Thiết kế và phát triển sản phẩm trần ngọc nhuần

BÀI GIẢNG THIẾT KẾ VÀ PHÁT TRIỂN SẢN PHẨM (PRODUCT DESIGN AND DEVELOPMENT) ThS Trần Ngọc Nhuần Nha Trang 2013 BÀI GIẢNG THIẾT KẾ VÀ PHÁT TRIỂN SẢN PHẨM ThS Trần Ngọc Nhuần Nha Trang 2013 Sự thành công kinh tế công ty sản xuất phụ thuộc: - Mức độ đáp ứng yêu cầu khách hàng - Khả nhanh chóng phát triển sản phẩm thích hợp - Chi phí thấp - Quảng cáo, tiếp thị Để đạt cần: - Thiết kế chế tạo  Phát triển sản phẩm q trình thực chuỗi cơng việc, bắt đầu với việc tìm hiểu hội phát triển sản phẩm thị trường kết thúc việc hoàn thành chế tạo, bán chuyển giao sản phẩm Mục đích mơn học cung cấp cách rõ ràng chi tiết phương pháp phát triển sản phẩm có phối hợp đồng thời cơng việc tiếp thị, thiết kế hoạt động chế tạo cơng ty vài khía cạnh ứng dụng công nghiệp phương pháp phát triển sản phẩm I Các tiêu chuẩn đánh giá thành công trình phát triển Sản phẩm: Chất lượng sản phẩm (product quality): - Sản phẩm trình phát triển tốt nào? - Nó có thoả mãn yêu cầu khách hàng hay không? - Sản phẩm có ổn định tin cậy khơng? Chất lượng sản phẩm đánh giá thông qua phản hồi từ thị trường khách hàng chấp nhận trả cho sản phẩm I Các tiêu chuẩn đánh giá thành cơng q trình phát triển Sản phẩm: Chi phí cho sản phẩm (product cost): - Vốn đầu tư cho thiết bị cơng cụ - Chi phí chế tạo sản phẩm - Chi phí gián tiếp Chi phí chế tạo sản phẩm định lợi nhuận công ty số lượng sản phẩm giá bán cụ thể • Mơ hình làm giảm rủi ro lặp lại chi phí Hình vẽ trang sau mơ tả mức độ rủi ro lặp lặp lại phát triển sản phẩm Trong nhiều trường hợp, kết thử nghiệm định nhiệm vụ phát triển phải lặp lặp lại Ví dụ, phần đúc phận nối tiếp, phải đúc lại Một nguy 30 phần trăm phải xây dựng khuôn để đúc lại sau kiểm tra Nếu xây dựng thử nghiệm mơ hình chất lượng, hoạt động tiến hành mà khơng có lặp lại (ví dụ, từ 70 đến 95 phần trăm, hình 12.5) Những lợi ích mong đợi mơ hình việc giảm rủi ro phải cân nhắc với thời gian tiền bạc cần thiết để xây dựng đánh giá mẫu thử nghiệm Sản phẩm có rủi ro cao khơng chắn, chi phí cao, cơng nghệ mới, sản phẩm hoàn toàn Mặt khác, sản phẩm mà chi phí khơng thấp cơng nghệ biết đến khơng có nguồn gốc Hầu hết sản phẩm nằm hai thái cực Q trình thơng thường Kiểm tra phần phù hợp Xây dựng khn đúc Hình 12.5 Tạo mẫu Khả thành công 0,70 Khả lặp lại 0,30 Khả thành công 0,70 Xây dựng Kiểm tra khuôn phù hợp đúc Khả thực lại 0,30 Q trình với mơ hình Khả thành công 0,95 Kiểm tra phù hợp Khả thực lại 0,05 Hình 12.6 • Mơ hình xúc tiến bước phát triển: Một việc bổ sung giai đoạn tạo mẫu ngắn cho phép cơng việc hồn thành nhanh mẫu thử nghiệm không xây dựng Nếu thời gian cần thiết cho giai đoạn tạo mẫu thời gian lưu trử công việc chiến lược thích hợp Một cố phổ biến tình trạng thiết kế khuôn mẫu, minh họa hình 12.7 Sự tồn mơ hình vật lý phần hình học