Download - Metody systematické inovace - Czemp
Metody systematické inovace
v oblasti technických výrobků
Ivan Mašín 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
Institut kreativity a inovací
Inovujte své produkty systematicky ….
Mobilizujte vynalézání ve své firmě ….
Nikdo není chytřejší než svět ….
Liberec
Agenda – co neuslyšíte • transfer technologií • inkubátory • ekonomické přehledy • Jak to dělá Yahoo ? • makro-pohled …
Metody systematické inovace
„Doplnit …
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.
Genero
vání
idejí a
konc
eptů
PRODEJ
ZISK
IDEJE A KONCEPTY
Analýz
a způ
sobil
osti
Pate
ntový
prů
zkum
Zhod
noce
ní ide
jí a ko
ncep
tůTe
chnic
ký vý
zkum
a vý
voj
Prototy
py a
testov
ání
Testo
vání
trhu
Náběh
a za
hájen
í výro
by
Uvede
ní na
trh
Rozvo
j trhu
Nárůst
prode
jeTu
rbulen
ace t
rhu - k
onku
rence
Zralo
st pro
duktu
Pokles
prod
ejeUko
nčen
í - Opu
štění
trhu
InovátořiVynálezci Manažeři
NEGATIVNÍ ZISKZTRÁTA-
+
Metody systematické inovace
Tvorba konceptu a systémového návrhu
Konstruování, testování a příprava výroby
Výroba
Přezkoumání konceptu
Přezkoumání finálního návrhu
Prověrka přípravy na výrobu
Ukončení projektu
Schvální projektu
Schválení návrhu
Schvální konceptu
Milníky
Uvolnění do sériové výroby
Přezkoumání návrhů
Tvorba konceptu
Detailní konstruování
Ověřování a testování
VýrobaPřezkoumání návrhů
Přezkoumání konceptu
Přezkoumání návrhu
Přezkoumání finálního návrhu
Prověrka přípravy na výrobu
Ukončení projektu
Schvální projektu
Schválení návrhu
Schvální konceptu
Milníky
Uvolnění do sériové výroby
Metody systematické inovace
Časová komprese
Simultánní inženýrství
Sekvenční inženýrství
Metody systematické inovace
Open Innovation - Crowdfunding
Metody systematické inovace
„Doplnit …
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).
Metoda = vědomý systematický postup
Metody systematické inovace
Metody systematické inovace
Hlas zákazníka (VoC)
Srovnání skonkurenčním výrobkem
Potřeby zákazníků
Cha
rakt
eris
tiky v
ýrob
ku
Porovnání s parametrykonkurenčního výrobku
Významnost
Cílová hodnota
Další rozpracování v QFD
12345
MIN
MAX
1MIN MAX
2 3 4 5Váha
Navrhovaná hodnota
*-
silná kladná korelace
kladná korelace
záporná korelace
silná záporná korelace
velký dosah při čištění rychlé vyčištění plochy
minimum pohybů
velký objem při 1 pohybu
komfortní čištění
držadlo nestudí
chrání ruku před sněhem
univerzální použití
pro různé vrstvy
pro různé povrchy
snadné uložení
dobře se drží při čištění
dobře se čistí i štěrbiny
snadné uložení v zimě
snadné uložení v létě
8
6
7
7
7
9
7
8
4
8
2
délka
drž
adla
při
použ
ití
celk
ová
délk
a pr
o ul
ožen
í
šířk
a zá
běru
tepl
ota
drža
dla
při 0
°C (e
xt)
síla
pot
řebn
á pr
o sl
ožen
í
úhel
břit
u
tlouš
ťka
(prů
měr
) drž
adla
poče
t ak
tivní
ch č
ástí
mm °C ° nmm mm mmN
305 118 252 118 78 184 136 262
300 330 140 70 50 35 1
560 300 180 20 40 50 235
X X X
0
X
* *-
-
9 bodů
3 body
1 bod
Legenda :
XX
K K
K K
K
K K
K
K
K
K
K
K
K
K
K
K
K
K
K
K
Metody systematické inovace
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
Metody pro generování konceptu
Metody systematické inovace
varianty
variantyvarianty
varianty
koncept 2
koncept 1koncept n
koncept 3
vektor psychologickésetrvačnosti
Problém
oblast inovačního řešeníproblému
Metody systematické inovace
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.
