13-2-2006 1Herhaling titel van presentatie
OntwerpmethodologieLES 1
Steve Vanlanduit
IntroductieDoel kursus: een ‘systematische ontwerp aanpak’Onderwerpen: Organisatie van het ontwerpproces:
– De verschillende fasen in het ontwerpproces– Project management– Economische aspecten
Doelgerichte ontwerpaspecten:– Ergonomie, design for assembly, design for
manufacturability– Green design, materiaalkeuze in het ontwerp
Computerondersteund ontwerpen:– CAD– PDM– CAE (ontwerp optimalisatie, robuust ontwerp)
Ontwerpmethodologie Les 1
IntroductiePractica: uitvoeren van een ontwerp:
– Voorstelling van het bedrijf– Project planning (team, resources)– Specificatie van het project: klanteneisen?– Concept generatie + evaluatie– Ontwerpkeuzes: materialen, enz.– Wekelijkse design review meetings– Budgetbeheer en ROI– Tekeningen (schetsen, 3D CAD)– Berekeningen (CAE + analytisch)
Gebruik van software:– MS Project– CAD (SolidWorks)
Ontwerpmethodologie Les 1
OverzichtLes 1: De verschillende fasen in het ontwerpprocesLes 2: Organisatorische aspecten
Deel 1: Project management (met intro MS Project)Deel 2: Economische aspecten bij het ontwerp
Les 3: DFX Deel 1Deel 1: Ergonomie, design for assembly, Deel 2: Design for manufacturing
Les 4: DFX Deel 2Deel 1: Green design, Deel 2: Materiaalkeuze in het ontwerp
Les 5: Computerondersteund ontwerpenDeel 1: Intro CAD, PDMDeel 2: Ontwerp optimalisatie, robuust ontwerp
Les 6: Gastlessen
Ontwerpmethodologie Les 1
Definitie ontwerpen
Ontwerpen is...
Abstract Vaag Breed Modisch (letterwoord concepten)
Ontwerpmethodologie Les 1
Definitie ontwerpen
‘Ontwerpen is het aangeven van de besteoplossingen om aan een behoefte tevoldoen met behulp van beschikbaremiddelen en met inachtneming van maatstaven van natuurkundige en maatschappelijke aard.’
Ontwerpmethodologie Les 1
Definitie ontwerpen
Behoefte? specificatie fase
Beschikbare middelen project planning fase
Oplossingen conceptfase
Maatstaven gedetailleerd ontwerp
Ontwerpmethodologie Les 1
Nood aan methodologie?
Waarom methodologie?• Verkorting van de doorlooptijd (TTM) van het
ontwerpproces.• Meer vraag naar kwaliteit van de markt
(estetisch functioneel, recycling, etc.)• Lagere integrale kosten van het product
(30% Lopez effect).• Groeiende complexiteit van producten.
Ontwerpmethodologie Les 1
Nood aan methodologie?Kosten van een nieuw product:
Ontwerpmethodologie Les 1
Nood aan methodologie?
Kosten van een nieuw product:
Ontwerpmethodologie Les 1
Nood aan methodologie?
Kosten van een nieuw product:
Ontwerpmethodologie Les 1
Nood aan methodologie?
Kosten van een nieuw product:
Ontwerpmethodologie Les 1
Nood aan methodologie?
Complexiteit van het product
Ontwerpmethodologie Les 1
Nood aan methodologie?Time-to-market van het productStudie van McKinsey toon aan dat (voor producten met life cycle van 5 jaar):• Prijserosie = 12% per jaar• 50% overschrijding van het ontwerpbudget 3,5%
winstderving• 9% kostenoverschrijding van het product 22% winstderving• 6 maanden te laat op de markt 33% winstderving
Reductie TTM:• Allocatie HRM• Gestructureerde omgeving• State-of-the-art tools
Ontwerpmethodologie Les 1
Nood aan methodologie?
Nood aan productontwikkeling in België?
Ontwerpmethodologie Les 1
Nood aan methodologie?Kosten, doorlooptijd, kwaliteit en complexiteit beheersen strategische doelstellingen:• Juiste, volledige en goed beheerde informatie• Effectieve communicatie • Duidelijke en vastgestelde verantwoordelijkheden en een
effectief procesmanagement.• Het klassieke sequentiële productcreatieproces
omvormen tot een proces met zo veel mogelijk parallelle processen.
