Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

123
,

description

design process steps

Transcript of Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Page 1: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

,

Page 2: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys
Page 3: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Ontwerpenvan probleem tot innovatief concept

Dirk-Jan VerheijdenEindhoven, Juli 2008

Methodisch

Page 4: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Bij de omslagDe omslag is afgeleid van de litho Waterval 1961, 38*30 cm van M.C.Escher Grafiek en tekeningen

Page 5: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

VoorwoordEn daar zit je dan als student en wordt van je gevraagd om mee te doen in een project. Makkelijkergezegd dan gedaan. Hoe pak je zoiets aan? Doorgaans is het een kwestie van “gewoon beginnen enmaar zien waar het schip strandt”, al dan niet onder begeleiding van een coach. Het kan ook andersen dat is wat beschreven staat in deze reader. Deze reader is al tientallen keren door studentengetoetst op bruikbaarheid en doorgaans leidde dat tot een tevreden eindresultaat. Met de inhoud zithet meestal wel goed bij studenten, echter ontbreekt het vaak aan een gestructureerde methodiek dietot een tevreden resultaat leidt. Dan blijkt op het einde dat er niet voldoende draagvlak is voor hetresultaat, of dat het project te laat wordt ingeleverd, of dat het ontbreekt aan een onderbouwing vande besluiten die gedurende het project worden genomen, of zijn de tussenliggende resultaten nietgoed vastgelegd. En zo zijn er nog allerlei zaken op te noemen waarom het eindresultaat afwijkt vandat wat verwacht werd.

Deze reader probeert op deze problemen een antwoord te gevenzodat er meer structuur zit in de uitvoer van de projecten, wathet eindresultaat ten goede zou moeten komen. Echter kan dezereader ook gebruikt worden om, geïsoleerd, de tools zoals WA,DFMA of FMEA te leren toepassen. Het blijkt dat hetdoorgaans lastig is om deze methodieken in de praktijk tegebruiken. De hier beschreven tools zijn, daar waar mogelijk,ontdaan van de vele theorie die er over wordt geschreven. Dedrempel om met de tools aan de gang te gaan, is daardoordrastisch verlaagd. Het verdient aanbeveling om eerst,bijvoorbeeld d.m.v. een prakticum, ervaring op te doen metdeze tools. Zo hoeft de toepassing van het desbetreffende toolniet te worden geleerd tijdens een van de projecten. Dit omdatprojecten doorgaans al onder voldoende druk staan.Ik wens eenieder veel succes bij het bestuderen en toepassenvan de beschreven tools en methodiek.

LeeswijzerDe reader “Methodisch Ontwerpen” is zo opgezet dat er een relatie is tussen de mindmap“Methodisch Ontwerpen” en de reader zelf. De tekst van de reader volgt de mindmap.De paragrafen zijn echter ook zelfstandig te lezen en toe te passen. Dit geldt voornamelijk voor deparagrafen Waarde-analyse, DFMA en FMEA. Zelfs het bestuderen van uitsluitend de voorbeelden,die opgenomen zijn in de tekst en de voorbeelden uit de bijlage, geven al ruim voldoende inzicht inhet beschreven tool. Het is echter raadzaam dat als men voor het eerst een gezamenlijk project gaatuitvoeren de reader goed te lezen en de stappen te volgen.

Aan de totstandkoming van deze reader is de uiterste zorg besteed. Voor informatie die nochtansonvolledig of onjuist is opgenomen aanvaard de auteur geen aansprakelijkheid. Voor eventueleopmerkingen en verbeteringen van de opgenomen informatie houdt de auteur zich gaarneaanbevolen.

Dirk-Jan VerheijdenEindhoven, Juli 2008

Page 6: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys
Page 7: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Methodisch ontwerpen

van probleem tot innovatief concept 1

INHOUDSOPGAVEINHOUDSOPGAVE ..........................................................................................................................................................1

LIJST VAN AFKORTINGEN............................................................................................................................................2

1 INLEIDING..............................................................................................................................32 PROBLEEMDEFINIËRENDE FASE.............................................................................................7

2.1 Probleemgebied ............................................................................................................................ 72.2 Probleemstelling ........................................................................................................................... 72.3 Opdracht ....................................................................................................................................... 72.4 Doelstelling ................................................................................................................................... 72.5 Programma van Eisen (PVE) / (User Requirements) (URS)...................................................... 92.6 Eisen en wensen ........................................................................................................................... 92.7 Doelen ......................................................................................................................................... 15

3 WERKWIJZEBEPALENDE FASE .............................................................................................193.1 Waarde-analyse (WA) Value Analysis/Value Engineering (VA/VE)....................................... 19

3.1.1 Geschiedenis van waarde-analyse ......................................................................................................................... 193.1.2 Het doel van Waarde-analyse (WA)...................................................................................................................... 213.1.3 Werkwijze Waarde-analyse (WA)-sessies............................................................................................................. 213.1.4 Functieformulering................................................................................................................................................ 293.1.5 Rapportage ............................................................................................................................................................ 353.1.6 Samenstelling team en verantwoordelijkheden ..................................................................................................... 35Bijlage 1 Voorbeeld van een waarde-analyse studie, de perforator ...................................................................................... 39Bijlage 2 Functie-omschrijving............................................................................................................................................. 43Bijlage 3 Function Scheme Value Analysis.......................................................................................................................... 45Bijlage 4 Function Cost Table Value Analysis ..................................................................................................................... 47

3.2 Brainstormen .............................................................................................................................. 493.3 Morfologische kaart ................................................................................................................... 55

4 VORMGEVENDE FASE...........................................................................................................574.1 PNI methode ............................................................................................................................... 574.2 Beoordelen concepten ................................................................................................................ 59

4.2.1 Concepten toetsen aan eisen.................................................................................................................................. 634.2.2 Concepten beoordelen a.d.h.v. de wensen ............................................................................................................. 634.2.3 Risicoanalyse op concept ...................................................................................................................................... 67

5 DEFINITIEF CONCEPT...........................................................................................................695.1 De DFMA-methode (Design for Manufacture and Assembly)................................................. 69

5.1.1 Samenvatting......................................................................................................................................................... 695.1.2 Het doel van DFMA .............................................................................................................................................. 695.1.3 Werkwijze DFMA-sessies..................................................................................................................................... 715.1.4 Rapportage ............................................................................................................................................................ 775.1.5 Samenstelling team en verantwoordelijkheden ..................................................................................................... 77Bijlage 1 Design For Manufacture and Assembly: algemene methode ................................................................................ 79Bijlage 2 Montageschema “assy belt guiding unit” prototype .............................................................................................. 83Bijlage 3 Montageschema “assy belt guiding” redesign ....................................................................................................... 85

5.2 Failure Mode and Effect Analysis (FMEA).............................................................................. 875.2.1 Samenvatting......................................................................................................................................................... 875.2.2 Het doel van FMEA .............................................................................................................................................. 875.2.3 Werkwijze FMEA-sessies ..................................................................................................................................... 875.2.4 Rapportage ............................................................................................................................................................ 935.2.5 Samenstelling team en verantwoordelijkheden ..................................................................................................... 93Bijlage 1 Werkblad FMEA ("Bijlage 1a") ............................................................................................................................ 95Bijlage 2 Fouten-zoek schema ("Bijlage 1b")....................................................................................................................... 97Bijlage 3 Tabellen Functies, knelpunten ("Bijlage 1c / 1d")................................................................................................. 99Bijlage 4 Tabellen Oorzaken, Gevolgen ("Bijlage 1e / 1f")................................................................................................ 101Bijlage 5 "Triggers" bij het zoeken naar knelpunten("Bijlage 1g") .................................................................................... 103Bijlage 6 Sensor unit ("Bijlage 2") ..................................................................................................................................... 105

5.3 Productiekostprijs ..................................................................................................................... 1095.4 Geconsolideerd concept............................................................................................................ 111

6 CONCLUSIE........................................................................................................................113LITERATUUR................................................................................................................................................................115

INDEX FIGUREN EN TABELLEN ..............................................................................................................................117

Page 8: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Methodisch ontwerpen

van probleem tot innovatief concept 2

LIJST VAN AFKORTINGEN

DFMA Design for Manufacture and AssemblyFMEA Failure Mode and Effect AnalysesMNG Mogelijk Nadelige GevolgenMO Methodisch OntwerpenPVE Programma van EisenPNI Positief Negatief InteressantURS User RequirementsVA Value AnalyesVE Value EngineeringWA Waarde Analyse

Page 9: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Inleiding

van probleem tot innovatief concept 3

1 INLEIDINGDe hedendaagse industriële maatschappij wordt gekenmerkt door het steeds intensiever toepassenvan moderne techniek. Deze snelle vooruitgang zorgt voor een toenemende complexiteit vanproblemen bij ontwerpen. Ook aspecten als toenemende concurrentie en meer kritische klanten eneen zich snel veranderende vraaggestuurde markt hebben invloed op het ontwerptraject. Devoorspelbaarheid van de markt is afgenomen. Kennis lijkt steeds sneller te verouderen en nieuwetoepassingen van techniek en nieuwe techniek zelf nemen een steeds grotere vlucht. Techniek moetmet de dag sneller geïntroduceerd worden, de kwaliteit moet op een hoger niveau gebracht wordenterwijl vele bedrijven te maken hebben met globalisering. Organisaties richten zich steeds meer ophun kerncompetenties en daarom wordt het ook steeds noodzakelijker samenwerking te zoeken metanderen. Hierdoor ontstaat steeds meer de behoefte aan collaborative- en concurrent engineering.Die bedrijven die in staat zijn creatieve ideeën effectief en efficiënt om te zetten naar innovatieveproducten zullen de concurrentie voor weten te blijven. Het productcreatieproces komt hierdoorcentraal te staan en zal een onderscheidende rol toebedeeld krijgen. Door deze omstandigheden zienwe ook dat ontwikkelingskosten exponentieel stijgen. Technisch fysische grenzen worden onderdruk van de markt steeds vaker opgezocht. Deze complexiteit zorgt voor grotere druk op hetontwerpproces, zorgen voor hogere ontwikkelingskosten en toenemende technisch- en financiëlerisico’s. Al deze aspecten, en nog vele anderen, zorgen ervoor dat ontwerpers steeds minder tijd engeld ter beschikking krijgen om technisch en economisch doelmatig te ontwerpen. Het stelt eisenaan de flexibiliteit van het ontwerpproces en het kennismanagementproces.

Deze aspecten zorgen er ook voor dat een ontwerper veelminder vaak kan terugvallen op hem bekende oplossingenvoor problemen. Hij zal dus moeten zoeken naar eenontwerpmethode die hem de gelegenheid geeft omontwerpproblemen, ook al zijn die hem onbekend,systematisch aan te pakken. Een methodische aanpak kan bijhet ontwerpen ervoor zorgen dat alle aspecten die een rolspelen bij het ontwerpen aan bod komen.

Het doel van deze reader is om de aankomend ontwerper eenbewezen pragmatisch ontwerphandvat aan te reiken. Er staatveel beschreven in verschillende ontwerpboeken (zieliteratuurlijst), maar het ontbreekt vaak aan de doelmatigheid

van de methodiek. In deze reader staat een methodiek beschreven die, min of meer, ontdaan is vanveel theoretische beschouwingen. De aankomend ontwerper is niet gebaat bij allerleibeschouwingen, maar wil liefst zo snel als mogelijk aan de gang. De methodiek beschreven in dezereader is daar een prima aanzet voor. Het is een bewezen krachtige methodiek die richting geeft aaneen optimaal teamgericht productcreatieproces. De gekozen ontwerptools kunnen in onderlingesamenhang gebruikt worden, maar lenen er zich uitstekend voor om “stand-alone” toegepast teworden. De beschreven methode is het resultaat van jarenlange ervaring gecombineerd met denoodzaak om het ontwerptraject zelf, alsmede het resultaat van het ontwerpproces te optimaliserent.a.v. tijd, techniek en geld. Het blijkt eveneens dat er een optimaal draagvlak gecreëerd wordtindien de beschreven methode in multidisciplinair verband wordt toegepast. De te besprekenontwerpmethodiek sluit uitstekend aan bij de competenties van de toekomstig ontwerper. Van dezeontwerper worden vooral “sociotechnische” vaardigheden gevraagd en het vermogen om in teams tewerken. Zaken die worden bevorderd door een methodische manier van werken.

Page 10: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Inleiding

van probleem tot innovatief concept 4

Page 11: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Methodisch Ontwerpen

van probleem tot innovatief concept 5

Vooronderzoek

Probleemdefiniëren-de fase 1

Werkwijzebepalendefase 2

Vormgevende fase 3

OntwerpenVoordat we over methodisch ontwerpen kunnen gaan spreken is het natuurlijk van belang om eerstte begrijpen wat men precies bedoelt met “ontwerpen”. Een definitie die “ontwerpen” het besteweergeeft is door de Universiteit van Californië in Los Angels (UCLA) gegeven:“Ontwerpen is het aangeven van de beste oplossing om aan een behoefte te voldoen met behulp vanbeschikbare middelen en met inachtneming van maatstaven van natuurkundige en maatschappelijkeaard.”

In deze definitie wordt gesproken over ‘de beste oplossing’. Dit betekent dus dat er meerdereoplossingen mogelijk zijn voor een probleem.De natuurkundige en maatschappelijke aard kunnen respectievelijk worden vertaald als debeperkingen en mogelijkheden van stoffelijke en technische aard, en de begrenzingen die gevormdworden door economische, sociale, juridische en ethische aspecten.

Methodisch ontwerpenDe techniek die in deze reader als methodisch ontwerpen te boek staat, bestaatin grote lijnen uit 3 fasen (zie Figuur 1). Deze fasen zijn:

1. Probleemdefiniërende fase;2. Werkwijze bepalende fase;3. Vormgevende fase.

Als men deze stappen volgt en goed uitvoert, dan zal er uiteindelijk de besteoplossing voor het opgegeven probleem naar voren komen.Een fase die in deze reader niet wordt genoemd is het vooronderzoek. Alhoewelhet niet als fase in het methodisch ontwerpen voorkomt, betekent het niet dathet niet hoeft te worden gedaan.

Figuur 1 Fasen methodisch ontwerpen

Tijdens dit vooronderzoek vindt namelijk o.a. het marktonderzoek plaats. Hierdoor kan menvoortijdig al problemen van het project zien en/of al bestaande oplossingen vinden (als deze er zijn).Door dit vooronderzoek kan dan ook een betere schatting worden gemaakt over de duur en kostenvan het project. Dit kan latere financiële consequenties voorkomen.

Page 12: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Probleemdefiniërende fase

van probleem tot innovatief concept 6

(Probleem Aanpak Resultaat)

(Waarom)

(Wat)

Page 13: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Probleemdefiniërende fase

van probleem tot innovatief concept 7

2 PROBLEEMDEFINIËRENDE FASEIn de probleemdefiniërende fase zal allereerst het probleem (c.q. de klantvraag) wordengedefinieerd. In de mindmap ” Methodisch Ontwerpen” wordt dit aangegeven met het blok:

• Probleemgebied

• Probleemstelling

• Opdracht

• Doelstelling

2.1 ProbleemgebiedHier wordt aangegeven binnen welke branche of sector het probleemgebied zich bevindt,wat het preciese onderwerp is, wat de aanleiding tot de opdracht is.De volgende vragen kunnen in de probleemdefiniërende fase belangrijk zijn:

• Welke doelstellingen bestaan er al?

• Wat is de geschiedenis? Wat is er al gebeurd? Wat is er over geschreven?

• Wat zijn achtergronden van het probleem? Wat zijn de gevolgen van het probleem? Wat zijnoorzaken? Wie zijn bij het probleem betrokken?

Deze aspecten horen bij het beschrijven van het probleemgebied. In deze tekst wordt het probleemgeplaatst in een brede context. Denk aan de randvoorwaarden zoals: specificaties, kosten, bepaaldetheorie, methode, middelen, technieken, realiseerbaar, welke personen (en instanties) zijn betrokkenbij het onderzoek?

2.2 ProbleemstellingNa het vastleggen van het probleemgebied wordt het probleem verder ingekaderd. Dit resulteert inde probleemstelling (wat), de doelstelling (het waarom) en de opdrachtbeschrijving. Cruciaal bij deprobleem(vraag)stelling is op te schrijven op welke vraag het onderzoek een antwoord geeft.De probleemstelling wordt dus als een vraag (of meerdere vragen) opgeschreven en geeft antwoordop de vraag wat er met het onderzoek wordt beoogd. De probleemstelling is relevant, realiseerbaaren duidelijk.Belangrijk is verder op te schrijven wat de reikwijdte is van de vraag (en dus ook van het antwoord)(grenzen / beperkingen).

2.3 OpdrachtVervolgens wordt opgeschreven wat, n.a.v. de probleemstelling en doelstelling, de opdracht is. Inde opdracht wordt vooral aandacht gegeven aan de z.g. “deliverables”. De opdracht dient gezien teworden als een committent tussen de vragende partij (klant) en de opdrachtnemer (projectgroep).Nadat er consensus is over de opdracht is deze niet meer vrijblijvend. Het zal duidelijk zijn datafwijkingen van de opdracht legitiem kunnen zijn. Echter indien er afgeweken wordt van deopdracht dient dit, uiteraard, goed onderbouwd te worden.In het plan van aanpak wordt opgeschreven hoe de route is georganiseerd naar het antwoord. Hetplan beschrijft minimaal: de werkwijze, de gevolgde aanpak, de structuur van de rapportage, devooruitblik en bevat de planning.

