Кейсы

Синхронизатор частот

Проблема:
высокая стоимость производства из-за применения фрезерования алюминия в качестве основных материала и технологии при изготовлении корпуса.

Задача:
повышение эстетических качеств, сокращение издержек на этапе производства, сокращение себестоимости.

Синхронизатор частот

Предполагаемое решение от заказчика:
• Расширение линейки устройств до двух модификаций (стационарное, мобильное)
• Разработка унифицированного корпуса
• Разработка универсального стилистического решения

Анализ решения:
Предполагаемая схема существенно удорожает производство из-за необходимости применения технологии литья алюминия под давлением в стальные прессформы для производства 4-х корпусных деталей.

Синхронизатор частот

Анализ продукта:
стационарная и мобильная версии устройства имеют принципиально разные особенности эксплуатации по следующим пунктам:
1. Наличие или отсутствие креплений
2. Положение прибора в уровень или ниже уровня взгляда
3. Ориентация прибора широкой или узкой стороной к пользователю
4. Главным видом является передняя или верхняя сторона прибора
5. Разъемы прибора располагаются спереди и сзади или в стороны и сзади
6. Интерфейс выводится на внешнее устройство или на строенный дисплей.

Вывод:
разработка устройства по предлагаемой схеме нецелесообразна. Два принципиально разных по методу использования прибора должны иметь разный дизайн.

Синхронизатор частот

Решение:
• Взять за основу стационарной модификации литой алюминиевый корпус с плоскими верхней и нижней крышками. Для обеспечения монтажа прибора с боковых сторон устанавливать крепежные элементы.

• Взять за основу мобильной модификации собранный стационарный прибор без крепежных элементов. Установить на него литой в силиконе полиуретановый корпус с смонтированными на нем печатной клавиатурой, монохромным дисплеем откидной ножкой.

Синхронизатор частот

Результат:
• Улучшение внешнего вида прибора в двух модификациях
• Улучшение эксплуатационных качеств обеих модификаций
• Сокращение издержек на этапе подготовки производства (стоимости условны):

В первом варианте было: 4 литых детали = 4 прессформы, или 4 млн. рублей. При тираже в 500 шт. в год, ресурсе формы от 5 000 смыканий это — 10 лет ее работы, или, в условиях средней продолжительности жизни продукта, равной трем годам, необходимость «ужать» амортизацию оборудования в 3,3 раза. Итого порядка 26,5 тыс. рублей себестоимостью в каждом серийном корпусе.

В новом варианте – 1,5 млн. рублей на прессформу (более сложная), 145 тыс. рублей за силиконовые формы. Итого экономия около 2 355 000 руб., или около 60% от первоначально предполагаемых затрат.

Делитель проб

Проблемы:
• Нерациональное использование занимаемой площади
• Отсутствие возможности хранения совка
• Низкая точность деления
• Сложность обслуживания
• Малое удобство расположение ручки пробосборника (сбоку со смещением от центра масс)

Делитель проб

Задачи:
• Разработать решение для более рационального использования занимаемой площади
• Предусмотреть место для постоянного хранения совка
• Разработать метод повышения точности деления
• Улучшить эргономику
• Разработать более привлекательный внешний вид

Делитель проб

Решение:
• Компоновка пробосборников извлечением на оператора
• Компоновка совка в верхней части устройства
• Создание модульной системы с возможностью сборки/разборки без использования инструмента
• Упорядочивание внешнего вида за счет уравновешивания структуры форм объекта и исключения элементов крепежа из поля видимости
• Создание протяженной ручки над объемом пробосборника

Делитель проб

Результат:
• Повышение удобства пользования
• Повышение удобства обслуживания
• Обеспечение рациональности занимаемого пространства
• Повышение точности деления
• Повышение эстетических качеств

Автомобильный термобокс

Проблема:
большое количество корпусных деталей для обеспечения производства линейки модификаций с разными потребительскими характеристиками.

Формирование линейки в исходном прототипе обеспечивается внутренним устройством крышки. Из-за этого внутренняя конструкция и внешние габариты деталей крышки во всех трех модификациях полностью различаются.

Задача:
обеспечение максимальной унификации деталей крышек.

Автомобильный термобокс

Проблема:
высокая хрупкость корпуса, ручки изделия.

В исходном прототипе стенки внешней и внутренней оболочек корпуса склонны к разрушению при не бережной эксплуатации. Ручка изделия может выламываться в месте крепления к корпусу при сильных вертикальных нагрузках.

Задача:
повышение надежности за счет доработки конструкции.

