מרעיון למוצר דני חייט

תכן הנדסי, תכנון ופיתוח מוצרים – תהליך ומהות מושגים מעולם הפיתוח

שלבים בפיתוח תכן הנדסי הבנת הצורך/רעיון. גיבוש פתרון. הבנת יישום הפתרון ופיתוח הרעיון (קונספציה). הבנת סביבת העבודה והאילוצים כולל בעלי עניין – גיבוש פונקציונאליות נדרשת. בחינת הפתרון והמשאבים הנדרשים ליישומו. תכנון מלא של הפתרון. בחינת התכנון מול האילוצים והדרישות. יישום תכנון מלא לפתרון ובכללם למשאבים הנדרשים הנלווים לפתרון. מוכנות הייצור. מוכנות לטסט. התאמה סופית לדרישות.

אפיון מוצר/פתרון ראשיתו של תהליך התכן ההנדסי בכלל ופיתוח מוצרים בפרט הוא הצורך. הצורך יכול להיות מערכת, מכונה, פריט ו/או תהליך. הפתרון לצורך שנוצר/קיים הוא זה שדורש להתחיל תהליך פיתוח הנדסי שיפתור את הבעיה. זיהוי הצורך ואפיון הבעיה מהווים גורם מכריע בחשיבותו לתחילת הפרויקט. עם הגדרת הצרכים והדרישות ניתן לשלב כיווני פתרונות הנדסיים שיהוו את ראשית תהליך הפיתוח. תרגום הצורך למסמכי אפיון מוצר והגדרתו בכתב, חשובה מאוד להמשך תהליך יעיל של הפיתוח.

בחירת פתרון בשלב בחירת הפתרון מתבצע בעיקרו תהליך של איסוף מידע רלוונטי, סקרים, בדיקות וראיונות שמסייעים לבחירת הטכנולוגיות והתכן ההנדסי. לעיתים רבות משלבים בשלב זה בניית דגם פיתוחי ראשוני להוכחת היתכנות (Mockup- full-size model of a design or device מוק-אפ), ניסויים ואנליזות. סיומו של שלב זה מוצע ללקוח פתרון נבחר ומומלץ.

אפיון הפתרון למימוש - בחירת קונספט ותכן כללי קבלת המידע מהלקוח. אפיון והגדרת הצרכים והדרישות ע"י ביצוע פגישות/ראיונות עם אנשי המפתח ושאר הגורמים הרלוונטיים. הכרת סביבת העבודה, אילוצי הייצור ו"צווארי בקבוק", הספקים נדרשים, עלויות ועוד. לימוד התהליך (ייצור, מקרה, מפרטי אפיון) הקיים על בוריו, מדידות ותיעוד תהליכים. עיבוד נתונים, דיונים ובדיקות.

מסמך האפיון והתוצרים. כתיבת מסמך אפיון דרישות וצרכים והצגתו ללקוח. כתיבת מסמך אפיון דרישות וצרכים והצגתו ללקוח.  כתיבת מסמך תכולת עבודה SOW והצגתו ללקוח. הגדרת קונספט שיהווה בסיס לתכן המערכת בהתאם לדרישות של ה-SOW. בניית מוק-אפ, בדיקות, ניסויים ואנליזות. ביצוע תכן כללי למערכת, בהתאם לקונספט שנבחר (התכן הכללי יכלול תרשימי לוגיקת המערכת, הגדרת הבקרה, תכנון מכאני, אלקטרוני ו/או אחר כללי (שיכלול,     במידת הצורך ניסויי תיקוף ואפיון), אפיון רכיבים עיקריים ובדיקת זמינותם. מידול כללי של הרעיון (קונספט) המומלץ שיכלול מודלים תלת ממדיים (D3) כלליים להמחשה ובדיקות נפחים ומרחקים. הגדרה מפורטת של המרכיבים העיקריים (הכנה לרכש מידי – ע"מ לחסוך זמן).

הצגת התוצרים בסקר תיכון הצגת התוצרים בסקר תיכון  מימוש הפתרון (בצורה ממוחשבת ובמפרטים) שלב זה מאופיין בתכן המפורט המהווה תשובה הנדסית למפרטי המוצר/פתרון. בשלב זה מתכננים לפרטי פרטים את כלל המכלולים והמערכות. מבצעים שלב זה בעזרת תוכנותCAD תכנון מכני הנדסי, אנליזות וכו'. בשלב זה הפתרון הולך ומקבל צורה מוחשית (עיצוב ותכנון מכני של המוצר), תכנים לוגיים (תכנון כרטיסים אלקטרוניים, בקרה וכו'). עם סיום שלב זה יש למעשה מענה הנדסי מפורט ובר מימוש לכדי פתרון מוחשי ובר בדיקה. תוצרי שלב זה מוצגים לבעלי העניין בפרויקט ומקובעים להמשך הפרויקט בסקר תיכון הנקרא סקר תיכון קריטי CDR

גיבוש התכן (CDR- critical design review) ביצוע תכן מפורט למערכת, בהתאם לתכן הכללי. תכנות הבקרה ולוגיקת המערכת. ביצוע בדיקות, אנליזות וניסויים לווידוא יעילות התכן. הצגת התוצרים ללקוח בסקר תיכון CDR)).