2.4 DoelstellingDe doelstelling geeft aan waarom de probleemstelling is gekozen. Hij heeft een sturende enevaluerende functie en wordt zo mogelijk geschreven in meetbare termen.De doelstelling van de opdracht geeft een antwoord waarom tot de opdracht is overgegaan, wat deopdrachtgever ermee voor ogen heeft, welk resultaat of effect de organisatie nastreeft.(productiviteit, concurrentiepositie, kwaliteit, verminderen uitval, voorraadkostenbeheersing)

Page 14: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Probleemdefiniërende fase

van probleem tot innovatief concept 8

(Norm) (V)- kosten- capaciteit- snelheid- levensduur

= Niet Onderhandelbaar= Realistisch= Meetbaar

Page 15: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Probleemdefiniërende fase

van probleem tot innovatief concept 9

Het probleem moet worden gedefinieerd als ‘het doel (de behoefte) dat men met het project wiltbereiken. In deze definitie moet tevens worden vermeld op welk niveau het probleem zich voordoet.Ook zal moeten worden vermeld waarom het probleem zich voordoet.Hierbij komt het vooronderzoek goed naar voren. Door een goed vooronderzoek is namelijk al eenbeeld ontstaan met daarin de reden voor het probleem en de omstandigheden waarbij die reden isontstaan. Als deze gegevens niet tijdens een vooronderzoek naar voren zijn gekomen, dan zullen diealsnog moeten worden verkregen.Als dit is gedaan zal de ontwerper een goed beeld hebben van het niveau waarop het probleem zichvoordoet. Als het te ontwerpen doel namelijk niet op het hoogste niveau geschiedt en de ontwerpermaar een klein onderdeel in een groter geheel ontwerpt, dan kan de ontwerper met behulp van dezeinformatie doeltreffender het ontwerpprobleem aanpakken.

2.5 Programma van Eisen (PVE) / (User Requirements) (URS)Na het vastleggen van het probleemgebied, de probleemstelling , de opdracht en de doelstelling kanmen overgaan op het volgende deel van de probleem-definiërende fase: het opstellen van het PakketVan Eisen (PVE).In dit PVE staan alle eisen (voorwaarden waaraan het ontwerp moet voldoen) die gesteld wordenaan het ontwerp. Het PVE is dus te gebruiken als een toetsmiddel om mogelijke oplossingen teevalueren. Zo kan snel worden bekeken of die oplossing wel of niet te gebruiken is.Er zijn verschillende checklists in omloop die als hulpmiddel kunnen dienen bij het opstellen vaneen PVE.

De praktijk leert dat een PVE vaak aan wijzigingenonderhevig is, zelfs gedurende het ontwikkeltraject. Hetwordt vaak tijdens het gehele traject bijgesteld, omdat ernieuwe eisen naar voren kunnen komen of omdat eisen testreng of niet relevant zijn. Door deze veranderendevoorwaarden die gedurende het project kunnen ontstaanwordt eveneens gekeken naar lagere ontwerpniveaus. Deeisen die hierop betrekking hebben moeten dus wordengehaald, of afgeleid, uit de PVE. Je zou dus kunnenstellen dat het PVE nooit af is.

Het PVE is een opsomming van criteria. Liefst inteamverband moet besloten worden aan welke specifieke criteria het uiteindelijke concept moetvoldoen. Aan welke behoeften moet tegemoet gekomen worden? Er moet bovendien vastgesteldworden welke hulpbronnen aangesproken mogen worden (geld, mensen, tijd, faciliteiten, machinesenz.) en of het wenselijk is dat er zuinig mee wordt omgesprongen. Tevens moeten ook relevantebeleidslijnen en voorschriften mede in aanmerking genomen worden.

2.6 Eisen en wensenUiteindelijk dient een juiste keuze (lees: beslissing) gemaakt worden uit de verschillendelevensvatbare concepten. Zo’n besluit wordt genomen t.o.v. criteria.In de meeste beslissingen zijn niet alle criteria even belangrijk. Door onze criteria te classificerenteneinde hun relatieve invloed op de beslissing tot uiting te brengen, krijgen we een helderder beeldvan de keuzecriteria.We beginnen met onze criteria in twee basis categorieën in te delen: EISEN en WENSEN. Eerstkijken we naar díe criteria die een absolute voorwaarde zijn voor het succes van het te bereikeneinddoel. Als deze resultaten niet bereikt worden, de limieten van deze hulpbronnen overschredenworden of een bepaald beleid geschonden wordt, dan kan het einddoel niet gehaald worden. Dezecriteria zijn EISEN. Om te kunnen beoordelen of alternatieven al dan niet aan deze criteria voldoenmoeten de EISEN meetbaar zijn.

Page 16: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Probleemdefiniërende fase

van probleem tot innovatief concept 10

(Norm) (V)- kosten- capaciteit- snelheid- levensduur

= Niet Onderhandelbaar= Realistisch= Meetbaar

Page 17: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Probleemdefiniërende fase

van probleem tot innovatief concept 11

EISEN zijn derhalve NORM(V). Dit wil zeggen dat ze in termen van NORM(V) beschrevenworden. NORM(V) is een acroniem en staat voor:

NO Niet OnderhandelbaarR RealistischM MeetbaarV Verplichtend (volgens de wet)

De overigen criteria worden de wensen genoemd. Hoe meer van de wens er in een concept zit hoewaardevoller het concept is. De wensen zijn gewoonlijk niet van dezelfde onderlinge belangrijkheidvoor het concept. Daarom moet het belang van elke wens ten opzichte van de overige wensenworden vastgesteld. Dit wordt het wegen van de wensen genoemd.Een eenvoudige en effectieve manier om dit te doen is het toekennen van gewichten (weegfactoren)op een schaal van 1 tot 10, waardoor de relatieve belangrijkheid van elke wens tot uiting komt. Demeest belangrijke wens krijgt volgens dit systeem een 10, terwijl de andere wensen ten opzichtehiervan op belangrijkheid beoordeeld worden. Als twee of meer wensen een gelijk belangvertegenwoordigen, dan krijgen zij dezelfde weegfactor. Een wens-criteria met een weegfactor 5wordt maar half zo belangrijk gevonden als een wens met een weegfactor 10.Alvorens verder te gaan is het verstandig de geclassificeerde criteria goed te bekijken. Ze moetenalle gerelateerd en of afgeleid zijn van het PVE. Er mogen geen overlappen en doublures in zittenen de belanghebbenden moeten naar rato een inbreng hebben gehad. De criteria moeten duidelijkgeformuleerd zijn, zodat EISEN meetbaar zijn en de WENSEN specifiek.Dit laatste helpt ons ook om de criteria verder te ontleden. Bijvoorbeeld, een globaal gesteld kosten-criterium zou zowel aanloop- als productiekosten kunnen inhouden. Beide kunnen van belang zijnvoor het uiteindelijk concept en moeten derhalve apart vermeld worden.

Evalueer alternatievenZodra wij over alternatieven beschikken, kunnen wijbeginnen deze ten opzichte van de criteria te beoordelen. Wijbaseren ons hierbij op de beste informatie die wij over elkalternatief kunnen krijgen.In deze informatie kunnen wij feiten tegenkomen, ofextrapolaties en voorspellingen of meningen van de experts.De criteria zijn onze richtlijn voor het verzamelen vaninformatie. Met betrekking tot elk criterium moeten wijbeschikken over volledige informatie over alle alternatievenzodat wij tot een beredeneerd oordeel kunnen komen.

Toets alternatieven ten opzichte van EISENIndien wij in onze classificatie EISEN aantreffen, dan kunnenwij deze gebruiken om die alternatieven uit te zeven die nietaan minimumvoorwaarden voldoen. Het heeft geen zin om voor deze alternatieven een verdereplaats in onze analyse in te ruimen. Als we geen eisen hebben, dan worden de alternatieven meteenten opzichte van de WENSEN beoordeeld.

Als alle alternatieven door de eisen uitgezeefd worden en aldus niet toegelaten tot hetbeoordelingsproces ten opzichte van de wensen, dan zullen wij: of nieuwe alternatieven moetengenereren, of zowel de beslissingsomschrijving als de eisen-criteria nog eens moeten bekijken om tezien of een realistische keuze alsnog mogelijk is.

Page 18: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Probleemdefiniërende fase

van probleem tot innovatief concept 12

(Norm) (V)- kosten- capaciteit- snelheid- levensduur

= Niet Onderhandelbaar= Realistisch= Meetbaar

Page 19: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Probleemdefiniërende fase

van probleem tot innovatief concept 13

Vergelijk alternatieven ten opzichte van WENSENWij kunnen nu nagaan, welke van de overblijvende alternatieven het beste voldoen aan deWENSEN. Ook hiervoor moeten we afgaan op hoogwaardige, betrouwbare gegevens, want datdient de basis voor onze beoordeling te zijn. Om ons oordeel over de alternatieven zichtbaar temaken gebruiken wij een numeriek systeem. Eenvoudigheidshalve gebruiken wij een schaal van 0-10. Met betrekking tot elke criterium vergelijken wij de betreffende informatie van allealternatieven met elkaar om te bepalen welke het beste aan dat criterium voldoet. Dit alternatiefkrijgt hiervoor op dit punt een waardering 10. De andere alternatieven worden relatief ten opzichtehiervan gewaardeerd. Uitgangspunt hierbij is ons oordeelsvermogen.

Als we klaar zijn met "scoren" kunnen wij de gewogen waarde van de beoordeelde informatiebepalen. Dit is het produkt van weegfactor en waarderingscijfer. De aldus gevonden getallen makenons oordeel in twee opzichten zichtbaar: hoe belangrijk wij elk criterium achten voor de te nemenbeslissing en welke alternatieven het best aan elke doelstelling voldoen. Als wij de gewogenwaarden bij elkaar optellen, krijgen wij een duidelijke vergelijking van de alternatieven onderling.

Om tot een goede vergelijking tussen alternatieven te kunnen komen, moeten wij beschikken overvolledige en accurate informatie. Maar zelfs dàn kunnen dezelfde informatiegegevens aanleidingzijn tot onderling verschillende interpretaties op grond van ervaring, achtergrond,waardebeoordeling en beslissingsverantwoordelijkheid.

Ons oordeel over de vraag, welk alternatief het beste tegemoet komt aan onze criteria, komt totuiting in het saldo van de gewogen scores per wens. Alternatieven die niet door de eisenzeef heenkwamen zijn al geëlimineerd. De alternatieven die nu geëlimineerd gaan worden zijn die met delaagste totale gewogen waarden.

De alternatieven met de hoogste totale gewogen waarden moeten vervolgens bekeken worden opmogelijke nadelige gevolgen. Wij zouden natuurlijk élk alternatief aan dat onderzoek kunnenonderwerpen, maar het is gewoon tijdbesparend om ons op dit punt te beperken tot de genoemdehoogstscorende alternatieven.

Beoordeel Mogelijk Nadelige Gevolgen (MNG)De laatste fase van het besluitvormingsproces omvat het beoordelen van de mogelijke nadeligegevolgen van de overgebleven alternatieven. Hier vragen wij ons af wat er in de toekomst verkeerdzou kunnen gaan als wij een bepaald alternatief zouden kiezen. Wij gaan hierbij niet alleen vanonze eigen ervaring en die van anderen uit, maar bekijken ook de informatie die verzameld is om toteen vergelijking tussen alternatieven te komen. Bovendien kunnen wij nu al proberen in te schattenof er voorzorgsmaatregelen denkbaar zijn.

Beoordeel bedreiging KANS en ERNST (Hoog, Middel, Laag) (HML)Zodra de risico's bekend zijn, moeten we hun mogelijke invloed op het succes van het besluitbepalen. Om het risico goed te kunnen overzien, moeten we kijken naar 2 aspecten: de Kans dat hetrisico kan optreden en de Ernst van de gevolgen áls het gebeurt. Als we zo elk risico bekijken, zijnwe beter in staat om elk alternatief op zich te beoordelen op de mate van bedreiging. Op eeneenvoudige manier kun je Kans en Ernst beoordelen als: Hoog, Middel en Laag.

Noch het aantal mogelijke nadelige gevolgen per alternatief, noch de totale daardoorvertegenwoordigde bedreiging bepaalt het risico. Het totale beeld van de vastgestelde risico’sbepaald het risico. Eén risico met een hoge kans en een hoge ernst is daarentegen voldoende om onste laten afzien van het betrokken alternatief.

Page 20: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Probleemdefiniërende fase

van probleem tot innovatief concept 14

SMART

(pecifiek)

(eetbaar)

(cceptabel)

(ealistisch)

(ijdsgebonden)

Page 21: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Probleemdefiniërende fase

van probleem tot innovatief concept 15

Een alternatief met vele maar overkomelijke mogelijke belemmeringen kan best aanvaardbaar zijn.Het is daarom van belang om voor het nemen van een beslissing eerst de kans en ernst van denadelige gevolgen van de mogelijke keuzen in te schatten. En als de eerste voorkeur bovendien deminste en de minst zware risico's met zich meedraagt, wat let ons dan om die meteen te kiezen.

2.7 DoelenVraagt de een aan de ander: Welke kant moet ik op?De ander antwoordt: Wat is je doel?De een: Ik heb geen doel, zeg me gewoon maar welke kant ik op moet.De ander: Nou dan maakt het ook niet uit welke kant je opgaat.

Waarom doelen stellen?Mensen hebben doelen, maar ook groepen en organisaties kunnen doelen hebben. Doelen sturen jegedrag. Als je geen doelen hebt, maakt het niet zoveel uit wat je doet. Doelen zijn makkelijk omdatze je helpen bij het nemen van beslissingen. Dat geldt niet alleen voor jou als individu, maar ookvoor groepen en organisaties. Als tijdens een groepsoverleg met het projectteam blijkt dat men hetniet met elkaar eens is, kan het verwijzen naar een gemeenschappelijk doel soms de doorslag geven.Maar hoe stel je haalbare doelen?

SMART doelenVaak wordt het stellen van doelen verward met het hebben van goede voornemens. Denk maar aande mensen die zich op 1 januari voornemen om te stoppen met roken. Is 'stoppen met roken' eenvoornemen of een doel? Het is een goed voornemen, want als het je lukt leef je gezonder en voormedemensen kan het aangenamer zijn. Als doel is 'stoppen met roken' wat vaag. Want wanneer stopje met roken? Is dat nu meteen of over twee weken? Wat bedoelt iemand precies met 'stoppen', wildat zeggen één sigaret per dag of alleen maar een paar sigaretten op feestjes of geen enkele sigaretmeer? Goede doelen stellen betekent SMART doelen stellen. Een doel is SMART als het Specifiek,Meetbaar, Aanwijsbaar, Realistisch en Tijdgerelateerd is.

SMART staat voor:

S = SpecifiekM = MeetbaarA = AcceptabelR = RealistischT = Tijdsgebonden

SMART voorbeeld

Doel

Mijn Time management kwaliteiten verbeteren.

Specifiek:

Een te algemeen geformuleerde doelstelling geeft problemen bij de uiteindelijke meting van deprestatie en effecten. Hoe specifieker het beoogde resultaat wordt verwoord, hoe makkelijker hetwordt om de benodigde gegevens te verzamelen om achteraf het succes te kunnen bepalen.Voorbeeld: Ik moet mijn werk veel beter inplannen, door aan het begin van een periode al tebepalen hoeveel en wat voor soort werk elk vak bevat. Bij het uitvoeren van deze planning moet ikmeer discipline opbrengen om echt te gaan werken. Dit werken moet meer gaan gebeuren tijdensschooltijd en minder in de vrije tijd.

Page 22: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Probleemdefiniërende fase

van probleem tot innovatief concept 16

SMART

(pecifiek)

(eetbaar)

(cceptabel)

(ealistisch)

(ijdsgebonden)

Page 23: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Probleemdefiniërende fase

van probleem tot innovatief concept 17

Meetbaar:

Een doelstelling beschrijft het resultaat dat bereikt moet worden. Het resultaat moet dusdanigbeschreven worden dat het meetbaar (kwantitatieve waarde) is of vastgesteld kan worden.Zodoende is het resultaat toetsbaar. Voorbeeld: Wanneer ik dit doel nastreef, is het te meten doormijn genoegen om naar huis te gaan te meten. Als ik meer doe in een kortere tijd op school, geefthet een fijner gevoel dan als je naar huis gaat met het idee dat je thuis ook nog veel moet doen. Ophet gebied van planning is dit simpelweg te meten met te kijken wanneer ik klaar ben met mijnwerk: ruim voor de deadline of op de dag van de deadline zelf.

Acceptabel:

Een doelstelling kan als een afspraak beschouwd worden tussen verschillende belanghebbendepartijen. Een afgesproken en aanvaarde doelstelling heeft het voordeel dat ze gedragen wordt dooralle betrokkenen, wat belangrijk is voor de motivatie om het afgesproken resultaat te bereiken.Sterker nog, als de betrokken partijen niet achter de doelstelling staan en het draagvlak voor dedoelstelling niet bestaat, dan is de kans dat die gerealiseerd wordt gering. Voorbeeld: Vooral ikzelfzal me in moeten zetten door de moeite te nemen een 'goede' tijdplanning te maken en de disciplineop te brengen om mezelf aan deze planning te houden. Anderen kunnen mij hierbij helpen met drukuitoefenen en tips te geven die ook bruikbaar klinken.

Realistisch:

Een te hoog gestelde verwachting (streefwaarde) zal als onhaalbaar worden beschouwd en diegenendie het resultaat moeten proberen te bereiken onmiddellijk ontmoedigen. Ook mag de lat niet te laagworden gelegd, want dat betekent dat er geen uitdaging voor de uitvoerders is.Voorbeeld: Het is realistisch om een planning te maken die haalbaar is als je je project start. Eenplanning voor een project dat 2 keer zoveel werk blijkt te bevatten dan gedacht is onrealistisch.Verder moet eerder beginnen met het werk (volgens planning) geen probleem zijn, omdat ik nogsteeds veel tijd op school bezig ben met andere dingen “dan waarvoor ik er ben”.

Tijdsgebonden:

De tijdshorizon geeft aan waarbinnen welke resultaten/gekwantificeerde effecten behaald moeten worden. Hetopnemen van een tijdslimiet in je doelstelling stelttegelijkertijd eisen aan de gegevens waarmee dedoelstelling gevolgd wordt. Deze dienen namelijk deperiode waarover de doelstelling is opgenomen af tedekken.