Автомобильный термобокс

Проблема:
низкая логистическая эффективность.

При транспортировке партии изделий всех модификаций отсутствует возможность максимально рационально использовать весь объем грузового пространства кузова.

Задача:
обеспечение рациональной компоновки за счет габаритов и внешних обводов формы изделия.

Автомобильный термобокс

Проблема:
низкая потребительская привлекательность.

Внешний вид и эргономика прототипа не отличаются выразительностью и удобством пользования за счет излишней простоты формы и сложности визуального определения передней и задней стороны прибора, удобством хвата ручки, удобством снятия/установки крышки.

Задача:
повышение эстетической привлекательности и удобства путем доработки формы изделия.

Автомобильный термобокс

Решение:
унификация корпусов крышек по внешним габаритам, внутреннему конструктивному и электронному устройству.

Разработка единого решения на однотипных элементах для обеспечения функциональности двух модификаций (бокс охлаждения с питанием 12V/бокс охлаждения/нагрева с питанием 12/220V), приведение варианта неэлектрического бокса к общим габаритам электрических модификаций.

Автомобильный термобокс

Решение:
Разработка внешнего вида устройства на базе формы параллелепипеда с введением элементов асимметрии.

Создание выразительного и интуитивно понятного с точки зрения восприятия пластического решения, дающего однозначное понимание передней и задней стороны, и при этом максимально рационально использующего занимаемое пространство.

Автомобильный термобокс

Позволили:
• Обеспечить максимально рациональное использование пространства кузова при транспортировке готовых изделий любых модификаций по отдельности и одновременно.

Автомобильный термобокс

Позволили:
• Использовать максимальное количество наименований производимых деталей при сборке различных модификаций, сократив тем самым само общее количество этих наименований для всей линейки и, следовательно, сократив издержки на их производство.

Верхние части крышки электрических модификаций конструктивно полностью идентичны. Модификация прибора обеспечивается путем установки определенной спецификацией электронной схемы и обеспечивающей монтаж этой схемы специальной вставки.

Автомобильный термобокс

Решения:
Усиление ручки, особенно в месте крепления с корпусом, дополнительным набор ребер и увеличением толщины фиксатора. Увеличение жесткости стенок путем введения напряженных поверхностей в форму корпуса.

Позволили повысить эксплуатационные качества и надежность изделия

Автомобильный термобокс

Решение:
сборка электронной схемы на готовых элементах.

При чуть более высокой стоимости компонентов позволило:
• Отказаться от необходимости в разработке, организации печати, монтажа электронной платы
• Осуществить быструю замену компонента при наступлении риска исчезновения наименования из продаж.

Автомобильный термобокс

Результат:
• Повышение надежности
• Повышение удобства пользования
• Улучшение эстетических качеств
• Унификация деталей внутри линейки продукта
• Упрощение процесса сборки электронной части
• Оптимизация логистических процессов готового продукта

Автомобильный бокс

Цели:
• Разработка актуального стилистического решения
• Обеспечение производства методом вакуумной формовки
• Обеспечение возможности установки заданной фурнитуры и механических узлов.
• Обеспечение высоких характеристик надежности, в том числе, в динамике, при ДТП, в агрессивных условиях внешней среды.
• Обеспечение удобства эксплуатации

Автомобильный бокс

Задачи:
• Изучение текущих и перспективных стилистических решений популярных в РФ автомобилей
• Конструктивно обеспечить качественные соединения подвижных элементов, аэродинамические обводы, препятствующие сопротивлению, возможности подъема или отрыва багажника набегающим потоком воздуха, попадание влаги и снега внутрь багажника при выпадении осадков.
• Разработать надежный механизм запирания
• Разработать принцип крепления, обеспечивающий надежную установку багажника на крышу автомобиля, препятствующий отрыву снаряженного багажника при лобовых, боковых и задних ударах.
• Разработать форму исходя из требований обеспечения полезного объема 800 литров с максимально рациональным распределением пространства.

Автомобильный бокс

Промежуточные решения:
• Создание ряда различных стилистических решений для определения потенциального пути развития
• Предложение ряда решений по разработке запирающего механизма

Автомобильный бокс

Изучение предложений:
• Стилистическое решение:
Несмотря на то, что по результатам проведенного опроса, основное количество опрошенных отдали предпочтение стилистическому решению варианта с более сложными пластическими решениями, было определено, что этот выбор делался, в основном, исходя из эмоциональности «отстраненного» образа. То есть, при определенной визуальной привлекательности, не все готовы были бы именно приобрести и использовать продукт в предложенном им виде.

