6.3 Strategie testování výrobků - rychlé prototypování

InnoSkills – Inovační dovednosti pro MSP
6. Inovativní výrobní strategie
6.3 Strategie testování výrobků - rychlé prototypování
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
6.3 Strategie testování výrobků - rychlé prototypování
Klíčová slova
rychlé prototypování, prototyp, výroba, 3D výstupy, testování výrobků
Cíl studia
Tato komponenta se zabývá strategiemi testování výrobků a rychlým prototypováním (Rapid Prototyping). Seznámíte se v ní se základními termíny a procesy,
které mohou podpořit vaše inovační aktivity. Jejím cílem je poskytnout vám přehled a praktický rámec všech hlavních metodologií testování produktů, abyste se mohli
rozhodnout, která z nich je pro váš podnik nejvhodnější vzhledem k vašemu trhu, produktům a konkurenci. Dále zde chceme poskytnout podnikům podporu při vývoji a zdokonalování konstrukčních aktivit jako části vývoje nových výrobků. K prostudování modulu potřebujete asi 30 minut.
Úvod
Výrobky podniků, které věnují pozornost jejich důkladnému testování a neustálému zlepšování, jsou ve většině případů lepší než výrobky konkurence. Důsledkem je posílení
značky, podílu na trhu, zvýšení účinku všech marketingových aktivit (reklama, propagace,
prodej, atd.), a často je možné nabídnout (a prodávat) lepší produkt za vyšší cenu, než si
může dovolit konkurence.
Většina MSP se však testováním svých výrobků bohužel příliš nezabývá. Pouze málo
z nich chápe význam neustálého zlepšování a testování výrobků. Ještě méně z nich používá správné postupy a dokonce ještě méně jich vyčlení dostatečnou část rozpočtu pro
důkladný program testování. Tyto slabé stránky většiny podniků vytvářejí příležitosti pro
menšinu podniků, které znají a používají správné postupy testování a neustálého zlepšování výrobků. 1
6.3.1 Co jsou strategie testování výrobků?
Účelem testování výrobků je zjištění užitečnosti výrobku před zahájením jeho výroby. Je
důležité rozlišovat mezi různými typy testování, prováděnými v různých fázích procesu
vývoje produktu. To pomůže vývojářům lépe pochopit účel každého z testů a určit, jaká
data (a jak) shromažďovat. Různé metody testování mají různé cíle, používají různé přístupy a techniky modelování. Podrobněji se v tomto modulu budeme věnovat čtyřem
1
Thomas, Jerry W.: Product Testing. 1993
© innoSkills
1/14
2010-04-8
InnoSkills – Inovační dovednosti pro MSP
6. Inovativní výrobní strategie
6.3 Strategie testování výrobků - rychlé prototypování
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
obecným technikám: průzkumný (exploratory) test, hodnotící (asessment) test, ověřovací
(validation) test a srovnávací (comparison) test.
6.3.2 Proč je testování výrobků důležité?
Výdleky různých průzkumů ukazují, že testování výrobků je ve většině podniků často jedinou činností marketingového výzkumu. Jeho velký význam se pokusíme ilustrovat uvedením příkladů jeho použití:
•
Dosáhnout nadřazenosti vlastního výrobku nad konkurenčními výrobky;
•
Nepřetržitě zdokonalovat výkonnost a kvalitu výrobku a lépe uspokojovat zákazníky
(udržovat nadřazenost výrobku s ohledem na vývoj potřeb a požadavků zákazníků
v čase);
•
Monitorovat potenciální ohrožení konkurenčními výrobky, analyzovat slabé a silné
stránky konkurence;
•
Snižovat náklady na vývoj a výrobu při zachování nadřazenosti výrobku;
•
Monitorovat účinky stárnutí na kvalitu výrobku (studie skladovatelnosti);
•
Implicitně měřit účinky ceny, značky nebo balení na výkon/kvalitu výrobku, jak ji chápe
zákazník;
•
Pomáhat útvarům výzkumu a vývoje při vývoji nových výrobků nebo zdokonalování
stávajících výrobků;
•
Monitorovat kvalitu výrobků z různých závodů, její závislost na distribučních kanálech a
časové (meziroční) trendy;
•
Předpovídat přijetí nových výrobků zákazníky. 2
6.3.3 Kde můžete testování výrobků použít?
Testování výrobků se nejvíce používá v potravinářském průmyslu (včetně nápojů), ale jeho koncepty a metody jsou použitelné prakticky na všechny kategorie výrobků, i když se
struktura a postupy testování pro různé kategorie mohou výrazně lišit. Lze testovat software, nábytek, skladovací podmínky, potravu pro psy, služby aerolinií, prototypy
zařízení, atd.
