Proces razvoja novog proizvoda je kompleksan projekat koji obuhvata veliki broj faza i pojedinačnih aktivnosti. U toku njegove realizacije se angažuju veliki materijalni, kadrovski i finansijski resursi i odvija se u uslovima rizika i neizvesnosti.
U monografiji su razmotreni osnovni parametri koji utiču na skraćenje vremena prototipnog razvoja novog proizvoda i kvantiftkovan njihov uticaj na:
- vreme razvoja
- troškove razvoja i
- kvalitet proizvoda.
Teza je zasnovana na teorijskoj i praktičnoj primeni Teorije eksperimenata (DOE – Design of Experiments) za rešenje problema istraživanja i identifikacije uticajnih parametara. Zbog kompleksnosti problema i velikih troškova eksperimenta korišćen je Taguchi pristup za dizajniranje eksperimenta ili Robust Design i analiza varijanse (ANOVA -Analysis of Variance) za proveru signifikantnosti parametara. Za potrebe rešavanja višekriterijumskih problema sa funkcijama ciljana više nivoa razradena je metoda MODIPROM zasnovana na modifikaciji metoda PROMETHEE I, II 1III i urađen odgovarajući softver u Windows okruženju. Za analitičko opisivanje funkcionalnih zavisnosti analiziranih pojava korišćena je Regresiona analiza. Rezultati su vizuelno interpretirani odgovarajućim grafičkim prikazima u ravanskom i prostornom koordinatnom sistemu između razmatranih parametara i zavisnih promenljivih što je od važnosti za razumevanje i tumačenje analiziranih odnosa.
Istraživanje je fokusirano na kompleksne proizvode mašinogradnje, pre svega, na familije hidrauličnih i pneumo-hidrauličnih presa iz klase alatnih mašina za obradu deformacijom ali se rezultati u načelu mogu primeniti i šire na oblast razvoja kompleksnih proizvoda metalopreradivačke industrije.
Proces razvoja novog proizvoda je kompleksan projekat koji obuhvata veliki broj faza i pojedinačnih aktivnosti. U toku njegove realizacije se angažuju veliki materijalni, kadrovski i finansijski resursi što je povezano sa uslovima rizika i neizvesnosti. Konvencionalan način realizacije prototipa zasnovan je na velikoj parcijalizaciji specijalnih poslova što zahteva postojanje niza odvojenih organizacionih jedinica sa hijerarhijskom strukturom rukovođenja pri čemu je komunikacija između organizacionih jedinica spora i nedovoljno kvalitetna. Rezultat je dug proces razvoja proizvoda uz velike troškove I nepouzdan prognozirani kvalitet proizvoda zbog nedovoljno usklađenih rešenja projektne, konstrukcione i tehnološke prirode.
Kupci danas traže sve manje količine proizvoda promenljivog asortimana u što kraćem vremenu. To od proizvođača zahteva da permanentno prate situaciju na tržištu i da brzo reaguju na zahteve potrošača. Rezultat takve politike je prelazak sa masovne proizvodnje i proizvodnje za zalihe na male serije i fleksibilnu proizvodnju sa kapacitetom manjim od 80% i sa obimom prilagođenom porudžbinama. Zahtevi tržišta kao što su: povećani kvalitet, niska cena i skraćenje vremena inovacije i razvoja proizvoda su uslovili da savremena preduzeća angažuju sve svoje kreativne potencijale kako bi pronašli nove mogućnosti za ostvarenje ovih ciljeva.
Timovi za razvoj novih proizvoda su struktuirani shodno aktivnostima koje treba obaviti i u permanentnoj su interakciji sa ostalim timovima i pojedincima koji su uključeni u proces razvoja novog proizvoda kako bi svako usvojeno rešenje u procesu nastanka bilo obrađeno na multidisciplinamoj osnovi (sa stanovišta kupca, proizvodnje,
montaže, dizajna, ergonomije, ekologije itd.) i kako bi još u ranoj fazi oblikovanja proizvoda bile ugrađene sve željene karakteristike. Time se predupređuju moguće greške i neusklađenosti koje se mogu pojaviti u kasnijim fazama razvoja i u toku redovne proizvodnje novog proizvoda.
Oslonac timova za razvoj na kompjuterski podržane (CA – Computer Aidecl) alate i mogućnost da se putem savremene kompjuterske komunikacije (Intemet, e-mail. video konferencije i sl.) konsultuju eksperti za određene oblasti, obezbeđuje brzo i kvalitetno rešavanje problema još u toku kreiranja koncepcije novog proizvoda.