Hoe realiseren?ANTWOORD: Concurrent engineering (Ndl: geïntegreerde
productontwikkeling
Ontwerpmethodologie Les 1
Concurrent engineeringDefinitie CE:“Het gelijktijdig (parallel) laten verlopen van de verschillende
stadia in het ontwerpproces en het in beschouwing nemen van het volledig productleven door de samenwerking tussen verschillende leden uit de bedrijfsstructuur”
Ontstaan 1983: Amerikaanse Ministerie van DefensieSucces stories:• Rolls Royce: Trent motor ontwikkeld met 30% besparing en
reductie in TTM• HP 20% kostenreductie• GE: ontwikkeling rotorblad van 18 7 maanden• KMO’s voeren gemakkelijker CE beleid
Ontwerpmethodologie Les 1
Concurrent engineeringKernideeën:• Gelijktijdige activiteiten• Definitie van ontwerpproject teams: gelijktijdige
betrokkenheid• Vrijgave van gegevens• Bewustzijn van het beslissingsproces en
verantwoordelijkheden• Focus op het volledige productleven• Aandacht voor de planning (proces even belangrijk als
product).• Stimulering van meervoudige conceptgeneratie.• Communicatie naar de geschikte personen op het juiste
moment (ev. hergebruik van informatie).• Gebruik van informatietechnologie: o.a. PDM, RP, CAD
Ontwerpmethodologie Les 1
Concurrent engineering
Ontwerpmethodologie Les 1
Concurrent engineeringDe ‘Product lifecycle’
Ontwerpmethodologie Les 1
Concurrent engineering
Ontwerpmethodologie Les 1
Concurrent engineering
Ontwerpmethodologie Les 1
Concurrent engineering
Voorbeeld gelijktijdige activiteiten:
Ontwerpmethodologie Les 1
Het design proces: overzichtTypes ontwerpproblemen:• Selectief ontwerp (Eng.: selection design) betreft de keuze van een of
meer items uit een lijst van vergelijkbare items• Conguratie ontwerp omvat het assembleren van een componenten die
reeds gedesigned zijn• Parametrisch ontwerp omvat het vinden van waarden voor kenmerken
die het object karakteriseren• Origineel ontwerp slaat op het ontwikkelen van een component, proces
of systeem dat voorheen niet bestond.• Herontwerp (Eng.: Redesign) is het meest voorkomende ontwerp
probleem• Volgroeid ontwerp (Eng.: Mature design) handelt over een ontwerp dat
nauwelijks veranderd is gedurende meerdere jaren.
Ontwerpmethodologie Les 1
Ontwerpmethodologie Les 1
Het design proces: overzicht
Het design proces: overzichtAlgemene kenmerken:• Van functie naar vorm• Iteratief proces• Design review meetings
• Agenda• Presentatie• Actiepunten
• Belang van informatie• Semantisch• Grafisch• Analytisch• Fysisch
Ontwerpmethodologie Les 1
Het design proces: overzicht
Belang van informatie
Ontwerpmethodologie Les 1
Het design proces: overzichtDoelgerichte ontwerpstrategieën (DFX) hebben dezelfde structuur:• DFA• DFM• DFU• DFR• DFD• DFC• DF6σ• Etc.
Ontwerpmethodologie Les 1
Ontwerpmethodologie Les 1
Het design proces: 1. Project definitie en planning
Het design proces: 1. Project definitie en planning
Het project team, de persoonlijkheden Organisator/coordinator : geschikt als voorzitter van het team, heeft niet
noodzakelijk veel technische expertise of creatieve bijdragen. Createur : ontwikkeld nieuwe idee.en die anderen kunnen uitwerken. Resource-onderzoeker : exploreert mogelijkheden zonder deze in detail
uit te werken. Motivator : dynamisch assertief, maakt objectieve beslissingen. Evaluator : heeft een goede visie op de algemene doelstelling. Team werker : subjectieve beslissingsnemer die probeert een
consensus in de groep te bereiken. Oplosser : persoon die ideeën op een betrouwbare en eci.ente manier in
oplossingen omzet. Voltooier : nauwgezet, levert tijdig resultaten, detail-geöriënteerd en
delegeert weinig.
Ontwerpmethodologie Les 1
Het design proces: 1. Project definitie en planning
Het project team, de functies: Product design ingenieur: draagt verantwoordelijkheid van het ontwerp. Product manager: vertegenwoordigt de link tussen de klant en het product Manufacturing ingenieur: brede kennis van fabricage processen Detailer: in detail uitwerken van het ontwerp (o.a. documentatie) Drafter: schetsen en tekening maken van het product. Technieker: test apparaten ontwikkelen, experimenten uitvoeren, etc. Materiaalkundige: vb. materiaalleverancier. Quality assurance/quality control specialist: Analyst: ontwerp performatie gespecialiseerde software Industrieel ingenieur: vorm van het product en de interactie met de klant. Assembly manager: samenbouwen van het product. Vertegenwoordigers (leveranciers of verkopers)
Ontwerpmethodologie Les 1
Het design proces: 1. Project definitie en planning
Project teams, de samenstelling:• Functionele organisatie (13%)• Functionele matrix (26%)• Balanced matrix (16%)• Project matrix (28%)• Project team (16%)
• 5-15 leden• Ev. tijdelijke leden
discipline
project
Ontwerpmethodologie Les 1
Ontwerpmethodologie Les 1
Het design proces: 2. Design specificaties
Het design proces: 2. Design specificaties
Project impuls? twee belangrijke drijfveren:• Market driven• Technology driven
4 Groepen impulsen:• Exploitatie van ongebruikt bedrijfspotentieel• Exploitatie van nieuw bedrijfspotentieel• Respons op veranderingen vanuit de omgeving• Respons op veranderingen, intern in het bedrijf
Ontwerpmethodologie Les 1
Strategie voor het ontwikkelingsbeleid:• Marktonderzoek:
• Nood aan product?• Huidige situatie?