Konečným přínosem testování výrobků je dosažení konkurenční výhody. Nejjistějším způsobem získání převahy v kategorii výrobků nebo v celém odvětví je nadřazenost (superiorita) výrobku. Podniky, které věnují pozornost testování výrobků, mohou také nadřazenosti dosáhnout a získat výraznou konkurenční výhodu strategického významu. Podniky,
které neustálé zdokonalování a testování výrobků zanedbávají, mohou náhle zjistit, že
jsou vytlačeny na okraj konkurentem, který vymyslel „lepší past na myši“. 3
2
InnoSupport: Supporting Innovations in SME. 6.2 Rapid Prototyping and Product Testing Strategies. 2005
3
Thomas, Jerry W.: Product Testing. 1993
© innoSkills
2/14
2010-04-8
InnoSkills – Inovační dovednosti pro MSP
6. Inovativní výrobní strategie
6.3 Strategie testování výrobků - rychlé prototypování
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Testování výrobků lze použít ve všech výrobních odvětvích – ve všech podnicích, které
navrhují a/nebo vyrábějí fyzické výrobky. 4
6.3.4 Jak používat nejdůležitější metody testování výrobků?
V závislosti na fázi procesu vývoje volíme jeden ze tří typů testů: průzkumný,
hodnotící nebo ověřovací test. Čtvrtý typ, srovnávací test, může být použit
v kterékoliv vývojové fázi. 5
Prosím zastavte se a zamyslete se: Hraje testování výrobků roli ve strategii vašeho podniku? Pokud ano, které metody jste dosud užívali? Co víte o různých metodách?
Následující text vychází z komponenty 6.2 příručky Innosupport. 6
Průzkumný test
Provádí se v počátcích procesu vývoje v tzv. předběžné fázi (fuzzy front end, front end of
innovation), v níž probíhá hledání potenciálních řešení problému. Vývojový tým už musí
dobře znát profil, potřeby a požadavky budoucích zákazníků. Cílem průzkumného testu je
prozkoumat potenciál předběžných konceptů a odpovědět na některé zásadní otázky,
např.:
4
•
Co si o tomto konceptu myslí uživatelé?
•
Přináší jeho základní funkcionalita uživateli hodnotu?
•
Je uživatelské rozhraní, ovládání výrobku, vhodné a snadno zvládnutelné?
•
Jsou naše předpoklady o požadavcích zákazníků správné?
•
Mohlo se stát, že jsme některé požadavky nepochopili?
Podle názoru recenzenta (J. Vacek) se mohou tyto metody uplatnit i u nehmotných produktů a služeb – viz
výše uvedený příklad softwaru.
5
Guide to Planning and Conducting Usability Tests
http://www.lib.washington.edu/usability/guidelines/usability-guidelines.html
6
InnoSupport: Supporting Innovations in SME. 6.2 Rapid Prototyping and Product Testing Strategies. 2005
© innoSkills
3/14
2010-04-8
InnoSkills – Inovační dovednosti pro MSP
6. Inovativní výrobní strategie
6.3 Strategie testování výrobků - rychlé prototypování
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Hodnotící test
Zatímco průzkumným testem zkoumáme vhodnost několika potenciálně si konkurujících
řešení, hodnotící test se podrobněji zaměřuje na preferované řešení v pozdější fázi vývoje.
Jeho hlavním cílem je zajistit, že předpoklady, z nichž vycházíme, zůstávají platné a že
podrobnější a specifičtější rysy návrhu jsou vhodné. Hodnotící test se soustředí na nabízenou užitečnost nebo funkčnost a v některých případech je vhodný i pro počáteční hodnocení výkonnosti/kvality. Za předpokladu, že byl vybrán správný koncept, je cílem hodnotícího testu zajistit, aby byl efektivně implementován. Zaměřuje se na podrobnější otázky,
např.:
•
Je koncept použitelný?
•
Splňuje všechny požadavky/potřeby uživatelů?
•
Jak může uživatel výrobek používat a jak mu jeho užívání usnadnit?
•
Jak bude výrobek montován a testován a nelze tyto procesy zlepšit?
•
Může uživatel výrobek použít k vykonání prací, pro něž byl navržen?
Prosím, proveďte kontrolu: Umíte odpovědět na výše uvedené otázky pro vaše
výrobky? Pokud ne, jak byste mohli získat potřebné informace?