Najznačajnija faza razvoja proizvoda je izrada i ispitivanje prototipa jer omogućuje proveru adekvatnosti koncipiranog rešenja budućeg proizvoda pre nego što se odluči da se pokrene proizvodnja. Kakoje izrada prototipa skupa i dugo traje, u cilju ubrzanja prototipnog ciklusa, razvijene su nove tehnologije za brzu izradu prototipnih delova poznate pod nazivom Rapid Prototvping (RP) i savremeni softveri za projektovanje virtuelnih prototipova – Virtual Prototyping (VP) čime se delimično ili potpuno eliminiše izrada i ispitivanje fizičkih prototipova.
Naučni cilj istraživanja je identifikacija ključnih parametara koji utiču na skraćenje vremena prototipnog razvoja novog proizvoda i kvantifikacija uticaja ovih parametara na vreme razvoja, troškove razvoja i kvalitet proizvoda.
Metodologija istraživanja je koncipirana na teorijskim i eksperimentalnim istraživanjima i sadrži sledeće faze:
1. Formulisanje cilja istraživanja i definisanje osnovnih hipoteza.
2. Proučavanje aktuelnog stanja u oblasti Razvoja novog proizvoda i prikupljanje i klasifikacija relevantnih informacija.
3. Definisanje matematičkog modela tj.
3.1 Definisanje objekata istraživanja;
3.2 Definisanje funkcija cilja;
3.3 Analizu ulazno-izlaznih parametara koja sadrži:
- identifikaciju uticajnih parametara,
- podelu uticajnih parametara na promenljive i konstante.
- Definisanje jednačina veze ulazno-izlaznih parametara,
- redukciju uticajnih parametara,
- utvrđivanje nivoa uticaja selektovanih parametara,
- utvrđivanje intervala variranja selektovanih parametara,
3.4 Izbor mogućeg matematičkog modela;
4. Izbor pogodne metode za rešavanje problema;
5. Planiranje eksperimentalnih istraživanja koja sadrži:
5.1 Izbor vrste eksperimentalnog plana;
5.2 Dizajniranje matrice eksperimenta (definisanje šeme ponavljanja opita);
5.3 Definisanje broja ponavljanja opita;
6. Realizaciju eksperimenta koja sadrži:
6.1 Randomizaciju eksperimenta;
6.2 Sprovođenje eksperimenta;
6.3 Matematičku obradu eksperimentalnih rezultata.
7. Analizu eksperimentalnih rezultata, koja obuhvata:
7.1 Ocenu signifikantnosti uticajnih parametara pomoću Taguchi metoda i ANOVA analize;
7.2 Proračun koeficijenata regresije (parametara modela);
7.3 Proveru adekvatnosti matematičkog modela;
7.4 Ocenu signifikantnosti koeficijenata regresije;
7.5 Analizu matematičkog modela (jednačina regresije).
8. Interpretaciju rezultata istraživanja odgovarajućim grafičkim prikazima.
Sažetak
Dr Milan Kolarević
Sadržaj
Abstract
1. Uvod
2. Tradicionalni i savremeni razvoj proizvoda
2.1 Sekvencijalni razvoj proizvoda
2.2 Konkurentno inženjerstvo
2.2.1 Principi na kojima je zasnovano konkurentno inženjerstvo
2.2.2 Paralelizacija, standardizacija, integracija
2.2.3 Timski rad
2.2.4 Familija DFX tehnika za implementaciju konkurentnog inženjerstva
2.2.5 Objektno orijentisan dizajn u okviru CAD-a i standardizacija podataka o proizvodu
2.3 Brzi razvoj proizvoda
2.3.1 Koncept RPD-a
2.3.2 Elementi RPD-a
2.3.2.1 Prototipovi
2.3.2.2 Prezentacija znanja
2.3.2.3 Komunikacija i kooperacija
2.4 Funkcionalni virtuelni prototip
2.4.1 Tradicionalni CAD/CAM/CAE i savremeni DMU/FVP/VFS
2.4.2 Functional Virtual Prototvping
2.4.2.1 Izrada
2.4.2.2 Testiranje
2.4.2.3 Vrednovanje
2.4.2.4 Usavršavanje
2.4.2.5 Automatizacija
2.4.3 Tehnološke mogućnosti i limitirajući faktori
3. Planiranje istraživanja
3.1 Definisanje objekata istraživanja
3.1.1 Vremenski parametri razvoja proizvoda
3.1.1.1 Životni ciklus proizvoda
3.1.1.2 Faza idejne razrade proizvoda