Page 24: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Werkwijzebepalende fase

van probleem tot innovatief concept 18

1ste 2de 3de

Functieboom

waarom hoe

functieoffers

F1

F2F3

F4

F5Functie structuur

(Value Analysis)

(ZelfstandigNaamwoord)

(WerkWoord)

(Value Engineering)

orde orde orde

Page 25: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Werkwijzebepalende fase

van probleem tot innovatief concept 19

3 WERKWIJZEBEPALENDE FASEIn de werkwijzebepalende fase is het de bedoeling om mogelijke werkwijzen te verzinnen die de(deel)functies vervullen. Het is mogelijk om voor elke functie meteen een werkwijze te vinden,maar dat is meestal niet handig. Als de ontwerper dit doet loopt hij de kans om een betere, logischer,werkwijze over het hoofd te zien. Daarom is het handig om meerdere werkwijzen te zoeken enhieruit een keuze te maken.

3.1 Waarde-analyse (WA) Value Analysis/Value Engineering (VA/VE)De eerste stap in de werkwijzebepalende fase is het maken van een functie-boom. Dit is dan ook deeerste stap in het waarde-analyse proces. In de volgende paragraaf zal het waarde-analyse proces ende functieboom verder worden uitgelegd.

3.1.1 Geschiedenis van waarde-analyse

In het jaar 1947 kwam men bij de Amerikaanse firma GeneralElectric Company (GEC) tot geheel nieuwe inzichten dieopmerkelijke resultaten opleverden bij het oplossen vanfundamentele problemen in de industrie. Er was (is) hier sprakevan een doordachte combinatie van reeds langer bekendemethoden, die men vervolgens de naam waarde-analyse gaf.

Larry D. Miles, gewezen inkoper, onderkende de voordelen vandeze nieuwe methode het eerst en ontwikkelde de waarde-analyse tot een systematische methode, die op het betreffendeprodukt afgestemd was. Beslissend was de volgendeconstatering van Larry D. Miles, die hij deed bij koelkasten die

niet meer gebruikt werden omdat er iets aan kapot was. Deze kasten, die er dikwijls slechts als eenhoop oud roest uitzagen, bleken nog een aantal onderdelen te bezitten dat nog in goede staat was ennog functioneerden. Daaruit concludeerde hij dat deze onderdelen van te goede kwaliteit waren, ofeen restwaarde hadden die meestal niet meer benut kon worden. Met minder kosten had het vereistedoel eveneens vervuld kunnen wordenLarry Miles gaf opdracht dat de nog goed werkende onderdelen een constructieve veranderingmoesten ondergaan.

Daarbij verlangde hij dat de funkties in het middelpunt van de beschouwingen zouden staan. Bij hetin produktie nemen van een veranderde temperatuurregelaar bleek dat een kostendaling van 50%bereikt was. Interessant aan dit geval was dat vóór de verandering van dit produkt de kosten met20% verminderd werden door toepassing van een (traditionele) kostenbesparende methode. Dezewas echter al zo oud als de weg naar Rome. Iedereen had de vaste overtuiging dat de laatste centeruit gehaald was. Miles trok daaruit de conclusie dat hij op een methode gestuit was die effectieverwerkte dan de tot dusver gebruikte methoden. Het ontstaan van de waarde-analyse (Value Analysis/ Value Engineering) is op dit inzicht terug te voeren. Ondersteund door de bedrijfsleiding ontwierpMiles een waarde-analyse-programma dat een groot succes werd.Waarde-analyse verbreidde zich snel en reeds in 1959 had General Electric Company 120waardeanalisten in dienst. Door de opzienbarende resultaten zag ook de Amerikaanse regering alvroeg de grote betekenis van waarde-analyse in. Als overtuigd voorstander van de waarde-analysewist de toenmalige minister van defensie McNamara te bewerkstelligen dat het verplicht werd bijgrote defensie-opdrachten het bewijs te leveren dat volgens een waarde-analyse-programmagewerkt was.

Sedert 1959 worden in de USA aan de universiteiten ingenieurs in de waarde-analyse opgeleid.Door bijna alle grote Amerikaanse bedrijven zijn nu waarde-analyse-programma's ingevoerd.

Page 26: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Werkwijzebepalende fase

van probleem tot innovatief concept 20

1ste 2de 3de

Functieboom

waarom hoe

functieoffers

F1

F2F3

F4

F5Functie structuur

(Value Analysis)

(ZelfstandigNaamwoord)

(WerkWoord)

(Value Engineering)

orde orde orde

Page 27: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Werkwijzebepalende fase

van probleem tot innovatief concept 21

In Europa en in het overige deel van de wereld zijn vooral de Zweden en de Japanners succesvollewaardeanalisten. Talrijke Nederlandse, Duitse en Zwitserse firma's hebben het beginstadium achterzich. De systematiek wordt in Nederland echter niet algemeen toegepast.

3.1.2 Het doel van Waarde-analyse (WA)

Het doel van waarde-analyse is het systematisch elimineren van alle kosten die niet bijdragen tot dewaarde van een product, proces of dienst met behoud van de oorspronkelijke nuttige functies. Onderwaarde wordt daarbij verstaan: al datgene wat de gebruiker er toe brengt het product of de dienst teverlangen.De waarde-analyse is een georganiseerde methode met het doel de noodzakelijke functies tegen delaagste kosten te realiseren zonder nadelige uitwerking op kwaliteit, betrouwbaarheid,verkoopbaarheid en onderhoudbaarheid.In het Engels onderscheidt men binnen het begrip “waarde-analyse”:“Value Engineering” waarde-analyse van voorwerpen in het ontwerp- of ontwikkelingsstadium“Value Analysis” waarde-analyse van reeds bestaande producten of dienstverleningen

“Waarde” is een veelgebruikte term in filosofische of economische theorieën, maar daaroverhoeven we ons geen zorgen te maken. In vervolg zullen wij “waarde” bekijken vanuit hetperspectief van de producent. Hij moet bepalen welke functies moeten worden vervuld en moet dande daaraan beantwoordende producten of diensten leveren op zodanige wijze dat de productiekostenzo laag mogelijk blijven.

FunctiesSchematisch voorgesteld: Waarde =

Offers

In de context van waarde-analyse betekent dit dat het produkt of dienst dat precies over denoodzakelijke functies beschikt om aan de behoeften van de gebruiker te voldoen en dit tegen zolaag mogelijke offers, de grootste "waarde" heeft.

De vergelijking toont eveneens aan waar het accent op moet worden gelegd: eerst moeten defuncties kritisch bekeken worden, dan moeten de offers worden verlaagd en tenslotte moeten beidefactoren worden geoptimaliseerd.

Het doel van waarde-analyse is doorgaans kostprijsbesparing door het ontwerpen van eeneenvoudiger en goedkoper samengesteld produkt. D.m.v. een analyse van de functies, gebaseerd opde eerste schetsen en een voorlopige stuklijst, worden functiekosten in beeld gebracht.Wanneer een team de methode consequent toepast wordt de creativiteit geprikkeld en ontstaannieuwe concepten. Waarde-analyse is dus een methode om overtollige kosten in het produktontwerpte elimineren. En dat is nodig, want een produkt is doorgaans te duur.

3.1.3 Werkwijze Waarde-analyse (WA)-sessies

Onderstaand (zie Figuur 2) het algemene W.A. stappenplan. Aan de hand van dit overzicht zullende onderliggende activiteiten binnen de stappen kort worden toegelicht.ElkeWA norm beschrijft vrijwel dezelfde methode, namelijk een methode die is gebaseerd op deEuropese norm EN 1325-1. Hier worden door het team de volgende 9 fasen en 1 voorbereidingsfasedoorlopen. (zie Figuur 3). De stappen uit het algemeneW.A stappenplan zijn hiervan afgeleid.

Page 28: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Werkwijzebepalende fase

van probleem tot innovatief concept 22

1ste 2de 3de

Functieboom

waarom hoe

functieoffers

F1

F2F3

F4

F5Functie structuur

(Value Analysis)

(ZelfstandigNaamwoord)

(WerkWoord)

(Value Engineering)

orde orde orde

Page 29: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Werkwijzebepalende fase

van probleem tot innovatief concept 23

W.A. stappenplanInput Output

informatieverzamelen

functie-analyse

ideeënverzamelen

evaluatieideeën

ontwikkelentotaal-

oplossingen

presentatieoplossingen1

2 3

4 5

6 7

8

0

projectdefinitie

projectplanning

voor-bereiding

implemen-tatie 9

Figuur 2 WA-Stappenplan

Stap 1 Voorbereiding

In overleg wordt beoordeeld of het onderwerp zich zonder meer leent voor een WA-sessie. Eenonderverdeling van het onderwerp kan noodzakelijk zijn.De projectgroep bestaat doorgaans uit ca. 5 tot 7 personen van verschillende afdelingen. Het isbelangrijk dat binnen de groep voldoende kennis en ervaring aanwezig is m.b.t. soortgelijkeproducten, processen en gebruiksomstandigheden. Daarnaast is een “frisse” kijk ook belangrijkzodat het niet voorwaardelijk is dat elk teamlid het onderwerp kent. De aanvrager(projectverantwoordelijke) zorgt voor:

• een voldoende aantal en up-to-date- tekeningen

• een overzicht van de belangrijkste eisen en wensen

• te verwachten verkoop aantallen

• inzicht in de kostprijs van het ontwerp (in het geval van VA)

• zo mogelijk opmerkingen, risico’s betreffende het ontwerp uit het veld

• overzicht van overige kaders van het project zoals: projectdefinitie, planning, te verwachtennieuwe kostprijs product e.d.

Deze informatie wordt bij voorkeur een dag voor de sessie onder de groepsleden verspreid.Daarnaast zorgt hij, indien mogelijk, voor enige hardware voor tijdens de sessie (producten,onderdelen, prototypen).

Stap 2 Projectdefinitie

Kies het WA-objectLeg de kaders van het probleem vastStel de marketing doelen vastLeg de algemene doelstelling vastStel vast wat er strategische en economisch op het spel staatBepaal de mens/machine invloedenLeg de algemene richtlijnen en instructies voor de keuze van de deelnemers vastVoer een risico-analyse zowel voor het product als het project

Page 30: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Werkwijzebepalende fase

van probleem tot innovatief concept 24

1ste 2de 3de

Functieboom

waarom hoe

functieoffers

F1

F2F3

F4

F5Functie structuur

(Value Analysis)

(ZelfstandigNaamwoord)

(WerkWoord)

(Value Engineering)

orde orde orde

Page 31: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Werkwijzebepalende fase

van probleem tot innovatief concept 25

Stap 3 Project planning

Stel de werkgroep samenStel de concept planning op

Stap 4 Informatie verzamelen

Verzamel zowel de in- als externe informatie op het technisch- en economisch gebiedVerzamel alle after sales en klant ervaringVoer een gedetailleerd marktonderzoek uit (indien wenselijk en/of noodzakelijk)Stel de positie van het te ontwikkelen product in de markt vastVergelijk deze positie met die van de concurrentenVoer een patent onderzoek uit en bepaal wat de wettelijke bepalingen en normen zijn

Stap 5 Functieanalyse en kostenmatrix

Bepaal de behoefte in aantallen per jaarVoer een functie-analyse uitBepaal de functie-structuur (functie-boom)Bepaal de belangrijke concurrentie functiesVoer een kosten-analyse uit en bepaal de functiekosten (functie-kostenmatrix)Leg de gedetailleerde doelstellingen (targets) vast

Stap 6 Ideeën verzamelen en creëren

Verzamel bestaande ideeënCreëren nieuwe ideeënZoek naar onnodige en ongewenste functies

Stap 7 Evaluatie van ideeën

Evalueer en combineren de ideeën tot meerder totaaloplossingenMaak een keuze voor definitieve uitwerking (opzet concept(en))Stel de planning op

Stap 8 Ontwikkelen van totaaloplossingen

Detailleer, maak berekeningen, doe simulaties, doe testen en maak materiaalkeuzen ed.Bewaak de voortgangEvalueer de totaaloplossingen en details ervan zowel kwalitatief, economisch als risico’s

Stap 9 Presentatie van oplossingen

Selecteer de oplossingen

Stap 10 Opstellen van implementatie programma’s

Verzamelen de data m.b.t. elke oplossingRealiseer het voorgenomen besluitInformeer het W.A Team

Stap 11 Implementatie

Implementeer de oplossing en los knelpunten op

Page 32: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Werkwijzebepalende fase

van probleem tot innovatief concept 26

1ste 2de 3de

Functieboom

waarom hoe

functieoffers

F1

F2F3

F4

F5Functie structuur

(Value Analysis)

(ZelfstandigNaamwoord)

(WerkWoord)

(Value Engineering)

orde orde orde

Page 33: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Werkwijzebepalende fase

van probleem tot innovatief concept 27

Voorbereidingsfase

Project definiëren, globaal onderzoek van dehaalbaarheid, voordelen, risico's, VA projectleider

benoemen, verantwoordelijkheden vastleggen

Projectdefinitie

Object met studiekaders vastleggen, doelstellingenvastleggen, middelen beschikbaar stellen, aard der

delen bepalen

Informatie verzamelen

Technische informatie, economische informatie,marktinformatie, wetgeving, patenten,

basisgegevens

Ideeën verzamelen

Bestaande en nieuwe ideeën verzamelen, onnodigeen ongewenste functies bepalen

Functieanalyse

Functies bepalen, kostenanalyse, functiekostenbepalen, targets bepalen, functieboom opstellen

Is het doel bereikt?Kan opdracht verruimd

worden?

Opdracht herformuleren

Projectplanning

Team samenstellen, tijdschema opstellen

Evaluatie van de ideeën

Idee-evaluatie, bepalen wat te ontwikkelen is,werkprogramma opstellen

Ontwikkelen van totaaloplossingen

Studies uitvoeren, voorstellen evalueren

Presentatie van oplossingen

Voorstellen selecteren, implementatieprogramma'suitwerken, data vastleggen, presentatie en

besluitvorming, team informeren

Invoering

Implementatie, knelpunten oplossen

Nee

Ja

Nee

Ja

1

2

3

5

4

6

7

9

8

0

Figuur 3 Iteratiemodel waarde-analyse volgens EN 1325-1

Page 34: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Werkwijzebepalende fase

van probleem tot innovatief concept 28

1ste 2de 3de

Functieboom

waarom hoe

functieoffers

F1

F2F3

F4

F5Functie structuur

(Value Analysis)

(ZelfstandigNaamwoord)

(WerkWoord)

(Value Engineering)

orde orde orde

Page 35: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Werkwijzebepalende fase

van probleem tot innovatief concept 29

3.1.4 Functieformulering

Het functiedenken is een vereiste om:

• duidelijke prioriteiten te kunnen stellenDe functies van het object moeten getoetst worden aan het waarde-oordeel van de klant.

• duidelijkheid te verschaffenHet WA-onderzoek moet zo opgesteld zijn dat elk lid van het waarde-analyse-team mee kandiscussiëren en zijn eigen bijdrage aan de oplossing kan leveren.

• afstand te nemen van bestaande oplossingenEr moet niet op voorhand geprobeerd worden bestaande oplossingen over te nemen, en dezeeenvoudigweg in detail te verbeteren of goedkoper te maken. Het moet een streven zijn om degewenste functie zo goedkoop mogelijk te realiseren.

Bij het formuleren van een functie gebruiken we een zelfstandig naamwoord in de lijdende vormen een werkwoord. We zorgen ervoor dat deze aanduiding voldoet aan de volgende kenmerken:

• oplossingsneutraal

• abstract gedefinieerd

• kwantificeerbaar

Bijvoorbeeld schroevendraaier: moment overbrengenpotlood: grafiet overdragen(water)kraan: vloeistof blokkeren of doorlaten

Hierna wordt een zgn. functieboom opgezet (zie Figuur 4 Functieboom)Door de vragen te stellen: “Waartoe is deze functie?” en “Hoe deze functie te vervullen?” kanworden getoest of de functieboom correct is opgezet.

F

Hoofdfunctie

Hoofdfunctie

Nevenfunctie

Nevenfunctie

Deelfunctie

Deelfunctie

Deelfunctie

Deelfunctie

Deelfunctie

Deelfunctie

Deelfunctie

Deelfunctie

Deelfunctie

Deelfunctie

ObjectWaarde-analyse

Waarom? Hoe?

Figuur 4 Functieboom

Bij Value Analysis wordt een functieboom als volgt samengesteld:

• Aan de hand van de overzichtslijst stelt het team de functie(s) van elke actie vast.

• Elke functie wordt op een kaartje geschreven en deze kaartjes of gegomde briefjes wordenop een groot bord geprikt of geplakt.

Page 36: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Werkwijzebepalende fase

van probleem tot innovatief concept 30

1ste 2de 3de

Functieboom

waarom hoe

functieoffers

F1

F2F3

F4

F5Functie structuur

(Value Analysis)

(ZelfstandigNaamwoord)

(WerkWoord)

(Value Engineering)

orde orde orde

Page 37: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Werkwijzebepalende fase

van probleem tot innovatief concept 31

De functies worden in kolommen gerangschikt (zie Figuur 3 Iteratiemodel waarde-analyse volgensEN 1325-1): links de hoofd- en nevenfunctie(s), daarnaast de afgeleide functies van het eersteniveau, dan die van het tweede niveau, etc.In horizontale richting is er logische samenhang: de rechter functies geven antwoord op de vraag:"Hoe wordt deze functie vervuld?", terwijl naar links kijkend de vraag beantwoord wordt:"Waarom dient deze functie?"

