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 …


„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-

+


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 návrhu



Ukončení projektu

Schvální projektu

Schválení návrhu

Schvální konceptu

Milníky



Časová komprese

Simultánní inženýrství

Sekvenční inženýrství


Open Innovation - Crowdfunding


„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



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


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


varianty

variantyvarianty

varianty

koncept 2

koncept 1koncept n

koncept 3

vektor psychologickésetrvačnosti

Problém

oblast inovačního řešeníproblému


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) : • 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.


Trimming


Problém Zadání

1

2

omezení


Nikdo není chytřejší než svět …..

Reverse Engineering


Deep Web (Deepnet) ?



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)


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


Nástroje inovativního kaizenu ® 23


12 strategií obcházení patentů


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)


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


Zákonitosti rozvoje technických systémů


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


7 Vložení jednoho objektu do druhého


http://www.prlog.org/10517466-skf-telescopic-pillars.jpg

TRIZ+ v kostce



Úvod (Proč?, Jak ?) Metody systematické inovace

Prognózování vývoje

WOIS model


• 9 windows • Direct Evolution (DE)


Architektura výrobku

Design structure matrix (DSM)

Modular Function Deployment (MFD)


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


Modelování a simulace


Design for X

Prototyping


Design Review


Hodnotová analýza (VA/VE)


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


Lean Design

3 P Production Preparation Process

Extenzivní využívání fyzických procesních modelů


Value Stream Mapping

Lay-out Logistika

Předcházení vadám


Začátek výroby Start dodávek Generování konceptu Konstrukční řešení

Poče

t zm

ěn a

rozh

odnu

tí


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


RCA+

Types of spinning electrodes:

• Stationary wire electrode • Rotating wire electrode • Rotating cylinder electrode

Time for electrode interchange: 40 min !

Process view Harmful Effects


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


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


Toyota Production System Lean Manufacturing

Lean Servis

Lean Hospitals ……

Tvorba konceptu a systémového návrhu

Konstruování, testování a příprava výroby

Výroba




Ukončení projektu

Schvální projektu

Schválení návrhu

Schvální konceptu

Milníky


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“


Documents

Metody systematické inovace - Czemp