phức tạp cho phép nhà thiết kế khn nhanh chóng việc định dạng thiết kế khn • Mơ hình tái cấu phát triển : Phần hình 12.8 minh họa tập hợp nhiệm vụ hồn thành theo Nó hoàn thành số nhiệm vụ đồng thời cách xây dựng mơ hình Ví dụ, thử nghiệm phần mềm phụ thuộc vào tồn mạch vật lý Thay chờ đợi cho phiên sản xuất bảng mạch in để dùng thử nghiệm, nhóm nghiên cứu nhanh chóng chế tạo mơ hình (ví dụ, bảng nối dây) sử dụng cho thử nghiệm chờ sản xuất bảng mạch in Part Design Hình 12.7 Mold Design Mold Fabrication Part Design Prototype Mold Design Process with Prototyping Mold Fabrication Time conventional process System Design PC Broard Fabrication PC Broard Fabrication Software test System Asembly and Test Process with Prototyping PC Broard Fabrication System Design Wire – Wrap Prototype System Asembly and Test Software test Hình 12.8 III cơng nghệ tạo mẫu: • Mơ hình 3D: Cac thiết kế vẽ có từ nhiều thập kỷ qua, thiết kế có thay thay đổi nhiều, tạo mơ hình 3D cách sử dụng máy tính Các mơ hình đại diện miêu tả tập hợp phần tử 3D thường xây dựng từ khối hình học ban đầu, chẳng hạn xi lanh, khối, lỗ Hình vẽ 12.9 mơ hình máy tính 3D Những lợi mơ hình máy tính 3D bao gồm: khả dễ dàng hình dung ba chiều, khả tự động tính tốn tính chất vật lý khối lượng, thể tich,… Mơ hình máy tính 3D sử dụng để phát giao thoa hình học phần, đại diện để tập trung phân tích, ví dụ, động học lực học Các mơ hình máy tính 3D bắt đầu phục vụ la mẫu Ở số nơi việc sử dụng mơ hình máy tính 3D loại bỏ nhiều mẫu vật lý Ví dụ, phát triển máy bay Boeing 777, nhóm phát triển tránh xây dựng mẫu gỗ tỷ lệ quy mơ máy bay Hình 12.9 • Chế tạo mặt cong tự phức tạp (Free - form fabrication): Năm 1984, lần thương mại tự - Hệ thống chế tạo mẫu giới thiệu hệ thống 3D Công nghệ này, gọi phương pháp tạo hình lập thể, hàng chục công nghệ cạnh tranh xuất hiện, tạo đối tượng vật lý trực tiếp từ mơ hình máy tính 3D, coi “máy in ba chiều" Công nghệ thường gọi tạo mẫu nhanh Hầu hết Các công nghệ thực cách xây dựng đối tượng, lớp cắt ngang thời gian, cách chuyển lớp vật liệu cách chọn đông cứng chất lỏng Các phận thường làm từ nhựa, vật liệu khác có sẵn sáp, giấy, gốm sứ, kim loại Trong số trường hợp phận sử dụng trực tiếp để hiển thị làm việc mẫu Hinh 12.10 mô tả phận khung (vỏ) cho sản phẩm tiêu dùng thực cách đúc nhựa polyurethane vào khuôn cao su silicon tạo từ phần tạo mẫu nhanh Hình 12.10 IV Kế hoạch tạo mẫu: Bước 1: Xác định mục đích nguyên mẫu Nhớ lại bốn mục đích việc tạo mẫu: học tập, giao tiếp, hội nhập, cột mốc Trong việc xác định mục đích mẫu thử nghiệm, nhóm nghiên cứu liệt kê nhu cầu học tập giao tiếp cụ thể Các thành viên nhóm liệt kê nhu cầu hội nhập có khơng có mẫu thử nghiệm thiết kế cột mốc quan trọng dự án phát triển sản phẩm tổng thể Với mẫu thiết bị đỡ bi, mục đích mẫu thử nghiệm để xác