Utmana produktframtagningsprocessen Gary Linnéusson och Håkan Fernström Rapport nr 1335 Utveckling av Fogningsmetoder för kombination av Olika material till Hybridlösningar Ett LIGHTer initiativ [UFoH] Öppen
Sammanfattning Betydelsen av att leda produktframtagningsprocessen från idé och konceptfas till industrialisering ökar i takt med ökade krav från kunden. Detta blir speciellt tydligt vid konstruktionslösningar som kombinerar olika material, eftersom det förutsätter större kunskapsbredd och kunskapsdjup där standardförfaranden inte är kompletta. Därutöver utmanar nya material aktuella industriella strukturer i större omfattning vilket kräver sin analys i förhand för att minimera felbeslut. Denna rapport identifierar närmare potentialen med att öka den tvärdisciplinära kunskapsvärderingen i tidig produktutvecklingsfas vid koncepturval. Strukturen hos produktframtagningsprocessen och hur den leds avgör ett företags förmåga att utifrån ett totalekonomiskt perspektiv uppnå det kunden efterfrågar. Särskilt belyses potentialen med ökad objektivitet vid koncepturval och för att uppnå det krävs större genomlysning i tidig fas. Forskning inom Fuzzy Front End redogör för behovet och potentialen med ökad öppenhet och minskad tvetydighet som möjlighet att förbättra utgången av hela produktframtagningsprocessen. Vi vill också understryka betydelsen om medveten ledning av produktframtagningsprocessen för att eliminera subjektiva utgångslägen för fortsatt produktutveckling med risk att inte möta kundens behov (kostnad, tid till marknad, design, etc.). Vidare identifierar rapporten behovet av metodikstöd vid koncepturval för att underlätta arbetssättet för att uppnå ökad objektivitet, bättre informerade beslut och därmed bättre kundleverans och förbättrad totalekonomi. Summary At the pace of increased customer requirements the importance of managing the product development process increases; from idea/concept to industrialization. This is particularly obvious when utilizing hybrid designs, as these require more general and specific knowledge at the same time, of which standard procedures is absent. Furthermore, new materials challenge in greater aspect present industrial structures which demand auxiliary investigations on beforehand. This report more specifically identifies the potential of increasing the interdisciplinary evaluation of knowledge in early phases of concept definitions. It is an important part of the structure of the development process, which together with how the process is managed determines the total economic performance and ability to deliver customer requirements. The potential of increased objectivity at choice of concept is especially illuminated and in order to achieve it increased data and organizational aspects have to be regarded in early phases. Research within the field of Fuzzy Front End points out the need of increased openness and importance of decreasing equivocality in order to improve the output of the development process. The importance of aware managing of the product development process in order to eliminate subjective decision making is underlined in this report. Due to the risky business of not attaining customer need (cost, timing, design, etc.). Moreover, the report identifies the need of methodological support at the point of choice of concept, in order to improve the level of objectiveness, achieving better informed decisions, and thereby more precise customer satisfaction and improved level of total costs. 2 Rapport nr 1335 Öppen
Innehållsförteckning 1 TILLKOMST... 3 2 INLEDNING... 3 3 SYFTE OCH MÅL... 4 4 BESKRIVNING AV POTENTIAL MED FÖRBÄTTRAD PRODUKTFRAMTAGNINGSPROCESS... 4 4.1 KONCEPTUTVECKLINGSFASEN... 5 4.1.1 Att analysera konceptens konsekvenser hos produktionssystemet... 6 4.2 BESLUT OM PRODUKTUTVECKLINGSPROJEKT... 6 4.2.1 Hur processen stödjer produktifiering och industrialisering... 8 4.3 SAMMANFATTNING AV MÖJLIGGÖRARE FÖR EFFEKTIVARE PRODUKTFRAMTAGNING AV MULTIMATERIALPRODUKTER... 9 4.4 UTMANINGAR ATT HANTERA FÖR ATT UTVINNA POTENTIAL... 9 5 METODIKUTKAST FÖR KONCEPTURVAL... 10 5.1 METODIKINNEHÅLL... 10 5.2 KRAVSPECIFIKATION PÅ METODIK... 10 6 DISKUSSION... 13 7 SLUTSATS... 14 8 FORTSATT ARBETE... 14 9 REFERENSER... 15 1 Tillkomst Kan vi säkerställa i större utsträckning konsekvensen av införande av hybridkonstruktionslösningar (stål-komposit, aluminium-komposit) i våra industriella system? En frågeställning som är grunden för tillkomsten av denna rapport som utifrån ett helhetsperspektiv analyserat detta. En naturlig väg att gå kan vara att simulera konsekvenserna i tillverkningssystemet. I detta projekt fanns inte mognadsgraden att hantera en sådan frågeställning. Därav genomlystes produktframtagningsprocessen och behovet av ökad objektivitet vid beslut i tidiga faser blev tydligt, där behovet av att värdera tvärdisciplinär kunskap är stort för att minimera onödiga förluster i senare skeden. 2 Inledning Kundvärdet är starkt sammanbundet med hur väl produktframtagningsprocessen fungerar. Förenklat är det viktigaste att identifiera och ta fram det kunden vill Öppen Rapport nr 1335 3