• Omgevingsonderzoek• Intern onderzoek
• BCG matrix• LCA analyse
• SWOT analyse
• Groeimogelijkheden?
• Product eisen en offers?• Invloed op de markt?• Dynamisch gegeven
Het design proces: 2. design specificaties
Ontwerpmethodologie Les 1
BCG matrix
Ontwerpmethodologie Les 1
LCA analyse
Status van producten in hun levenscyclus?• De introductie fase• De groeifase• De rijpingsfase• De verzadigingsfase• De aftakelingsfase
Ontwerpmethodologie Les 1
Het design proces: 2. Design specificaties
Producteisen:– Specifiek– Meetbaar– Orthogonaal– Universeel– Extern
Classificatie:– Kostprijs– Functioneerbaarheid – Fabriceerbaarheid
Ontwerpmethodologie Les 1
Classificatie van de producteisen
Het design proces: 2. Design specificaties
Ontwerpmethodologie Les 1
Het design proces: 2. Design specificaties
Ontwerpmethodologie Les 1
Het design proces: 2. Design specificaties
Ontwerpmethodologie Les 1
Het design proces: 2. Design specificaties
Tools om producteisen weer te geven:–QFD–Diagram van Kano–LCD Strategy wheel
Ontwerpmethodologie Les 1
QFD
Ontwerpmethodologie Les 1
QFD
Ontwerpmethodologie Les 1
QFD
Ontwerpmethodologie Les 1
QFD• Stap 1: WHO: Identificeer de klanten• Stap 2: WHAT: Bepaal de klanteneisen• Stap 3: WHO vs WHAT: Relatief belang
van de klanteneisen• Stap 4: NOW en NOW vs WHAT: Hoe
tevreden is de klant nu?• Stap 5: HOW: Hoe wordt aan de
klanteneisen voldaan?• Stap 6: HOW vs WHAT: Relateren van
klanteneisen met engineering specificaties.
• Stap 7: HOW MUCH: Engineering target waarden.
• Stap 8: HOW vs HOW: Hoe zijn de specificaties afhankelijk van elkaar?
Ontwerpmethodologie Les 1
QFD: WHAT
Ontwerpmethodologie Les 1
QFD: WHO vs WHAT
Ontwerpmethodologie Les 1
QFD: NOW en NOW vs WHAT
Ontwerpmethodologie Les 1
QFD: HOW en HOW vs WHAT
Ontwerpmethodologie Les 1
QFD: HOW MUCH
Ontwerpmethodologie Les 1
Ontwerpmethodologie Les 1
QFD: HOW vs HOW
Ontwerpmethodologie Les 1
QFD
QFD doorheen het ontwerp
Ontwerpmethodologie Les 1
Diagram van Kano
• Strikte eisen• Minimale eisen • Wensen
Ontwerpmethodologie Les 1
Diagram van Kano• Strikte eisen• Minimale eisen • Wensen
Ontwerpmethodologie Les 1
Life Cycle Design Strategies Wheel
Ontwerpmethodologie Les 1
Het design proces: 3. Conceptueel ontwerp
Ontwikkelen van de FUNCTIE van het product
Ontwerpmethodologie Les 1
Opdelen van de ‘functies’1.Externe functies2.Interne functies (ontwerper
zelf heeft invloed op de keuze)3.Interne sub-functies
Voorbeeld: vruchtenpers
Behoefte = externe functie‘winnen van sap uit vruchten’NIET sapcentrifugemachine
Het design proces: 3. Conceptueel ontwerp
Ontwerpmethodologie Les 1
Het design proces: 3. Conceptueel ontwerp
Per functie: basisprocessen?• doorbreken van de celwanden:
• het uitoefenen van mechanische krachten (persen);• het fijnsnijden;• het verwarmen (stuk koken).
• Het verzamelen:• het laten uitdruipen;• het centrifugeren.
• Afscheiden:• het zeven• het bezinken.
