Studii universitare de Masterat [302742]

[anonimizat]: [anonimizat] – [anonimizat]. Nicolae IONESCU

2017

Universitatea POLITEHNICA din București

Facultatea de Ingineria și Managementul Sistemelor Tehnologice

Departamentul Tehnologia Construcțiilor de Mașini

Studii universitare de Masterat

Domeniul Inginerie Industrială

Programul de studii Inginerie avansată asistată de calculator I.A.A.C

PROIECTAREA CONCEPTUALĂ A

[anonimizat], [anonimizat]: [anonimizat] – [anonimizat]. Nicolae IONESCU

2017

SISTEM DE ILUMINAT AUTONOM ALIMENTAT CU ENERGIE SOLARĂ

SISTEM DE ILUMINAT AUTONOM ALIMENTAT CU ENERGIE SOLARĂ

CAPITOLUL 1. [anonimizat]. Acesta a [anonimizat] a [anonimizat].

Astfel, sistemul de iluminat descris de echipă are încorporate următoarele funcții: [anonimizat], priză cu 2 USB-uri pentru încărcarea telefonului mobil sau a [anonimizat], precum și un sistem de proiectare a pistelor de biciclete sau a trecerilor de pietoni.

Totodată, [anonimizat].

Lucrarea este structurată în 12 capitole, în cuprinsul cărora sunt analizate aspecte precum:

marketingul strategic al produsului;

managementul proiectului;

stabilirea specificațiilor;

proiectarea conceptuală;

proiectarea detaliată;

fabricarea și testarea prototipului produsului;

omologarea, utilizarea, comercializarea și reciclarea produsului;

analiza economică;

elaborarea cărții produsului.

Am ales ca temă realizarea unui astfel de sistem tocmai pentru faptul că reprezintă o [anonimizat]. [anonimizat], motiv ce va duce la utilizarea din ce în ce mai mare a unui astfel de sistem ecologic și nepoluant.

Dintre avantajele esențiale ale unui astfel de sistem fotovoltaic amintim:

montare rapidă: [anonimizat];

durabilitate: se degradează după cel puțin 20 de ani de funcționare;

autonomie: [anonimizat];

producere de energie fără efecte poluante asupra mediului;

tehnologie fără poluare fonică.

[anonimizat]-ne astfel și personalizarea aplicației.

CAPITOLUL 2. INTRODUCERE

Întrucât în ziua de azi există o [anonimizat], petrolul, gazele naturale, a fost nevoie de o dezvoltare a cercetărilor bazate pe surse de energie alternative (eoliană, solară, hidraulică).

Deoarece trăim într-o [anonimizat], dorim să implementăm inovația în tehnologie pentru a ne ușura viața. Sursele regenerabile de energie rămân prima opțiune în astfel de demersuri atât de natură ecologică, cât și economică.

În momentul de față există o gamă largă a aplicațiilor energiei solare. Aceste aplicații cuprind încălzirea și răcirea mediului cu ajutorul arhitecturii solare, furnizarea de apă potabilă prin distilare și dezinfecție, iluminatul, producerea de apă caldă, gătitul cu ajutorul energiei solare și căldura de proces de înaltă temperatură utilizată în scopuri industriale. Pentru a utiliza energia solară, se folosesc de obicei panourile solare.

După cum am prezentat anterior, lucrarea urmărește realizarea unui sistem de iluminat parcuri și grădini propunându-și să îmbunătățească produsele deja existente pe piață. În urma efectuării unui brainstorming, după ce deja au fost dezvoltate inițial teme individuale, echipa a hotărât sa dezvolte acest sistem de iluminat autonom, considerând că tema este una de interes. Am urmărit astfel inovarea soluțiilor deja existente pe piață, echipa atașând produsului funcții noi, din ce în ce mai utilizate în prezent.

Pe parcursul derulării lucrării am reușit să aflăm cerințele clienților – în urma chestionarelor, am analizat studii de caz – pentru aprofundarea metodelor aplicate, am realizat concepte, ambalaje, siglă pentru produs – cu ajutorul programelor software, toate acestea aducând omogenitate întregului proiect. Echipa a realizat o lucrare închegată, reușind să parcurgă toate etapele: de la marketingul strategic al produsului, până la realizarea cărții acestuia.