Metody systematické inovace
Funkčně-objektová analýza (funkční analýza, function analysis, FA) : • 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 „mluva“ Funkční analýza vyžaduje „korektní“ vyjadřování a přesné formulace zejména v případě popisu akcí pomocí sloves.
Metody systematické inovace
Trimming
Metody systematické inovace
Problém Zadání
1
2
omezení
Metody systematické inovace
Nikdo není chytřejší než svět …..
Reverse Engineering
Metody systematické inovace
Deep Web (Deepnet) ?
Metody systematické inovace
Metody systematické inovace
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.
Změna inovačního paradigmatu
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.
Je to jednodušší, řešení je spolehlivější a potřebuje méně zdrojů (čas, práce, kapitál)
Metody systematické inovace
Specifická funkční formulace
• Armáda • Kosmický průmysl • Zdravotnictví • Příroda
Generalizovaná funkční formulace
+ identifikace kritických funkčních parametrů (čas, náklady, limity ….)
Identifikace plnění funkce u „lídrů“
Identifikace dílčích problémů – funkční analýza
Přeformuluj specifickou funkci na
generalizovanou funkci a hledej, jak to řešili v „vůdčích“ oborech,
které generalizovanou funkci vykonávají
Metody systematické inovace
Nástroje inovativního kaizenu ® 23
Metody systematické inovace
12 strategií obcházení patentů
Metody systematické inovace
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).
Ге́нрих Сау́лович Альтшу́ллер (15.10.1926 Taškent – 24.10 1998 Rusko)
Metody systematické inovace
TRIZ
Specifický problém
Typický problém (fyzikální konflikt) Typické řešení
Pokusy a omyly
Matice inovačních principů a standardy (TRIZ/ARIZ)
Specifické řešení
abstrakcekonkretizace
kreativní řešení jakoeliminace příčin konfliktu
Metody systematické inovace
Zákonitosti rozvoje technických systémů
Metody systematické inovace
Rozbor 50.000 patentů
Č. princip 1 segmentace 2 vyjmutí, extrakce 3 lokální kvalita 4 asymetrie 5 sloučení, spojení 6 univerzálnost 7 vložení jednoho objektu do druhého 8 anti-gravitace 9 protiakce v předstihu 10 akce předem 11 tlumení s předstihem 12 ekvipotenciála 13 Inverzní akce (obrácený postup) 14 sférické zakřivení (kulovitost) 15 dynamizace 16 částečné nebo přehnané řešení 17 další rozměr 18 mechanické vibrace 19 periodické akce 20 nepřetržitá užitečná akce 21 rychlý průběh (přeskočení) 22 z nouze ctnost 23 zpětná vazba 24 prostředník (mediátor) 25 samo-obslužnost 26 zkopírování 27 levný krátkodobý objekt 28 nahrazení mechanického systému 29 pneumatika a hydraulika 30 pružné obaly a tenké filmy 31 porézní materiál 32 změna barvy 33 homogenita 34 znehodnocení o obnovení 35 změna parametru 36 fázová změna 37 teplotní expanze 38 zrychlená oxidace 39 inertní atmosféra 40 kompozitní materiál
Metody systematické inovace
7 Vložení jednoho objektu do druhého
Metody systematické inovace
TRIZ+ v kostce
Metody systematické inovace
Metody systematické inovace
Úvod (Proč?, Jak ?) Metody systematické inovace
Prognózování vývoje
WOIS model
Metody systematické inovace
• 9 windows • Direct Evolution (DE)
Metody systematické inovace
Architektura výrobku
Design structure matrix (DSM)
Modular Function Deployment (MFD)
Metody systematické inovace
Hodnocení a výběr konceptu
• Pughovy tabulky • Analytical Hierarchy Process
1850 1900 1950 2000
geometrické modely
modely výrobků výkresy
metodickékonstruování
empirickékonstruování
stavbastrojů
CA modelování
CA vývoj/inovace
CA konstruování
plánování vývoje
řízeníkomplexity
simulace procesů2D
normalizace
prototyping
custo-mizace
analýza chování zákazníků
organizace vývojealgoritmy
využitívýpočetní techniky
3D
Metody systematické inovace
Modelování a simulace
Metody systematické inovace
Design for X
Prototyping
Metody systematické inovace
Design Review
Metody systematické inovace
Hodnotová analýza (VA/VE)
Metody systematické inovace
0
0,02
0,04
0,06
0,08
0,1
0,12
0,14
0,16
0,18Posouvat peletu
SměrovatpeletuDržetpeletyTěsnitprostorVytvořithlukDržetsnímačZajistitbezpečnostTočitšnekemRozdrobit pelety
AbsorbovathlukAbsorbovatvibracePřenéstMkVymezitpolohu díluZajistitpolohuZjednodušitmontáž
1.Velká komplexita
2.Vysoká variabilita
3.Zbytečná přesnost
4.Nebezpečné řešení
5. Přetechnizované řešení
6. Nezralé řešení
7. Nerobustní řešení
Metody systematické inovace
Lean Design
3 P Production Preparation Process
Extenzivní využívání fyzických procesních modelů
Metody systematické inovace
Value Stream Mapping
Lay-out Logistika
Předcházení vadám
Metody systematické inovace
Začátek výroby Start dodávek Generování konceptu Konstrukční řešení
Poče
t zm
ěn a
rozh
odnu
tí
Metody systematické inovace
Prevence ..