Een actie (gerealiseerde functies) vervult doorgaans niet één functie, maar een hele reeks. Sommigezijn meer gewenst dan andere, somige zelfs ongewenst. De werkelijk verlangde functies van eenactie leiden naar de waarde van de actie. Het benoemen in functies dwingt tot nadenken over deessenties. Achter elke klassieke specificatie gaat, als het goed is, een functie schuil.Als we die functies niet expliciet benoemen, moeten we niet verbaasd zijn dat ze ook nietgerealiseerd zullen worden. De kans is dan ook groot dat er veel overbodige kosten in eenactiviteitensysteem sluipen.

In het kader van het functiedenken streeft men nietnaar een activiteitensysteem tegen zo laag mogelijkekosten, maar naar gewenste functies met zo minmogelijk overbodige kosten. Juist dit functiebeeld metonderscheid tussen gewenst en overbodig wordt vaakversluierd door het oplossingsgericht denken.

Als de functieboom klaar is stellen we eenfunctiekostenmatrix samen, en wel als volgt:De horizontale as bevat de deelfuncties uit de meestrechtse kolom (van Figuur 5). Verticaal staan alleacties die geld kosten. Als niet precies bekend is watde kosten zijn van de acties of wat de kosten zijn vande processen moeten deze ingeschat worden.Van elke activiteit wordt door het team ingeschat in

welke mate het bijdraagt aan de genoemde functies, uitgedrukt in procenten en vervolgens in geld.Aldus kan van elke functie de kostprijs berekend worden. Naast een kostprijsopbouw uitactiviteitskosten hebben we nu dus een kostprijs die opgebouwd is uit functiekosten. Het zalduidelijk zijn dat het vaststellen van de functiekosten een subjectief proces is. Twee teams zullenverschillende inschattingen maken. Deze subjectiviteit hoeft geen probleem te zijn omdat defunctiekostenmatrix slechts een tussenstap is. Het is een katalysator om tot nieuwe inzichten tekomen.Voor een abstracte weergave van een matrix zie Figuur 5

Functie A Functie B Functie C Kosten 100%

Activiteit 1 50% 50% Euro 10,-

Activiteit 2 100% Euro 5,-

Activiteit 3 20% 40% 40% Euro 15,-

Activiteit 4 10% 90% Euro 20,-

Functiekosten Euro 10,- Euro 29,- Euro 11,- Euro 50,-

Figuur 5 Functiekostenmatrix

Voor de verantwoordelijke constructeur/projectleider is nu duidelijk wat het kost om een bepaaldefunctie te vervullen. Omgekeerd kan de vraag gesteld worden wat het de klant waard zal zijn eenbepaalde functie aangeboden te krijgen. We kunnen daarachter komen door de kostprijs van dedienst of activiteit via de functieboom uit te splitsen over de deelfuncties.

Page 38: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Werkwijzebepalende fase

van probleem tot innovatief concept 32

1ste 2de 3de

Functieboom

waarom hoe

functieoffers

F1

F2F3

F4

F5Functie structuur

(Value Analysis)

(ZelfstandigNaamwoord)

(WerkWoord)

(Value Engineering)

orde orde orde

Page 39: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Werkwijzebepalende fase

van probleem tot innovatief concept 33

Door ons te verplaatsen in de positie van de klant schatten we in hoe hij de waarde van de dienst zalverdelen over de hoofd- en deelfuncties. Ook dit is voor het team een subjectief proces.Het is zaak om elke potentiële realisatie te vergeten en om uitsluitend vanuit de visie van de klantwaarde toe te kennen aan de verschillende functies. We verkrijgen zo een subjectieve functiewaardenaast een iets minder subjectieve kostprijs. Voor de verantwoordelijke constructeur/projectleiderdient het vervolgens een nobel streven te zijn om te voorkomen dat de kostprijs groter wordt dan defunctiewaarde. Uiteraard geldt dit streven voor het complete produkt. Met WA wordt getracht ookop functieniveau dit doel te bereiken. Als voorbeeld wordt een perforator (zie Bijlage 1)geanalyseerd naar functiekosten.In de context van waarde-analyse betekent dit dat het produkt dat de grootste “waarde” heeft preciesover de noodzakelijke functies beschikt om aan de behoeften van de gebruiker te voldoen en dittegen zo laag mogelijke kosten.De vergelijking toont eveneens aan waar het accent op moet worden gelegd: eerst moeten defuncties kritisch worden bekeken, dan moeten de kosten worden verlaagd en tenslotte moeten beidefactoren worden geoptimaliseerd.Nu pas gaat het concrete kostprijsbesparende werk beginnen. Voor elke functie worden alternatieveoplossingen gezocht. Om het effectief zoeken te bevorderen moeten meestal mentale blokkades(paradigma's) worden weggenomen of grenzen worden verlegd. Voor het doorbreken van mentalebegrenzingen kan men gebruik maken van een aantal intuïtieve- en discursieve denkmethodes.Doorgaans wordt vooral gewerkt volgens de Osborn brainstorming-methode. (zie paragraaf:Brainstormen). In de waarde-analyse gebruiken we als regel deze brainstorming-methode, die zichvan de oorspronkelijke brainstorming onderscheidt doordat we met maximaal 7 teamleden werkeni.p.v. met 12 of meer.Eigenschappen die horen bij de Osborne-brainstorm-methode zijn:

• Het probleem moet zo eenvoudig mogelijk en met zo weinig mogelijk algemeenhedenworden voorgedragen (functie-analyse = beperking van het probleem tot een zelfstandignaamwoord en een werkwoord).

Vóór de brainstorming is het gewenst de 4 grondregels nog eens aan het team voor te leggen:

1. geen kritiek2. hoe abstracter het idee, hoe beter3. hoe meer ideeën, hoe groter de kans op een voltreffer4. combinaties en verbeteringen zijn welkom

Page 40: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Werkwijzebepalende fase

van probleem tot innovatief concept 34

1ste 2de 3de

Functieboom

waarom hoe

functieoffers

F1

F2F3

F4

F5Functie structuur

(Value Analysis)

(ZelfstandigNaamwoord)

(WerkWoord)

(Value Engineering)

orde orde orde

Page 41: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Werkwijzebepalende fase

van probleem tot innovatief concept 35

3.1.5 Rapportage

De indeling van een WA rapport is als volgt:

1. Sessie gegevens- deelnemers- datum en tijd van de WA-sessie- onderwerp- tekening nummer en/of verwijzing naar bijlage- functieboomnummer en verwijzing naar bijlage- kostenmatrix nummer en verwijzing naar bijlage

2. Inleiding- beschrijving van een aantal aspecten van het ontwerp en eventueel het verloop van de sessie

3. Randvoorwaarden m.b.t. WA.- belangrijkste eisen- gebruiksomstandigheden

4. Aandachtspunten- samenvatting van belangrijkste knelpunten uit de functieboom

5. Conclusie- beoordeling van de gevonden aandachtspunten en vastleggen van actiepunten

3.1.6 Samenstelling team en verantwoordelijkheden

Een goed samengesteld team bevat volgens onzeoosterburen:”sach-, macht- und methodekompe-tenz”. Eén van de groepsleden moet vertrouwdzijn met het onderwerp, iemand moet bevoegdzijn tijdens de sessie “knopen door te hakken” eniemand moet in dit geval het WA-proces bewaken.De teams, geleid door een WA-moderator,hebben tot taak het studie object volgens degezichtspunten van de waarde-analyse teonderzoeken. De WA-moderator is erverantwoordelijk voor dat er procesmatig wordtgewerkt, dat het werkschema wordt nagekomenen dat er een waarde-analyse-rapport komt

WA is in de eerste plaats eenmanagementinstrument. Het vergt van degenendie besluiten er gebruik van te maken een hogemate van intellectuele discipline, vooral tijdens deeerste fasen van een analyse.

Van cruciaal belang in dit verband is het streven naar een scherp inzicht in de door het produkt ofde dienst in kwestie te vervullen functies, hetgeen veronderstelt dat men afstand neemt van allebestaande uiterlijke aspecten en alles in het werk stelt om de klant een zo groot mogelijkevoldoening te schenken.

Eveneens belangrijk uit het oogpunt van discipline is de grondigheid waarmee bij de toepassing vande methode te werk moet worden gegaan. Een directeur van een onderneming formuleerde het alsvolgt: zodra een interessante oplossing voor een probleem is gevonden, heeft men de neiging omdeze meteen in praktijk te brengen, zonder de moeite te doen nog verder na te denken. WA dwingtom alle mogelijke oplossingen op een rijtje te zetten en er de beste uit te kiezen.

Page 42: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Werkwijzebepalende fase

van probleem tot innovatief concept 36

1ste 2de 3de

Functieboom

waarom hoe

functieoffers

F1

F2F3

F4

F5Functie structuur

(Value Analysis)

(ZelfstandigNaamwoord)

(WerkWoord)

(Value Engineering)

orde orde orde

Page 43: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Werkwijzebepalende fase

van probleem tot innovatief concept 37

Teamwerk is een van de hoofdkenmerken van de methode. Het biedt reeds vanaf het begin van deanalyse een praktisch voordeel. Het probleem wordt immers vanuit verschillende gezichtspuntengelijktijdig bestudeerd. Vanuit het oogpunt van: de ontwerper c.q. constructeur, de verkoper, deinkoper, de monteur, enz. Daardoor kan het er op vergaderingen wel eens hard aan toe gaan - enmaar goed ook: indien de besprekingen op bekwame wijze worden geleid, verwerft elk lid van hetteam uiteindelijk inzicht in de motivering en de beperkingen van de anderen. Consensus is vanvitaal belang voor het succes van een WA-project. De totstandkoming van deze consensus wordtwaarschijnlijk in de hand gewerkt door de speculatieve en creatieve fase van de WA-methode, diegewoonlijk op brainstorming is gebaseerd. Deze fase staat in scherp contrast met de vorige fasenwaarin alle bijzonderheden nauwgezet moeten worden bekeken.Vermoedelijk is dit een van degeheimen van de WA methode: na veel veranderingen waarop strikte discipline wordt verlangd,kunnen de teamleden eindelijk "hun fantasie de vrije loop laten" en worden ze zelfs aangemoedigdom de wildste suggesties te doen. Belachelijkheid wordt tijdelijk een deugd.

Belangrijk is dat in situaties waarin WA toegepast wordt het in alle gevallen heel duidelijk moetzijn dat de bereikte consensus een duurzaam karakter heeft, waardoor niet alleen het pad geëffendwordt voor latere analyses maar in het algemeen een beter werkklimaat in de desbetreffendeorganisatie word gecreëerd. Dit is niet alleen goed voor het persoonlijke welzijn van de individuelemedewerkers maar ongetwijfeld ook voor de prestaties van de organisatie in haar geheel.

Page 44: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Werkwijzebepalende fase

van probleem tot innovatief concept 38

1ste 2de 3de

Functieboom

waarom hoe

functieoffers

F1

F2F3

F4

F5Functie structuur

(Value Analysis)

(ZelfstandigNaamwoord)

(WerkWoord)

(Value Engineering)

orde orde orde

Page 45: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Werkwijzebepalende fase

van probleem tot innovatief concept 39

Bijlage 1 Voorbeeld van een waarde-analyse studie, deperforator

hefboom

1

8

7 10 9

3 25

6

4

Page 46: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Werkwijzebepalende fase

van probleem tot innovatief concept 40

Nr.: 1 Gaatjes ponsen

Nr.: 2 Gaatjes

positioneren

Nr.: 1.1 Nippel geleiden

Nr.: 1.2 Handkracht

overbrengen

Nr.: 1.3 Krachten inperken

Nr.: 1.4 Nippel lichten

Nr.: 1.3.1 Stapel begrenzen

Nr.: 2.1 Papier positioneren Nr.: 2.1.1 Zicht vergroten

Nr.: 2.1.2 Midden markeren

Nr.: 2.1.3 Geleiders fixeren

Nr.: 1.1.1 Geleiders

positioneren

Nr.: 1.1.2 Snijrand fixeren

Nr.: 1.4.1 Energie leveren

Nr.: 1.4.2 Veer ondersteunen

Nr.: 1.2.1 Hand grip geven

Nr.: 1.2.2 Wrijvingverminderen

Nr.: 1.2.3 Hefboom laten

scharnieren

Papier perforeren

Hoe?Waarom?

7 Grondplaat

7 Grondplaat

1 Hefboom

1 Hefboom

7 Grondplaat

7 Grondplaat

2 Drukstang

3 Asje

4 Veer

5 Nippel

6 Fixeerschijf

8 Geleider

9 Montage

9 Montage

StuknummerHoofdfuncties Deelfuncties 1e orde Deelfuncties 2e orde

Nr.: 1.4.3 Veer geleiden

Nr.: 1.4.4 Veerkracht

overbrengen

Page 47: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Werkwijzebepalende fase

van probleem tot innovatief concept 41

1 Hefboom

10 Deksel

10 Deksel

Nr.: 3 Esthetica

realiseren

Nr.: 3.3.1 Deksel houden

Nr.: 3.1 Krassen

voorkomen

Nr.: 3.2 Vormgeven

Nr.: 3.3 Snippers vergaren

handkrachtdoorgeven

5

func tie

kosten

Figuur 6 Functiekostenmatrix papierperforator

Page 48: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Werkwijzebepalende fase

van probleem tot innovatief concept 42

Page 49: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Werkwijzebepalende fase

van probleem tot innovatief concept 43

Bijlage 2 Functie-omschrijvingAls kwantificeerbare, meetbare werkwoorden en onderwerpen bij de functie-omschrijving van eenprodukt worden gebruikt kan de prestatie ervan nauwkeuriger worden beschreven en objectiefgetoetst. In veel gevallen kan men uitkomen met de woorden van Tabel 1 en Tabel 2. Hiermeewordt tevens specialistisch taalgebruik voorkomen.

Werkwoord Zelfstandig naamwoord (meetbaar)(Onder)steunen, dragen gewicht, krachtdoorlaten momenthouden (vast- tegen-) belastingbevatten lichtomsluiten (in- op-) oxidatieverzamelen warmtegeleiden stroomsterkteisoleren stralingbeschermen stroomvoorkomen,- beletten, verhinderen spanningversterken, vergroten energiegelijkrichten slijtagewijzigen volumeonderbrekenafschermenmodulerenregelen Zelfstandig naamwoord (niet meetbaar):aantrekken onderdeeluitzenden, -stralen apparaatafstoten, afgeven (onder-)deelzeven, filteren artikelabsorberen, innemen beschadigingbeletten, verhinderen, belemmeren circuitbewegen tot, reparatievoorzien in systeemomzetten

Tabel 1 Ontwerpers gerelateerde functies

Werkwoord Zelfstandig naamwoord (meetbaar)vergroten, verhogen uiterlijkverminderen, verlagen gemak, bruikbaarheidverbeteren stijlscheppen, creëren prestige, statustot stand brengen "features"vaststellen symmetrie, vormeffectaanzicht, recycling, inruil

Tabel 2 Gebruikers gerelateerde functies

Page 50: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Werkwijzebepalende fase

van probleem tot innovatief concept 44

Page 51: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Werkwijzebepalende fase

van probleem tot innovatief concept 45

Bijlage 3 Function Scheme Value Analysis

Page 52: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Werkwijzebepalende fase

van probleem tot innovatief concept 46

Page 53: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Werkwijzebepalende fase

van probleem tot innovatief concept 47

Bijlage 4 Function Cost Table Value Analysis

Page 54: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Werkwijzebepalende fase

van probleem tot innovatief concept 48

01010101001010011010100101010100 11010101101010 1101010100101 0010101010011010101101101001101010 11010101 00101010100 1101010 11011101010 1101010100101 00101010100 1101010 1101101001101010 11010101 00101010100 1101010 11011101010 1101010100 10100101010100 1101010 1101101001101010 11010101 00101010100 1101010 11011101010 11010101001010101010100 1101010 110101001101010 11010101 00101010100 1101010 11011101010 1101010100101 00101010100 1101010 1101101001101010 11010101 001010101001101010 11011101010 1101010100101 00101010100 11010101101101001101010 11010101 00101010100 1101010 1101

101010100101 0

stormen

Page 55: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Werkwijzebepalende fase

van probleem tot innovatief concept 49

3.2 BrainstormenBrainstormen is dé methode om betere manieren van werken te bedenken. Om oplossingen tebedenken voor problemen waarmee je muurvast lijkt te zitten. Om uit conflictsituaties te komen alsniemand meer een uitweg ziet. Om het groepsproces speels en levendig te houden. Hoe organiseerje een productieve brainstormsessie?

Aandachtspunten brainstormen

1. Denk in projectenEen creatief team staat nooit stil: medewerkers veranderen regelmatig van rol of functie omvastroesten te voorkomen. Voor het ene project leunt het team zwaar op twee of drie medewerkers,een andere keer worden de capaciteiten van de overige teamleden aangesproken. Bij de brainstormleg je de focus op het onderhavige project, niet op het functioneren van het team over een heel jaar.

2. Geef creativiteit handen en voetenMisschien is er binnen de school een ruimte die als 'brainstormkamer' ingericht kan worden: bedekde tafels en de muren met papier, zodat iedereen naar hartelust losse gedachten op kan schrijven,tekeningetjes kan maken etcetera. Een pc met internetaansluiting om snel achtergrondinformatie opte kunnen zoeken. Creëer een lerende omgeving waarin het creatieve proces alle ruimte krijgt.

3. Stel duidelijke regelsOok in de 'vrije' omgeving van de brainstormsessie zijn een paar (gedrags)regels noodzakelijk omchaos te voorkomen:· Hou je aan het onderwerp;· Val anderen niet aan of af;· Laat mensen niet te veel door elkaar praten;· Vraag en vraag door;· Schrijf 'losse flodders' op en gebruik ze als grondstof voor nieuwe discussies als de sessie vastdreigt te lopen.

4. Hou een open vizierEen team dat regelmatig succesvol brainstormt, kan zich heel wat gaan voelen. Nodig daaromregelmatig andere deelnemers uit om mee te doen. Bijvoorbeeld collega's die deskundig zijn op eenbepaald gebied (een docent of een student van een andere faculteit).