Ověřovací test
Ověřovací test se obvykle provádí v pozdějších fázích vývojového procesu a jeho cílem je
zjistit, zda byly splněny všechny požadované cíle, mezi které může patřit použitelnost, výkonnost, spolehlivost, snadná údržba, postup montáže, odolnost. Ověřovacím testem vyhodnocujeme skutečnou funkcionalitu a výkonnost, očekávanou od sériového výrobku, a
proto musí být všechny činnosti provedeny důsledně.
Je pravděpodobné, že ověřovací test je první příležitostí ověřit společné fungování všech
komponent, i když jednotlivé komponenty byly odděleně testovány již dříve. Výrobek by
proto měl být již co nejpodobnější konečné podobě včetně balení, dokumentace a specifikace výrobních postupů. Součástí ověřovacího testu jsou i formální hodnocení požadovaná pro účely certifikace, bezpečnosi nebo legislativy. Ve srovnání s hodnotícím testem se
klade daleko větší důraz na správnost a přesnost používaných metod. Může být účelné
provést hodnocení nezávisle na vývojovém týmu; tým však musí poskytnout podklady
k požadavkům na standardy a kritéria hodnocení.
Srovnávací test
Tento test porovnává reakci uživatelů na různé vzorky výrobků. Lze ho použít v libovolné
fázi procesu vývoje pro vzájemné porovnání výrazně odlišných návrhů nebo způsobů implementace. S jeho pomocí zjišťujeme, který z návrhů je snadněji použitelný, jaké jsou
výhody a nevýhody porovnávaných návrhů. Jsou-li různé návrhy porovná© innoSkills
4/14
2010-04-8
InnoSkills – Inovační dovednosti pro MSP
6. Inovativní výrobní strategie
6.3 Strategie testování výrobků - rychlé prototypování
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
vány kvalitativně, může plnit i úlohu průzkumného testu. Výsledkem by měl být zlepšený
výrobek, v němž se kombinuje to nejleší z různých návrhů; to nejlepší často pochází
z velice rozličných implementací.
6.3.5 Případová studie testování výrobků
Kombinace hodnotících a srovnávacích testů v evropských MSP
Akustické testování výfukových systémů automobilů
Podnik, z něhož tato případová studie čerpá (a jehož jméno z důvodů zachování důvěrnosti neuvádíme) byl založen v r. 1989. Začal jako dodavatel náhradních dílů a rychle vyrostl na jednoho z největších evropských výrobců výfukových systémů automobilů.
Rozsah výroby je široký – v současnosti vyrábí výfukové systémy pro 600 různých modelů. Pro návrh a vývoj výfukového systému podnik vždy zakoupí alespoň dvě kompletní
jednotky od koncového výrobce.
Tyto jednotky jsou pečlivě proměřeny a jsou vytvořeny výkresy (např. ve formátu CAD).
Cílem je dosáhnout tvaru co nejpodobnějšího originálu. Dalším krokem je akustické měření ve zvukové komoře. Jednotka, jejíž hlukové parametry jsou nejlepší, je rozřezána, aby
se zjistila její vnitřní konstrukce, změří se vnitřní rozměry a znovu se vytvoří CAD výkresy.
Podle vytvořeného návrhu se vyrobí prototypy, pro které se důkladně testují jak jejich fyzické rozměry, tak akustické vlastnosti. Pokud splňují specifikace, je nový model uvolněn
do výroby.
Na základě svých dlouhodobých zkušeností může podnik pracovat i na svých vlastních
