Metody systematické inovace

Metody systematické inovace v oblasti technických výrobků

Ivan Mašín Institut kreativity a inovací

Institut kreativity a inovací Ivan Mašín doc. Dr. Ing.

Dr. Mašín (1962) pracuje 20 let jako konzultant, trenér a auditor Institutu průmyslového inženýrství. Je trénérem a konzultantem Institutu kreativity a inovací. Je také docentem na Technické univerzitě v Liberci (garantuje studijní obor Inovační inženýrství) Po vyučení pracoval jako strojní zámečník. Po absolvování SŠPP absolvoval strojní fakultu Technické univerzity v Liberci (1986). Po získání doktorátu na katedře výrobních systémů (1993) pracoval jako průmyslový inženýr v a.s. ŠKODA Auto – oblast Indirect/údržba. V roce 1995 spoluzaložil Institut průmyslového inženýrství, kde je v současnosti jednatelem. V oblasti klasického i moderního průmyslového inženýrství spolupracuje s podniky jako např. Barum, Continental, Peguform, Škoda Auto, Magna, Dura Automotive, Siemens, Black and Decker, Tyco Electronics, Rieter, Johnson Controls apod. Působí v oblastech jako např. standardizovaná jednicová i servisní práce, TPM, rozvoj výrobních systémů, Lean Manufacturing, průmyslová moderace/vedení workshopů + …. metody inovačního inženýrství, metody technické kreativity (TRIZ). Dr. Mašín publikoval 15 knih a skript z oblasti průmyslového inženýrství a inovačního inženýrství. Je členem IIE, SME, ČSST, ČSVZ, ETRIA, ARID.

Institut kreativity a inovací

Liberec

Inovujte své produkty systematicky …. Mobilizujte vynalézání ve své firmě …. Nikdo není chytřejší než svět ….

Metody systematické inovace

Agenda – co neuslyšíte

• • • • •

transfer technologií inkubátory ekonomické přehledy Jak to dělá Yahoo ? makro-pohled …

ZI

+ SK

IDEJE A KONCEPTY

NE GA T IV NÍ Z IS K

OD EJ

ní

ní

ce

vá

no

ro id e

Uk

on

de

jí a

pu

je -O

ro

ní

sp

če

k le

ide

š tě

ní

t rh

u

Inovátoři

Po

An

Vynálezci

PR

od

ne

ko nc ep a lý jí a tů P a za ko t e způ nc nt s e pt o v ob Te ů ý il o s ch p r ti nic ů zk ký um vý Pr zk ot um ot yp a y Te vý vo sto a t e j sto vá ní vá Ná trh ní bě u h Uv a za há ed j e Ro ní n ení vý zv a ro t oj r by tr h h Ná u rů st pr od eje Tu rb ule na ce trh u -k on ku Zr re alo nc st e pr od uk tu

Zh

Ge


Inovace technického výrobku je proces, který začíná myšlenkou, pokračuje různými aktivitami v rámci vývoje a industrializace až po samotnou implementaci ve formě uplatnění na trhu. „Doplnit …

Manažeři

ZTRÁTA

Metody systematické inovace Sekvenční inženýrství

Časová komprese

Tvorba konceptu Detailní konstruování Ověřování a testování Výroba

Přezkoumání návrhů Přezkoumání konceptu

Přezkoumání návrhu

Přezkoumání finálního návrhu

Prověrka přípravy na výrobu

Ukončení projektu

Milníky Schvální projektu

Schvální konceptu

Uvolnění do sériové výroby

Schválení návrhu

Tvorba konceptu a systémového návrhu

Konstruování, testování a příprava výroby Výroba

Přezkoumání návrhů Přezkoumání konceptu

Přezkoumání Prověrka přípravy Ukončení projektu finálního návrhu na výrobu

Milníky Schvální projektu

Schvální konceptu

Schválení návrhu


Simultánní inženýrství



Open Innovation - Crowdfunding


Vědecká a odborná komunita během let vyvinula a použila řadu přístupů a metod, které nám mohou napomoci v efektivnosti inovačního procesu (zabránit v „dělání chyb“ při vývoji technického výrobku). „Doplnit …