5. Werk snelEen goede brainstormsessie bruist en borrelt. Hoe houd je al deze creativiteit vast? Je kunt daartoeeen teamlid aanwijzen die niet meedoet, maar wel razendsnel kan notuleren. Ook zou je met eencamcorder video-opnamen kunnen maken (als dat de teamleden tenminste niet al te bewust maaktvan hun eigen gedrag). Maak foto's van posters met ideeën.

6. Vergeet de tijdEen brainstormsessie van drie tot vijf? Dat wordt niks! Begin 's ochtends om 10 uur of direct na delunch. Dan heeft iedereen nog energie. Laat iedereen zijn horloge af doen en bedek de klok in devergaderzaal. Creativiteit kent geen tijd. Zet voldoende koffie, thee, frisdrank en versnaperingenneer om ongewenste onderbrekingen te voorkomen. Sommige creativiteitsgoeroe's geloven dat debeste ideeën bovenkomen als je niet helemaal helder bent: om vijf uur in de ochtend, of om 11 uur's avonds na een hele dag vergaderen. Vraag is alleen of je je collega's zo gek krijgt...

7. Doorbreek denkpatronenHet woord 'creativiteit' geeft sommige medewerkers koude rillingen en associaties met zweverigekunstenaarstypes. Het woord 'innovatie kan kil en berekenend klinken - alsof het management vanplan is om 300 medewerkers naar de Sociale Dienst te verwijzen.

Page 56: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Werkwijzebepalende fase

van probleem tot innovatief concept 50

01010101001010011010100101010100 11010101101010 1101010100101 0010101010011010101101101001101010 11010101 00101010100 1101010 11011101010 1101010100101 00101010100 1101010 1101101001101010 11010101 00101010100 1101010 11011101010 1101010100 10100101010100 1101010 1101101001101010 11010101 00101010100 1101010 11011101010 11010101001010101010100 1101010 110101001101010 11010101 00101010100 1101010 11011101010 1101010100101 00101010100 1101010 1101101001101010 11010101 001010101001101010 11011101010 1101010100101 00101010100 11010101101101001101010 11010101 00101010100 1101010 1101

101010100101 0

stormen

Page 57: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Werkwijzebepalende fase

van probleem tot innovatief concept 51

Gebruik deze termen daarom bij voorkeur niet bij een brainstormsessie. Laat de teamleden lievereens nadenken over hoe zij denken. Of zij nog wel denken. Of dat alle taken min of meer op deautomatische piloot worden uitgevoerd.

8. Doe huiswerkBrainstormsessies over complexe kwesties of problemen kunnen worden voorbereid met eenvragenformulier, dat enkele dagen voor de sessie door de teamleden wordt ingevuld. Zo kun je eenalgemeen idee krijgen van de zaken die leven binnen het team, en vind je wellichtaanknopingspunten voor oplossingen. Je leert op deze manier ook meer over de manier van denkenvan je collega's.

Voor brainstorming moet een aantal (Osborn) spelregels in acht wordengenomen:

1. Het onderwerp van de brainstorming moet voor iedereenduidelijk zijn

Omschrijf het concrete onderwerp van het brainstormen aan hetbegin van de sessie en ga na, of iedereen met hetzelfde onderwerpbezig is

2. Brainstorming vraagt een duidelijke leidingBrainstorming is aan een aantal spelregels gebonden en vraagtgelijkwaardige deelname van alle betrokkenen. Daarom verdienthet aanbeveling duidelijke afspraken over de leiding van debijeenkomst te makenSpreek duidelijke spelregels af en bewaak die ookEr is pas sprake van brainstorming, als men zich aan een aantalspelregels houdt. Deze spelregels moeten voor elke brainstorminggememoreerd worden en iedereen moet daarop ook wordenaangesproken tijdens de brainstorming

3. Alle deelnemers moeten een gelijkwaardige inbreng kunnen hebbenUitgangspunt is, dat deelnemers die zijn uitgenodigd bij het onderwerp betrokkenen zijn enwillen en kunnen nadenken over oplossingen. Daarom moet door de aanpak van debrainstorming iedereen aangemoedigd worden zoveel mogelijk mee te doen

4. Kwantiteit is belangrijker dan kwaliteitAanvankelijk is het van belang, dat alles op tafel komt wat in de deelnemers opkomt.Het is moeilijker ideeën te krijgen dan ze later weg te strepen.

5. Maak ruimte voor kruisbestuivingGeen enkel idee is te gek. Door "gekke" ideeën van de een kan de creativiteit van de anderedeelnemers weer gestimuleerd worden

6. Lever geen kritiekTijdens de brainstorming mag niemand kritiek leveren, omdat daardoor het spontaan uiten vanideeën wordt belemmerd

7. Noteer meteen alle geopperde ideeën zonder aarzelen zichtbaar voor iedereenLaat iemand alle ideeën, die geopperd worden zonder commentaar of bedenking opschrijven opbord of flip-over. Zodoende kan iedereen af en toe de lijst met ideeën doornemen. Dit leidtsoms weer tot nieuwe ideeën

8. Ga door tot er echt geen nieuwe ideeën meer komenBeëindig de brainstormingsbijeenkomsten niet te snel. Geef deelnemers de tijd, om nieuweideeën te laten rijpen

Page 58: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Werkwijzebepalende fase

van probleem tot innovatief concept 52

01010101001010011010100101010100 11010101101010 1101010100101 0010101010011010101101101001101010 11010101 00101010100 1101010 11011101010 1101010100101 00101010100 1101010 1101101001101010 11010101 00101010100 1101010 11011101010 1101010100 10100101010100 1101010 1101101001101010 11010101 00101010100 1101010 11011101010 11010101001010101010100 1101010 110101001101010 11010101 00101010100 1101010 11011101010 1101010100101 00101010100 1101010 1101101001101010 11010101 001010101001101010 11011101010 1101010100101 00101010100 11010101101101001101010 11010101 00101010100 1101010 1101

101010100101 0

stormen

Page 59: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Werkwijzebepalende fase

van probleem tot innovatief concept 53

9. Zorg voor een ontspannen sfeerEen informele sfeer stimuleert het creatieve proces. Een grap kan stimulerend werken. Mensenmogen echter niet worden uitgelachen. Er zijn immers geen stomme ideeën. Ook oppassen voordoorslaan naar een te lacherige sfeer. Het belang van het krijgen van goede ideeën moet blijvenoverheersen

10. Laat de groep kiezen, welke ideeën men wil gebruiken om verder uit te werkenAls de brainstorming "opgedroogd" is, moet het grote aantal ideeën kritisch worden onderzochten in aantal worden teruggebracht. Maak afspraken over hoe de ideeën verder wordenuitgewerkt

Page 60: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Werkwijzebepalende fase

van probleem tot innovatief concept 54

Figuur 7 Voorbeeld morfologisch overzicht

Functie Deeloplossingen

F1

F2

F3

F4

F5

geel rood blauw groen

@ ? ! & #

OntwerpStructuren

Page 61: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Werkwijzebepalende fase

van probleem tot innovatief concept 55

3.3 Morfologische kaartBij het uitwerken van de functies naar concrete oplossingen wordt gebruik gemaakt van eenmorfologische kaart. De morfologische methode beoogt alle theoretisch denkbare oplossingen vooreen probleem te vinden en vervolgens de beste combinatie te kiezen. Hierdoor is de kans veelkleiner dat in een te vroeg stadium een keuze gemaakt wordt en daarmee een potentieel betereoplossing blijft liggen.

In een morfologisch overzicht (zie Figuur 7) worden links (vertikaal) de deelfuncties geplaatst. (Ditzijn dus de meest rechtse functies gevonden in de functieboom). Horizontaal worden dan dedeeloplossingen (alternatieven) per deelfunctie weergegeven. Door nu een lijn te trekken tussen deverschillende deeloplossingen in dit morfologisch overzicht worden verschillende alternatieven aanelkaar geknoopt. Als men verschillende lijnen trekt, krijgt men ook verschillende combinaties, dieelk een mogelijk structuur voor het ontwerp weergeven. Deze “oplossingen” worden nuontwerpstructuren genoemd. Uit deze verschillende ontwerpstructuren kunnen dan vervolgens“levensvatbare” structuren worden gekozen.

Doorgaans levert onze creativiteitmeerdere ontwerpstructuren op. Inde praktijk zijn lang niet altijddeze ontwerpstructuren“levensvatbaar”. Sommige zijnzelfs gecreëerd om het creatieveproces te stimuleren. De volgendefase is echter de vormgevendefase. Dit betekent dat hetconvergerende proces wordtingezet. Er wordt vervolgens eeneerste stap gezet in het eliminerenvan ontwerpstructuren. Het zalduidelijk zijn dat niet allestructuren uitgewerkt kunnenworden. Dit zou gepaard gaan methoge kosten en veel tijd in beslagnemen. We moeten dus keuzes gaan maken en op zoek gaan naar het best mogelijke concept. Eeneenvoudige methode, om snel en doeltreffend een eerste selectie te doen is de z.g. PNI methode

Page 62: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Vormgevende fase

van probleem tot innovatief concept 56

P N I

Positief Negatief Interessant

Page 63: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Vormgevende fase

van probleem tot innovatief concept 57

4 VORMGEVENDE FASETijdens de vormgevende fase neem je de gekozen ontwerpstructuur uit de werkwijzebepalende faseen zet deze om in de uiteindelijke vorm van het ontwerp. De mate van detail is zeer afhankelijk vanhet ontwerpniveau waarop men werkt. Als je in de hoogste niveaus (bv: losinstallaties in havens)ontwerpt kan er nog nauwelijks sprake zijn van een echte vorm van het ontwerp, maar eerder devorm van de lay-out van de installatie. Bij lagere niveaus (bv: componenten en onderdelen) is dezefase erg belangrijk.

Hierbij komt het er voornamelijk op neer dat je als ontwerper de vormgeving verkrijgt doorverschillende, bekende, constructie-elementen te combineren. Deze onderdelen zijn meestalstandaard te verkrijgen. Ook kan worden gekozen om constructie-elementen zelf te ontwerpen.

Bij deze vormgeving wordt gestreefd naar een zo mooi mogelijke balans tussen de kosten, vorm,functie, materiaal en fabricage. Hierbij spelen de kosten meestal de centrale rol. Uit deze,waarschijnlijk vele, combinaties kan men dan uiteindelijk een keuze maken.

4.1 PNI methodeEigenlijk zouden alle concepten getoetst moeten worden aan de eisen. Dit is echter zeer tijdrovenden daarom kan besloten worden om een voorselectie te doen. Deze voorselectie vindt plaats door dePNI-methode, die tot doel heeft om in een vroeg stadium een aantal concepten af te laten vallen. Deconcepten worden als positief, negatief of interessant beoordeeld aan de hand van de schetsen enhun korte omschrijving (Zie Figuur 8). De concepten die als positief of interessant worden ervarengaan door, de concepten die direct als negatief worden ervaren vallen af.

Ontwerpstructuren

Positief(P)

Negatief(N)

Interessant(I)

1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8 X9 X10 X11 X12 X13 X14 X16 X17 X18 X19 X20 X21 X

Figuur 8 Voorbeeld PNI schema

De 8 positieve en 5 interessante ontwerpstructuren worden nu concepten genoemd. De PNI methodelevert, in dit voorbeeld, dus 13 concepten op die verder in de besluitvorming worden meegenomen.

Page 64: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Vormgevende fase

van probleem tot innovatief concept 58

Concepten

kosten

capaciteit

snelheid

levensduur

Page 65: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Vormgevende fase

van probleem tot innovatief concept 59

4.2 Beoordelen conceptenDe meest logische volgende stap in het project is de stap van de besluitvorming. Wij moeten vaakbeslissingen nemen, selectie-criteria vaststellen, adviseren en voorstellen beoordelen. Normaalgesproken wordt dit benaderd middels intuïtie of ervaring. Gezien de ingewikkeldheid enveranderingssnelheid van de ons omringende omgeving heeft het doorgaans weinig zin om dezebenadering te hanteren. Organisaties willen zeker stellen dat beslissingen zijn gebaseerd op eennauwgezette analyse van relevante informatie. Deze beslissingen dienen de goede beslissingen tezijn t.a.v. de organisatiedoelstellingen i.p.v. beslissingen die goed zijn voor bijvoorbeeld slechts éénbepaalde afdeling. Er is een aantal valkuilen te onderscheiden bij het “traditionele”besluitvormingsproces te weten:

• het overwegen van mogelijkheden, vóór duidelijk is wat we hopen te bereiken met debeslissing;

• het uitgaan van het voorkeursalternatief;

• het voorbijgaan aan de consequentie van een keuze;

• het gebruik maken van ontoereikende informatiegegevens.Deze moeilijkheden komen vooral naar voren:

• als de mensen onder druk staan en de beslissing haastig genomen moet worden;

• als de verantwoordelijkheid voor de uiteindelijke keuze bij mensen ligt die het onderlingoneens zijn;

• als de benodigde informatie vaag en verspreid is.Om deze moeilijkheden het hoofd te bieden is een benadering nodig die eerst het doel van de tenemen beslissing onderzoekt alvorens alternatieven te beoordelen. De besluitvormingsanalyse diebesproken wordt verschaft een systematisch denkkader, waarbinnen elke stap logisch uit devoorgaande voortkomt. Nadat het doel van de beslissing is vastgelegd, volgen de stappen die in elkebeslissing een rol spelen. In Fout! Verwijzingsbron niet gevonden. is een totaal overzicht te zienvan de onderlinge stappen waaruit de besluitvormingsanalyse bestaat. Een noodzakelijke eerste, entevens ook een van de meest cruciale, stap is het verduidelijken van het doel van de beslissing.Bijvoorbeeld:”kies de lokatie van een nieuwe fabriek” maakt het doel van deze beslissing duidelijken bepaalt tevens welke informatie voor de beslissing relevant is. De beslisomschrijving legt tevensde grenzen vast voor de alternatieven die overwogen moeten worden. Nadat het doel van debeslissing in de beslissingsomschrijving is vastgelegd, moet er bepaald worden welke wenselijkeresultaten met deze beslissing bereikt moeten worden.

Page 66: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Vormgevende fase

van probleem tot innovatief concept 60

Page 67: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Vormgevende fase

van probleem tot innovatief concept 61

Deze fase wordt vormgegeven door het vaststellen van de criteria waaraan de beslissing moetvoldoen. Omdat in de praktijk niet alle criteria van gelijk belang zijn voor de uiteindelijkebeslissing worden de criteria verdeeld in de zg. eisen en wensen. Door de wensen te classificerenteneinde hun relatieve invloed op de beslissing tot uiting te brengen, krijgen we een helder beeldvan de keuzecriteria. Hierna worden de wensen gewogen (meestal op een schaal van 1 tot 10) envervolgens wordt beoordeeld hoeveel van de wens in het alternatief zit. Dit wordt het evalueren vande alternatieven genoemd waarbij alléén die alternatieven worden bekeken die aan de eisen voldoen.Deze werkwijze impliceert dat besluiten via deze methode worden genomen op basis van deresultaten uit de gewogen wensen en dus niet op basis van de eisen waaraan een alternatief moetvoldoen.De volgende stap in het proces is het beoordelen van de eventuele mogelijke nadelige gevolgen diebij een alternatief horen. Hier vraagt men zich af wat er in de toekomst verkeerd zou kunnen gaanals een bepaald alternatief gekozen wordt. Alternatieven die er goed uitzien kunnen inherentgevaarlijk zijn. Door eerst de aan deze alternatieven verbonden risico’s te beoordelen, kan debeslissing genomen worden in het volle besef van zowel voordelen als risico’s. Hierbij wordt nietalleen uitgegaan van onze eigen ervaring en die van anderen, maar er wordt ook gekeken naar deinformatie die verzameld is om tot een vergelijking te komen tussen de alternatieven. Bovendienkan er nu al nagedacht worden of er in de toekomst voorzorgsmaatregelen nodig zijn.De valkuil in deze fase is doorgaans dat eventuele nadelige gevolgen tussen de alternatievenonderling worden beoordeeld, terwijl het de bedoeling is de mogelijk nadelige gevolgen tebeoordelen t.o.v. het bijbehorende alternatief. De alternatieven op hun beurt worden beoordeeldt.o.v. de criteria. (lees: eisen en wensen)

De laatste stap in het besluitvormingsproces is het definitief vastleggen van een keuze op grond vaneen afweging van de voordelen en de aanvaardbaarheid van de risico’s. Het oordeel van het team(of het individu) en de aanwezige ervaring zijn in de informatie verwerkt.Zoals bovenstaand beschreven zal (kan) de besluitvormingsanalyse vrij objectief overkomen,hetgeen ook de bedoeling is van de methode. Toch wordt in de meeste gevallen, als min of meerlaatste stap, de volgende vraag gesteld: “voelt het genomen besluit goed aan?” Hier komen desubjectieve aspecten van de besluitvorming om de hoek kijken. Indien het besluit goed aanvoeltwordt doorgaans gestart met de uitvoering. Indien het besluit niet goed aanvoelt is het vaak eenkwestie van teruggaan het proces in en proberen uit te vinden wat de oorzaak is van de aanwezigetwijfel. Hoe objectief een besluit ook onderbouwd kan zijn subjectieve elementen blijven vooreen groot deel de besluitvorming beïnvloeden. De methode structureert, geeft richting aan hetdenken en maakt het denken inzichtelijk. Dit kan belangrijk zijn als later blijkt dat een verkeerdekeuze is gemaakt. Dan kan bekeken worden welke argumenten tot de keuze hebben geleid en duswaar de leermomenten voor toekomstige besluiten zich bevinden.