מימוש הפתרון (תיעוד - תיק מוצר/ייצור) שלב זה מאופיין בהגדרה מפורטת וברת מימוש של המפרטים ההנדסיים, כלומר: תיק ייצור ותיעודו. התכן מקבל צורה מוחשית הבא לכדי ביטוי במפרטים הנדסיים (סכמות, שרטוטים והגדרות ייצור). כלל הפעילויות הנדרשות לקראת המימוש עצמו הלכה למעשה  

שרטוטים, מפרטים טכניים ו BOM ביצוע מודלים ממוחשבים ושרטוטים. הכנת מפרטים טכניים לייצור. הכנת מפרטים לשינויים הדרושים בקו הייצור. הכנת BOM. כתיבת נהלים רלוונטיים (במידת הצורך) אפיון תהליכי העברה מפיתוח לייצור (במידת הצורך)

מימוש התכן (רכש, ייצור, אינטגרציה ועוד) שלב זה מאופיין ברכש, ייצור, והרכבות – מימוש של המפרטים ההנדסיים הלכה למעשה, כלומר: מימוש תיק הייצור. התכן מקבל צורה מוחשית הבא לכדי ביטוי במערכת ראשונה (לרוב – אב טיפוס).

מימוש התכן  רכש וייצור כלל חלקי המערכת (תמיכה ביצור: כלי יצור, רכש חו"ג, ייצור חלקי המערכת). הרכבת המערכת כיוונון ראשוני והפעלה Bring Up. הרצת המערכת ובדיקתה. אימות התכן ותיעודו. שיפור (לעיתים), ביצוע מספר סבבים של בחינה ושיפור עד להגעה לתוצאה הרצויה (לאב טיפוס, דגם הנדסי, דגם יצורי) בהתאם למפרט. הכנת תיק מוצר (תיאור המכלולים העיקריים, אופן עבודה, הוראות בטיחות, הוראות הפעלה והוראות התקנה). הצגת המערכת ללקוח. 

אספקת המערכת והטמעתה אספקת המערכת ללקוח יחד עם המפרטים הדרושים. אספקת המערכת והטמעתה  אספקת המערכת ללקוח יחד עם המפרטים הדרושים. הדרכות (הלקוח ו/או ראש צוות ו/או עובד הייצור (ע"פ הוראות הבטיחות, ההפעלה וההתקנה)). תמיכה בוולידציה (אם הוגדר). חשוב לציין כי תיעוד התהליכים (תהליכי האפיון, התכן, הניסויים והבדיקות לרבות אימות ותיקוף התכן) חשוב ביותר ובמקרים רבים (כדוגמת פתוח מוצרים רפואיים) אף מחויב רגולטורית. השלב הבא – במידה ומדובר על פתרון/מוצר שעובר לייצור סדרתי: שלב העברה מפיתוח לייצור.

מושגים הבנת הצורך/הבעיה/הזמנת לקוח/שדרוג/התייעלות ועוד... Mission Concept Review (MCR) - בחינת קונספט הפתרון בעלי עניין גורמי סיכון ניתוח חלופות System Requirements Review (SRR) - פונקציונאליות נדרשת SOW – תוצרים נדרשים WBS – ארגון העבודה LRC – מבנה ארגוני/מעורבים בביצוע Mission Definition Review (MDR) - בחינת הפתרון והמשאבים הנדרשים System Design Review (SDR) - בחינת התכנון המלא ותרשימי זרימה מלאים

מושגים Preliminary Design Review (PDR) מפגש הצורך עם התכנון המלא כולל משאבים ואילוצי זמן נדרשים הוקצו דרישות המערכת לתכנון. אפיון המערכת מלא תרשים הזרימה מלמד על ביצועי התכן. התכנון אכן "פוגש" את הפונקציונאליות הנדרשת. התוכניות מספיק "בוגרות" ליציאה לתכנון סופי. בוצעה זיהוי סיכונים מלא, ממודד, הובנו תכניות המנע או הורדת הסיכון ואושרו.

מושגים Critical Design Review (CDR) כלל המרכיבים הנדרשים לבנייה באופן בסיסי אכן מתוכננים ומכילים את החומרה והתכנה בכדי "לפגוש" את הפונקציונאליות הנדרשת. כלל ממשקי העבודה בחנו את התכניות המפורטות ואושרו על ידם. כלל מערך הייצור ובקרת הייצור מוכנים להמשיך לשלב הייצור השוטף. מערך האיכות QA)) מוכן לבחינת האיכות והצגתו באופן גרפי. בדיקה חוזרת שאכן הפונקציונאליות והתכנונים פוגשים את הדרישות ב PDR

מושגים Production Readiness Review (PRR) מוכנות הייצור Test Readiness Review (TRR) מוכנות להרצת טסט System Acceptance Review (SAR) עמידה בדרישות של כלל בעלי העניין

מושגים Operational Readiness Review (ORR) עמידה בכלל הדרישות התפעוליות הנדרשות ובכללם: רכש לוגיסטיקה ייצור בדיקות הדרכות כוח אדם

מושגים Flight Readiness Review (FRR) מוכנות לייצור בכל ההיבטים של כן או לא (go/no go) מכנות למערכת הייצור והמערכות התומכות את הייצור. כלל ממשקי העבודה מוכנים. לקיחת סיכונים מחושבים. קבלת החלטה על "טיסה" ויציאה לייצור שוטף.