Metoda = vědomý systematický postup


Hlas zákazníka (VoC)


silná kladná korelace kladná korelace záporná korelace

*

-

-

rychlé vyčištění plochy

8

minimum pohybů

6

n

počet aktivních částí

Srovnání s konkurenčním výrobkem K MIN 1

MAX 2

3

4 K

K

K

7

K

chrání ruku před sněhem 7 dobře se drží při čištění

9

pro různé vrstvy univerzální pro různé povrchy použití dobře se čistí i štěrbiny

7

snadné uložení v zimě

8

snadné uložení v létě

2

snadné uložení

mm

velký objem při 1 pohybu 7 držadlo nestudí

komfortní čištění

°

tloušťka (průměr) držadla

Váha

velký dosah při čištění

N

úhel břitu

Potřeby zákazníků

°C

síla potřebná pro složení

1 bod

mm mm mm

teplota držadla při 0 °C (ext)

3 body

šířka záběru

9 bodů

celková délka pro uložení

Legenda :

-

** délka držadla při použití

Charakteristikyvýrobku

silná záporná korelace

K

K

K

8

K

4

Navrhovaná hodnota

K

K

K

300 330 140

0

70

50

35

1

MIN 1

Porovnání s parametry konkurenčního výrobkuK

2 3 4

K K

K

MAX5

Významnost Cílová hodnota Další rozpracování v QFD

K

K K

K

K

305 118 252 118

78 184 136 262

560 300 180

20

40

X

X

X

X

X

50

35

2 X

5


Metody pro generování konceptu Při generování konceptu je možné postupovat v následujících 4 krocích:

1. dekompozice problému 2. průzkum již známých řešení 3. kreativní řešení dílčích problémů 4. syntéza dílčích řešení


varianty varianty koncept 3 ko

varianty

nc

ep

t2

k o n c ep t 1

vektor psychologické setrvačnosti

Problém

oblast inovačního řešení problému

n k o n c ep t

varianty


Kde byla podepsána zakládající smlouva EHS? Dole, na poslední stránce. Jak můžeme hodit vejce na betonový základ tak, abychom ho nerozbili? Jakkoliv, vejce v žádném případě betonový základ nepoškodí.


Funkčně-objektová analýza (funkční analýza, function analysis, FA) : • • • • • • •

Funkční „mluva“

pomáhá nám porozumět našemu systému pomocí vizualizace funkční mapy demonstruje jak náš systém „poskytuje“ hlavní a další funkce pomáhá nám pochopit problém/y našeho technického systému osvětluje naše problémy obsahuje jednoduchý návod na specifikaci typů problému umožňuje nám stanovit priority v řešení problémů umožňuje nám lokalizovat „místa“, kde působíme řešitelskými nástroji

Funkční analýza vyžaduje „korektní“ vyjadřování a přesné formulace zejména v případě popisu akcí pomocí sloves.


Trimming


Nikdo není chytřejší než svět ….. omezení Problém Zadání 2 1


Reverse Engineering


Deep Web (Deepnet) ?



Dramatické zlepšení technických systémů je založeno na nalezení nových řešení, avšak nové řešení není jednoduché zavádět v praxi – následkem je nutnost řešit mnoho problémů před úspěšnou implementací nového řešení.

Změna inovačního paradigmatu Function Oriented Search (FOS) je nástroj řešení problémů založený na identifikaci již existujících (ověřených) technologií ve světě při použití funkčních kritérií. Jestliže je existující řešení nalezeno v jiném oboru, mění se povaha problému na tzv. adaptační, které se jednodušeji překonávají než problém typu „vynalézání“ nových řešení. Je to jednodušší, řešení je spolehlivější a potřebuje méně zdrojů (čas, práce, kapitál)

Metody systematické inovace Identifikace dílčích problémů – funkční analýza Specifická funkční formulace

Generalizovaná funkční formulace

Přeformuluj specifickou funkci na generalizovanou funkci a hledej, jak to řešili v „vůdčích“ oborech, které generalizovanou funkci vykonávají

+ identifikace kritických funkčních parametrů (čas, náklady, limity ….)