định khoảng cách vịng đỡ bi qn tính bi cho kết cảm giác bi tốt Bước 2: Thiết lập mức độ xấp xỉ mẫu thử nghiệm Việc thiết lập kế hoạch cho mẫu đòi hỏi mức độ mà sản phẩm cuối phải tương đồng với sản phẩm xác định Nhóm nghiên cứu nên xem xét liệu mẫu vật lý cần thiết hay mẫu phân tích đáp ứng tốt nhu cầu Trong hầu hết trường hợp, mẫu thử nghiệm tốt mẫu thử nghiệm đơn giản đáp ứng mục đích thành lập bước Trong số trường hợp, mẫu có sẵn mẫu xây dựng cho mục đích khác vay mượn (Đối với thiết bị đỡ bi, nhóm nghiên cứu định thuộc tính sản phẩm cần phải có tương quan đường kính viên bi, quán tính viên bi, chất liệu bi, tính chất hình học,độ cứngvà vật liệu bệ đỡ Tất khía cạnh khác viên bi xoay bỏ qua, bao gồm màu sắc, vỏ, thiết bị lưu giữ bi, vị trí chế cảm ứng bi xoay Một thành viên nhóm nghiên cứu mẫu phân tích bàn đỡ bi xoay thấy mẫu thử nghiệm vật lý cần thiết để xác minh phân tích ơng Ơng phát có sở cân để giảm thiểu ma sát, tối đa hóa ổn định bi Nhóm nghiên cứu sử dụng mẫu phân tích để xác định phạm vi kích thước thiết bị đỡ bi kiểm nghiệm với mẫu thử nghiệm vật lý.) Bước 3: Phác thảo kế hoạch thử nghiệm: Trong hầu hết trường hợp, việc sử dụng mẫu phát triển sản phẩm coi thử nghiệm Thí nghiệm thực hành tốt giúp đảm bảo việc khai thác tối đa giá trị từ hoạt động tạo mẫu Kế hoạch thử nghiệm bao gồm việc xác định biến số thí nghiệm (nếu có), giao thức kiểm tra, dấu hiệu đo sử dụng, kế hoạch để phân tích kết liệu Khi có nhiều biến cần phải khai thác hết, hiệu thiết kế thử nghiệm tạo điều kiện thuận lợi cho trình Phương pháp thống kê thực tế có giá trị đến việc tiến hành thí nghiệm Bước 4: Tạo lịch trình để cung ứng, xây dựng thử nghiệm: Bởi việc xây dựng thử nghiệm mơ hình coi tiểu dự án dự án phát triển tổng thể, nhóm thu lợi ích từ lịch trình cho hoạt động tạo mẫu Thời gian đặc biệt quan trọng việc xác định nỗ lực tạo mẫu Đầu tiên, nhóm nghiên cứu xác định phận sẵn sàng để lắp ráp thứ hai, nhóm nghiên cứu xác định thời gian mẫu thử nghiệm kiểm tra thứ ba, nhóm nghiên cứu xác định thời họ hy vọng hoàn nghiệm sản xuất kết cuối Lập kế hoạch mẫu cột mốc quan trọng: Các phương pháp để lập kế hoạch mẫu thử áp dụng cho tất loại mẫu thử, bao gồm mẫu đơn giản bàn đỡ bi mẫu phức tạp mẫu thử nghiệm phiên beta toàn bi xoay Tuy nhiên, mẫu thử toàn diện đội sử dụng cột mốc phát triển hưởng lợi từ kế hoạch bổ sung Hoạt động lập kế hoạch thường xảy kết hợp với hoạt động lập kế hoạch phát triển sản phẩm tổng thể vào cuối giai đoạn phát triển ý tưởng Trong thực tế, việc lập kế hoạch mốc thời gian phần việc thiết lập kế hoạch dự án phát triển sản phẩm tổng thể * Mẫu thử alpha thường sử dụng để đánh giá xem sản phẩm có hoạt động dự định Các phận mẫu alpha thường tương tự nguyên liệu hình học với phận sử dụng phiên sản xuất sản phẩm, chúng thường thực với quy trình