návrzích. 7
6.3.6 Co je rychlé prototypování?
Obecně řečeno je rychlé prototypování (RP) technologií, která umožňuje vytvářet
třírozměrné (3D) objekty rychleji než jiné metody prototypování (obvykle za hodiny nebo dny místo týdnů či měsíců) a bez použití mechanických nástrojů. Splňuje
potřebu rychlejšího přechodu na plnou výrobu, což je pro podniky působící na rychle se
měnících trzích mimořádně důležité. Většiny zařízení RP vytváří 3D objekty po vrstvách,
ale v některých aplikacích se používají i vysokorychlostní CNC stroje. 8
Termín rychlé prototypování (RP) se používá pro třídu technologií, které mohou automaticky vytvářet fyzické modely z CAD dat. Tyto "třírozměrné tiskárny" umožňují konstruktérům rychle vytvářet místo dvourozměrných výkresů hmatatelné 3D prototypy. 9
7
ASMET Case study: http://www.bksv.com/doc/ba0722.pdf
8
Thomas, Jerry W.: Product Testing. 1993
9
William Palm (May 1998) Rapid Prototyping Primer: http://www.me.psu.edu/lamancusa/rapidpro/primer/chapter2.htm
© innoSkills
5/14
2010-04-8
InnoSkills – Inovační dovednosti pro MSP
6. Inovativní výrobní strategie
6.3 Strategie testování výrobků - rychlé prototypování
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Některé podniky používají termín “rychlé prototypování ” v méně technickém smyslu – rozumí tím vytvoření prototypu co možná nejdříve v procesu vývoje a jeho testování
s vedoucími uživateli (lead users), aby získali zpětné vazby, kterých lze využít ke zdokonalení návrhu (viz kapitola 1 – otevřená inovace). Tento přístup je hojně používán jednou
z vedoucích návrhářských firem IDEO. Jak říká její zakladatel Tom Kelley 10:
“Experimentátoři zapojují stakeholdery do procesu prototypování. Ti provádějí skutečně užitečná
pozorování a začínají vznikat emocionální spojení nutná k překlenutí propasti mezi dnešní rutinou
a zítřejší inovací”.
Termín „lead user“ – vedoucí uživatel zavedl Eric von Hippel v r. 1986. Jeho definice je následující:
1. Vedoucí uživatel pociťuje potřeby, které trh bude mít, ale pociťuje je o měsíce nebo roky dříve,
než je pocítí masa spotřebitelů.
2. Vedoucí uživatelé mají takové postavení, v němž jim řešení jejich potřeb mohou přinést významné výhody.
Jinými slovy: Vedoucí uživatelé jsou uživateli produktů, kteří již dnes pociťují potřeby dosud neznámé širší veřejnosti a kterým řešení těchto potřeb přinese významné výhody. 11
Vedoucí uživatelé se často těší na to, že budou moci váš produkt vyzkoušet co nejdříve a často
jsou i ochotni spolupracovat na jeho vývoji. Jako příklad uveďme četné výrobky pro volnočasové
aktivity, které byly často vyvinuty společně s vedoucími uživateli. Tento koncept vznikl a je dosud
široce používán v softwarovém průmyslu (beta verze programů apod.).
6.3.7 Kde můžete používat rychlé prototypování?
Většina nástrojů pro rychlé prototypování nachází uplatnění v následujících odvětvích:
design & konstruování, V&V, spotřební zboží, elektronika, letecký a automobilový průmysl,
robotika, domácí spotřebiče, telekomunikace, ortopedie, zdravotnictví, stomatologie, slévárenství, nafta a plyn, petrochemie, hračky a plasty.
Tyto modely mají široké pole využití. Jsou vynikajícím vizuálním prostředkem pro sdílení
nápadů se spolupracovníky nebo zákazníky. Prototypy lze navíc používat i pro testování
návrhů. Na příklad letecký inženýr může umístit model v aerodynamickém tunelu a testovat síly, které na něj působí. Konstruktéři a designéři vždy používali prototypy; RP jim
umožňuje vytvářet modely rychleji a levněji.
Kromě vytváření prototypů mohou být techniky RP používány i k tvorbě nástrojů (rapid
tooling) a dokonce dílů výrobků (rychlá výroba, rapid manufacturing). Pro malé výrobní
dávky a složité objekty je rychlé prototypování často nejlepším možným výrobním proce-
10
Tom Kelley, The ten faces on innovation, p. 49
11
http://en.wikipedia.org/wiki/Lead_user
© innoSkills
6/14
2010-04-8
InnoSkills – Inovační dovednosti pro MSP
6. Inovativní výrobní strategie
6.3 Strategie testování výrobků - rychlé prototypování
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
sem. Samozřejmě, termín "rychlý" je relativní. Vytvoření většiny prototypů trvá tři hodiny až
tři dny, v závislosti na velikosti a složitosti objektu. To se může zdát pomalé, ale je to mnohem rychlejší než týdny nebo měsíce, kterých bylo třeba k vytvoření prototypu tradičními
prostředky jako je obrábění. Tyto dramatické časové úspory umožňují výrobcům uvést výrobky na trh rychleji a levněji. 12
Prosím zastavte se a připomeňte si aplikace rychlého prototypování:
o
Vizuální prostředek komunikace se spolupracovníky.
o
Vizuální prostředek komunikace se zákazníky.
o Testování návrhů.
Použili jste někdy RP pro tyto účely? Bylo by to pro váš podnik výhodné, a jak byste mohli
takový proces zavést a řídit?