Ontwerpmethodologie Les 1
Het design proces: 3. Conceptueel ontwerp
Uitgewerkte interne sub-functies:
Ontwerpmethodologie Les 1
Genereren concepten:• Samennemen van deelfuncties• Ordenen van functies• Groeperen van deelfuncties
Het design proces: 3. Conceptueel ontwerp
Ontwerpmethodologie Les 1
Het design proces: 3. Conceptueel ontwerp
Genereren van concepten:• Eenvoudige concept generatie methodes• Bron: patentonderzoek (zie ook TRIZ)• Morfologische kaart• TRIZ
Evalueren van concepten:• De beslissingsmatrix• Belief maps
Ontwerpmethodologie Les 1
Het design proces: 3. Conceptueel ontwerp
Eenvoudige conceptgeneratiemethodes:• Brainstorming• De 6-3-5 methode• De Gallery methode• De Delphi methode• De synectics methode• Gebruik van analogieen• Gebruik van extremen• Externe expertise
Ontwerpmethodologie Les 1
Ontwerpmethodologie Les 1
Het design proces: 3. Conceptueel ontwerp
De morfologische matrix
Het design proces: 3. Conceptueel ontwerp
Ontwerpmethodologie Les 1
Het design proces: 3. Conceptueel ontwerp
Ontwerpmethodologie Les 1
Het design proces: 3. Conceptueel ontwerp
Ontwerpmethodologie Les 1
Het design proces: 3. Conceptueel ontwerp
Ontwerpmethodologie Les 1
TRIZ: veertig inventieve principes1. Fragmentatie2. Verwijdering3. Lokale kwaliteit4. Asymetrie5. Combineren6. Universaliteit7. Nesten8. Tegengewicht9. Voorafgaandelijke tegenactie10.Voorafgaandelijke actie11.Op voorhand opvangen12.Equipotentialiteit13.Inversie14.Sferoidaliteit15.Dynamiciteit16.Gedeeltelijke actie
17. Andere dimensie18. Mechanische trilling19. Periodische actie20. Continuiteit21. Erdoorheen haasten22. Schade in voordeel23. Feedback24. Mediator25. Self-service26. Copieren27. .........40. Samengestelde materialen
Ontwerpmethodologie Les 1
Het design proces: 3. Conceptueel ontwerp
Concept evaluatie:• Specificaties uit de klanteneisen• Gereedheid van de technologie
• Kritische parameters van de functie?• Veilige werkingsgebied?• Falingsmodes?• Beschikbare processen?• Demonstrator hardware?• Controleerbaar doorheen de levenscyclus?
Ontwerpmethodologie Les 1
Het design proces: 3. Conceptueel ontwerp
Methode van Pugh: ‘Belief maps’
Ontwerpmethodologie Les 1
Het design proces: 3. Conceptueel ontwerp
De beslissingsmatrix
Ontwerpmethodologie Les 1
Het design proces: 3. Conceptueel ontwerp
Ontwerpmethodologie Les 1
Het design proces: 4. Product ontwikkeling
Ontwikkelen van de VORMvan het product
• ‘Vormgevende fase’ ofwel• ‘Gedetailleerd ontwerp’ ofwel• ‘Product ontwikkelingsfase’
Ontwerpmethodologie Les 1
Het design proces: 4. Product ontwikkeling
Product ontwikkelen:• Vormgeving• Materiaal • Productie (afwerking, toleranties)
Ontwerpmethodologie Les 1
Het design proces: 4. Product ontwikkeling
Tools:• Tekeningen:
• Layout tekeningen• Detail tekeningen• Assembly tekening• CAD tekeningen
60% van alle componenten wordt niet gemaakt zoals getekend!
• Prototypes• CAE• BOM
Ontwerpmethodologie Les 1
Het design proces: 4. Product ontwikkeling
Bill of Materials
Ontwerpmethodologie Les 1
Het design proces: 5. Product ondersteuning
Ontwerpmethodologie Les 1
Het design proces: 5. Product ondersteuning
Additionele documentatie:– Quality Control QC en Quality Assurance QA documentatie: wat
moet er gemeten worden? Hoe? Hoe vaak?– Fabricage richtlijnen: materieel, gereedschap processen.– Assembly instructies: stap per stap documentatie die de
samenbouw van producten beschrijft.– Installatie instructies: unpacking, connecties (elektrisch), opstarten,
testen.– Operating instructions: opstarten, stand-by, normale werking, nood
operatie, afsluiten.– Onderhoudsinstructies– Afdank instructies (schadelijke producten, demonteren).
ECO– De identifcatie– De reden – De beschrijving– Lijst van documenten en departementen – De goedkeuring van de verandering.– Instructies van het tijdstip van introductie
Ontwerpmethodologie Les 1
Te onthouden
• Concurrent engineering• Algemene structuur van het ontwerpproces• QFD• Conceptgeneratie methodes
Ontwerpmethodologie Les 1
Top Related