Page 68: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Vormgevende fase

van probleem tot innovatief concept 62

Concepten

kosten

capaciteit

snelheid

levensduur

Page 69: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Vormgevende fase

van probleem tot innovatief concept 63

4.2.1 Concepten toetsen aan eisen

In de hier bovenstaande paragraaf wordt meer dan eens verwezen naar het feit dat er een keuzemoet worden gemaakt tussen verschillende concepten (mogelijkheden). Hiervoor is het zinvol omgebruik te maken van een vaste keuzemethodiek. De hierboven beschreven methode is zo’nmethodiek. Deze methode zorgt ervoor dat de ontwerper, op een snelle manier, een onderbouwdekeuze kan maken. Eerst worden alle concepten getoetst aan de eisen waaraan moet worden voldaan(Zie Figuur 9). Alle varianten die ook maar enigszins niet aan deze eisen voldoen, vallen af.

ConceptEisen

1 2 3 4 5

Eis 01 Oriëntatie behouden Eis 02 Hoekverdraaiing in stappen van 15° tot 180° Eis 03 Aansluiten op productfamilie Eis 04 Geschikt voor zowel rechte als taps toelopende units Eis 05 Producten in units niet beschadigen X Eis 06 Geschikt voor units tot 50 [kg] Eis 07 Geschikt voor units met verschillende bodems Eis 08 Capaciteit 2000 units per uur X Eis 09 De module heeft een maximale productiekostprijs van

2000 euro X X

Eis 10 Geluid <65 [dB(A)] X Eis 11 Units komen met window x en snelheid y binnen en

verlaten de module ook met window x en snelheid y

Eis 12 MTTR (Maximum Time To Repair) 20 [min] Eis 13 Bouwhoogte frame 165[mm], drive 440[mm] X

ResultaatX X X

Figuur 9 Voorbeeld Toetsen aan de eisen.

4.2.2 Concepten beoordelen a.d.h.v. de wensen

De wensen worden gewogen, omdat sommige wensen minder belangrijk gevonden worden dananderen. De schaal hiervoor is van 1 tot 10, waarbij 10 belangrijk is en 1 het minst belangrijk. In hetvoorbeeld zijn de wensen en hun weegfactor opgesomd. Nadat deze wensen en hun weegfactorbekend zijn, kunnen de overgebleven concepten beoordeeld worden. De schaal van de score diehierbij gehanteerd wordt, loopt van 1 tot 10, waarbij 10 betekent dat een wens maximaal wordtvervuld en een 1 betekent dat een wens minimaal wordt vervuld. (Zie Figuur 10)

Het wegen van de wensen blijft een redelijk subjectief proces waarbij soms vele discussies aanvooraf gaan. Je moet bedenken dat het juist deze discussies zijn die het mogelijkevoorkeursalternatief bij de verschillende projectleden enigszins relativeren. Daarom dat dergelijkediscussies doorgaans erg belangrijk zijn. De scores zijn dus het resultaat van deze discusies.

Daarna wordt de weegfactor (W) vermenigvuldigd met de score (S) en worden de uitkomsten vanalle wensen bij elkaar opgeteld. Een willekeurig resultaat hiervan is in onderstaande weergegeven.

Page 70: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Vormgevende fase

van probleem tot innovatief concept 64

- 8

- 7- 4

- 7

- 6

Overgebleven

concepten

vergelijken

met de wensen

Overgebleven concepten

193 169 175

8 64 7 56 7 56

3 21 4 28 7 49

9 36 8 32 3 12

6 42 5 35 4 28

5 30 3 18 5 30

W1 8

W2 7

W3 4

W4 7

W5 6

score score score

gewogen score

Page 71: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Vormgevende fase

van probleem tot innovatief concept 65

WensenConcept 3 Concept 9

Weegfactor(W) Score (S) W*S Score (S) W*S

W 1 3600 units per uur 8 10 80 10 80

W 2De productiekostprijs moet zolaag mogelijk zijn 7 7 49 10 70

W 3 Zo stil mogelijk 10 7 70 8 80W 4 Onderhoudsvriendelijk 4 5 20 10 40

W 5Maximale hoek van verval/helling -12°tot 12° 2 9 18 7 14

W 6 Bouwhoogte zo laag mogelijk 5 10 50 2 10

W 7MTTR (Maximum Time ToRepair) zo kort mogelijk 6 8 48 9 54

W 8 Zo compact mogelijk 3 6 18 7 21

Totale score 450 353 369Figuur 10 Voorbeeld Concepten beoordelen a.d.h.v. de wensen

Als we de weegfactoren op 10 zetten blijkt dat het meest idealeconcept 450 punten zou bevatten.Dit betekent dat in de beide concepten nog voldoendeontwikkeling mogelijk is. Omdat de twee concepten toch vrijdicht bij elkaar in de buurt liggen, wordt een risicoanalyseuitgevoerd om tot een uiteindelijk keuze te komen.

Page 72: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Vormgevende fase

van probleem tot innovatief concept 66

Patenten

Overbelasting

Vervuiling

Kans Ernst

H M

L L

L L

Ernst

Overbelasting

Onderhoud

Veiligheid

Kans Ernst

H H

M H

M H

Page 73: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Vormgevende fase

van probleem tot innovatief concept 67

4.2.3 Risicoanalyse op concept

De derde fase van het besluitvormingsproces omvat het beoordelen van de mogelijke nadeligegevolgen van de overgebleven concepten. Er wordt gekeken naar wat er in de toekomst verkeerdkan gaan als een concept gekozen wordt. Zodra de risico’s bekend zijn, worden ze beoordeeld op dekans dat deze risico’s kunnen optreden en de ernst van de gevolgen. Er wordt beoordeeld metL(=Laag), M(=matig) en H(=hoog). (Zie Figuur 11 Voorbeeld Risico’s bij concept

Concept 3Mogelijke nadelige gevolgen Kans Ernst

1 Geluidsniveau <65 dB(A)wordt niet gehaald

M H

2 Door vervuiling wordt delevensduur niet gehaald

L M

3 Er wordt inbreuk gemaaktop patenten

L H

4 Afstand tussen pulley’swordt te groot waardoorunits niet netjes wordenovergedragen

L H

Figuur 11 Voorbeeld Risico’s bij concept 3

Concept 9Mogelijke nadelige gevolgen Kans Ernst

1 Krachten op pulley te hoog M H2 Inefficiënt ruimte gebruik

niet acceptabelM H

3 Unit komt niet zonderaandrijving op de tafel

H H

4 Kostenoverschrijding L H

Figuur 12 Voorbeeld Risico’s bij concept 9

Page 74: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Methodisch ontwerpen

van probleem tot innovatief concept 68

“verdachte onderdelen”

Hfst.5 §01.01 Design Methods D.F.M.A.

Page 10 of 20 DFMA binnen Vanderlande Industrie s

Bijlage 2: Montageschema “assy belt guiding unit” prototype: OR L

start

FRAME BELT CURVE 1<P11> Bolt M8 2<P2> Guiding Block 3<P9> Nut M8 4<P4> Washer M8 5

2

11

9

D F M A

Page 75: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Methodisch ontwerpen

van probleem tot innovatief concept 69

5 DEFINITIEF CONCEPTNu de risico-inventarisatie op de overgebleven concepten is uitgevoerd kan er een definitieve keuzegemaakt worden. Dit kan dus gedaan worden doordat men zich nu een beeld kan vormen van derisico’s die men heeft als voor een concept gekozen wordt. Als men kiest voor een bepaald conceptwordt door deze analyse aangegeven welke risico’s men loopt die impliciet samenhangen met despecifieke eindkeuze.De keuze wordt door het gehele projectteam gedaan zodat er ook commitment is over de risico’s diemen mogelijkerwijs heeft tijdens de industrialisatie-fase van het concept. Het mogelijke risicowordt zo door de groep gedragen. Het zal duidelijk zijn dat een onaanvaardbaar risico niet kanworden gelopen. De keuze wordt dus bepaald door de aanvaarbaarheid van de “rest” risico’s.

5.1 De DFMA-methode (Design for Manufacture and Assembly)

5.1.1 Samenvatting

Het doel van DFMA is het optimaliseren van een nieuw concept of een bestaand ontwerp tenaanzien van fabricage en assemblage o.a. door reductie van het aantal onderdelen en het integrerenvan meerdere functies in één onderdeel. De methode is ontwikkeld door de Amerikanen: ProfessorG. Boothroyd en Professor P. Dewhurst. In deze reader wordt een afgeleide van deze methodebesproken zoals die kan worden toegepast tijdens de uitvoering van projecten.

De sessie begint met een korte bespreking van het ontwerp, waarbij tevens de belangrijkste userrequirements (URS, PVE) worden doorgesproken en vastgelegd. Vervolgens wordt het ontwerpgeanalyseerd, door op papier het product onderdeel voor onderdeel samen te stellen. Dit resulteertin een zogenaamd montageschema waarin alle onderdelen en processen in een monteerbarevolgorde zijn gerangschikt. Een deel van de problemen die zich kunnen voordoen tijdens defabricage en assemblage / installatie worden hierbij reeds ontdekt.

De afzonderlijke onderdelen en processen in het montageschema worden beoordeeld door hetstellen van een aantal “eliminatie vragen”. De antwoorden op deze vragen bepalen of het onderdeel/ proces geëlimineerd kan worden bijvoorbeeld door onderdelen of functies te integreren.Onderdelen die in de huidige vorm hun bestaansrecht verliezen worden als “verdacht” aangemerkt.Dit geldt ook voor een onderdeel / proces dat relatief duur is of tussen de groepsleden discussieuitlokt.

De verdachte onderdelen vormen de leidraad voor de redesign fase. Soms geeft dit aanleiding toteen volledig nieuw concept. De gegenereerde alternatieven worden, samen met de belangrijksteeisen en het montageschema, vastgelegd in een rapport.

5.1.2 Het doel van DFMA

DFMA is een structurele optimalisatie van een nieuw concept of een bestaand ontwerp ten aanzienvan fabricage en assemblage teneinde kosten te besparen en tevens het product technisch teoptimaliseren gedurende de levensduur van een product.Het is niet uitgesloten dat dit doel via andere wegen bereikt kan worden. Het voordeel van DFMAin het ontwikkelingsproces is echter dat de methode:

• snel & eenvoudig is

• gestructureerd is

• multidisciplinair is

• flexibel is

Page 76: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Methodisch ontwerpen

van probleem tot innovatief concept 70

“verdachte onderdelen”

Hfst.5 §01.01 Design Methods D.F.M.A.

Page 10 of 20 DFMA binnen Vanderlande Industrie s

Bijlage 2: Montageschema “assy belt guiding unit” prototype: OR L

start

FRAME BELT CURVE 1<P11> Bolt M8 2<P2> Guiding Block 3<P9> Nut M8 4<P4> Washer M8 5

2

11

9

D F M A

Page 77: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Methodisch ontwerpen

van probleem tot innovatief concept 71

In Bijlage 1 is een korte beschrijving van de DFMA methode gegeven zoals de ProfessorenG. Boothroyd en P. Dewhurst deze bedacht hebben. De methode, zoals in deze reader wordtbeschreven, is echter vereenvoudigd en wordt uitgevoerd in DFMA-sessies die doorgaans een halvedag in beslag nemen.

5.1.3 Werkwijze DFMA-sessies

VoorbereidingIn groepsoverleg wordt beoordeeld of het onderwerp zich zonder meer leent voor een DFMA-sessie.Een onderverdeling van het onderwerp kan noodzakelijk zijn.

Groepsleden worden uitgenodigd. De groep bestaat doorgaans uit ca. 5 personen van diverseafdelingen. De aanvrager zorgt voor:

• een voldoende aantal en up-to-date tekeningen

• een overzicht van de belangrijkste eisen

• te verwachten verkoopaantallen

• inzicht in de kostprijs van het ontwerp

• zo mogelijk opmerkingen uit het veld

Deze informatie wordt bij voorkeur een dag voor de sessie onder de projectleden verspreid.Daarnaast zorgt de aanvrager indien mogelijk voor enige hardware tijdens de sessie (producten,onderdelen, prototypen).

DFMA-sessieDe sessie is opgedeeld in de volgende fasen:

1. beeldvorming2. analyse3. redesign4. afsluiting

1 DFMA-sessie: Beeldvorming

De inhoudsdeskundige (of voorzitter van de projectgroep) geeft een korte uitleg over de functies enwerking van het ontwerp, welke ervaringen er zijn met soortgelijke ontwerpen en waarom voor eenbepaald uitgangspunt is gekozen.

De belangrijkste eisen worden doorgenomen, bijvoorbeeld:

• gebruikseisen

• bouwwijze

• fabricage eisen

• economische eisen

• maatschappelijke eisenNa deze inleiding kan een target worden gesteld m.b.t. reductie van het aantal onderdelen en degewenste besparing op de kostprijs. Mits voldoende beargumenteerd kan een maximum kostprijsook als eis worden gesteld. Bijvoorbeeld in relatie tot de geleverde functie.

2 DFMA-sessie: Analyse

De analyse bestaat uit het opstellen van een montageschema gevolgd door het aanwijzen vanverdachte onderdelen.Door het opstellen van het montageschema wordt men gedwongen in detail naar het ontwerp tekijken waardoor eventuele kritieke punten betreffende fabricage en montage worden opgemerkt.

Page 78: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Methodisch ontwerpen

van probleem tot innovatief concept 72

“verdachte onderdelen”

Hfst.5 §01.01 Design Methods D.F.M.A.

Page 10 of 20 DFMA binnen Vanderlande Industrie s

Bijlage 2: Montageschema “assy belt guiding unit” prototype: OR L

start

FRAME BELT CURVE 1<P11> Bolt M8 2<P2> Guiding Block 3<P9> Nut M8 4<P4> Washer M8 5

2

11

9

D F M A

Page 79: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Methodisch ontwerpen

van probleem tot innovatief concept 73

Hierdoor ontstaat al gauw de neiging om meteen verbeteringen en nieuwe ideeën naar voren tebrengen. Om de vaart in het proces te houden moet ieder deze ingevingen nog voor zich houden ener aantekeningen van maken, om deze later in de redesign fase te gebruiken.

Analyse: MontageschemaDe analyse begint met het opstellen van een montageschema. Hierin wordt het ontwerp in principeop papier geassembleerd, in een volgorde zoals dit in werkelijkheid mogelijk is. Er worden daaromalleen “monteerbare samenstellingen” geassembleerd die apart worden benoemt. Het opstellen vaneen montageschema is een betrekkelijk eenvoudig proces met een aantal definities en basisregels.

Definities:In een montageschema wordt onderscheid gemaakt tussen onderdelen, samengestelde onderdelen,hoofdsamenstelling, sub-samenstellingen en processen- onderdeelEen onderdeel bestaat uit één deel en is eventueel voorzien van een beschermlaag (b.v. coating,elektrolitisch verzinkt). Het wordt als zodanig voor assemblage aangevoerd. In het montageschemawordt zoveel mogelijk de beschrijving van de stuklijst gehanteerd (indien aanwezig).- samengesteld onderdeelEen samengesteld onderdeel bestaat uit meerdere onderdelen, maar worden als samenstellingaangeleverd en kan niet direct worden vereenvoudigd. In het montageschema wordt eensamengesteld onderdeel geschreven in hoofdletters en wordt verder als één onderdeel beschouwd.Het zijn meestal inkoopdelen bijvoorbeeld motorreduktoren, lagerblokken etc.- hoofdsamenstellingDe hoofdsamenstelling is het product waarvan het montageschema wordt gemaakt. Het isopgebouwd uit onderdelen, samengestelde onderdelen en sub-samenstellingen. De lijn waarin dehoofdsamenstelling is opgebouwd wordt ook wel hoofdlijn genoemd.- sub-samenstellingenEen sub-samenstelling is een combinatie van twee of meerdere onderdelen welke eerstsamengesteld moet worden voordat deze in de hoofdsamenstelling of andere sub-samenstelling kanworden toegepast.Een lassamenstelling wordt per definitie beschouwd als sub-samenstelling. De naam voor de sub-samenstelling wordt door de groep verzonnen en wordt in het montageschema geschreven inhoofdletters en vetgedrukt.- procesEen proces is een handeling tijdens het montageproces. Hieronder valt dus wel het coaten van eenlas-samenstelling maar niet het coaten van één onderdeel. Voorbeelden van processen zijn: lassen,coaten, 180° draaien, afstellen, spannen. In een montageschema wordt een proces schuingedruktweergegeven en voorzien van een markering (grijs vlak of bolletjes)

Basisregels (handmontage) (Zie bijlage 2&3):1. Het eerste onderdeel van een (sub)samenstelling wordt altijd handmatig in een (eventueel

denkbeeldige) mal geplaatst.2. Een volgend onderdeel of sub-samenstelling moet gemonteerd kunnen worden zonder

manipuleren van de voorafgaande (zgn. stapelen van onderdelen). Het manipuleren wordt alseen afzonderlijk proces beschouwd en weergegeven in het montageschema.

3. Verbindingsprocessen worden beschouwd als een montageproces. Las-samenstellingen komenaltijd als sub-samenstelling in een schema voor.

4. De items worden genummerd t.b.v. een duidelijke rapportage, zodat elk onderdeel uniek is.In Bijlage 2 is een voorbeeld van een montageschema weergegeven.

Page 80: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Methodisch ontwerpen

van probleem tot innovatief concept 74

“verdachte onderdelen”

Hfst.5 §01.01 Design Methods D.F.M.A.

Page 10 of 20 DFMA binnen Vanderlande Industrie s

Bijlage 2: Montageschema “assy belt guiding unit” prototype: OR L

start

FRAME BELT CURVE 1<P11> Bolt M8 2<P2> Guiding Block 3<P9> Nut M8 4<P4> Washer M8 5

2

11

9

D F M A

Page 81: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Methodisch ontwerpen

van probleem tot innovatief concept 75

Analyse: Verdachte onderdelenWanneer het montageschema gereed is wordt bij elk onderdeel in het ontwerp nagegaan of hetbestaan van het onderdeel als afzonderlijk component wel gerechtvaardigd is. Dit gaat aan de handvan drie eliminatievragen:

1. Moet het onderdeel (kunnen) bewegen ten opzichte van het voorgaande onderdeel in hetmontageschema?

2. Moet het onderdeel om fundamentele redenen van een ander materiaal gemaakt zijn datverder niet voorkomt in het product? (N.B. :fundamentele redenen zijn redenen die totuitdrukking komen in tegenstellingen als geleidend/niet geleidend oftransparant/lichtdicht. Eigenschappen als stijfheid, sterkte of geschiktheid voor eenbepaald fabricageproces zijn niet fundamenteel);

3. Moet het onderdeel apart kunnen worden aangebracht of losgemaakt omdat andersmontage of demontage van (andere) theoretisch noodzakelijke onderdelen onmogelijkwordt?