Identifikace plnění funkce u „lídrů“

• • • •

Armáda Kosmický průmysl Zdravotnictví Příroda


Nástroje inovativního kaizenu ®

23

Metody systematické inovace 12 strategií obcházení patentů

Metody systematické inovace TRIZ

Ге́нрих Сау́лович Альтшу́ллер (15.10.1926 Taškent – 24.10 1998 Rusko)

Jeho genialita při vytváření metodiky TRIZ spočívala: • ve schopnosti vidět inženýrské problémy jako technické rozpory (contraditions). Vynález je dle Altshullera odstranění technického rozporu v technickém problému. · • ve schopnosti rozpoznat podobnosti v různých technických situacích. Altshuller dokázal zjistit klíčové podobnosti i bez mezistupně matematického vyjádření, které k tomu v přibližně stejném historickém období potřeboval zakladatel kybernetiky Norbert Wiener, když formuloval svou vědu o řízení a sdělování v technických a živých organismech (vycházely mu stejné matematické rovnice pro řízení protiletadlové palby i pro matematické modelování funkce lidského srdce).


Typický problém (fyzikální konflikt)

Matice inovačních principů a standardy (TRIZ/ARIZ)

Typické řešení konkretizace

abstrakce

Specifický problém

kreativní řešení jako eliminace příčin konfliktu

Pokusy a omyly

Specifické řešení


Zákonitosti rozvoje technických systémů


Rozbor 50.000 patentů

Č. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40

princip segmentace vyjmutí, extrakce lokální kvalita asymetrie sloučení, spojení univerzálnost vložení jednoho objektu do druhého anti-gravitace protiakce v předstihu akce předem tlumení s předstihem ekvipotenciála Inverzní akce (obrácený postup) sférické zakřivení (kulovitost) dynamizace částečné nebo přehnané řešení další rozměr mechanické vibrace periodické akce nepřetržitá užitečná akce rychlý průběh (přeskočení) z nouze ctnost zpětná vazba prostředník (mediátor) samo-obslužnost zkopírování levný krátkodobý objekt nahrazení mechanického systému pneumatika a hydraulika pružné obaly a tenké filmy porézní materiál změna barvy homogenita znehodnocení o obnovení změna parametru fázová změna teplotní expanze zrychlená oxidace inertní atmosféra kompozitní materiál

Metody systematické inovace 7

Vložení jednoho objektu do druhého


TRIZ+ v kostce


Metody(Proč?, systematické inovace Úvod Jak ?)


Prognózování vývoje • 9 windows • Direct Evolution (DE)

WOIS model


Architektura výrobku

Modular Function Deployment (MFD)

Design structure matrix (DSM)


Hodnocení a výběr konceptu

• Pughovy tabulky • Analytical Hierarchy Process


Modelování a simulace CA vývoj/inovace CA modelování CA konstruování metodické konstruování 2D

empirické konstruování stavba strojů výkresy

1850

využití výpočetní techniky

algoritmy

1900

normalizace

geometrické modely

1950

plánování vývoje

3D

řízení komplexity

simulace procesů

prototyping

organizace vývoje modely výrobků

2000

customizace analýza chování zákazníků


Design for X


Prototyping


Design Review


Hodnotová analýza (VA/VE)

Posouvat peletu 0,18 0,16 0,14 0,12 0,1 0,08 0,06 0,04 0,02 0

Směrovat peletu Držet pelety Těsnit prostor Vytvořit hluk Držet snímač Zajistit bezpečnost Točit šnekem Rozdrobit pelety Absorbovat hluk Absorbovat vibrace Přenést Mk Vymezit polohu dílu Zajistit polohu Zjednodušit montáž


Lean Design 1. Velká komplexita 2. Vysoká variabilita 3. Zbytečná přesnost 4. Nebezpečné řešení 5. Přetechnizované řešení 6. Nezralé řešení 7. Nerobustní řešení


Extenzivní využívání fyzických procesních modelů

3P

Production Preparation Process


Logistika

Value Stream Mapping

Předcházení vadám

Lay-out

Počet změn a rozhodnutí


Prevence ..

