šíří a s jeho rostoucí intenzitou se mění zažitá paradigmata.” [autor] Dále jsou popsány úspěšné, existující i začínající příběhy “revolucionářů” v 3D tisku. 6.5.6 REPRAP - JOSEF PRŮŠA “Jsem 23 letý vývojář, původem z Vysočiny, žijící v Praze. Navrhuji a stavím Open Source 3D tiskárny pod projektem RepRap. Nejenže umí tisknout jakékoliv předměty, ale jsou navržené tak, aby mohly tisknout vlastní součástky (Replicating Rapid Prototyper). Moje návrhy používají desítky tisíc lidí po celém světě. Nedávno jsem byl dokonce oceněný nejvyšším vyznamenáním kraje Vysočina za reprezentaci v zahraničí.” Tvrdí o sobě Josef Průša na jeho osobním webu http://josefprusa.cz/. Josef Průša využil dostupného open source projektu RepRap a dokonce tiskárnu ještě zdokonalil. Průšovy tiskárny tvoří přibližně 80% všech RapRapových na celém světě! Zajímavostí této tiskárny je, že je schopná “sebereplikovat”. Tiskárna sebereplikuje pouze špatně dostupné díly - zbytek je možné zakoupit v železářství. O šíření využitelnosti 3D tiskáren, se Josef Průša stará na světově uznávaných konferencích, univerzitách (ČVUT), na

28

Rajský

internetu prostřednictvím blogu, sdílením modelů na otevřených fórech a mimo to má i vlastní firmu zabývající se prodejem 3D tiskáren. 6.5.7 DEEORANGE - DAVID MIKLAS Dalším projektem se světovými ambicemi je produkt DeeOrange společnosti DO-IT. David Miklas, šéf společnosti, se snaží fungovat s takovou vizí, kdy uživatelé se svou domácí tiskárnou nebudou muset vybírat na e-shopech výrobek, který pak bude doručen poštou. Chce, aby uživatelé měli doma 3D tiskárnu, která nejen že tiskne 3D modely, ale nabízí uživatelsky přívětivý systém a pěkné designové provedení - viz obrázek na straně č. 9. Zatím nejsou s vývojem v DO-IT tak daleko, aby se tiskárna připojila k počítači a model se jednoduše odeslal k tisku jako na běžné tiskárně, je nutno se postarat o podložkou s předehřevem, na kterou se nanáší tisková hmota. Tiskárna se od konkurence liší v tom, že už nyní má vstup pro čtení SD paměťových karet, je tedy možné tisknout bez připojení k PC. Firma provozuje i vlastní internetový obchod s 3D modely. Ty lze zakoupit a nechat si je od DO-IT vytisknout. V budoucnu plánují vytvoření SW nástroje poskytovaného jako webovou službu. Nebude potřeba instalovat speciální software pro návrh 3D modelů a komunikaci s tiskárnou. Veškeré operace od modelování až po prodej výrobku, si budou moci uživatelé “naklikat” ve svém prohlížeči. Uživatelé nemusí ani 3D tiskárnu vlastnit, protože DO-IT vytiskne výrobek za ně. “S investory máme reálně naplánováno, že by se do 2 let daly prodat 4 tisíce kusů. Ještě do konce roku bychom mohli dosáhnout na tržby kolem 6 milionu korun,“ počítá Miklas. Ani to ale není konečná. DO-IT právě dokončují vývoj profesionálního modelu DeeRed. Ten bude mít 2 tiskové hlavy, bude umět tisknout z 2 materiálů a i díky své velikosti a váze kolem 200 kilogramů bude určen do firem a velkých podniků. Představení je plánováno na brzkou Print Show v Londýně a v lednu začnou nové modely vyjíždět z výrobní linky. [13] 6.5.8 3DSIMO - DAVID PAŠKEVIČ Z technologie 3D tisku a pevných tiskáren se vyvinula nová metoda. Mobilnější variantou 3D tisku je tisk pomocí 3D pera. David Paskevič, student ČVUT, vyvinul doma ve svém pokoji funkční prototyp kompaktního 3D pera, která je schopné tisknout ve vzduchu. "3Dsimo používá jiné technologie a hlavně grafické rozhraní, kde je možnost volby teploty, rychlosti, předehřevu a tak podobně. To nám umožňuje kreslit z jakéhokoliv materiálu, například ABS,PLA,PVA,Nylon atd. Díky nastavitelným teplotám a rychlostem nebude problém tisknout i z nově vytvořených materiálů, které se každý měsíc objevují na trhu 3Dtisku. Můžeme tisknout do vzduchu nejen materiálem ABS, ale také PLA a PVA, jen se sníží teplota.” [14]