köpa. Om kundbehovet inte identifieras tillräckligt väl är risken stor att det skapas förluster i form av resurser, pengar och tid som aldrig kan ersättas och konkurrenterna får försprång. Omfattande forskning inom produktutvecklingsområdet har identifierat ett antal grundmekanismer som genererar kortare ledtid och effektivare processer. I grunden är det två former av slöserier som skall bekämpas, kunskapsbrist och processineffektivitet. Kunskapsbrist kan vara i form av otillräcklig kännedom om t.ex. vad det egentliga kundbehovet är, kravspecifikation, teknikkunskap och tillverkningsaspekter. Processineffektivitet kan vara ett resultat av ooptimerade delprocesser i produktutvecklingsflödet, balanseringsförluster mellan dessa processer, väntetider, kommunikationsstrukturer, organisationens förmåga att identifiera kunskapsgapet etc. 3 Syfte och mål Utifrån frågeställningen: Hur kan omfattningen av konsekvenserna från hybridkonstruktionslösningar i produktionssystemet bedömas? Har syftet med denna del av projektet eftersträvat att identifiera hur dessa konsekvenser i största mån kan hanteras. För att bedöma konsekvenserna vid volymtillverkning är flödessimulering ett värdefullt hjälpmedel. Däremot krävs mycket indata vilket i detta skede inte var aktuellt då industrialisering låg längre fram i tiden. En bit in i projektet blev det mer och mer tydligt att komplexiteten hos just hybridkonstruktionslösningar är en faktor som medför ökad risk att konsekvenserna i produktionssystemet blir dyra och tidskrävande att hantera. Komplexiteten hos produkterna kan vid utveckling hanteras genom en effektivare produktframtagningsprocess och rapporten har fokuserat på att identifiera potentialen med en förbättrad sådan process. En helhetssyn på produktframtagningsprocessen har tagits, från idégenerering till industrialisering, vilket resulterat i betydelsen av aktiviteterna i tidiga faserna. 4 Beskrivning av potential med förbättrad produktframtagningsprocess Vid arbete med multimaterialprodukter ökar tydligt kraven på prestanda hos produktframtagningsprocessen. Konstruktionsprocessen ställer större krav på den tekniska specifikationen, speciellt vid limfogning där fogen är starkt beroende av designen. Dessutom saknas dimensioneringsverktyg, såsom beräkningsmodeller för simulering av dessa komplexa sammanfogningsstrukturer. D.v.s. det finns en kunskapsmängd som inte nått hela vägen för en tillförlitlig konstruktionsbedömning i tidigt skede. Därutöver utmanas rådande upparbetade strukturer i produktionssystemen i större omfattning än vad dagens kända material gör. Därför är det mycket viktigt att ta till sig det senaste på forskningsfronten för att åstadkomma kortare ledtider. En viktig byggsten är Lean Product Development (LPD) utvecklat av Toyota [1, 2]. Det finns också forskning som undersöker hur de tidiga faserna som föregår produktutveckling fungerar och kan förbättras för att möjliggöra bättre produktframtagningssystem, kallat FFE (Fuzzy Front End) [3, 4, 5, 6]. Därutöver finns forskning som studerar beteendet som ofta uppstår i 4 Rapport nr 1335 Öppen
produktutvecklingssystem såsom: svårigheter med resurshantering inom produktutveckling och varför det blir mycket sena ändringar [7, 8, 9]; ingen får cred för att eliminera problem som aldrig sedan uppstår [10]; varför alltid sent och över budget? [11]; förstå och leda innovationsprocessen [12]; mätetalens betydelse för optimering av produktionsutvecklingssystemet [13, 14]; och att dessa beteenden påverkas av resurser och arbetssätt som organisationen har byggt upp över tid, s.k. dynamic cababilities [15]. Varför belysa dessa forskningsområden? Det är viktigt att inse att totalkonsekvensen av produktframtagningsprocessen, dess systematik och beteendet däri, resulterar i totalfunktionen som skapar kundvärdet. Detta belyser vikten av en välfungerande struktur i produktframtagningsprocessen som stödjer fokus på ledtiden och underlättar beslutsfattande genom att möjliggöra beslut så sent som möjligt när kunskapsmängden är som störst. Produktutveckling är en nyckelprocess som till mycket stor del avgör möjligheterna att minimera kvalitetsbristkostnaderna, där mer än 70% av en produkts totalkostnad, vid beaktande av hela livscykeln, definieras i tidigt skede [16]. Sammanfattat innefattar produktframtagningsprocessen mycket komplexitet och ett ökat fokus krävs på systemnivå där förbättrad kunskap behövs för att möjliggöra ett mer proaktivt produktframtagningssystem. Den ökande komplexiteten multimaterialkonstruktioner medför tydliggör än mer detta behov. Att möta detta behov innebär en tydlig potential. 