MULȚUMIRI

Această lucrare a fost realizată sub îndrumarea domnului Conf. Dr. Ing. IONESCU Nicolae, căruia îî adresez sincere mulțumiri pentru susținerea și suportul pe care le-am avut în ceea ce privește efectuarea acestui proiect, precum și pentru sprijinul acordat pe toată desfășurarea programului de masterat și a lucrării de disertație.

De asemenea doresc să le mulțumesc și profesorilor care au susținut toate cursurile, seminariile și proiectele acestui program de masterat, precum și pentru îndrumarea și sfaturile acordate.

Sincere aprecieri și colegilor de echipă pentru gradul de implicare, susținere și ajutor.

CAPITOLUL 3. MARKETING STRATEGIC AL PRODUSULUI

Strategiile de marketing au rolul de a realiza un avantaj competitiv de durată, precum și o creștere a vânzărilor. Acestea includ toate activitățile de bază și pe termen lung în ceea ce privește ramura marketingului menită să analizeze situațiile inițiale ale unei societăți. De asemenea, acestea se ocupă cu formularea, evaluarea și selectarea strategiilor orientate către piață și să contribuie la atingerea obiectivelor companiei.

Planul de marketing este, de fapt, o strategie detaliată a modului în care un efort depus de marketingul unui produs sau serviciu este răsplătit financiar. Un plan de marketing inteligent va lua în considerare factori esențiali, cum ar fi costurile de producție și distribuție, cheltuieli de publicitate, dar și toate cheltuielile ce se asociază cu promovarea produselor/serviciile consumatorilor de pe piețele țintă.

3.1. Identificarea oportunităților de piață

Identificarea oportunităților presupune examinarea tuturor domeniilor în continuă schimbare, domenii care reprezintă sursa acestor oportunități. Identificarea oportunităților se realizează printr-o scanare sistematică a tuturor surselor. Realizarea unei liste complete a acestor surse de oportunități este imposibilă, dar putem menționa urmatoarele:

dezvoltarea de noi produse;

afacerile existente;

schimbările care au loc în mediul economic;

distribuția de produse noi;

productivitatea în vânzări;

eficiența forței de vânzări;

servicii;

profesionalismul echipei;

acoperirea pieței;

relația cu clienții;

canale noi de distribuție; etc.

Identificarea oportunităților este cu atât mai ușoară cu cât echipa are o experiență mai mare, mai multe cunoștinte sau abilități mai dezvoltate.

După identificarea oportunității, se verifică dacă aceasta este compatibilă cu antreprenorul sau cu echipa sa. Se ia în seamă identificarea tuturor factorilor critici de succes specifici sectorului respectiv, maniera de acțiune pentru valorificarea lor și limitarea efectelor riscurilor potențiale.

Tabelul 3.1. Matricea diferitelor tipuri de plan de marketing în funcție de obiect și orizontul de timp

3.2. Stadiul actual al tematicii proiectului

Necesitățile oamenilor au dus la apariția unei game variate de produse, determinându-l pe producător  să se adapteze și să creeze bunuri sau servicii corespunzătoare dorințelor consumatorului. Este necesară o clasificare a produselor, aceasta fiind decesară în elaborarea strategiilor de marketing, deoarece acertea se focalizează pe similitudini între grupe de produse.

3.3. Formularea misiunii

Stabilirea misiunii firmei este prima etapă care derivă din planul strategic al firmei și a obiectivelor generale de marketing.

Misiunea – scopul sau motivul pentru care firma funcționează, în condițiile unui anumit grup de clienți și a nevoilor acestor clienți.

Misiune evidențiază informațiile referitoare la tipurile de produse sau servicii pe care le realizează întreprinderea, clienții potențiali, precum și valorile importante adoptate de firmă.

Chiar dacă vorbim despre un oraș foarte mare sau despre o localitate mică, este necesară existența un sistem de iluminat bine pus la punct. Orice comunitate are nevoie de ilumină adecvată pentru ca activitățile normale să se desfășoare corespunzător.

Și aleile pietonale trebuie și ele iluminate adecvat, astfel încât toată lumea să se poată deplasa în condiții optime. Pe scurt, toate locurile trebuie să aibă o sursă constantă și eficientă de lumină, pentru a se împiedica orice accident.