AIP Scholaris

29

Obr. 4. Detail tavné hlavy. Ve finálním produktu bude menší a bezpečně zakrytovaná. Zdroj: Technet.cz [14]

Vynálezce zvolil velmi zajímavý způsob dalšího financování jeho vynálezu. Založil si totiž něco na způsob aukce, lépe řečeno sbírky a to na sociální síti Indiegogo. Ve sbírce určil konečný termín 11. listopadu 2013. Do této doby chce nasbírat od přispívajících $20 000. Stav příspěvků k 11. listopadu 2013 není moc vysoký, ale přesto je to velký úspěch nasbírat $5 956. U tohoto prostředku téměř “ručního” zaznamenávání informací přímo do 3D modelu není provedení tak snadné, jak může být při modelování v počítači a následném převodu do 3D modelu se stolní 3D tiskárnou. Věřme, že tento vynález své využití najde. 6.5.9 OMEZENÍ S rozvojem každé technologie a pokroku existují souběžně i nějaká doprovázející omezení. Kritici 3D tisku tvrdí o technologii, že je využitelná pouze v omezených možnostech. Hodí se například pouze pro ověřování tvarové správnosti výrobku, demonstraci či testování. Kritici využití hodně omezují a pravdou je, že 3D tisk je v některých případech přeceňovaný - tisk potravin. Na druhou stranu byly v dřívějších dobách některé technologie kritizované a považované za příliš futuristické a nebylo možné představit si, že by mohly být zavedeny do běžné praxe (v době psacích strojů první počítače). Objektivně zhodnoceno, u 3D tisku existují omezení, na které je nutno brát zřetel. 10 největších bariér pro 3D tisk z domova [15]:   

 

Cena - přestože se vývoj cen 3D tiskáren v posledních letech vyvíjel pozitivně. Ceny “přívětivých” tiskáren jsou stále okolo 25 tis. Kč. Složitost - S 3D modelováním souvisí rozličné množství programů, formátů souborů, složitých zařízení, neobvyklých materiálů. Spolehlivost - Každý uživatel, který zkusil 3D tisk může hovořit o neúspěšných pokusech tisku. Nepovedené slepení vrstev, složité opracovávání. Pokud se Vám v domácí tiskárně zasekává papír nebo teče inkoust, pravděpodobně tiskárnu přestanete používat. Výběr materiálů - ABS neb PLA? Běžné a použitelné materiály, bohužel nejsou tak odolné. Lidé potřebují modelovat objekty z jiných materiálů: dřevo, keramika, kov. Dostupnost materiálů - Pořídit materiál ve správné formě pro vstup do tiskové hlavy je problém. Zatím není vybudovaná infrastruktura prodejních míst, které by dodávaly plastové “dráty” o tloušťce 1,75 mm apod.

30

Rajský 

   

Přístup k 3D modelům - široká veřejnost nemá zkušenosti se software pro 3D modelování a není tak jednoduché se postupy naučit. Již však existuje projekt Tinkercad, založený na webových nástrojích, který modelování zjednodušuje. Ani výběr již hotových 3D modelů zatím nestačí. Rozlišení tisku - detailní a malé výrobky nevypadají dobře. Barva - jednobarevné výrobky brzo omrzí. Dosud se s barevným výstupem vyrovnala pouze společnost ZCorp. Rychlost - vytvoření 3D modelu zabere spoustu času. Je potřeba zdokonalit proces nanášení. Bezpečnost - existuje několik bezpečnostních pravidel při 3D tisku. Při tavení ABS plastu se uvolňuje do prostředí zápach (škodlivé účinky zatím nebyly potvrzeny).