4.1 Konceptutvecklingsfasen Produktframtagningsprocessens första del kan beskrivas innefattas i FFE, vilket är den fas i produktutveckling där idéer och grundkoncept kommer fram. FFE står för Fuzzy Front End och avser den aktivitet som föregår beslutet om att starta ett produktutvecklingsprojekt [3], ofta benämnt som processen för innovation. Mycket av förutsättningarna för ett lyckat och kostnadseffektivt produktutvecklingsprojekt avgörs av hur väl FFE fungerar [6]. FFE sker ofta ostrukturerat (icke linjärt) baserat på individers idégenerering, identifierade möjligheter och bearbetning av dessa idéer till ett möjligt koncept som sker kontinuerligt och samtidigt [4]. FFE-fasen är inte sällan präglad av beslutsfattande på felaktiga grunder p.g.a. bristfällig information, som får negativa effekter i organisationen när projekten går i produktutvecklingsfas [3]. Därför är det alltid av stor betydelse att man har en bred representation av intressenter från olika kunskapsområden i denna första fas för att redan från start få en så tydlig bild av vad som kan påverka längre fram om en viss inriktning tas. Det är en utmaning och kräver att man väger det positiva med öppenhet mot riskerna som samtidigt uppstår. Där exempelvis involvering av produktion är kritiskt, men det kräver samtidigt ledningens fokus på att innovation inte hämmas vilket är en ökande risk [17]. För att säkerställa ett välfungerande produktframtagningssystem krävs att ledning uppmuntrar och stärker relationen mellan produktionsutveckling och produktutveckling [5]. Vid beslut inför övergången mellan FFE och produktutvecklingsprojekt innefattas omfattande komplexitet att behandla, såsom: frågor rörande marknaden, kunden, konkurrenter, teknologi, produkt, tillverkning, lagstiftning, försörjningskedja, leverans, service och andra aspekter [4]. Därför är det naturligt att kvalitén i Öppen Rapport nr 1335 5
grundarbetet under FFE är kritiskt för fortsatt resultat i resten av framtagningsprocessen [5, 18, 19]. När det gäller multimaterialprodukter blir denna kraftsamling i FFE ännu viktigare och mer uppenbart avgörande för fortsatt resultat i resten av framtagningsprocessen. Multimaterialprodukter kräver specialistkompetenser inom tvärvetenskapliga områden för att klokt värdera en konceptlösning. Det behövs till exempel representanter som kan kundbehov, stål- och kompositmaterial, fogningsteknik, korrosion, konstruktion och produktion för att både förstå produktkraven och konsekvensen av olika konceptval men även för att få en rimlig hastighet på projektet utan att hamna på för osäker mark. Om kunskap och fakta inför konceptval inte behandlas på ett strukturerat sätt är risken stor att en specifik lösning låses för tidigt. Vilket resulterar i stor risk för kostsamt omarbete. 4.1.1 Att analysera konceptens konsekvenser hos produktionssystemet Vid analys av vilka konsekvenser ett koncept har för produktionssystemet finns två avgörande kunskapsrelaterade frågor att beakta. Det första gäller att tillräcklig mängd relevant fakta finns tillgänglig, baserat på var i processen en produktframtagning är. Vid analys tidigt i processen när mängden koncept är omfattande blir kanske fokus på produktionsfrågorna mindre men det är mycket viktigt och avgörande att de aspekter som finns med redan i detta skede verkligen fångar det som påverkar kostnad och ledtid. Den andra frågan gäller kunskapen hos den eller de resurser som deltar i analysen. Att i ett tidigt skede kunna tolka den fakta som finns och relatera till konsekvenserna i de verkliga produktionssystemen är en mycket komplex uppgift. Eftersom funktionen för en produkt i ett tidigt skede oftast är den största utmaningen att lösa hamnar produktionsfrågorna kanske på en lägre prioritering. Därför krävs det antigen väldigt god erfarenhet för att ändå klara av att bedöma konsekvenserna i produktionssystemet, men med ett beslutsstöd säkerställs att dessa viktiga aspekter inte åsidosätts utan bedöms på ett mer objektivt sätt. Exempelvis så avviker multimaterialprodukter i stor utsträckning mot befintlig ersättningsprodukt eller tidigare fungerande upplägg. Inför beslut av koncepturval är det relevant att visualisera konceptförslagens förädlingsflöden i produktionssystemet. Ett beslutsstöd skulle kunna ge rekommendation inför val av analys beroende av volym och omsättning, ibland kan en enklare beskrivning av operationsföljd räcka, ofta kanske en sådan behöver kopplas mot de förflyttningar som krävs i lokalerna. Vid större investeringar kan en mer djupgående simuleringsanalys krävas för att identifiera de olika koncepten. Det är också viktigt att identifiera hur överslag av kostnader vid de olika analyserna kan utföras, för att erhålla ett relevant underlag inför beslut. 4.2 Beslut om produktutvecklingsprojekt Att utveckling av multimaterialprodukter är mer komplext ställer större krav inför beslut om att starta ett projekt vilket medför att det finns en än större potential att ta till sig arbetssättet inom LPD (Lean Product Development), såsom: Front- Loading, set-based design och checksheets [1, 2]. Metoder som kan möjliggöra tidigareläggning av beslut om att starta ett projekt genom principen att låsa en 6 Rapport nr 1335 Öppen