Sistemele ce folosesc energia solară pentru reprezintă o variantă foarte avantajoasă pentru tradiționalele sisteme de iluminat, care folosesc electricitatea de la rețeaua națională.

Stâlpii de iluminat hibrizi, cu panouri solare folosesc energia soarelui, energie complet gratuită și inepuizabilă. Acest sistem nu afectează natura, deci nu se face niciun compromis între binele mediului și confortul unui oraș.

3.4. Selectarea potențialilor clienți

3.5. Date culese de la potențialii clienți

Echipa și-a concentrat eforturile spre înțelegerea cerințelor implicite și explicite ale clienților, în scopul creșterii continue a gradului de satisfacere a necesităților și așteptărilor acestora, luând în considerare atât clienții actuali, cât și pe cei potențiali.

Astfe, echipa a adoptat și demonstrat o orientare clară către client și calitate, în special prin evaluarea continua a clienților, dar și prin evaluarea constantă a performanțelor realizate.

Pentru identificarea cerințelor clienților am folosit interviul. Ghidul de interviu utilizat în culegerea datelor brute urmărește obținerea de răspunsuri care să rǎspundǎ urmǎtoarelor întrebǎri:

De ce este util?

Asigură produsul actual iluminatul public ?

Este produsul util?

Este un produs rezistent?

Este ușor de întreținut ?

Poate fi procurat la un pret accesibil?

Oferă siguranță în exploatare?

Are manual de instalare si întreținere?

Asigură alte funcții?

Există pericolul rănirii?

Este un produs compact, robust ?

Este un produs rezistent ?

Întreținerea produsului se face relativ repede și ușor ?

Ați dori ceva anume de la produsul ''Sistem de iluminat autonom”?

S-au realizat cinci interviuri din care rezultaă declarațiile culese de la cinci clienți, în care se prezintă cerințele declarate în forma dată de aceștia și ,,traducerea'' declarațiilor (vezi Anexa 1).

Cercetarea realizată de echipă a constat în realizarea de interviuri cu utilizatorii de vârf, consultarea literaturii de specialitate, precum și analizarea brevetelor existente.

În urma interviurilor cu utilizatorii de vârf – persoane ce dețin spații verzi ce necesită o iluminare adecvată – echipa a obținut următoarele recomandări principale:

produsul trebuie să aibă o intensitatea luminoasă ridicată;

produsul să consume puțin (alimentare cu panouri fotovoltaice);

produsul să aibă încorporat un dispozitiv de proiectare a pistei de biciclete și/ sau a trecerilor de pietoni;

produsul să emită un semnal Wi-Fi;

produsul să facă posibilă încărcarea acumulatorilor pentru telefonul mobil.

Tabel 3.1. Importanța relativă a cerințelor clienților

3.6. Produse concurente

CAPITOLUL 4. MANAGEMENTUL PROIECTULUI

CAPITOLUL 5. STABILIREA SPECIFICAȚIILOR

CAPITOLUL 6. PROIECTAREA CONCEPTUALĂ

În cuprinsul acestui capitol echipa a realizat următoarele: am stabilit atât funcția generală cât și funcțiile componente, am realizat cercetări externe și interne pentru identificarea de soluții constructive cunoscute și noi, au fost realizate concepte care mai apoi au fost analizate, triate și selectate cu ajutorul matricilor decizionale, a fost realizată arhitectura produsului și au fost aplicate metode precum Poka Yoke și TRIZ pe produsul echipei

Proiectarea conceptuală constă în realizarea de idei sau concepte, ajutând utilizatorul să afle:

ce este produsul;

ce poate face;

modul în care este destinat să fie utilizat.

Această etapă prezintă tehnologia, principiile funcționării prcum și forma rezultatului proiectării.

Faza decizională precedă faza de concepție, rolul deciziei fiind acela de a răspunde unei serii de întrebari, pe baza listei de cerințe stabilită în etapa de clarificare a obiectivului.

Împreună cu listele de cerințe, clarificarea obiectivului ajută la concentrarea atenției asupra problemelor, dar și la creșterea nivelului de informare, funcția generală rezultată fiind mai mult sau mai puțin complexă în funcție de dificultatea problemei.