Na odstranění všech těchto neduhů pracuje po světě mnoho vědců, nadšenců podobných těm, kteří byli představeni v této práci. Některé se podaří odstranit dříve, některé později. Využívání 3D tisku neomezují jen bariéry z důvodu malé rozšířenosti nebo nedostatečně rozvinuté technologie. S oblastí tvorby se váží autorská práva na zhotovená díla jejich autory. Autor má po jistou dobu výluční práva ke svému dílu. V oblasti 3D je to DRM - ochrana autorských práv u digitálních médií. V USA byl registrován první patent s názvem Manufacturing control system. Patent popisuje, jakým způsobem by mohly být modely identifikovány a porovnávány vůči chráněným modelům internetové databáze. Do budoucna bude určitě nezbytné řešit tuto problematiku. Pro ilustraci: “Pokud si tedy z The Pirate Bay v roce 2020 stáhnete konstrukční zadání pro tisk třeba slunečních brýlí, na jejichž tvar drží designový patent/průmyslový vzor výrobce XYZ, tiskárna by takový tisk mohla odmítnout.” [16] 6.5.10 BUDOUCNOST 3D TISKU Tato kapitola popisuje možné cesty a vize, jak by se mohla technologie 3D tisku vyvíjet do budoucna. Budoucí vývoj vystihují níže uvedené citace specialistů z oboru, osob odpovědných za určování strategie podniků: “Francis Gurry, šéf Světové organizace duševního vlastnictví (WIPO), odhaduje, že se v roce 2015 bude tisknout ve 3D za 2,7 miliardy dolarů a že tenhle byznys bude velmi svižně přibírat na váze.” [19] Mike McNamara, ředitel IT obchodního řetězce Tesco: „Stále ještě nedozrál pro praktické nasazení, ale stává se levnější, snadnější a flexibilnější, než byl dosud. Myslím, že během několika následujících let uvidíme 3D tisk v běžných obchodech, protože například chybějící součástku k vysavači vytiskneme během chvíle, kterou zákazník stráví prohlížením zboží a nakupováním v našem obchodě.“ [20] "Pokud chcete být adaptabilní, musíte být schopni navrhovat a vyrábět za provozu, a proto přichází na řadu 3D tiskárny ve vesmíru," prohlásil Dave Korsmeyer z výzkumného centra NASA. [21] Pokud se podaří dosáhnout kvality 3D tisku na takové úrovni, aby byly materiály pevné, lehké a zdravotně nezávadné, mohly by se například využít pro tisk kostí, výstavbu speciálních ortotických a protetických pomůcek nebo již zmiňované tisknutí náhrad za poškozené orgány.

AIP Scholaris

31

V souvislosti s patenty, omezeními, bezpečností a regulacemi by měla být řešena ochrana společnosti a zamezení neoprávněného tisku zbraní. Rozšíření 3D tisku by měly reflektovat průmyslové společnosti a společnosti, které se zabývají výrobou součástek a dílů z podobných materiálů a v delším horizontu i společnosti vyrábějící z kovů. Pozdní reakce na změny v tržním prostředí a nezohlednění strategie podniku může znamenat propad v ziscích a v horším případě ukončení podnikatelské činnosti. S 3D tiskem přichází i větší příležitost pro menší podnikatele, ti nemusejí investovat ohromné částky do složitých strojů, objednávat u velkých výrobců a využijí větší segmentace trhu nákupu za nižší cenu. Velkou příležitostí pro 3D tisková zařízení je zlepšení rychlosti, přesnosti, velikosti výrobků a výběru materiálů k trojrozměrnému tisku. Pokud se výrobci 3D tiskáren zaměří na domácnosti, měli by nabízet 3D tiskárny spolu s uživatelsky přívětivým software a nabídnout webové služby pro přístup k databázi s modely např. podobný sytém jako App Store společnosti Apple. “Teprve pokrok v této oblasti bude znamenat skutečnou revoluci, která svět 3D tisku otevře.“ [17] A pokrok by měl přijít. Jelikož v roce 2014 vyprší platnost dalších patentů na technologii 3D tisku SLS (Selective laser sintering - Zapékání prášku laserovým paprskem. Energeticky náročné. Vysoká pořizovací cena stroje. Nemožné tisknout dutiny. Vhodné pro tisk subtilních struktur). S vypršením patentu se očekává velký boom, tak jako v roce 2003 u dnes nejrozšířenější technologie FDM. Před pěti lety byla cena FDM tiskáren okolo $14 000 (350 tis. Kč) a dnes kolem $300 (7 tis. Kč). Při diskutování o budoucnosti 3D tisku jsou spojeny přívlastky “fantasmagorie”, “Star Trek”… Ale je možné, že i ty nejpodivnější a původně nejnemožnější představy budou nakonec skutečné. V závěru je obsaženo shrnutí této práce a porovnání technik 3D zobrazování, uvedených v této práci.