konstruktionslösning så sent som möjligt, se illustrering i figur 1 nedan. UFoHprojektet har testat användning av Pughs matris [20] som verktyg för konceptutvärdering. Genomlysning av fakta i en tvärfunktionell grupp m.h.a. Pughs matris kombinerat med en produktframtagningsprocess som möjliggör ett mer strukturerat arbetssätt och faktainsamling under utvecklingen av projektet har en mycket stor potential att reducera ledtiden och reducera behov av dyrt omarbete vid framtagning av multimateriallösningar. Komplexiteten i multimateriallösningar innebär att kunskapen om produkten i konceptfas är mycket osäker med risken att det eller de koncept som tar sig vidare till nästa fas, se formellt PU-projekt i figur 1, inte har förutsättning att klara av att uppfylla alla krav som finns på både produkten och produktionsupplägget längre fram. För att undvika och minimera sådana brister är det viktigt med så stor öppenhet som möjligt. Det finns en potential med att flytta beslutet om PU uppströms i FFE-fasen då fler potentiella lösningar (koncept) fortfarande finns, se figur 1. Skillnaden i detta avseende mot mer traditionellt upplägg av produktframtagningsprocessen, att tidigarelägga beslutspunkten kan innebära att fler av de funktioner som normalt blir inblandade senare i ett projekt blir involverade från ett tidigare skede för att minimera risken för Front End Failure, d.v.s. att missa att få fram, hantera och värdera viktig grundfakta som är avgörande för vidare projektets prestation. x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x Beslut om PU FFE Formellt PU-projekt Figur 1. Illustrering av potential med tidigareläggning av beslutspunkt inför formellt PU-projekt Öppen Rapport nr 1335 7
4.2.1 Hur processen stödjer produktifiering och industrialisering Inom LPD-metodiken (Lean Product Development) beskrivs två övergripande typer av förluster eller slöserier inom en produktutvecklingsprocess. Den första orsakas av brist på kunskap/kompetens, kompetensslöserier. Motmedlet för att minimera detta slöseri är att tidigt i produktutvecklingsprocessen analysera och identifiera vilket behov av kunskap/kompetens som kommer att behövas och jämföra det med den verkliga tillgången. Gapet mellan behov och tillgång blir alltså det som skall minimeras för att säkra ett bra resultat. Det andra slöseriet som LPD tar upp är ett dåligt processflöde, processlöserier, t.ex. väntetider, ojämn belastning mellan resurser m.m., d.v.s. hur stor avvikelsen för projektet är mot ett optimerat jämnt flöde. Detta slöseri kan givetvis orsakas av bristande kompetens men handlar mer om hur väloljat och samkört ett team är. Vid produktutveckling av multimaterialprodukter ligger dock tyngdpunkten på risk för slöserier inom kompetensbrist, eller på processlöserier som orsakas av komptensbrist. I själva produktutvecklingsfasen sker normalt dimensioneringen av produkten och anpassningen mot tillverkningsprocessen och angränsande systemlösningar samtidigt. Tillverkningsprocessen är i många fall väl inarbetad sedan lång tid och rent fysiskt mycket kostsam att göra större ingrepp/investeringar i och målet är att så långt som möjligt minimera ändringar i den. När multimaterialprodukter gör sitt inträde kommer detta arbetssätt att ställas på sin spets då kunskapen om vilka metoder som kommer att krävas totalt sett är låg. För att kunna ta till vara på de identifierade möjligheterna för att reducera ledtiden och samtidigt få fram bättre konstruktionslösningar enligt konceptet beskrivet i figur 1 ovan krävs ett förbättrat arbetssätt i produktframtagningsprocessen. En kombination av arbetssätt (Front- Loading), konstruktionsmetodik (set-based design), kunskapsdokumentation (checksheets) och ledarskap av produktframtagningsprocessen krävs. Front- Loading, innebär att möjliga lösningsförslag tas fram och urvalsprocessen sorterar bort minst lämpade lösningar istället för att tidigt favorisera. Set-based design, innebär framtagning av kända konstruktionsgränssnitt inom vilka en dellösning kan tas fram oberoende av andra dellösningar. Principen att dela in en komplex konstruktion i dellösningar medför möjligheten att dela upp arbetet med att ta fram kravspecifikationen, med potential att flöda produktutvecklingsprojekt snabbare (mindre batcher). Samtidigt utmanar det arbetssättet genom ökat krav på flexibilitet eftersom ändringar kan ske efter det tidigare traditionella låsta överlämnandet. Checksheets, representerar kunskapsbasen med fakta om vad som är möjligt. Med denna kombination av verktyg/system skapas förutsättningar för att involvera en större mängd resurser och kompetenser i tidigt skede och ändå säkra att produktframtagningsprocessen går vidare i önskad takt. Avgörande för funktionen hos denna process är att ledarskapet agerar stödjande och aktivt [5, 21]. T.ex. kan flera olika fogningsmetoder vara aktuella och det gäller att hålla olika möjligheter öppna så länge som möjligt inom en ram (förändringsfönster) som kan möjliggöra större ingrepp i både detaljutformningen och tillverkningsprocessen för att slutligen kunna sortera fram den bästa totallösningen senare när kunskapsnivån inom projektet är som störst. 8 Rapport nr 1335 Öppen