6.3.8 Proč je rychlé prototypování důležité?
Rychlý vývoj modelů nebo prototypů může výrazně snížit náklady na vývoj a zkrátit cyklus vývoje výrobku. V r. 1994 firma Pratt & Whitney při zavedení rychlého
prototypování do procesu lití na vytavitelný model dosáhla "řádového snížení nákladů a časové úspory 70-90%". 13
Modely nebo prototypy mohou být také použity pro testování trhů před spuštěním výroby a
uvedením konečného výrobku na trh. Vývoj modelů nebo prototypů je obvykle založen na
technologických změnách; je proto většinou prováděn technology, kteří nemají představu
o nákladech takového vývoje (mezi které patří náklady na materiál, dodatečné osobní náklady, náklady na výcvik lidí a systémové změny). Rychlý vývoj modelů bude úspěšný tehdy a jen tehdy, když:
12
•
Každý prototyp pomůže zodpovědět specifické otázky;
•
Prototyp bude tak podrobný a složitý, aby byla získána požadovaná informace;
•
Pokud hledáme odpovědi na více otázek, může být nutné vyrobit více prototypů;
•
Rozhodování musí probíhat v průběhu vývoje prototypu, nesmí se čekat až na jeho
dokončení;
•
Čím rychlejší je vývoj prototypu, tím rychlejší je i celkový vývoj nového výrobku. 14
William Palm (May 1998) Rapid Prototyping Primer: http://www.me.psu.edu/lamancusa/rapidpro/primer/chapter2.htm
13
ibid
14
InnoSupport: Supporting Innovations in SME. 6.2 Rapid Prototyping and Product Testing Strategies. 2005
© innoSkills
7/14
2010-04-8
InnoSkills – Inovační dovednosti pro MSP
6. Inovativní výrobní strategie
6.3 Strategie testování výrobků - rychlé prototypování
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
6.3.9 Jak používat rychlé prototypování?
Na trhu je alespoň šest různých technik rychlého prototypování. Každá z nich má
své silné stránky. Protože se technologie RP v rostoucí míře používají i v jiných
aplikacích, často se pro ně používají termíny „solid free-form fabrication“, „computer automated manufacturing“, nebo „layered manufacturing“ – vysvětleno ve Slovníčku na
konci kapitoly.
Rychlé prototypování je „aditivní" proces, při němž se kombinují vrstvy papíru, vosku nebo
plastu a vzniká pevný třírozměrný objekt. Procesy obrábění (soustružení, vrtání, broušení
apod.) jsou naopak "subtraktivní", odebírají materiál z výchozího odlitku, obrobku apod.
Aditivní charakter RP umožňuje vytvářet objekty se složitou vnitřní strukturou, které nelze
vyrobit jiným způsobem. 15
Základní proces
Následující text vychází z Metody pro automatickou tvorbu zubní protézy s použitím laserového zaměřování k vytvoření digitálního 3D modelu ústní dutiny a s použitím digitálního
internetového spojení s rychlým zařízením na stereolitografické modelování. 16
I když existuje několik technik rychlého prototypování, všechny používají základní proces,
který má pět kroků:
1.
Vytvoření CAD modelu návrhu
2.
Konverze CAD modelu do formátu STL 17
3.
Rozřezání STL souboru na tenké příčné vrstvy
4.
Konstrukce modelu postupným nakládáním vrstev
5.
Vyčištění a konečná úprava modelu
Interaktivní grafika/video/animace
(www.innosupport.net ).
15
jsou
možné
pouze
v
online
verzi
příručky
William Palm (May 1998) Rapid Prototyping Primer:
www.me.psu.edu/lamancusa/RapidPro/primer/chapter2.htm
16
Thomas, Richard J.: Method for automatically creating a denture using laser altimetry to create a digital 3D oral cavity model and using a digital internet connection to a rapid stereolithographic modeling machine,
http://www.patentstorm.us/patents/7153135/fulltext.html
17
STereoLitografie.
© innoSkills
8/14
2010-04-8
InnoSkills – Inovační dovednosti pro MSP
6. Inovativní výrobní strategie
6.3 Strategie testování výrobků - rychlé prototypování
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Vytvoření CAD modelu: Objekt, který má být vytvořen, je nejdřív vymodelován s použitím
CAD. „Solid“ aplikace jako např. Pro/ENGINEER reprezentují 3-D objekty přesněji než „wire-frame“ aplikace jako např. AutoCAD, a jejich výsledky tedy budou lepší. Konstruktér
může použít již existující CAD soubor nebo může vytvořit nový návrh vyloženě pro účely
prototypování. Tento krok je stejný pro všechny techniky RP. 18
Příklad CAD modelování a použití virtuální reality uvidíte na videu vytvořeném
v konstrukčním centru Volkswagenu v Postupimi (Německo):
http://www.youtube.com/watch?v=ckuh1ZfIYrw.