7 ZÁVĚR Úvod této práce začíná zkoumanou otázkou. Zda mohou techniky 3D zobrazování způsobit další průmyslovou revoluci nebo už jí způsobily? Blíž k odpovědi se lze dostat přes objasnění významu slova “revoluce”. Revoluce pochází z latinského revolvere - převrat. Pokud porovnáme techniky 3D zobrazování v Tabulce č.1 (viz následující strana), je z ní patrné, že v rámci porovnávaných technik 3D zobrazování je 3D tisk opravdu revoluční. 3D tisk doslova nezpůsobil průmyslovou revoluci, nepřevrátil dosavadní zvyky průmyslové výroby, nikoliv masově, celosvětově ani víceoborově - zatím. Podle názoru autora této práce, má 3D technologie nastavenou vývojovou cestu takovým směrem, kterým by mohla způsobit revoluci. K těmto myšlenkám a úvaze o dalším možném vývoji pomohly kapitoly následující po zkoumané otázce. V nich je vysvětlen pojem 3D zobrazování a vývoj médiíí použitých pro záznam informací o 3D objekech. Se zdokonalováním typů médií byl spojen i rozvoj různých techniky 3D zobrazování a jejich využití v různých oblastech např. vývoje technických komponent, vědy, zdravotnictví a trhu se spotřebními zbožím. V této práci nejsou popsány všechny dostupné 3D zobrazovací techniky a není jim věnován detailní popis. Pro zodpovězení zkoumané otázky a seznámení se se základními charakteristikami však tento

32

Rajský

popis stačí. Následující kapitoly, většina této práce, se zabývaly 3D tisku samotnému a jeho vývoji, materiálům, zařízení a z pohledu autora představením důležitých osob, věnujících se rozvoj 3D tisku v tuzemsku. V této práci byla popsána i možná omezení, která rozvoj 3D tisku ovlivňují, ale nejsou to omezená, která by by nebyla řešitelná. Podaří-li se tato omezení odstranit např. jiným technickým postupem, inovací v typech materiálů nebo softwarovou podporou, můžeme očekávat zajímavou budoucnost – nové produkty, zařízení a služby.

Typ média

Stereskopie (3D televize)

Ultrazvuk (sonogram)

3D akcelerátory

3D snímání

3D tisk

Vnímání

Zrak

Zrak

Zrak

Zrak

Zrak, dotek, “sluch, chuť”

Zařízení pro vnímání vstupu

Ano

Ano

No

No

Ne

Dynamika

Ne

Ne

Ne

Ne

Ano

Tabulka č. 1. Klasifikace technik 3D zobrazování podle typu média. Zdroj kritérií hodnocení částečně převzatý z [18] str. 10.

V tabulce výše je porovnání technik 3D zobrazování. Každá technika zobrazování využívá záznam výstupu na nějaké médium (nositel informace). Osoba při kontaktu s médiem přijímá informace. Může je vnímat pomocí zraku - pohledem na objekt (3D model), dotykem objektu přímo nebo může s modelem poklepat a přijímat zvukové vlny, možná i ochutnat příchuť materiálu. Dále se média hodnotí podle kritéria - Zařízení pro vnímání výstupu. Zařízením jsou aktivní, pasivní brýle, koukátka, speciální projektory. Kritérium je vnímáno z pohledu času. Aby mohl být vidět 3D obraz, musí být zařízení zapnuto, vysílat. Posledním kritériem je dynamika, opět časové, kdy je sledován stav objektu v čase. U 3D tisku může objekt podléhat vlivům okolí, korodovat, tát.

AIP Scholaris

33

8 ZDROJE [1]

3D. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2013, 8. 3. 2013 v 13:11 [cit. 2013-11-03]. Dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/3D

[2]

Nová média. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2001, 2. 11. 2013 v 13:17 [cit. 2013-11-03]. Dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Nov%C3%A1_m%C3%A9d

[3]

Stereoscopy.com: The world of 3D-Imaging. WHEATSTONE, Charles. Phenomena of Binocular Vision [online]. 21.6.1838, 19.1.2013 [cit. 2013-11-03]. Dostupné z: http://www.stereoscopy.com/library/wheatstone-paper1838.html

[4]

Ultrazvuk. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2001-, 16. 3. 2013 [cit. 2013-11-06]. Dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Ultrazvuk

[5]

4D ultrazvuk: Užitečné vyšetření, nebo jen bonus?. In: VÍCHOVÁ, Ilona. Žena.cz [online]. 5.4.2013 [cit. 2013-11-06]. Dostupné z: http://zena.centrum.cz/deti/tehotenstvi-a-miminko/clanek.phtml?id=775862

[6]

Stereolitografie. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2001[cit. 2013-11-08]. Dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Stereolitografie

[7]

Stereolitografie. In: HOMOLA, Jan. 3D-tisk: Aditivní výroba a rapid prototyping [online]. [cit. 2013-11-08]. Dostupné z: http://www.3d-tisk.cz/stereolitografie/

[8]

The 'gold rush' for 3-D printing patents. In: WEE, Heesun. CNBC [online]. 15.8.2013 [cit. 2013-11-08]. Dostupné z: http://www.cnbc.com/id/100942655

[9]