4.3 Sammanfattning av möjliggörare för effektivare produktframtagning av multimaterialprodukter Det är väsentligt med stor aktivitet, stor öppenhet och ett brett tvärfunktionellt deltagande i konceptutvecklingsfasen (FFE), samt viktigt att strukturera hur man tar fram kunskap inför beslut i denna fas, d.v.s. minimera första F:et i FFE (Fuzzy). Multimaterialprodukter kräver större hänsyn till fakta vid konceptval, potentialen med att dra fördel av organisationens (och extern) kunskap i tidigt skede ska inte underskattas. Att ta stöd i beslutsunderlag för att värdera konsekvenserna av olika koncept underlättar en mer objektiv och strukturerad beslutsprocess baserat på fakta. En välfungerande produktframtagningsprocess är en förutsättning för att kunna skilja på fakta och subjektiva bedömningar, d.v.s. en objektiv beslutsprocess. Detta ställer större krav på fungerande hantering av kunskap och lärande. Det blir viktigt att sträva efter bättre dokumenterad kunskap (checksheets och set-based design) som används, för att bättre kunna identifiera de förändringsfönster inom vilka omfattning av konsekvenserna hos produkt och produktionssystem kan styras, vilket möjliggör ökad användning av arbetsmetodiken i Front-Loading, så att det traditionella utvecklingsförfarandet med mycket tidskrävande iteration kan brytas. 4.4 Utmaningar att hantera för att utvinna potential Multimaterial ställer större krav på produktframtagningsprocessens förmåga att med rimliga resurser ta fram fungerande lösningar till kund. Dessa större krav kan sammanfattas i två utmaningar: Ta fram Beslutsstöd för koncepturval, stort behov av ökad objektivitet hos fakta vid beslut för att minimera dyra omarbetskostnader, stort behov av att paketera och värdera kunskap vid utveckling av multimaterialprodukter utifrån vilken fakta som krävs vid start av produktutvecklingsprojekt. Ett beslutsstöd har en viktig funktion att fylla och bör innehålla den samlade kunskapen inom multimaterial och bli en utgångspunkt för framtida standard. Funktionen med ett sådant beslutsstöd kan också bli identifiering av det kunskapsgap som är relevant att fylla för de olika tekniska delområdena såsom fogning, förband, bearbetning, korrosion etc. Inför beslut om koncepturval ska ett sådant beslutsstöd kunna användas innan man kan gå vidare i processen, samt innefatta metodik för dess egen användning. Ledning av produktframtagningsprocessen, ökad helhetssyn är avgörande för att förstå och efterfråga en utveckling mot en mer fungerande process, där komplexiteten hos multimaterial ställer större krav på effektiviteten hos produktframtagningsprocessens funktion. Ett stöd för att underlätta utveckling av produktframtagningsprocessen specifikt för multimaterialproduktframtagning är lämpligt att ta fram för att skapa en drivkraft mot en effektivare process som tar hänsyn till grundmekanismerna presenterade i detta kapitelavsnitt. Multimaterialprodukter tydliggör vinsterna med ett mer strukturerat koncepturval, p.g.a. de stora konsekvenserna bristande kunskap i tidiga faser kan medföra, samt vinsterna med att bättre identifiera de förändringsfönster i produktkonstruktionen och produktionssystemet som Öppen Rapport nr 1335 9
kan möjliggöra en bättre styrning för att minimera konsekvenserna av förändringar i konstruktionslösningen. Det finns också mjuka parametrar inom ledning av produktframtagningsprocessen som måste beaktas i ett sådant stöd. Vidare är framtida kompetensförsörjning av personer som förstår betydelsen av ledning av produktframtagningsprocessen avgörande för positiv hållbar utveckling över tid. 5 Metodikutkast för Koncepturval För att skapa en uppfattning om vad en Metodik för generering av koncept från krav på produkt och produktion framställs här ett enklare utkast på delar av innehåll att inkludera vid framtagning av en sådan. 