Inventive principles application in the nano-structures field
Starting with Function Analysis
Collector
Nanofiber nonwovenSupporting textile
High voltage power supply
Drive (power) connectionPolymer solutionRoller or wire electrode
Basin+
Wire
Solution drip
Solution layer
Nanofiber
Component – Interactions – Function Modelling
Inventive principles application in the nano-structures field
RCA+
Types of spinning electrodes:
• Stationary wire electrode • Rotating wire electrode • Rotating cylinder electrode
Time for electrode interchange: 40 min !
Process view Harmful Effects
Inventive principles application in the nano-structures field
Segmentation (principle 1)
segmented roll (T)
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.
S
Inventive principles application in the nano-structures field
S
Curvature increase (principle 14)
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.
1900
2000
Průmyslové inženýrství 1900
2000
Inovační inženýrství
Metody systematické inovace
Toyota Production System Lean Manufacturing
Lean Servis
Lean Hospitals ……
Tvorba konceptu a systémového návrhu
Konstruování, testování a příprava výroby
Výroba
Přezkoumání konceptu
Přezkoumání finálního návrhu
Prověrka přípravy na výrobu
Ukončení projektu
Schvální projektu
Schválení návrhu
Schvální konceptu
Milníky
Uvolnění do sériové výroby
Přezkoumání návrhů
1996 200 min
2006 ? min
Pro
stoj
: vým
ěna
form
y
Srovnání skonkurenčním výrobkem
Potřeby zákazníků
Cha
rakt
eris
tiky v
ýrob
ku
Porovnání s parametrykonkurenčního výrobku
Významnost
Cílová hodnota
Další rozpracování v QFD
12345
MIN
MAX
1MIN MAX
2 3 4 5Váha
Navrhovaná hodnota
*-
silná kladná korelace
kladná korelace
záporná korelace
silná záporná korelace
velký dosah při čištění rychlé vyčištění plochy
minimum pohybů
velký objem při 1 pohybu
komfortní čištění
držadlo nestudí
chrání ruku před sněhem
univerzální použití
pro různé vrstvy
pro různé povrchy
snadné uložení
dobře se drží při čištění
dobře se čistí i štěrbiny
snadné uložení v zimě
snadné uložení v létě
8
6
7
7
7
9
7
8
4
8
2
délka
drž
adla
při
použ
ití
celk
ová
délk
a pr
o ul
ožen
í
šířk
a zá
běru
tepl
ota
drža
dla
při 0
°C (e
xt)
síla
pot
řebn
á pr
o sl
ožen
í
úhel
břit
u
tlouš
ťka
(prů
měr
) drž
adla
poče
t ak
tivní
ch č
ástí
mm °C ° nmm mm mmN
305 118 252 118 78 184 136 262
300 330 140 70 50 35 1
560 300 180 20 40 50 235
X X X
0
X
* *-
-
9 bodů
3 body
1 bod
Legenda :
XX
K K
K K
K
K K
K
K
K
K
K
K
K
K
K
K
K
K
K
K
R
• pracné • dlouhé • slovíčkaření • anabáze
R
„Tak a teď se chytneme všichni za ruce, budeme myslet pozitivně a uděláme rychle brainstorming ……. a za hodinu to máme
pořešený“
Metody systematické inovace