Voldoet een onderdeel niet aan tenminste één van deze criteria dan is het onderdeel verdacht enkomt het, theoretisch, in aanmerking om te worden geïntegreerd met een ander onderdeel.De keuze om een verdacht onderdeel al dan niet te integreren met een ander onderdeel isafhankelijk van diverse factoren. Soms wordt het vervangend onderdeel zo complex dat het meerkost dan de extra montagestap, maar het kan ter voorkoming van montagefouten toch beter zijn eenonderdeel te integreren. Dit laatste aspect komt o.a. terug in de aanvullende methodiek m.b.t.veiligheid en betrouwbaarheid: Failure Mode and Effect Analysis (FMEA)

Het toegepaste aantal van een bepaald onderdeel kan ook als verdacht worden aangemerkt,bijvoorbeeld één bout i.p.v. twee. Een onderdeel wordt ook verdacht indien de kostprijs relatiefhoog is, misschien wordt het te duur ingekocht of kost een bewerking veel omdat de toleranties ergnauwkeurig gekozen zijn etc. Tot slot kan een onderdeel of constructiedeel verdacht raken wanneerhet binnen de groep een discussie uitlokt, omdat de groep het niet eens wordt over bijvoorbeeld demaakbaarheid of de montage.

Voor processen geldt eveneens dat deze verdacht kunnen zijn. Hierbij spelen o.a. kostprijs, logistieken geschiktheid voor het ontwerp een rol in de overweging. Verdachte onderdelen en processenworden in het montageschema gemarkeerd door het betreffende nummer te omcirkelen.

3 DFMA-sessie: Redesign

De redesign fase is een creatieve fase die in eerste instantie als een brainstorm wordt uitgevoerd.Het multidisciplinaire karakter van de groep is hierbij belangrijk om het ontwerp van verschillendeinvalshoeken te benaderen. De verdachte onderdelen vormen de leidraad en eerder gemaakteaantekeningen kunnen nu worden gebruikt.

Het genereren van alternatieven kan worden gestuurd door het stellen van de volgende vragen:1. Welke functies zijn nodig?2. Zijn er ideeën om onderdelen te integreren zodat één onderdeel ontstaat met meerdere

functies?3. Zijn er andere oplossingen om deze functie te vervullen?4. Welke kostprijsreductie is nodig?

Een oplossing kan eventueel gevonden worden door een ander materiaal te kiezen, een andereaanpak, een ander productieproces enz. Soms moet worden overgestapt naar een ander constructieprincipe of een ander concept. In de overweging moet telkens worden meegenomen welkeinvesteringen nodig zijn. Hierbij spelen productieaantallen een belangrijke rol.

Page 82: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Methodisch ontwerpen

van probleem tot innovatief concept 76

“verdachte onderdelen”

Hfst.5 §01.01 Design Methods D.F.M.A.

Page 10 of 20 DFMA binnen Vanderlande Industrie s

Bijlage 2: Montageschema “assy belt guiding unit” prototype: OR L

start

FRAME BELT CURVE 1<P11> Bolt M8 2<P2> Guiding Block 3<P9> Nut M8 4<P4> Washer M8 5

2

11

9

D F M A

Page 83: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Methodisch ontwerpen

van probleem tot innovatief concept 77

In Bijlage 3 is de redesign weergegeven van het product uit Bijlage 2 met bijbehorendmontageschema.

4 DFMA-sessie: AfsluitingTot slot wordt een selectie gemaakt uit de verschillende ideeën en worden afspraken gemaakt voorde vooruitgang (wie, wat, hoe, wanneer?).

5.1.4 Rapportage

De indeling van een DFMA rapport is als volgt:

1. Sessie gegevens:• deelnemers

• datum en tijd van de DFMA-sessie

• onderwerp

• tekening nummer en/of verwijzing naar bijlage

• montageschema nummer en verwijzing bijlage

2. Inleiding• beschrijving van een aantal aspecten van het ontwerp en eventueel het verloop van

de sessie.

3. Randvoorwaarden m.b.t. DFMA:• belangrijkste eisen

• target

4. Aandachtspunten m.b.t. herontwerp:• beschrijving van alternatieven voor het ontwerp met gebruik van de nummering in

het montageschema.

5. Conclusie:• beoordeling van de gevonden aandachtspunten en vastleggen van actiepunten voor

de korte termijnBijlagen:1. tekening samenstelling2. montageschema

5.1.5 Samenstelling team en verantwoordelijkheden

Een goed samengesteld team bevat volgens onze oosterburen:”sach-, macht- undmethodekompetenz”. Eén van de groepsleden moet vertrouwd zijn met het onderwerp, iemand moetbevoegd zijn tijdens de sessie “knopen door te hakken” en iemand moet in dit geval het DFMA-proces bewaken.

Page 84: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Methodisch ontwerpen

van probleem tot innovatief concept 78

“verdachte onderdelen”

Hfst.5 §01.01 Design Methods D.F.M.A.

Page 10 of 20 DFMA binnen Vanderlande Industrie s

Bijlage 2: Montageschema “assy belt guiding unit” prototype: OR L

start

FRAME BELT CURVE 1<P11> Bolt M8 2<P2> Guiding Block 3<P9> Nut M8 4<P4> Washer M8 5

2

11

9

D F M A

Page 85: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Methodisch ontwerpen

van probleem tot innovatief concept 79

Bijlage 1 Design For Manufacture and Assembly: algemenemethode

1 OorsprongDe DFA-methode is ontwikkeld door Professor G. Boothroyd and Professor P. Dewhurst en is voorhet eerst gepubliceerd in 1980. Hun bedrijf Boothroyd and Dewhurst Inc (BDI), is gevestigd inWakefield, Rhode Island U.S.A. In begin was de methode uitsluitend gericht op assemblage. Lateris de productie van onderdelen erbij betrokken en is de ‘M’ van manufacture eraan toegevoegd:DFMA.

2 MethodeDFMA is een ontwerpmethode voor het evalueren van het efficiënt gebruik van onderdelen ensamenstellingen met als doel de assemblagetijd en assemblagekosten te reduceren. In de methodewordt onderscheid gemaakt tussen handmatige productie / assemblage en geautomatiseerdeassemblage t.b.v. massafabricage. In deze tekst wordt enkel ingegaan op het handmatige deel.

2.1 VoorbereidingBij een DFMA -sessie wordt gebruik gemaakt van de beste mogelijke informatie die over hetonderwerp beschikbaar is. Zeer nuttig zijn de ervaringen uit het veld bijvoorbeeld van Service engegevens over de productie en assemblage. Tijdens de sessie moeten eerst de belangrijkste functiesen eisen worden opgesteld. Vervolgens kan de analyse plaatsvinden.

2.2 AnalyseDe analyse van een product is mogelijk aan de hand van technische tekeningen en indien mogelijkhet product zelf. Bij een nieuw ontwerp volstaat bijvoorbeeld een schets of prototype.Eerst wordt een montageschema opgesteld. Dit schema is een soort boomstructuur waarin alleonderdelen en processen in een montage-volgorde zijn gerangschikt.Vervolgens worden werkbladen ingevuld waarin dezelfde onderdelen zijn terug te vinden. Elkonderdeel wordt beoordeeld m.b.v. twee tabellen: (Zie Tabel 3 en Tabel 4)

Page 86: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Methodisch ontwerpen

van probleem tot innovatief concept 80

Tabel 3 Tijden voor grijpen en voorrichten

Tabel 4 Tijden voor assemblage

Page 87: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Methodisch ontwerpen

van probleem tot innovatief concept 81

Figuur 13 Werkblad handmontage

Voor elk onderdeel en proces volgt in het werkblad (zie Figuur 13) een bepaalde (montage)tijd. Bijeen tijd ver boven gemiddeld wordt het onderdeel als verdacht gekenmerkt. Vervolgens wordt in hetmontageschema een tweede categorie van verdachte onderdelen bepaald door het stellen van devolgende drie eliminatievragen:1. Beweegt het onderdeel t.o.v. alle andere onderdelen die al zijn gemonteerd op zodanige wijze

dat de beweging niet kan worden gerealiseerd door elastisch of plastische materiaal-eigenschappen?

2. Moet het onderdeel van een ander materiaal zijn of geïsoleerd worden van alle anderematerialen die al zijn gemonteerd? (Alleen fundamentele redenen i.v.m.materiaaleigenschappen mogen worden geaccepteerd.)

3. Moet het onderdeel gescheiden zijn van alle onderdelen die al zijn gemonteerd, omdat andersmontage of demontage van andere onderdelen onmogelijk wordt?Of moet het onderdeel verwijderd kunnen worden voor service c.q. reparatie?

2.3 RedesignDe verdachte onderdelen uit het werkblad en van de drie eliminatievragen worden gemarkeerd inhet montageschema. Hierna start de redesign die tot doel heeft zo veel mogelijk verdachteonderdelen en processen te elimineren.

Page 88: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Methodisch ontwerpen

van probleem tot innovatief concept 82

Page 89: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Methodisch ontwerpen

van probleem tot innovatief concept 83

Bijlage 2 Montageschema “assy belt guiding unit” prototype

<P6>wheelØ75 -4.1

BEARING62012Z -4.2

retainingring -4.3

<P5>specialnut -4.4

pressing -4.5

<P1>supportblock 6.1

<P11>screwHS+ringM8 6.2 guidingpin -2.1

<P7>spacer 6.3 retainingring -2.2

FRAMEBELTCURVE 1 WHEELASSYØ75 6.4

<P3>guidingblock 2 HINGEBLOCKASSY 6.5

<P10>carriageboltM8(2x) 3 HINGEPINASSY 6.6 <P2>hingeblock -5.1

<P12>washerM8(2x) 4 turn90° 6.7 GUIDINGPINASSY(2x) -5.2

<P13>nutM8(2x) 5 retainingring 6.8 guidingpin forspring -5.3

BELTGUIDINGBLOCK 6 retainingring(3x) -5.4

<P9>press. spring 7

<P4>diskforspring 8

washerM8 9

nut M8 10 guidingpin -6.1

belt 11 <P8>BEARING62012Z 14.1 retainingring -6.2

<P11>screwHS+ringM8(2x) 12 <P5>specialnut 14.2

ring(2x) 13 pressing 14.3

BEARINGASSY(2x) 14

finish

start

Page 90: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Methodisch ontwerpen

van probleem tot innovatief concept 84

Page 91: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Methodisch ontwerpen

van probleem tot innovatief concept 85

Bijlage 3 Montageschema “assy belt guiding” redesign

<P 4> s wif fle bloc k 2. 1

< P8 > s haf t 2. 2 < P5> w he el -4. 1

<P 12> dow e l pi n 2. 3 <P 13> B E AR IN G B ALL 6004 (2x ) -4. 2

WH EE L AS SY 2. 4

<P 2> guid ing bloc k 1 < P1 4> ri ng ret sha ft RA 12 2. 5

HING E B L OCK A SS Y 2

<P 11> s pr ing L=140 3

<P 7> s pr ing plat e 4

< P10> nu t M12 5 <P 1> bear ing s upport 8. 1

<P 3> loc k ing k nob 6 < P15 > B E A R ING B A LL 6 002 8. 2

<P 9> ring re t sh aft RA 7 7 < P6 > pl ug 8. 3

BE ARIN G S UP P OR T A S S Y (2x) 8

FRA M E B E LT CU RV E 9

bo lt M 8 (2x ) 10

w as her M8 (2x ) 11

loc k loc k ing kno b 12

B ELT 13

f ix B E ARIN G S UP PO R T AS S Y (2x ) 14

releas e loc k ing k nob 15

finish

start

m ount i n be lt (dis )as s embl e

po si tio n

Page 92: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Methodisch ontwerpen

van probleem tot innovatief concept 86

“hogere betrouwbaarheid”

Hfst.5 §02.01 Design Methods F.M.E.A.

Page 12 of 12 FMEA binnen Vanderlande Industrie

FAILURE MODE AND EFFEC T ANALYSES

soort FMEA: FMEA onderwerp :

bedrijfszekerheid (produkt)produceerbaarheid (proces)

nu

mm

er FMEA deelnemers :

R O E1 klein groot laag2 matig matig middel

Senior unit 614.03022

F M E A

Page 93: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Methodisch ontwerpen

van probleem tot innovatief concept 87

5.2 Failure Mode and Effect Analysis (FMEA)

5.2.1 Samenvatting

Het doel van FMEA is het verhogen van de betrouwbaarheid van producten en processen door teanticiperen op mogelijke faalvormen en (gebruiks)omstandigheden. De methode komtoorspronkelijk uit de Amerikaanse lucht- en ruimtevaart vanwege de hoge eisen die daar aan debetrouwbaarheid worden gesteld. Later is de methode overgenomen door de automobielindustrie.Het FMEA-proces wordt in groepsverband uitgevoerd en richt zich op producten en eventueel deprocessen die nodig zijn om een product te vervaardigen.

De sessie begint met een “kennismaking” met het product, gebruik makend van de gegevens en hetmontageschema uit het DFMA-proces. Vervolgens worden de belangrijkste functies van het productbepaald. Daarna richt de analyse zich op mogelijke fouten of knelpunten die kunnen optredentijdens de levensduur van het product. De “levensduur” begint in dit geval bij de vervaardiging vande losse componenten en eindigt nadat de klant zijn product van de hand doet.

Voor elke faalvorm wordt vervolgens gezocht naar mogelijke oorzaken en eventuele gevolgen.Hieraan geeft de groep een beoordeling afhankelijk van de kans en de plaats van optreden, deontdekkingskans en de ernst van de gevolgen. De totaalscore bepaalt of er maatregelen nodig zijnom mogelijke fouten te voorkomen. Er wordt meteen vastgelegd wie de maatregelen moet nemenen wanneer. Voorbeelden zijn: instructies maken, lasmallen gebruiken, onderdelen markeren,gedeeltelijke redesign enzovoort.

5.2.2 Het doel van FMEA

De betrouwbaarheid van een product en proces naar een hoger pijl brengen door te anticiperen opmogelijke knelpunten en daar op voorhand voorzieningen tegen te treffen. Om te voorkomen dat:- defecte producten de klant bereiken- defecten optreden tijdens gebruik- tijdens productie uitval optreedt en reparaties nodig zijn- productwijzigingen achteraf (met spoed) moeten worden doorgevoerd

Een FMEA-sessie neemt ongeveer een halve dag in beslag, waarna een snelle eenvoudigerapportage plaats vindt. De rapportage maakt aan derden duidelijk aan welke faalvormen is gedachten welke maatregelen hiertegen genomen moeten worden.

5.2.3 Werkwijze FMEA-sessies

VoorbereidingIn overleg wordt beoordeeld of het onderwerp zich zonder meer leent voor een FMEA-sessie.Vervolgens nodigt men de groepsleden uit, doorgaans ca. 5 personen van diverse afdelingen.Het is belangrijk dat binnen de groep voldoende kennis en ervaring aanwezig zijn m.b.t.soortgelijke producten, processen en de gebruiksomstandigheden. Daarnaast is een “frisse kijk” ookbelangrijk zodat het niet nodig is dat elk groepslid het onderwerp al kent.De aanvrager zorgt voor:

- een voldoende aantal tekeningen van de laatste revisie- een overzicht van de belangrijkste eisen- zo veel mogelijk opmerkingen uit het veld- een montageschema van de laatste revisie

Page 94: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Methodisch ontwerpen

van probleem tot innovatief concept 88

“hogere betrouwbaarheid”

Hfst.5 §02.01 Design Methods F.M.E.A.

Page 12 of 12 FMEA binnen Vanderlande Industrie

FAILURE MODE AND EFFEC T ANALYSES

soort FMEA: FMEA onderwerp :

bedrijfszekerheid (produkt)produceerbaarheid (proces)

nu

mm

er FMEA deelnemers :

R O E1 klein groot laag2 matig matig middel

Senior unit 614.03022

F M E A

Page 95: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Methodisch ontwerpen

van probleem tot innovatief concept 89

Deze informatie wordt bij voorkeur een dag voor de sessie onder de groepsleden verspreid.Daarnaast zorgt hij indien mogelijk voor enige hardware voor tijdens de sessie (producten,onderdelen, prototypen).

FMEA-sessieHet FMEA-proces is ondergebracht in een 8-stappenplan (Zie Figuur 14) dat de leidraad vormt vande FMEA-sessie. Tijdens de FMEA- sessie worden werkbladen ingevuld waarin per knelpunt allestappen worden vastgelegd (zie Bijlage 1 tm Bijlage 4). Het geheel wordt later uitgewerkt in eenrapport. Bij elke stap volgt een korte uitleg terwijl in Bijlage 5 een voorbeeld is te vinden.

Figuur 14 8-stappenplan FMEA

Stap 1 Bepaal product

De groepsleden krijgen aanvullende produkt-informatie van degene die de sessie heeft aangevraagd.Het montageschema wordt snel doorlopen en er volgt een inventarisatie van de productieprocessen.

Stap 2 Bepaal functie

De functies van het ontwerp worden omschreven eventueel met behulp van tabel 1 (zie Bijlage 3).Meestal vervult een product één hoofdfunctie (pakketten sorteren) en één of twee belangrijkenevenfuncties (pakket transporteren, pakket dragen) hieruit kunnen weer meer algemene functiesworden afgeleid (onderdeel verbinden, kracht opnemen, pakket positioneren etc.)