6.1. Funcția generală și funcțiile componente

Funcția generală poate fi explicată ca ansamblul de însușiri ale produsului, însușiri ce satisfac nevoia pentru care produsul este proiectat. Funcția generală este determinată de cerințe și reprezintă de fapt, relația între intrările și ieșirile unei fabrici, mașină sau ansamblu. Odată ce va fi formulată esența problemei generale, se poate stabili o funcție generală ce poate exprima această relație între intrări și ieșiri, independent de soluție.

Plecând de la nevoia identificată și de la cerințele clienților, echipa a stabilit că funcția generală a produsului dezvoltat este iluminarea spațiului adiacent amplasării.

Această funcție generală a fost supusă unui proces de analiză, proces ce a dus în primul rând la generarea funcțiilor principale și mai apoi la cele secundare.

Astfel, în urma realizării unui arbore funcțional pentru produsul nostru, membrii echipei au stabilit funcțiile principale și funcțiile critice.

Arborele funcțional pentru produsul “Sistem de iluminat autonom (SIA)” este prezentat mai jos:

Ø = iluminarea spațiului adiacent amplasării

Ø11 = alimentarea cu energie solară

Ø111 = utilizarea panourilor fotovoltaice

Ø112 = captarea energiei solare

Ø113 = folosirea unui regulator de încărcare

Ø114 = încorporarea unui acumulator electric

Ø115 = suport pentru panourile fotovoltaice

Ø12 = conversia energiei solare în energie electrică

Ø13 = emiterea unui flux de lumină

Ø131 = utilizarea lămpilor cu LED-uri

Ø132 = alimentarea dispozitivului

Ø133 = aprinderea dispozitivului

Ø14 = afișarea datei, orei și temperaturii

Ø141 = încorporarea unui ecran cu LED, cu o luminozitate ridicată și care poate fi ajustată

Ø142 = afișarea datei: zi/lună/an

Ø143 = afișarea temperaturii: în grade Celsius (°C)

Ø144 = afișarea orei: format 24 h; trecerea automată la ora de vară/iarnă

Ø145 = alimentarea dispozitivului

Ø146 = controlarea prin Wireless

Ø15 = încărcarea acumulatorilor pentru telefonul mobil sau a altor device-uri

Ø151 = dispozitiv cu două porturi USB

Ø16 = realizarea unei legături cu căile de circulație adiacente

Ø161 = dispozitiv pentru proiectarea pistei de biciclete

Ø162 = dispozitiv pentru proiectarea trecerilor de pietoni

Ø163 = alimentarea dispozitivului

Ø164 = aprinderea dispozitivului

Ø17 = emiterea unui semnal Wi-Fi

Ø161 = încorporarea unei antene wireless

Ø18 = eliminarea unei substanțe împotriva țânțarilor

Ø181 = acționarea dispozitivului

Ø182 = eliminarea substanței

Ø19 = încorporarea unei borne SOS

Ø21 = fixarea pe suprafața de contact (trotuar)

Ø211 = poziționarea pe suprafață

Ø212 = fixarea pe suprafață

Ø213 = prevenirea răsturnării

Ø214 = prevenirea alunecării

Ø221 = continuitatea fizică a elementelor componente

Ø222 = îmbinarea elementelor componente între ele și cu elementul de referință fix

Ø31 = utilizarea unor materiale rezistente la uzură

Ø41 = estetica SIA

Funcțiile principale ajută la determinarea funcției generale și conțin însușirile produsului, pe când funcțiile secundare rezultă din combinarea funcțiilor principale între ele sau din interacțiuni dintre funcțiile principale și mediul în care acestea se dezvoltă, purtând denumirea de interacțiuni interne/ externe.

În Tabelul 6.1. echipa a prezentat funcțiile principale ale produsului.

Tabelul 6.1. Funcțiile principale ale produsului

Tabelul 6.2. prezintă lista funcțiilor critice care determină succesul comercial al produsului. Aceste funcții critice corespund mărimilor și cerințelor cu importanță relativă maximă (5).

Tabelul 6.2. Lista funcțiilor critice

Așa cum un sistem tehnic poate fi divizat în subsisteme și elemente, așa și funcția generală poate fi divizată în subfuncții mai puțin complexe. Această împărțire are drept rol ușurarea căutărilor ulterioare a soluțiilor, precum și obținerea de subfuncții simple, fără ambiguități.