Konverze do formátu STL: Různé programové balíky CAD používají pro reprezentaci 3D
objektů různé algoritmy. Pro zajištění kompatibility byl pro rychlé prototypování vyvinut
formát STL. Druhým krokem tedy je konverze CAD souboru do formátu STL. Tento formát
aproximuje třírozměrný povrch rovinnými trojúhelníky, "jako plošky řezaného šperku." 19
Interaktivní grafika/video/animace
(www.innosupport.net ).
jsou
možné
pouze
v
online
verzi
příručky
Rozřezání STL souboru: V třetím kroku preprocesor transformuje soubor STL do podoby
vhodné pro vytvoření výstupu. Existují různé programy, většina z nich uživateli umožňuje
nastavit velikosti, umístění a orientaci modelu. 20
Konstrukce po vrstvách: Čtvrtým krokem je skutečné vytvoření modelu. Zařízení pro RP
postupně skládá na sebe vrstvy z polymeru, papíru nebo práškového kovu. Většina zařízení je do velké míry autonomních, vyžadují minimální zásahy obsluhy. 21
18
William Palm: Rapid Prototyping Primer, www.me.psu.edu/lamancusa/RapidPro/primer/chapter2.htm
19
ibid
20
ibid
21
ibid
© innoSkills
9/14
2010-04-8
InnoSkills – Inovační dovednosti pro MSP
6. Inovativní výrobní strategie
6.3 Strategie testování výrobků - rychlé prototypování
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Interaktivní grafika/video/animace
(www.innosupport.net ).
jsou
možné
pouze
v
online
verzi
příručky
Vyčištění a konečná úprava: Poslední krok začíná vyjmutím modelu z RP zařízení a odstranění podpěr. Některé fotosenzitivní materiály musí být před použitím vytvrzeny. Může
být potřebné vyčištění a povrchová úprava prototypu. Jeho vzhled a trvanlivost může zlepšit pískování, těsnění nebo nabarvení. 22
Příklad úplného procesu rychlého prototypování ve firmě Motorola můžete vidět na následujícím videu: http://www.youtube.com/watch?v=s3gHHeD6cv8
Investice do zavedení technologie rychlého prototypování:
Pro rychlé prototypování se používá software CAD. Soubor CAD je východiskem všech
technik RP.
Software (např. AutoCAD) lze zakoupit přes internet nebo dodavatele. Je relativně drahý,
ale může zvýšit produktivitu práce rozšířeními pro práci s uživatelským rozhraním, která
umožní snížit počet potřebných kroků. Software má i další využití, pro která se investice
vyplatí. Nové softwarové balíky používají snadno použitelné navigační nástroje, které výrazně usnadňují práci uživatele.
Proč byste nezkusili věnovat ve vašem podniku půl dne na seznámení s rychlým
prototypováním? Pozvěte specialisty a své kolegy na brainstorming. Zeptejte se
jich, jak obtížné je seznámit se s výše uvedenými kroky a s jakými problémy se
setkávají. Na základě výše uvedeného postupu v pěti krocích připravte kontrolní seznam a
ověřte, zda rychlé prototypování ve vašem podniku splňuje výše uvedené požadavky.
6.3.10 Případová studie rychlého prototypování
Firma Baxi v Prestonu (Velká Británie) je čelným výrobcem systémů vytápění plynem a
dodavatelem vysoce kvalitních elektronicky řízených kotlů ústředního topení, topenišť a
nástěnných ohřívačů. 23
Rychlé prototypování přineslo časové i finanční úspory při zavedení kombinovaného kotle
na lukrativní trh vytápění domácností.
Zavedení rychlého prototypování výrazně ovlivnilo strategii vývoje ve firmě a způsoby, jakými chce v budoucnu provádět vývoj nových výrobků.
Na začátku r. 1997 firma přijala strategické rozhodnutí uvést na trh zcela nový kombinovaný kotel Bahama 100, zkonstruovaný a vyráběný ve Velké Británii v závodě Bamber
22
What is Rapid Prototyping? http://www.rapid-prototyping.us/BasicProcess.php
23
http://www.gas-spares.co.uk/baxi.htm
© innoSkills
10/14
2010-04-8
InnoSkills – Inovační dovednosti pro MSP
6. Inovativní výrobní strategie
6.3 Strategie testování výrobků - rychlé prototypování
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Bridge. Baxi si stanovila náročný cíl – navrhnout a vyrobit funkční prototyp kotle za deset
měsíců, aby mohla být sériová výroba spuštěna v březnu 1998.