Stap 3 Analyse product

De functies krijgen een prioriteit (a, b, c, ...) bij voorkeur bepaald vanuit het risico dat het wegvallenvan deze functie met zich meebrengt. Vervolgens worden functies aan onderdelen gekoppeld doordeze in het montageschema met de letter te markeren.

Stap 4 Bepalen knelpunten, opsporen oorzaken en bepalen gevolgen

Van het totale ontwerp, per onderdeel en per proces de knelpunten, oorzaken en gevolgen bepalen,eventueel gebruik makend van de voorbeelden in tabel 2, 3, en 4. en de tabel: “triggers” bij hetzoeken naar knelpunten (zie Bijlage 3 tm Bijlage 5). De gegevens worden ingevuld in een werkblad

Page 96: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Methodisch ontwerpen

van probleem tot innovatief concept 90

“hogere betrouwbaarheid”

Hfst.5 §02.01 Design Methods F.M.E.A.

Page 12 of 12 FMEA binnen Vanderlande Industrie

FAILURE MODE AND EFFEC T ANALYSES

soort FMEA: FMEA onderwerp :

bedrijfszekerheid (produkt)produceerbaarheid (proces)

nu

mm

er FMEA deelnemers :

R O E1 klein groot laag2 matig matig middel

Senior unit 614.03022

F M E A

Page 97: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Methodisch ontwerpen

van probleem tot innovatief concept 91

Stap 5 Vastleggen zwakke punten

Beoordeel de realisatiekans, de ontdekkingskans en de ernst van de gevolgen en leg vervolgens dezwakke punten vast met behulp van het fouten-zoek-schema (zie Bijlage 2). De ernst van hetknelpunt wordt uitgedrukt in een getalwaarde: de risicofactor X. Deze moet onder eendrempelwaarde (Xtoel) blijven, daarboven zijn maatregelen nodig. De risicofactor komt als volgt totstand:

R = realisatiekans t.a.v. optreden van het knelpunt1= klein; 2= matig; 3= groot

O = de ontdekkingskans van het knelpunt1= groot; 2= matig; 3= klein

E = ernst van de gevolgen1= laag; 2= middel; 3= hoog

Y = toeslag t.a.v. plaats van optreden(0 tot 6; zie fouten-zoek schema)

K = 1 bij mechanische gebreken2 bij kans op een ongeval

Xtoel ! 9 wordt als standaardwaarde toegepast, hierbij is R O E maximaal twee maal 3 en de kans isklein dat de klant iets merkt (R O E maximaal één maal 3 terwijl Y = 6)

Stap 6 Maatregelen treffen

Aandachtspunten vastleggen en afspreken door wie en wanneer de nodige acties ondernomenworden. Tevens kan een te verwachten risicofactor worden bepaald.

BenaderingBij de FMEA kunnen telkens twee benaderingen worden gekozen:1) Bedrijfszekerheid : t.a.v. het gebruik van het gereed product2) Produceerbaarheid : t.a.v. het vervaardigen van onderdelen en assemblage

Het verschil komt vooral tot uitdrukking in de maatregelen die getroffen worden n.a.v. de FMEA.Bij bedrijfszekerheid wordt vooral gekeken naar knelpunten met de juiste onderdelen.Maatregelen hebben meestal gevolgen voor de constructie zelf of er moeten, om debetrouwbaarheid van een onderdeel aan te tonen, bijvoorbeeld aanvullende berekeningen of testsworden uitgevoerd.

Bij produceerbaarheid worden de processen ter discussie gesteld en worden de risico’s belicht vanbijvoorbeeld onnauwkeurige onderdelen. Maatregelen kunnen zijn: lassen in een lasmal ofassemblage-instructies maken, maar bijvoorbeeld ook het aanbrengen van markeringen of aanslagenin de losse onderdelen.

Page 98: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Methodisch ontwerpen

van probleem tot innovatief concept 92

“hogere betrouwbaarheid”

Hfst.5 §02.01 Design Methods F.M.E.A.

Page 12 of 12 FMEA binnen Vanderlande Industrie

FAILURE MODE AND EFFEC T ANALYSES

soort FMEA: FMEA onderwerp :

bedrijfszekerheid (produkt)produceerbaarheid (proces)

nu

mm

er FMEA deelnemers :

R O E1 klein groot laag2 matig matig middel

Senior unit 614.03022

F M E A

Page 99: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Methodisch ontwerpen

van probleem tot innovatief concept 93

5.2.4 Rapportage

De indeling van een FMEA rapport is als volgt:

1. Sessie gegevens- deelnemers- datum en tijd van de DFMA-sessie- onderwerp- tekening nummer en/of verwijzing naar bijlage- montageschema nummer en verwijzing naar bijlage- werkblad nummer en verwijzing naar bijlage

2. Inleiding- beschrijving van een aantal aspecten van het ontwerp en eventueel het verloop

van de sessie.

3. Randvoorwaarden m.b.t. FMEA.- belangrijkste eisen- gebruiksomstandigheden

4. Aandachtspunten- samenvatting van belangrijkste knelpunten uit het werkblad

5. Conclusie- beoordeling van de gevonden aandachtspunten en vastleggen van actiepunten

Bijlagen1. tekening samenstelling2. montageschema3. werkblad FMEA

5.2.5 Samenstelling team en verantwoordelijkheden

Een goed samengesteld team bevat volgens onze oosterburen:”sach-, macht- undmethodekompetenz”. Eén van de groepsleden moet vertrouwd zijn met het onderwerp, iemand moetbevoegd zijn tijdens de sessie “knopen door te hakken” en iemand moet in dit geval het FMEA-proces bewaken.

Page 100: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Methodisch ontwerpen

van probleem tot innovatief concept 94

Page 101: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Methodisch ontwerpen

van probleem tot innovatief concept 95

Bijlage 1 Werkblad FMEA ("Bijlage 1a")

Page 102: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Methodisch ontwerpen

van probleem tot innovatief concept 96

Page 103: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Methodisch ontwerpen

van probleem tot innovatief concept 97

Bijlage 2 Fouten-zoek schema ("Bijlage 1b")

Page 104: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Methodisch ontwerpen

van probleem tot innovatief concept 98

Page 105: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Methodisch ontwerpen

van probleem tot innovatief concept 99

Bijlage 3 Tabellen Functies, knelpunten ("Bijlage 1c / 1d")

Page 106: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Methodisch ontwerpen

van probleem tot innovatief concept 100

Page 107: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Methodisch ontwerpen

van probleem tot innovatief concept 101

Bijlage 4 Tabellen Oorzaken, Gevolgen ("Bijlage 1e / 1f")

Page 108: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Methodisch ontwerpen

van probleem tot innovatief concept 102

Page 109: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Methodisch ontwerpen

van probleem tot innovatief concept 103

Bijlage 5 "Triggers" bij het zoeken naar knelpunten("Bijlage1g")

Page 110: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Methodisch ontwerpen

van probleem tot innovatief concept 104

Page 111: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Methodisch ontwerpen

van probleem tot innovatief concept 105

Bijlage 6 Sensor unit ("Bijlage 2")

Page 112: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Methodisch ontwerpen

van probleem tot innovatief concept 106

Page 113: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Methodisch ontwerpen

van probleem tot innovatief concept 107

Page 114: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Methodisch ontwerpen

van probleem tot innovatief concept 108

Prijs []Ketting + toebehorenAantal Eenheid Omschrijving12 meter Ketting FT 1050 XLG 350,-2 stuks Aandrijfwielen 38,-2 stuks Retour wielen 38,-1 stuks Geleiding bocht R550 (boven+onder) 250,-1 stuks Geleiding bocht R840 (boven+onder) 440,-2,18 meter In-uitloop geleiding 45,-

AandrijvingAantal Eenheid Omschrijving2 stuks Lagers 20,-2 stuks Tandwielen 10,-1 meter Ketting 10,-1 stuks Aandrijfas 40,-1 Stuks Motorstoel 80,-1 Stuks Motor + reductor 225,-

KeersectieAantal Eenheid Omschrijving1 stuks As 40,-2 stuks Lagers 20,-

Frame 150,-

Geleiding 25,-

Ondersteuning 130,-

Montage 50,-

Totaal 1961,-

Figuur 15 Voorbeeld eenvoudige productiekostprijs berekening

Geïntegreerde Kostprijs

Kostenoverzicht

Item Aantal Prijs

Coverplate 24 360,00

Drivecabinet 1 3.500,00

Chainconnection 4 10,00

Safety Drive 1 675,00

Totale kostprijs 4.545,00

Page 115: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Methodisch ontwerpen

van probleem tot innovatief concept 109

5.3 ProductiekostprijsHet concept is nu genoeg uitgewerkt om een globale schatting te maken van de productie-kostprijs.Aan de hand van een 3d tekening is een schatting gemaakt voor de totale module.

Figuur 16 Voorbeeld gekozen concept

Het bepalen van de uiteindelijke productiekostprijs is doorgaans een complex proces. Velevariabelen blijken van invloed te zijn op de integrale kostprijs. Gedurende het gehele proces vanmethodisch ontwerpen speelt de kostprijs een grote rol. De kostprijs is dus een belangrijkesuccesfactor van het nieuwe design. De kostprijs blijkt bijna altijd een eis te zijn, min of meeropgelegd door de klant. In de conceptfase wordt het overgrote deel van de kostprijs bepaald. Omvanaf het begin van het designproces de kosten zo goed als mogelijk te kunnen beheersen en sturenwordt vaak gebruik gemaakt van een kostenbesturingsmodel. Een bekend model is het Design ToCost model. Hiermee kunnen de kosten inzichtelijk gemaakt worden gedurende elke fase van hetdesignproces en worden deze vergeleken met de vooraf gedefinieerde targets. Indien erkostenoverschrijdingen plaatsvinden kan worden bijgestuurd. Belangrijk bij het bepalen van dekosten is een integrale benadering van het ontwerp. Hiermee wordt bedoeld dat naast defunctionele- en technische aspecten rekening gehouden dient te worden met inkoopaspecten,productieaspecten en logistieke aspecten.In deze reader is een eenvoudig productiekostprijsvoorbeeld (zie Figuur 15) opgenomen.Als eerste indicatie is dit een eenvoudige manier om inzicht te krijgen in de uiteindelijkproductiekostprijs.

Page 116: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Methodisch ontwerpen

van probleem tot innovatief concept 110

Geconsolideerdconceptmet draagvlakenonderbouwing

Page 117: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Methodisch ontwerpen

van probleem tot innovatief concept 111

5.4 Geconsolideerd conceptHiermee lijken wij aangekomen bij een eindpunt. Dit hoeftechter niet zo te zijn, en is zelfs vaak niet het geval. Om allerleiredenen kan het zijn dat er alsnog terug gegaan wordt in hetMethodisch Ontwerpproces. Theoretisch is dat in iedere fasemogelijk. Ontwerpen is tenslotte een iteratief proces. Zeker delaatste fases in het project i.e.: de DFMA en FMEA fase leidtdoorgaans tot een of meerdere iteratie slagen omdat tijdens dezefases vaak tot in detail wordt nagedacht over het uiteindelijkeresultaat. Een andere belangrijke reden van iteratie is datgedurende het ontwerptraject het PVE (URS) wijzigt. Dit ismeestal een reden om een of meerdere stappen in hetontwerpproces terug te gaan, met alle gevolgen van dien. Verderkomt het vaak voor dat gedurende het proces er eenvoortschrijdend inzicht is in de technische mogelijkheden (ofonmogelijkheden) die van invloed kunnen zijn op hetuiteindelijk ontwerp.En als er dan (uiteindelijk) overeenstemming is over hetgeconsolideerde concept kan er nog van alles veranderengedurende de industrialisatiefase. Want een op papier bedachtconcept is nog geen innovatie op zich. Kijk maar eens naar deafbeelding op de voorkant. Op dit moment zijn we dus nog nietverder dan een innovatief concept.Wel is een zeer belangrijke stap genomen in het productcreatieproces. Er is groepsgewijs eenconcept tot stand gekomen. Doordat het concept methodisch is gerealiseerd kan worden gesteld datde onderbouwing van het concept vast ligt. Verder wordt door de toepassing van het “MethodischOntwerpen” en het groepsgewijs werken voldoende draagvlak verkregen om de volgende stap tezetten. Deze stap is de verdere realisering van het concept tot een industrieel product.

Page 118: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Methodisch ontwerpen

van probleem tot innovatief concept 112

Geconsolideerdconceptmet draagvlakenonderbouwing

Page 119: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Methodisch ontwerpen

van probleem tot innovatief concept 113

6 CONCLUSIEHet Methodisch Ontwerpen is geen garantie tot een goed ontwerp. Het is een hulpmiddel voor deontwerper om tot een goed ontwerp te komen. Dit kan alleen maar als de ontwerper de methodiekaanvult met zijn eigen deskundigheid en de deskundigheid van de projectgroep.

Het Methodisch Ontwerpen bevat een aantal interessante tools en technieken, waarvan dekeuzetechniek misschien wel de belangrijkste is. Met deze techniek kan de projectgroep, via deoverige beschreven tools, dat concept vinden die het dichtst bij het PVE komt.

Methodisch ontwerpen kan op uiteenlopende wijze inhoud gegeven worden. Vele manieren staan indiverse publicaties beschreven. Wat echter vaak ontbreekt is een bewezen pragmatische aanpak opbasis waarvan efficiënt en effectief het ontwerpproces gestalte gegeven kan worden. Werkenvolgens de beschreven methodiek geeft in ieder geval richting aan ons denken, brengt in ons denkenstructuur aan en legt ons denken vast voor het geval we er later nog eens op terug willen kijken.

Page 120: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Methodisch ontwerpen

van probleem tot innovatief concept 114

Page 121: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Methodisch ontwerpen

van probleem tot innovatief concept 115

LITERATUUR

QFDProducten op maatQFD als gids bij productcreatiesAndries SarlemijnHenk G. BoddendijkISBN 90-5352-223 9

QFD AkaoISBN 091-5299-410

Waarde-analyseAssociation pour le developpement de l’analyse de la 1994ISBN 92-826-5237-8

Wertanalyse; Idee – Methode – SystemVDI verlag 1991ISBN 3-18-400737-5

DFMAProduct Design for Manufacture and AssemblyBoothroyd and DewhurstISBN 0-8247-9176-2

Assembly Automation and Product DesignBoothroydISBN 0-8247-8547-9

Design for AssemblySecond editionAndreasen / Kähler / LundISF Publications, UKISBN 0-948507-79-9 IFS PublicationsISBN 3-540-18929-7 Springer-Verlag BerlinISBN 0-387-18929-7 Springer-Verlag New York

Interactive product design tools for automatic assemblyM.A.WillemseISBN 90-370-0162-9

A Design Coordination Approch to Design for XMarcel TichemISBN 90-370-0163-7

Konstructions-AtlasWerkstoff- und verfahrensgerecht konstruerenISBN 3-87807-157-4

Page 122: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Methodisch ontwerpen

van probleem tot innovatief concept 116

FMEAThe basic of FMEAMcdermott/Mikulak/BeuaregardISBN 0-527-76320-9

Methodisch OntwerpenProductontwerpen, structuur en methodenN.F.M. Roozenburg en J. EekelsISBN 90-5189-706-5

Handboek ontwerpenP.J.W.M.DelhoofenISBN 90-401-0113-2

Methodisch ontwerpenH.H van den Kroonenberg / F.J. SiersISBN 90-11-04529-7

Vernieuwing in productontwikkelingA.KorbijnISNB 90-804496-3-6

Analyse van organisatieproblemenProf. Ir. J. in 't VeldStenfert Kroese ISBN 90-207-1533-X

Page 123: Methodisch Ontwerpen Dictaat Fontys

Methodisch ontwerpen

van probleem tot innovatief concept 117

INDEX FIGUREN EN TABELLEN

FigurenFIGUUR 1 FASEN METHODISCH ONTWERPEN....................................................................................................5

FIGUUR 2 WA-STAPPENPLAN ...............................................................................................................................23

FIGUUR 3 ITERATIEMODEL WAARDE-ANALYSE VOLGENS EN 1325-1 ......................................................27

FIGUUR 4 FUNCTIEBOOM......................................................................................................................................29

FIGUUR 5 FUNCTIEKOSTENMATRIX...................................................................................................................31

FIGUUR 6 FUNCTIEKOSTENMATRIX PAPIERPERFORATOR ..........................................................................41

FIGUUR 7 VOORBEELD MORFOLOGISCH OVERZICHT...................................................................................54

FIGUUR 8 VOORBEELD PNI SCHEMA..................................................................................................................57

FIGUUR 9 BA IN SCHEMA ...................................................... FOUT! BLADWIJZER NIET GEDEFINIEERD.

FIGUUR 10 VOORBEELD TOETSEN AAN DE EISEN. ......................................................................................63

FIGUUR 11 VOORBEELD CONCEPTEN BEOORDELEN A.D.H.V. DE WENSEN..........................................65

FIGUUR 12 VOORBEELD RISICO’S BIJ CONCEPT 3........................................................................................67

FIGUUR 13 VOORBEELD RISICO’S BIJ CONCEPT 9........................................................................................67

FIGUUR 14 WERKBLAD HANDMONTAGE .......................................................................................................81

FIGUUR 15 8-STAPPENPLAN FMEA ...................................................................................................................89

FIGUUR 16 VOORBEELD EENVOUDIGE PRODUCTIEKOSTPRIJS BEREKENING ...................................108

FIGUUR 17 VOORBEELD GEKOZEN CONCEPT .............................................................................................109

TabellenTABEL 1 ONTWERPERS GERELATEERDE FUNCTIES ....................................................................................43

TABEL 2 GEBRUIKERS GERELATEERDE FUNCTIES......................................................................................43

TABEL 3 TIJDEN VOOR GRIJPEN EN VOORRICHTEN ....................................................................................80

TABEL 4 TIJDEN VOOR ASSEMBLAGE .............................................................................................................80