5.1 Metodikinnehåll 1. Metodik behöver ge stöd i att sätta samman grupp som ska deltaga vid utvärdering av koncept. Är rätt kompetens närvarande? Vilken kompetens anses vara obligatoriskt närvarande vid koncepturval för de aktuella produktidéerna? Då en funktion kan tas fram på flera olika sätt genom olika produktidéer är det viktigt att det går att värdera konsekvensen av dessa. Beroende av val av fogningsmetod krävs olika kompetens, samt 2. Metodik behöver ge stöd i att anpassa analysens omfattning beroende av identifierat nuläge/behov. Hur ska innehållet i Pughs matris definieras? Vad är obligatoriska utvärderingsegenskaper, vad är tillval? Metodik behöver ge vägledning hur användare ska utföra detta för att effektivisera användning och för att det inte ska missas väsentliga egenskaper. Indata såsom vad det är för produktidé, fogningsprinciper, användningsområde, nuvarande industriell produktionsstruktur, etc. 3. Metodik behöver ge stöd i att genomföra metodiken. Genom att ha rätt kompetens närvarande, baserat på bedömt faktabehov där omfattning på analys värderats, kan koncepten värderas på lika villkor. Genomförandet, i form av koncepturval, bör lämpligen ske löpande tillsammans med faktaframtagning för att värdera koncepten. D.v.s., att användandet av metodiken kan ske flera gånger innan det definitiva konceptet är valt från vilket dimensionering och vidare produktionsanpassning sker. Se figur 2 som illustrerar att metodiken som ger stöd vid konceptval kan användas flera gånger innan dimensioneringsfasen inleds. Detta för att möjliggöra att bästa alternativet kan väljas utifrån bästa kunskap, d.v.s. praktisera beslutsfattande om konceptet när kunskapsmängden är som störst. 5.2 Kravspecifikation på metodik Den slutliga metodiken måste kunna ge stöd i att effektuera dess innehåll. För att det ska bli möjligt behöver framtida forskning identifiera hur metodiken ska se ut 10 Rapport nr 1335 Öppen
och i detalj användas. Fallstudier där metodiken testas behöver också utföras. Syftet skall vara ett mer visuellt och objektivt utvärderingsförfarande, vilket resulterar i en effektivare ingång för hela produktframtagningsprocessen. Pughs matris är en bra utgångspunkt för framtida utvärderingsmetod. Men behöver kompletteras så att användandet av den systematiseras. Vad som ska vara de olika byggdelarna i metodiken behöver respektive tvärvetenskapligt område som berörs av hybridkonstruktioner definiera. Ska i huvudsak metodiken användas för utvärdering av hybridkonstruktioner krävs samtlig betydelsefull info inför koncepturval definieras vid metodikframtagningen. Detta har inte varit fokus i nuvarande projekt. Men det skapar samtidigt en efterfrågan på vilken kunskap som behöver tas fram i efterföljande projekt, d.v.s. systematisering av kunskap som är värdeful att kunna sammanställa vid koncepturval. Som indikerat av beskrivningen av genomförande av metodik ovan placeras användandet av metodiken i ett sammanhang. Sammanhanget för metodiken är att medverka i processen att vaska fram det bästa konceptet. Det har i tidigare kapitel påvisats potentialen med att involvera tvärfunktionella kompetenser tidigt, fokusera på att identifiera kunskapsbehovet och implementera Front-Loading principen vid koncepturval. Syftet med det är att eliminera koncepturval baserat på för enkelsidig information som inte tar hänsyn till väsentlig fakta, vilket resulterar i kanske dyra investeringar, omarbetningar och itererande i senare faser. Det finns ett stort värde i att ta större hänsyn till fakta tidigt och systematisera urvalsprocessen så framvaskandet av koncept och kunskapsuppbyggnad kan ske parallellt, se figur 2. Då kan onödiga kostander i senare faser undvikas i större utsträckning och en kortare totalledtid uppnås. Metodiken behöver inkludera även upprätthållandet av denna princip, att möjliggöra senareläggning av beslut och kunskapsuppbyggnad parallellt. Det är en av de viktigare systemaspekterna för att nyttiggöra användandet av metodiken. Kortfattat ska metodikframtagningen resultera i beskrivning av hur Pughs matris ska sättas samman och användas. Öppen Rapport nr 1335 11
Identifiera rätt nivå på kunskap som ska identifieras för att bra kunna utvärder egenskaperna inför konceptval. T.ex. Flödesanalys Inriktning på noggrannhet hos analys är volym och komplexitetsberoende: Omfattande flödessimulering Konceptflödessimulering Layoutupplägg med operationslista Pughs matris Egenskap Viktfaktor Koncept Dagens Koncept 1 Koncept 2 Risk för strukturella skador Ref 10 14 Utmattning 10 Ref 1 2 Slag, kraftiga 3 Ref 0 0 Korrosion 6 Ref 0-1 Temperatur växling-30 till + 80C 9 Ref 0 0 Produktions kostnad Ref 7 1 Material/produkt 8 Ref 1-2 Utrustning, Investering, leverantörer 5 Ref 0-1 Personal 5 Ref 1 2 Hanterbarhet, montering 6 Ref -1 2 Kvalitet Ref 0 0 Flexibilitet Ref 0 0 Riskbedömning Ref 0 0 Miljö konsekvenser Ref 0 0 Vikt 0 0 Kund konsekvenser Ref 0 0 Resurssnålhet Ref 0 0 Visuella aspekter Ref 0 0 Viktad summa 17 15 Figur 2. Illustrering av utvecklingspotential av Pughs matris Varje egenskap, se figur 2, behöver delas in i lämpliga nivåer vid utveckling av metodik. Kravspecifikationen på vilka egenskaper som ska ingå i metodiken bör tas fram utifrån vilka egenskaper som kan anses viktiga att ta hänsyn till vid koncepturval. Vad som är viktigt bör respektive tvärvetenskapligt område definiera tillsammans med industripartners. Metodikframtagning bör också innefatta möjligheten att