Generování konceptu

Konstrukční řešení

Začátek výroby Start dodávek

Inventive principles application in the nano-structures field

Starting with Function Analysis Component – Interactions – Function Modelling

Collector Supporting textile Nanofiber nonwoven Solution drip

Nanofiber

Wire Solution layer

Roller or wire electrode Polymer solution Drive (power) connection

+

Basin High voltage power supply

Inventive principles application in the nano-structures field Types of spinning electrodes: • • •

Stationary wire electrode Rotating wire electrode Rotating cylinder electrode

Time for electrode interchange: 40 min !

Process view Harmful Effects

RCA+

Inventive principles application in the nano-structures field Segmentation (principle 1)

segmented roll (T)

S

a. If object is subjected to harmful factors of environment, create conditions that will prevent the object from harmful factors beforehand. b. If object has to be changed and this is hard to achieve, perform the required change of the object (fully or partially) beforehand.

Inventive principles application in the nano-structures field Curvature increase (principle 14)

S

If it is not possible to precisely achieve the required change, or to perform some action, reformulate the problem: how to make slightly less or slightly more and then achieve the required result.

Metody systematické inovace Průmyslové inženýrství 1900

Inovační inženýrství

Toyota Production System Lean Manufacturing

2000 Lean Servis Lean Hospitals ……

silná kladná korelace kladná korelace záporná korelace

*

-

-

rychlé vyčištění plochy

8 6

komfortní čištění

snadné uložení

Přezkoumání Prověrka přípravy Ukončení finálního návrhu na výrobu projektu

Schvální projektu

tloušťka (průměr) držadla

3

4

K

K

K

9

K

7

2

5

K

K

K

K

4 8

snadné uložení v létě

K

K

K

300 330 140

0

70

50

35

1

MIN 1

Schvální konceptu

Schválení návrhu

Porovnání s parametry konkurenčního výrobkuK


2 3 4

K K

K

MAX5

Významnost Cílová hodnota Další rozpracování v QFD

1996 200 min 2006 ? min

MAX 2

8

snadné uložení v zimě

Navrhovaná hodnota

Milníky

1

7

dobře se drží při čištění

Přezkoumání konceptu

Srovnání s konkurenčním výrobkem K MIN

chrání ruku před sněhem 7

pro různé vrstvy univerzální pro různé povrchy použití dobře se čistí i štěrbiny

Výroba

Přezkoumání návrhů

n

velký objem při 1 pohybu 7 držadlo nestudí

Konstruování, testování a příprava výroby

mm

počet aktivních částí

Váha

velký dosah při čištění minimum pohybů

°

úhel břitu

Potřeby zákazníků

N

teplota držadla při 0 °C (ext)

Tvorba konceptu a systémového návrhu

-

°C

síla potřebná pro složení

3 body 1 bod

** mm mm mm

šířka záběru

9 bodů

délka držadla při použití

Charakteristikyvýrobku

silná záporná korelace

Legenda :

celková délka pro uložení

R

Prostoj: výměna formy

1900

K

K

305 118 252 118 560 300 180 X

X

K

K

X

K

78 184 136 262

20

40

X

X

50

35

2 X

2000 R

• • • •

pracné dlouhé slovíčkaření anabáze


„Tak a teď se chytneme všichni za ruce, budeme myslet pozitivně a uděláme rychle brainstorming ……. a za hodinu to máme pořešený“

Metody systematické inovace

Recommend Documents