Byla to nejkratší doba od návrhu na trh, kterou si kdy firma pro nový výrobek stanovila.
Aby byly tyto náročné úkoly splněny, vedoucí prototypování ve firmě Baxi, Jim AstinKilgallon, se obrátil na AMSYS, přední evropskou firmu v oboru rychlého prototypování
technikou selektivního laserového slinování (SLS).
6.3.11 Souhrn klíčových bodů
Jak jste zjistili v této komponentě, testování výrobků a rychlé prototypování je velice užitečné pro všechny účastníky procesu vývoje nového produktu a podporuje budování
image inovativní organizace.
Znalost hlavních metod testování, jako jsou průzkumné, hodnotící, ověřovací a srovnávací
testy, spolu se schopností rychle a profesionálně vytvářet modely nových výrobků
s pomocí rychlého prototypování, posiluje inovační schopnosti podniku. Vývoj modelů a
prototypů snižuje náklady a zkracuje dobu cyklu vývoje nových produktů.
V tomto modulu jste se seznámili se základy testování výrobků, strategiemi testování a rychlým prototypováním. Naučili jste se, jak implementovat proces testování a které klíčové body byste měli vzít v úvahu před zahájením vývoje nového
produktu. S pomocí tohoto modulu můžete přistoupit k rychlému prototypování profesionálně, se znalostí mezinárodně používaných procesů.
BIBLIOGRAFIE
Thomas, Jerry W. (2003). Product Testing. from: Decision Analyst, Inc.,
http://www.decisionanalyst.com/Downloads/ProductTesting.pdf, viewed: 25 August, 2008
Grenda, E. (2006). The Most Important Commercial Rapid Prototyping Technologies at a
Glance.
Wright, Paul K. (2001). 21st Century manufacturing. New Jersey: Prentice-Hall Inc.
Wohlers,T. (2007). Rapid Prototyping Terms and Descriptions.
by William Palm (May 1998), revised 30 July 2002, Penn State Learning Factory
http://www.me.psu.edu/lamancusa/rapidpro/primer/chapter2.htm, viewed: 25 August,
2008.
2004 Brüel & Kjær Sound& Vibration Measurement A/S
http://www.bksv.com/pdf/ba0722.pdf, viewed: 25 August, 2008
© innoSkills
11/14
2010-04-8
InnoSkills – Inovační dovednosti pro MSP
6. Inovativní výrobní strategie
6.3 Strategie testování výrobků - rychlé prototypování
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
InnoSupport: Supporting Innovations in SME. 6.2 Rapid Prototyping and Product Testing Strategies. 2005, http://archive.innosupport.net, viewed: 25 August, 2008
1998-2008 University of Washington Libraries: Guide to Planning and Conducting Usability
Tests, http://www.lib.washington.edu/usability/guidelines/usability-guidelines.html, viewed
25 August 2008
William Palm (May 1998), revised 30 July 2002, Penn State
www.me.psu.edu/lamancusa/RapidPro/primer/chapter2.htm, viewed 25 August 2008
William Palm (May 1998) Rapid Prototyping Primer:
http://www.me.psu.edu/lamancusa/rapidpro/primer/chapter2.htm, viewed 25 August 2008
Thomas, Richard J, US Patent Issued on December 26, 2006:
http://www.patentstorm.us/patents/7153135/fulltext.html, viewed 25 August 2008
Rapid Prototyping X™, 2007 What is Rapid Prototyping? http://www.rapidprototyping.us/BasicProcess.php, viewed 25 August 2008
Další zdroje
Jeffery Rudin (1994): Handbook of usability testing, 30-42 p. John Wiley&Sons Inc.
Kenneth G – Cooper (2001): Rapid Prototyping Technology CRC Press
Kelley T, The ten faces on innovation, Doubleday, 2005, ISBN 0-385-51207-4
SLOVNÍČEK
Pořítačem podporované konstruování (Computer-Aided Design, CAD) je využití počítačové
technologie
k podpoře
konstrukce
výrobku.
(Zdroj:
http://en.wikipedia.org/wiki/Computer-aided_design )
Zkratka CNC znamená počítačové numerické řízení (Computer Numerical Control), a
vztahuje se k počítačovému "kontroléru", který čte instrukce G-kódu a řídí obráběcí nástroj
určený pro výrobu komponent selektivním odstraňováním materiálu. CNC provádí numerickou interpolaci pro vedení obráběcího nástroje. Provozní parametry CNC je možné
změnit při zavádění softwaru.