sản xuất mẫu thử nghiệm Ví dụ, phần plasstic mẫu thử nghiệm alpha gia cơng cao su đúc thường thay đúc áp lực sản xuất * Mẫu thử beta thường sử dụng để đánh giá độ tin cậy xác định lỗi lại sản phẩm Những mẫu thường cho khách hàng thử nghiệm mơi trường mục đích sử dụng Các phận mẫu thử beta thường thực với quy trình sản xuất thực tế cung cấp nhà cung cấp chuyên nghiệp, sản phẩm thường không lắp ráp với thiết bị lắp ráp cuối dự định Ví dụ, phận nhựa mẫu thử nghiệm phiên beta đúc với khn ép sản xuất có lẽ lắp ráp kỹ thuật viên cửa hàng mẫu người lao động sản xuất, thiết bị tự động * Mẫu tiền sản xuất sản phẩm sản xuất tồn q trình sản xuất Tại thời điểm này, trình sản xuất chưa hoạt động hết công suất sản xuất với số lượng hạn chế Những mẫu sử dụng để xác minh khả sản xuất, dùng để kiểm nghiệm nữa, thường cung cấp cho ưu tiên cho khách hàng ưa thích Mẫu tiền sản xuất gọi Mẫu tiền sản xuất định hướng Tóm tắt: Phát triển sản phẩm gần ln ln địi hỏi phải xây dựng thử nghiệm mẫu thử Một mẫu thử (mơ hình) xấp xỉ sản phẩm nhiều khía cạnh quan tâm * Các mẫu phân loại hữu ích theo hai hướng: (1) mức độ dạng vật lý trái ngược với phân tích (2) mức độ tồn diện dựa vào tốn học * Các mẫu thử sử dụng cho việc nghiên cứu, giao tiếp, hội nhập, cột mốc (đánh dấu kiện quan trọng) Tất loại mẫu thử sử dụng cho tất mục đích, mẫu thử vật lý thường tốt cho thông tin liên lạc, mẫu thử toàn diện tốt cho hội nhập đánh dấu kiện quan trọng * Một số nguyên tắc hữu ích việc hướng dẫn định việc tạo mẫu trình phát triển sản phẩm: Mẫu thử phân tích nói chung có nhiều tính linh hoạt so với mẫu thử vật lý Mẫu vật lý có tác dụng phát hiện tượng bất ngờ Một nguyên mẫu làm giảm nguy lặp lặp lại tốn Một mẫu thử xúc tiến bước phát triển khác tái cấu trúc phụ thuộc vào nhiệm vụ * Mơ hình máy tính 3D công nghệ chế tạo mặt cong phức tạp làm giảm chi phí tương đối thời gian cần thiết để tạo mẫu thử * Bốn bước lập kế hoạch cho mẫu thử là: - Xác định mục đích việc tạo mẫu - Thiết lập mức độ xấp xỉ mẫu thử nghiệm - Phác thảo kế hoạch thử nghiệm -Tạo lịch trình cung ứng, xây dựng thử nghiệm * Các mẫu thử cột mốc xác định kế hoạch dự án phát triển sản phẩm Số lượng mẫu thời gian yếu tố kế hoạch phát triển tổng thể ... trình phát triển Sản phẩm: Thời gian phát triển sản phẩm (Development time): Nhóm làm việc hồn thành phát triển sản phẩm khoảng thời gian bao lâu? Thời gian cần thiết để phát triển sản phẩm xác... tổ chức có liên quan Nhóm phát triển sản phẩm phải quan tâm đến việc tạo sản phẩm hồn thiện II Ai tham gia vào q trình thiết kế phát triển sản phẩm? Phát triển sản phẩm hoạt động phối hợp đòi... phát triển sản phẩm khác tương lai nhờ vào kiến thức kinh nghiệm họ thu thập trình phát triển sản phẩm hay không? Năng lực phát triển sản phẩm tài sản mà cơng ty sử dụng để phát triển sản phẩm cách