• Конструктивные решения:
После отработки нескольких вариантов решений механических узлов, было определено, что самым рациональным является частичное изготовление элементов крепления из металла с использованием технологии штамповки, а также использования ряда уже готовых элементов.

Автомобильный бокс

Конечное определение направления разработки:
• Создание гармоничного, но нейтрального по отношению к самому автомобилю стилистического решения на основе плавных сопряжений криволинейных поверхностей с ограниченным включением жестких переломов.
• Разработка максимально унифицированных элементов механизации для сокращения издержек на их производство.

Автомобильный бокс

Решение:
• Определение конечного варианта стилистического решения с учетом необходимых конструктивных и технологических требований
• Разработка комплексного решения по механизации и обеспечения удобства пользования на основе использования готовых и разработанных деталей и узлов.

Автомобильный бокс

Результат:
• Создание актуального для большинства распространенных в РФ автомобилей стилистического решения
• Обеспечение надежности и удобства эксплуатации
• Обеспечение производства всех элементов изделия на мощностях Заказчика без необходимости модернизации производства
• Обеспечение минимальной себестоимости при конкурентоспособных качествах продукта.

Кожух манипулятора погрузки

Цели:
• Разработка стилистического решения
• Сохранение всех конструктивных решений
• Сохранение параметров внутреннего объема
• Повышение аэродинамических характеристик
• Время на выполнение задачи: 72 часа

Кожух манипулятора погрузки

Задачи:
• Организовать процесса разработки в максимальном взаимодействии с представителем заказчика
• Учесть все необходимые технические и технологические особенности разрабатываемого изделия
• Изучить эксплуатационные особенности продукта

Кожух манипулятора погрузки

Хронология:
• 11.11.2017, 18:46 – получение исходников
• 12.11.2017, 15:00 – устное согласование задачи, определение необходимых требований, ограничений
• 12.11.2017, 15:43 – предоставление варианта исполнения (эскиз) с пояснениями предлагаемых решений:
• Увеличение объема в продольном направлении для визуального определения направления движения
• Оформление бортовой и передней частей рельефными переходами поверхностей для обеспечения стилистического решения
• Формирование выемки в верхней части для отвода влаги от оператора при опрокидывании верхней части кожуха

Кожух манипулятора погрузки

Хронология:
• 12.11.2017, 16:38 – предоставление «болванки» для утверждения основных габаритов, уклонов и зазоров
• 12.11.2017, 20:39 – предоставление варианта формы с отработанными поверхностями

Кожух манипулятора погрузки

Хронология:
• 13.11.2017, 08:06 – первые замечания к стилистическому решению по предыдущему предложению
• 13.11.2017, 11:04 – предложения по исправлению замечаний от 8:06.
• 13.11.2017, 11:28 – Детализация общего решения, отработка поверхностей и их сопряжений.

Кожух манипулятора погрузки

Хронология:
• 13.11.2017, 15:41 – завершение разработки:

Электронные модели двух деталей кожуха (верх + низ) с соблюдением требований технологии производства (формовка композитных пластиков), сохранением необходимых параметров внутреннего пространства, в том числе, под размещение и монтаж механической части. Создание внешнего вида, удовлетворяющего пожелания заказчика, с учетом требований аэродинамики, противодействия возникновению шумов на допустимых по ПДД скоростных режимах (позднее подтверждено опытным путем).

Кожух манипулятора погрузки

Результат:
Обеспечение разработки продукта в течение 25и часов с момента согласования задачи. С соблюдением всех требований, в том числе, определяемых условиями эксплуатации, особенностями физических возможностей потребителя, методом производства деталей конченой сборки изделия.

Система экомониторинга

Проблемы:
• Отсутствие прямых аналогов
• Сложность выведения принципиально нового продукта на рынок
• Отсутствие проверенной технической схемы изделия
• Отсутствие производственной площадки
• Отсутствие квалифицированных специалистов по сопровождению и технической поддержке продукта для клиента

Система экомониторинга

Задачи:
• Осуществить подробный анализ задач продукта и возможных средств обеспечения их решения
• Разработать сценарий жизни продукта
• Обеспечить широкий модернизационный потенциал изделия
• Для возможности быстрого и эффективного внесения изменений в существующие решения на основании реализованного опыта и для повышения качества продукта.
• Обеспечить возможность опытного и мелкосерийного производства
• Заложить в продукте возможность быстрого обучения обслуживающего персонала и технической поддержки.