utveckla utvärderingsverktyg som blir en del av metodiken, t.ex. hur tillverkningskostnaderna kan beräknas, hur mycket spelar nuvarande industriella struktur in på införande av nya material etc. Efter sammanställning av hur innehållet i Pugh ska se ut behövs utvärdering genom fallstudier och workshops för att uppnå och utvärdera användbarhet, nyttogörande etc. Vilket torde medföra förbättring av metodik och hur den ska användas. Som figur 3 illusterar bör metodiken användas flera gånger fram till dess de koncept som anses lämpligast att vidare produktutveckla kan urskiljas. Naturligt i denna urvalsprocess är att osäkra aspekter hos ett specifikt koncept behöver ytterligare faktaframtagning. T.ex. kan det i startskedet räcka med en enklare analys av konsekvensen på den nuvarande industriella strukturen. Allt eftersom koncept väljs bort kan djupare analys av konsekvenserna hos återstående koncept efterfrågas för att säkerställa ett effektivare fortsatt produktframtagningsflöde. Likadant kan ske inom de andra egenskaperna hos koncepten som omfattas av bedömningen. 12 Rapport nr 1335 Öppen
x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x Beslut om PU FFE Formellt PU-projekt Figur 3. Koncepturvalsprocessen där varje streckad oval representerar en genomgång av metodiken för att vaska fram de koncept som anses lämpligast att gå vidare till dimensioneringsfas med. 6 Diskussion För många läsare av rapporten är det tydligt att förbättringspotential finns oavsett material vid produktframtagning. Tyvärr är den allmänna utvecklingen svag mot möjliggörandet av denna potential. Multimaterialkonstruktioner ställer koncepturvalsprocessen på sin spets genom att det blir ännu tydligare att behovet av tvärdisciplinärt kunnande krävs samt att nya material på ett tydligare sätt utmanar rådande industriella strukturer som är kostsamma att anpassa. Att konsekvensen av konceptval ska få ett större utrymme kan anses självklart för att hantera detta. Problematiken ligger i att beteendet hos organisationen och individerna däri motverkar denna självklarhet. Få beslutsfattare är villiga att låta resurser användas för att göra en noggrann konceptutvärdering av framtida produkter man inte vet något om de ska realiseras. Däremot är man villig att ta beslut om att öka resurstillsättningen i sena faser innan produktionsstart för att hjältemässigt rädda hela situationen. Enkelt motiverat, eftersom situationen är kritisk och resurstillsättningen ger direkt effekt som förhindrar försenad produktionsstart. Däremot, ägnas mindre reflektion och åtgärder för att förhindra att situationen inte upprepas, d.v.s. förhindra vad som gjorde att den stora hjälteinsatsen krävdes! Det är anmärkningsvärt att inte forskningen nått längre inom hur denna problematik ska hanteras ute i industrin. Det är dags att ta tag i detta systemfel och börja leda produktframtagningsprocessen. Då är det viktigt att Öppen Rapport nr 1335 13
fokusera på rätt problematik, vilken helt består av mjuka aspekter och parametrar, det är systembeteendet som måste behandlas. Det finns ett behov av att visualisera systembeteendet, på vetenskaplig grund, för att förstå vårt eget beteende ur helhetsperspektivet. När denna insikt kan uppnås skapar det väsentligt bättre förutsättningar att ta vara på den i rapporten beskrivna potentialen i produktframtagningsprocessen. 7 Slutsats En metodik som kan ge beslutsstöd vid koncepturval av konstruktionslösningar är nödvändig för att undvika dyra och sena ändringar. En metodik som kan ge support i att blanda in rätt tvärvetenskaplig kunskap och som vägleder urvalsprocessen mot bortväljande av sämsta alternativ, där ökad kunskapsinhämtning möjliggörs för att med växande kunskap även uppnå växande träffsäkerhet i koncepten. Konceptgenerering vid hybridlösningar aktualiserar detta behov ytterligare, där det krävs omfattande tvärdisciplinär kunskap tidigt och konsekvensen av olika val medför stora utmaningar på befintligt produktionssystem. Kort sagt risken att det blir omfattande konsekvenser ger incitament att skapa bättre förutsättningar för att leda produktframtagningsprocessen mer effektivt. Forskning inom området, ledning av produktframtagningsprocessen med speciellt fokus på utveckling av den, behöver intensifieras med syftet att ta fram kunskap som kan omsättas av produktframtagningsföretagen. Det är en kraftfull utmaning för den utkräver utökad kunskap och förståelse för mjuka frågors betydelse i interaktion med ingenjörstekniska system. 