(Zdroj: http://www.answers.com/topic/cnc )
© innoSkills
12/14
2010-04-8
InnoSkills – Inovační dovednosti pro MSP
6. Inovativní výrobní strategie
6.3 Strategie testování výrobků - rychlé prototypování
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Počáteční fáze inovačního procesu (Fuzzy Front End, FFE nebo Front End of Innovation, FEI) je v procesu vývoje nového produktu fází plnou nejistot. V této fázi je formulován
koncept produktu, který má být vyvinut, a rozhoduje se, zda do dalšího vývoje investovat či
ne). Zde se rozhoduje o potenciální příležitosti a o tom, zda je nápad připraven ke vstupu
do strukturovaného procesu vývoje. Zahrnuje aktivity od hledání nových příležitostí přes
formulování zárodečných nápadů až po vypracování upřesněného konceptu. Tato fáze
končí schválením konceptu a rozhodnutím o jeho postoupení do formálního procesu vývoje.
(Zdroj:http://en.wikipedia.org/wiki/New_product_development#Fuzzy_Front_End )
Prototyp je originální vzor uspořádání nebo obraz toho, co slouží jako typický příklad, na
kterých se spojí většina reprezentativních vlastností dané kategorie.(Zdroj:
http://en.wikipedia.org/wiki/Prototype )
Rychlé prototypování (RP) je automatické vytváření fyzických objektů. První techniky
RP byly vyvinuty koncem 80. let 20. století a byly používány k výrobě částí modelů a prototypů. Dnes je okruh jejich využití mnohem širší a jsou používány i pro malosériovou výrobu komponent výrobní jakosti. Někteří sochaři používají technologii RP pro vytváření
soch. (Zdroj: http://en.wikipedia.org/wiki/Rapid_prototyping )
Třírozměrný tisk je metoda transformace virtuálního 3D modelu na fyzický objekt. 3D tisk je
jednou z technologií rychlého prototypování. 3D tiskárny obvykle pracují tak, že postupně
nanášejí vrstvy materiálu a tak vytvářejí 3D objekt. 3D tiskárny jsou obecně levnější, dostupnější a jejich užití je snazší než je tomu u jiných aditivních výrobních technologií.
(Zdroj: http://en.wikipedia.org/wiki/3D_printing )
Neprototypovací aplikace: Nová třída softwaru, tzv. software pro definování aplikací
(Application Definition Software), umožňuje uživateli rychle vytvářet jednoduché, animované simulace jiného programu bez nutnosti programování. Tento software umožňuje technickým i netechnickým uživatelům experimentovat, testovat, spolupracovat a ověřovat simulovaný program a poskytuje výstupy jako anotace, snímky obrazovek a schémata.
(Zdroj: http://en.wikipedia.org/wiki/Software_prototyping )
Solid freeform fabrication (SFF) je souborem technik pro výrobu 3D objektů postupným
dodáváním energie a/nebo materiálu do určených bodů v prostoru a tím vytvoření požadovaného 3D objektu.
(Zdroj: http://en.wikipedia.org/wiki/Solid_freeform_fabrication )
© innoSkills
13/14
2010-04-8
InnoSkills – Inovační dovednosti pro MSP
6. Inovativní výrobní strategie
6.3 Strategie testování výrobků - rychlé prototypování
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Počítačově automatizovaná výroba (Computer-Automated Manufacturing, CAM)
je organizací výroby, v níž jsou analýzy, rozhodování a akce prováděny řídícím počítačem.
(Zdroj: www.engr.siu.edu/staff2/deruntz/IT208/Chapter%2021%20Production%20Control.ppt )
Výroba po vrstvách (Layered manufacturing) je technologie, která umožňuje vytváření
fyzických prototypů a 3D modelů přímo z jejich digitální reprezentace pokládáním 2D vrstev. (Zdroj: http://portal.acm.org/citation.cfm?id=1210589 )
STL je formát souborů používaný ve stereolitografickém CAD softwaru. Tento formát je
podporován mnoha softwarovými balíky; je rozšířen v rychlém prototypování a počítačem
podporované výrobě. Soubory STL popisují pouze povrchovou geometrii bez reprezentace
barvy, textury a dalších atributů obvyklých v modelech CAD.
(Zdroj: http://en.wikipedia.org/wiki/STL_(file_format) )
© innoSkills
14/14
2010-04-8