Kouzla s tekutým kovem nabízejí nové možnosti 3D tisku. In: National Geographic Česko [online]. National Geographic, 11.7.2013 [cit. 2013-11-09]. Dostupné z: http://www.national-geographic.cz/detail/kouzla-s-tekutym-kovem-nabizeji-novemoznosti-3d-tisku-43234/

[10] PAZDERA, Josef. Organovo oznamuje 3D tisk lidské jaterní tkáně. In: OSEL: Objekctive Source E-learning [online]. 26.04.2013 [cit. 2013-11-09]. Dostupné z: http://www.osel.cz/index.php?clanek=6869 [11] KOLKOVÁ, Olga. Metodiky 3D tiskáren: Skokem od papíru k reálnému objektu. In: CDR.cz [online]. 27. 11. 2012 [cit. 2013-11-09]. Dostupné z: http://cdr.cz/clanek/metodiky-3d-tiskaren-reprap-mojo-cube-3d-zprinter-650-areplicator-2 [12] Technologie 3D tisku. Pkmodel.cz [online]. 2006 [cit. 2013-11-09]. Dostupné z: http://www.pkmodel.cz/3Dtisk.html [13] SEDLÁK, Jan. DeeOrange: Ambiciózní česká 3D tiskárna pro běžné lidi. In: Http://connect.zive.cz/ [online]. 26. 9. 2013 [cit. 2013-11-10]. Dostupné z:

34

Rajský http://connect.zive.cz/clanky/deeorange-ambiciozni-ceska-3d-tiskarna-pro-beznelidi/sc-320-a-170606/default.aspx

[14] NÝVLT, Václav. Student ČVUT vyrobil 3D pero. Kreslí do vzduchu, taví i dřevěné piliny. In: Technet.cz [online]. 30. 9. 2013 [cit. 2013-11-10]. Dostupné z: http://technet.idnes.cz/3d-pero-student-cvut-0q3/tec_technika.aspx?c=A130927_142520_tec_technika_nyv [15] The 10 Barriers to 3D Printing In Your Home. Fabbaloo: Personal manufacturing and 3D printing [online]. 15. 2. 2012 [cit. 2013-11-10]. Dostupné z: http://fabbaloo.com/blog/2012/2/15/the-10-barriers-to-3d-printing-in-your-home.html [16] ČÍŽEK, Jakub. První americký patent popisuje DRM pro 3D tiskárny. In: Živě.cz [online]. 12. 10. 2012 [cit. 2013-11-10]. Dostupné z: http://www.zive.cz/bleskovky/prvni-americky-patent-popisuje-drm-pro-3dtiskarny/sc-4-a-165848/default.aspx [17] Tesco prozradilo něco ze svých plánů na 3D tisk. In: Computerworld.cz: Deník pro IT profesionály [online]. 29. 09. 2013 [cit. 2013-11-10]. Dostupné z: http://computerworld.cz/technologie/tesco-prozradilo-neco-ze-svych-planu-na-3d-tisk50392 [18] GREEN, Rebecca a Xiaoli HUANG. Classification of Digital Content, Media, and Device Types. In: Classification of Digital Content, Media, and Device Types [online]. ISKO UK Conference 2013, 2013 [cit. 2013-11-10]. Dostupné z: http://www.iskouk.org/conf2013/papers/GreenPaper.pdf [19] MIHULKA, Stanislav. OBJECT SOURCE E-LEARNING. Rozpoutá 3D tisk novou průmyslovou revoluci? [online]. Object Source E-Learning, 15.05.2013 [cit. 2013-1110]. Dostupné z: http://www.osel.cz/index.php?clanek=6910 [20] COMPUTERWORLD. Tesco prozradilo něco ze svých plánů na 3D tisk [online]. Computerworld Deník pro IT profesionály, 29.09.2013 [cit. 2013-11-10]. Dostupné z: http://www.lidovky.cz/nasa-chce-pristi-rok-vyslat-do-vesmiru-3d-tiskarnu-fv7/veda.aspx?c=A130929_221336_ln_veda_ebr [21] LIDOVKY.CZ. 3D tiskárna poletí do vesmíru. NASA jí pošle kosmonautům [online]. Zpravodajský server Lidových novin, 30.9.2013 [cit. 2013-11-10]. Dostupné z: http://www.lidovky.cz/nasa-chce-pristi-rok-vyslat-do-vesmiru-3d-tiskarnu-fv7/veda.aspx?c=A130929_221336_ln_veda_ebr

AIP Scholaris Odborný časopis pro excelentní studentské práce ISSN: 1805-613X Články v časopise podléhají licenci Creative Commons Uveďte autora 3.0