8 Fortsatt arbete Fortsatt arbete krävs för att åskådliggöra potentialen med en förbättrad produktframtagningsprocess. Här existerar en betydande utmaning. Hur ska den tid som investeras i tidiga faser kunna motiveras? Traditionella förfarandet är att lyckas låsa sig så tidigt som möjligt vid det bästa konceptet (och om vad som är bästa sättet kan åsikterna skilja). Problemet är att utfallet med det traditionella arbetssättet inte matchar med det förväntade resultatet. Här finns en pedagogisk utmaning för framtida forskning att överbrygga. Det krävs att synliggöra effekterna av det ena och andra sättet att investera tid och resurser för att åstadkomma tilltro till möjligheterna med bättre kunskapsidentifiering i tidiga faser trots det resursbehov det skapar. Det behövs stöd att se bortanför fördröjningseffekterna i systemet. Det börjar bli dags att introducera simulering även inom produktframtagning för att möjliggöra utveckling och implementering i verkligheten som kan ta fasta på forskningsresultaten. Metodikutveckling baserad på Pughs matris, för att uppnå den i denna rapport beskrivna potentialen med ökad kunskapsuppbyggnad i tidig fas, rekommenderas i fortsättningsprojekt inom LIGHTer. Speciellt hybridkonstruktionslösningar medför större risktagande om det traditionella förfarandet i produktframtagningsprocessen vidmakthålls. Men för att det finns en given potential får man inte bortse från betydelsen av mjuka aspekter, vilket kräver en 14 Rapport nr 1335 Öppen
aktivare ledning av produktframtagningsprocessen för att ständigt efterfråga utveckling av den egna processen. Då området är relativt outforskat finns fortsatt arbete även med att utveckla stöd för att tydliggöra och motivera hur arbetet med att utveckla produktframtagningsprocessen bör omsättas. 9 Referenser [1] Morgan, J., och Liker, J., 2006; The Toyota Product Development System: Integrating People, Process, and Technology, New York, Productivity Press. [2] Holmdahl, L., 2010, Lean Product Development på Svenska, version 1.5, Göteborg, Stromia Digitaltryck AB. [3] Khurana, A., och Rosenthal, S., 1998, Towards holistic front ends in product development, Journal of Product Innovation Management, Vol.15, No.1: sid.57-74. [4] Koen, P., et al., 2002, Fuzzy Front End: Effective Methods, Tools, and Techniques, kapitel 1 I boken: The PDMA TOOLBOOK for New Product Development, ISBN: 978-0-471-20611-8. [5] Kurkkio, M., 2010, Managing the Fuzzy Front End of Product and Process Development, PhD Thesis, Luleå, Department of Business Administration and Social Sciences, Luleå University of Technology. [6] Frishammar, J., Lichtenthaler, U., och Kurkkio, M., 2012, The front end in non-assembled product development: A multiple case study of mineral- and metal firms, Journal of Engineering and Technology Management, Vol.29: sid.468-488. [7] Repenning, N., 2000, A dynamic model of resource allocation in multiproject research and development systems, System Dynamics Review, Vol.16., No.3: sid. 173-212. [8] Repenning, N., Gonҫalves, P., och Black, L., 2001, Past the Tipping Point: The Persistance of Firefighting in Product Development, California Management Review, Vol.43, No.4: sid.44-63. [9] Taylor, T., och Ford, D., 2006, Tipping point failure and robustness in single development projects, System Dynamics Review, Vol.22, No.1: sid.51-71. [10] Repenning, N., och Sterman, J., 2001, Nobody Ever Gets Credit for Fixing Problems that Never Happened, California Management Review, Vol.43., No.4: sid.64-88. [11] Lyneis, J., och Ford, D., 2007, System dynamics applied to project management: a survey, assessment, and directions for future research, System Dynamics Review, Vol.23, No.2/3: sid.157-189. [12] Milling, P., 2002, Understanding and managing innovation processes, System Dynamics Review, Vol.18, No.1: sid.73-86. Öppen Rapport nr 1335 15
[13] Driva, H., Pawar, K., och Menon, U., 2000, Measuring product development performance in manufacturing organisations, Int. J. Production Economics, Vol.63: sid.147-159. [14] Cedergren, S., Wall, A., och Norström, C., 2010, Evaluation of performance in a product development context, Business Horizons, Vol.53: sid.359-369. [15] Eisenhardt, K., och Martin, J., 2000, Dynamic Capabilities: What are They?, Strategic Management Journal, Vol.21, No.10/11: sid.1105-1121. [16] Asiedu, Y., och Gu, P., 1998, Product life cycle cost analysis: state of the art review, Int. J. Prod. Res., Vol.36, No.4: sid.883-908. [17] Kurkkio, M., Frishammar., J, och Lichtenthaler, U., 2011, Where process development begins: A multiple case study of front end activities in process firms, Technovation, Vol.31: sid.490-504. [18] Verworn, B., Herstatt, C., och Nagahira, A., 2006, The impact of the fuzzy front end on new product development success in Japanese NPD projects, Working Papers / Technologie- und Innovationsmanagement, Technishe Universität Hamburg-Harburg, No.39, http://hdl.handle.net/10419/55475 [19] Florén, H., och Frishammar, J., 2012, From Preliminary Ideas to Corroborated Product Definitions: Managing the Front End of New Product Development, California Management Review, Vol.54., No.4: sid.20-43. [20] Pugh, S., 1990, Total Design, Addison-Wesley. [21] Ottosson, S., 2004, Dynamic product development DPD, Technovation, Vol.24: sid.207-217. 16 Rapport nr 1335 Öppen