Atunci când echipa a stabilit structura funcțiilor, a ținut cont de următoarele aspecte importante:

am stabilit o structură simplă,cu funcții identificate în lista de cerințe;

ne-am focalizat atenția asupra fluxului principal, deoarece este cel ce definește proiectul.

Pentru evidențierea sistemului de fenomene folosite la dezvoltarea funcției generale și a funcțiilor componente, echipa a menționat fenomenele naturale care au stat la baza dezvoltării fiecărei funcții.

Tabel 6.3. Fenomene fizice și soluții la nivelul funcțiilor sau subfuncțiilor produsului

6.2. Cercetarea externă pentru identificarea de soluții constructive cunoscute

Cercetarea externă realizată de echipă a constat în realizarea de interviuri cu utilizatorii de vârf, consultarea literaturii de specialitate, precum și analizarea brevetelor existente.

Astfel, în urma interviurilor cu utilizatorii de vârf – persoane ce dețin spații verzi ce necesită o iluminare adecvată – echipa a obținut următoarele recomandări principale:

produsul trebuie să aibă o intensitatea luminoasă ridicată;

produsul să consume puțin (alimentare cu panouri fotovoltaice);

produsul să aibă încorporat un dispozitiv de proiectare a pistei de biciclete și/ sau a trecerilor de pietoni;

produsul să emită un semnal Wi-Fi;

produsul să facă posibilă încărcarea acumulatorilor pentru telefonul mobil.

6.3. Cercetarea internă pentru identificarea de soluții constructive cunoscute

În urma combinării soluțiilor conceptuale studiate, ținând totodată cont și de posibilitatea realizării, precum și de compatibilitatea între soluții, echipa a realizat 6 concepte integrale ale produsului. Ținând cont de specificațiile obiectiv stabilite am hotărât excluderea din start a unor soluții conceptuale.

Hotărârea de a alege una sau mai multe soluții a fost dificilă, implicând o mare responsabilitate. Prin urmare s-a ținut cont de etapele de identificare a oportunităților de piață și de cerințele specifice ale clienților.

În tabelele următoare (6.4. – 6.9.) sunt prezentate concepte integrale ale produsului.

Tabelul 6.4. Conceptul A

Conceptul A al produsului SIA – stâlpul de iluminat autonom este alimentat cu energie solară de la un panou solar cu celule fotovoltaice monocristaline și are atașată o lămpă cu LED-uri care emite lumină rece (iluminat parcuri și grădini).

Tabelul 6.5. Conceptul B

Conceptul B al produsului SIA – care stâlpul de iluminat autonom este alimentat cu energie solară de la un panou solar cu celule fotovoltaice monocristaline, are atașată o lămpă cu LED-uri care emite lumină rece (iluminat parcuri și grădini) și un dispozitiv cu două porturi USB, pentru încărcarea telefoanelor mobile sau a altor device-uri. De asemenea, stâlpul poate să emită un semnal wi-fi pe o rază de 30 m

Tabelul 6.6. Conceptul C

Conceptul C al produsului SIA – stâlpul de iluminat public este alimentat cu energie solară de la două panouri solare cu celule fotovoltaice monocristaline, are atașată o lămpă cu LED-uri care emite lumină caldă (pentru iluminat trotuare) și un dispozitiv cu două porturi USB, pentru încărcarea telefoanelor mobile sau a altor device-uri. De asemenea, stâlpul are un sistem de proiectare a pistei de biciclete și poate să emită un semnal wi-fi pe o rază de 10 m.

Tabelul 6.7. Conceptul D

Conceptul D al produsului SIA – stâlpul de iluminat autonom este alimentat cu energie solară de la două panouri solare cu celule fotovoltaice policristaline, are atașată lămpă cu LED-uri care emite lumină rece (pentru iluminat parcuri și grădini) și un dispozitiv cu două porturi USB, pentru încărcarea telefoanelor mobile sau a altor device-uri. De asemenea, stâlpul are un sistem de proiectare a pistei de biciclete și poate să emită un semnal wi-fi pe o rază de 30 m.

Tabelul 6.8. Conceptul E

Conceptul E al produsului SIA, în care stâlpul de iluminat autonom este alimentat cu energie solară de la două panouri solare cu celule fotovoltaice policristaline, are atașată o lămpă cu LED-uri care emite lumină caldă (pentru iluminat trotuare) și un dispozitiv cu două porturi USB, pentru încărcarea telefoanelor mobile sau a altor device-uri. De asemenea, stâlpul are un sistem de proiectare a trecerilor de pietoni.