3.1.1.3 Faza razvoja novog proizvoda
3.1.1.4 Proračun ukupnog vremena trajanja projekta
3.1.2 Kvalitet proizvoda
3.1.2.1 Osnovne karakteristike proizvoda
3.1.2.2 Određivanje ukupnog nivoa kvaliteta proizvoda
3.1.3 Troškovi razvoja novog proizvoda
3.2 Definisanje funkcija cilja
3.3 Analiza ulazno-izlaznih parametara
3.3.1 Identifikacija uticajnih parametara
3.3.2 Redukcija parametara procesa
3.3.3 Analiza interakcije datog skupa parametara
3.3.4 Izbor mogućeg matematičkog modela
3.3.5 Izbor vrste eksperimentalnog plana
4. Rešenje specijalnih problema VKA
4.1 Problem više kriterijumske analize
4.2 Predlog poboljšanja metoda PROMETHEE I-III
4.3 Rešenje problema rangiranja alternativa složenim kriterijumskim funkcijama
4.4 Softverski paket MODIPROM v. 1.0
5. Realizacija istraživanja
5.1 Sprovođenje eksperimenta
5.2 Rezultati eksperimenta
5.2.1 Vreme
5.2.2 Kvalitet
5.2.3 Troškovi
5.2.4 Plan-matrica eksperimentalnih rezultata
5.3 Matematička obrada eksperimentalnih rezultata
6. Analiza i ocena rezultata
6.1 Utvrđivanje signifikantnosti uticajnih parametara
6.2 Matematičko modeliranje objekata
6.2.1 Definisanje regresionih modela
6.2.2 Trougaoni prostorni sistem
6.2.3 Određivanje koeficijenata regresije
6.2.4 Provera adekvatnosti matematičkog modela
6.2.5 Ocena signifikantnosti koeficijenata regresije
6.2.6 Proračun granica pouzdanosti koeficijenata regresije
6.2.7 Grafička interpretacija matematičkog modela
7. Zaključna razmatranja
7.1 Analiza ostvarenih rezultata
7.2 Zaključci
7.3 Nedostaci sopstvenih istraživanja
7.4 Pravci daljih istraživanja
7.5 Vizija
8. Literatura
9. Prilog
10. Indeks pojmova
11. Summary
O autoru
Dr Milan Kolarević
Dr Milan Kolarević, rođen je 1958. godine u Raški. Diplomirao je 1982. godine i magistrirao 1991. na Mašinskom fakultetu u Beogradu, a doktorirao na Mašinskom fakultetu u Kraljevu. Docent je na Mašinskom fakultetu u Kraljevu na predmetima Organizacija proizvodnje i Metrologija i upravljanje kvalitetom. Objavio je 20 naučno-stručnih radova, ima više inovacija, tehničkih rešenja i realizovanih prototipova i dva softvera. Učestvovao je i u realizaciji 16 istraživačkih projekata.
… „U ovom radu su indentifikovani ključni parametri koji utiču na skraćenje vremena prototipnog razvoja proizvoda i kvantifikovan uticaj na vreme razvoja, troškove projekta i kvalitet novog proizvoda ”…
… ” Ostvarena saznanja doprinose fundamentalnom bogaćenju nauke jer:
a) otkrivaju i originalno tumače odnos izmedu vremena, kvaliteta i troškova;
b) otkrivaju zakonitost dejstva selektovanih parametara na faktore razvoja novogproizvoda”…
… „Na originalan način izvršena je modifikacija familije metoda PROMETHEEI, II i III, za višekriterijumsku analizu”…
…“Razvijena je metoda MODIPROM kojom se rešava kompleksni problem transformisanja raznorodnih vrednosti podkriterijumskih funkcija ”…
…” Ovaj rad predstavlja značajan doprinos za našu i svetsku naučno-stručnu literaturu, od interesa je za šire krugove naučnika i inženjera. Materija je prikazana savremeno i na odgovarajućem načnom nivou ”…
Prof. dr Miomir Vukićević Prof. dr Aranđel Babić
Monografija Brzi razvoj proizvoda je priređena doktorska disertacija “Istraživanje i identifikacija međuzavisnosti parametara relevantnih za ubrzanu izradu prototipa” koja je odbranjena 12. juna 2003. godine na Mašinskom fakultetu u Kraljevu, Univerziteta u Kragujevcu pred komisijom u sastavu: prof. dr Tihomir Pantelić (mentor), prof. dr Milivoj Klarin, prof. dr Vučko Mečanin i prof. dr Miroslav Radojičić.