פיתוח אב טיפוס
בניגוד לדעה הרווחת, יש לבצע פעילות מקדימה היוצרת את התשתית הנכונה לפיתוח נכון של המוצר.
מהו אב טיפוס
אב טיפוס מוגדר כדגם עובד העונה על האפיון והצרכים שהוגדרו עבור הפרויקט. ההבדל העיקרי בינו לבין מוצר סופי הוא טכנולוגיות הייצור. את אב הטיפוס נייצר בטכנולוגיית ייצור המותאמת לייצור חלקים בודדים, בעוד המוצר הסופי ייוצר בטכנולוגיות ייצור המותאמות לייצור המוני. נרחיב על כך בהמשך.
הבדל נוסף בין האב טיפוס לבין מוצר סופי יכול להיות קנה מידה שונה, לא תמיד האב טיפוס יהיה בגודל זהה למוצר הסופי. במקרים בהם ייצור אב טיפוס בגודל אמיתי משמעותו עלות גבוהה מאוד, בין אם בגלל שהמוצר האמיתי גדול מאוד או בין אם קטן מאוד, נייצר אב טיפוס בקנה מידה כזה, שמצד אחד יאפשר את בדיקת הפונקציונליות של המוצר ומאידך לא יעלה עלות יקרה מאוד.
יש המעדיפים מטעמי חיסכון לפתח ולייצר אב טיפוס ללא השקעה רחבה בנושא העיצוב החיצוני, הרציונל בשלב הזה מדבר על בדיקות המוצר, הצגתו למשקיעים פוטנציאליים וניסויים המדמים שימוש במוצר.
אם כן, מטרתו המרכזית של האב טיפוס הינה לבדוק שהמוצר עובד באופן בו תכננו וציפינו שיעבוד. הפקת לקחים ומסקנות בשלב זה תאפשר לנו לשפר את המוצר לפני המעבר לשלב הייצור הסדרתי, בו משמעויות ועלויות השינוי הינן גבוהות בסדרי גודל מאשר בשלב הבא טיפוס.
שלבי הפיתוח
תכן ראשוני ("Preliminary Design Review" – PDR)
מטרת השלב: העברת קונספט הפתרון שלנו, מרעיון כללי, לתכנון ממשי על גבי המחשב בתוכנת התיב"ם (תכנון באמצעות מחשב).
השלב כולל מענה לבעיות הנדסיות, החלטות על רכיבי מערכת קנויים (לדוגמא מנועים, חיישנים, תמסורות, בוכנות וכו'), תכנון מעגל האלקטרוניקה ושיטת ניהול ובקרה של המערכת. במידת הצורך ביצוע אנליזות (חוזק, חום, זרימה וכו') לצורך בחינת מכלולים במוצר כבר בשלב התכנון.
בפרויקטים מורכבים, בהם ישנם מספר מכלולים בעלי סיכון לכשל, יבוצע ניהול סיכונים (Risk Analysis) שמטרתו לזהות מראש את המכלולים המאתגרים יותר ולטפל בהם נקודתית, למשל ע"י ביצוע ייצור מקדים של המכלול כמכלול נפרד על מנת לוודא מעשית שהוא עובד ומתפקד היטב.
תכן פרטני מלא (- CDR "Critical Design Review")
מטרת השלב: סיום התכנון באופן מלא והכנתו לייצור.
השלב כולל: בחירה סופית של החלקים הקנויים וסיום התכנון והמידול בתוכנת התיב"ם באופן מלא עד רמת הבורג בהרכבה (Detail design), תוך התאמה לחומרי הגלם ושיטת הייצור הדרושים.
בסיום התכנון יתקבל תיק ייצור עבור האב טיפוס הכולל שרטוטי ייצור עבור החלקים המיוצרים, שרטוטי הרכבה ורשימת חלקים מלאה הן לצורך ייצור בבתי המלאכה והן לצורך רכש מוצריי מדף
טכנולוגיות ייצור- DFM
מאחר והתכנון משפיע ומושפע מטכנולוגיית הייצור נצטרך להחליט כיצד לייצר כל חלק עוד בשלב התכנון שלו.
נבדיל בין טכנולוגיות ייצור המוני לבין טכנולוגיות ייצור לכמויות קטנות (מה שמתאים לנו עבור אב טיפוס).
מטרתן של טכנולוגיות לייצור המוני הינן לספק כמות חלקים גדולה מאוד (סדרי גודל של עשרות ומאות אלפים) בעלות הנמוכה ביותר לכל חלק תוך שמירה על איכות ואמינות המוצר. טכנולוגיות ייצור אלו כוללות עלות התחלתית גבוהה ליצירת תבנית או אביזרים תומכי ייצור (Tooling).
הטכנולוגיות המשמשות לייצור מספר חלקים קטן, אינם דורשות הכנת עזרים יקרים עבור הייצור ולכן אין צורך בהשקעה התחלתית גובה אך עלות כל חלק יקרה יותר. טכנולוגיות אלו כוללות בעיקר: כרסום וחריטה עבור חלקי מתכת, חיתוך דו ממד (ע"י חיתוך מים/לייזר/פלזמה/גיליוטינה וכו'), כיפוף פח עבור ייצור של פחים והדפסת פלסטיק במדפסות תלת ממד.
שלב התכנון יקבע באיזו טכנולוגיית ייצור נשתמש לייצר כל חלק, שלב זה אקוטי ביותר במידה ורוצים להגיע למוצר זול אך ללא פגיעה ביכולות המוצר ובאמינותו. בחירת הטכנולוגיה הנכונה דורשת הבנה גבוהה מצד מהנדס הפיתוח והכרת כל הטכנולוגיות הקיימות ומשמעותן.
הרכבה והסקת מסקנות
לאחר קבלת החלקים מהיצרן וביצוע רכש של חלקי מדף הקנויים, מגיע שלב הרכבת האב טיפוס.
בשלב זה האב טיפוס מורכב לצורך בחינת אופן עבודתו, איתור נקודות כשל ולימוד נקודות הקיצון של המוצר בהן הוא מתנהג שונה ממה שציפינו.
ברוב המקרים התהליך לא יסתיים בשלב זה, אלא יוסקו מסקנות לשיפור, יבוצע פיתוח מחדש של חלקים ומכלולים אשר לא עמדו בדרישות האפיון והתכן ולבסוף יבנה אב טיפוס משודרג.
רק לאחר סיום תהליך פיתוח האב טיפוס נוכל לעבור לשלב Cost Reduction והתאמתו של המוצר לייצור סדרתי.