Система экомониторинга

Реализация:
• Предложение по техническому обеспечению реализуемого в продукте функционала, исследования внешней и технической среды продукта, условий эксплуатации.
• Разработка подробного сценария жизни продукта от момента производства до момента утилизации с обозначением всех критических точек и предполагаемых временных интервалов
• Определение особенностей взаимодействия продукта с потребителем (оператором) на каждом из выявленных участков.
• Определены методы серийного производства

Система экомониторинга

Реализация, Версия 1:
• Разработка принципиальной схемы, компоновки устройства в двух корпусах с учетом требований обеспечения производства, монтажа и эксплуатации, условий внешней среды.

Система экомониторинга

Реализация, Версия 1:
• Изготовление принципиальной модели, проведение испытаний.

Заключение по Версии 1:
• Предлагаемая принципиальная схема работоспособна, корпус обеспечивает защиту устройства от всех предполагаемых негативных воздействий. однако предлагаемая компоновка не позволяет реализовать функционал в полном объеме, кроме того, требует высокой трудоемкости при осуществлении монтажа

Задачи для Версии 2:
• Предложить более эффективную компоновку, обеспечить максимально простой монтаж устройства. Обеспечить качество защиты устройства на уровне, не ниже реализованного в Версии 1.

Система экомониторинга

Реализация, Версия 2:
• Переработка компоновки изделия, отказ от механического замка, рядное расположение элементов. Компоновка всего комплекса в едином корпусе.
• Разработка составного корпуса: легкая пластиковая герметичная капсула в металлической оболочке для повышения надежности.
• Реализация схемы разметки в корпусе для упрощения процесса монтажа
• Переопределены методы серийного производства

Система экомониторинга

Реализация, Версия 2:
• Изготовление прототипа с применением технологий серийного производства, проведение испытаний.

Заключение по Версии 2:
• В сравнении с Версией 1 более простая конструкция, более компактная компоновка. Существенно выше технологичность производства и монтажа устройства. Подтверждены характеристики влагостойкости. Упрощены процедуры обслуживания.

Система экомониторинга

Результат:
• Разработанный корпус отвечает всем выявленным требованиям по обеспечению производства, эксплуатации и обслуживания.
• Конструктивные решения предоставляют возможности широкой модернизации за счет внесения корректировок в отдельные элементы без существенных изменений оснастки основных корпусных деталей (модульная конструкция)
• Реализованная в корпусе схема монтажа позволяет произвести точную установку оборудования без использования специфических инструментов на любой поверхности любым специалистом без предъявления требований к специальным навыкам, в сроки до 10и минут (подтверждено опытным путем)
• Конструкция корпуса полностью защищает основные функциональные элементы от условий окружающей среды и постороннего вмешательства со стороны животных или людей.
• Производство изделий требует минимально возможных вложений, в том числе, на этапе организации производства

Горячая улитка турбины двигателя

Проблемы:
• Отсутствие КД на изделие – нет возможности проверить соответствие текущей геометрии проектной документации
• Неполная комплектность – нет возможности оценить характеристики посадок и зазоров, люфтов подвижных элементов (крыльчатка, клапан)
• Сложная внутренняя геометрия – ограниченность доступа к осуществлению измерений

Задачи:
• Максимально точно воспроизвести геометрию изделия
• Обеспечить возможность осуществления прототипирования для оценки и корректировки геометрии
• Реализовать поэлементное сканирование с невозместимым разрушением детали

Горячая улитка турбины двигателя

Описание решений:
Деталь сканировали в два этапа.
1 этап - сканирование внешней поверхности объекта «вкруг», с максимальным захватом видимых зон

Горячая улитка турбины двигателя

Описание решений:
2 этап - разделение детали на 5 частей на лентопильном станке, сканирование отдельных элементов с захватом внешней и внутренней поверхности с последующим соединением сканов в единый объект через совмещение со сканом видовой части всего объекта

Горячая улитка турбины двигателя

Описание решений:
Построение CAD модели с опорой на сетку сканирования реализовывалось через поверхностное моделирование с последующей сшивкой в твердое тело

Горячая улитка турбины двигателя

Описание решений:
Для прототипирования и оценки сопрягаемости с прочими деталями, на базе модели была разработана сборно-разборная конструкция прототипа

Горячая улитка турбины двигателя

Описание решений:
Первичная оценка прототипа на собираемость осуществлялась с использованием 3D печати

Горячая улитка турбины двигателя

Результат:
Разработанная электронная модель горячей улитки принята заказчиком без замечаний