Tabelul 6.9. Conceptul F

Conceptul F al produsului SIA – stâlpul de iluminat autonom este alimentat cu energie solară de la două panouri solare cu celule fotovoltaice monocristaline, are atașată o lămpă cu LED-uri care emite lumină rece (iluminat parcuri și grădini) și un dispozitiv două porturi USB, pentru încărcarea telefoanelor mobile sau a altor device-uri.

6.4. Explorarea sistematică

Pe parcursul acestui subcapitol s-au urmărit următoarele: realizarea de soluții conceptuale, analiza conceptelor, trierea conceptelor parțiale, identificarea criteriilor de selecție precum și selectarea conceptelor cu ajutorul matricilor decizionale.

Etapele parcurse au fost următoarele:

Stabilirea cerințelor de piață;

Formularea problemei și definirea constrângerilor;

Elaborarea specificațiilor de proiectare;

Sinteza soluțiilor conceptuale;

Analiza soluțiilor și selectarea soluției optime;

Implementarea soluției conceptuale în proiect.

În selectarea conceptului optim ce va fi dezvoltat în continuare de echipă, am utilizat o metodologie în doi pași:

Primul pas: Trierea conceptelor;

Al doilea pas: Evaluarea conceptelor.

6.4.1. Trierea conceptelor

Pentru trierea conceptelor am utilizat metode de evaluare bazate pe analiza criterială.

Pentru realizarea selectării conceptului optim, am luat în considerare conceptele realizate la etapa anterioară – generarea conceptelor. În urma etapelor de generare a conceptelor a rezultat un număr de 6 concepte integrale produsului dezvoltat de echipă, produs care are drept funcție generală iluminatul spațiilor adiacente amplasării.

Pentru fiecare dintre conceptele prezentate anterior, echipa a realizat și schițe, pentru o percepere mai bună a acestora.

Pentru realizarea trierii conceptelor, am parcurs următoarele etape:

stabilirea criteriilor de selecție;

alegerea conceptului de referință;

alcătuirea matricii de triere.

Lista criteriilor de selecție – stabilită pe baza nevoilor clienților și ale firmei producătoare – ce caracterizează funcția generală dezvoltată de produs a fost stabilită conform Tabelului 6.10. Criteriile au pondere egală.

Tabelul 6.10. Lista criteriilor de selecție

Drept concept de referință am ales conceptul A, acesta fiind deja utilizat în cadrul unui produs aflat pe piață. Acest concept este unul simplu, ce implică costuri minime.

În continuare, în Tabelul 6.11. echipa a realizat matricea de triere a conceptelor, poziția fiecărui concept fiind stabilită în urma cumulării ”+”-urilor, a ”- ”-urilor și a ”0”-urilor acordate.

Tabelul 6.11. Matricea de triere a conceptelor

În urma alcătuirii matricii de triere a fost reținut următorul concept pentru îmbunătățire: Conceptul F: Sistemul de iluminat autonom alimentat cu energie solară ce conține 2 panouri cu celule fotovoltaice monocristaline, lampă cu LED – ce emite lumină rece pentru iluminat parcuri și grădini, dotat cu 2 porturi USB pentru încărcarea telefonului mobil sau a altor device-uri Acesta este considerat ca fiind un concept bun, care poate fi îmbunătățit. Ne propunem să-l îmbunătățim prin adăugarea unui sistem de proiectare a trecerilor de pietoni sau a pistei de biciclete pentru a putea fi folosit la capacitate maximă. De asemenea, stâlpul va conține și un sistem de afișare digitală pentru temperatură, dată și oră, precum și Wi-Fi. Deși costul de producție este ridicat, acest produs are toate funcțiile propuse de echipă.

6.4.2. Evaluarea conceptelor

Pentru realizarea evaluării conceptelor am parcurs următoarele etape:

alegerea conceptului de referință;

realizarea scării de evaluarea conceptelor;

stabilirea criteriilor de evaluare;

stabilirea ponderii;

alcătuirea matricii de evaluare.

În urma trierii conceptelor, a fost selectat un concept integral al produsului, conceptul D, iar pentru o dezvoltare mai amănunțită a fost ales conceptul F.

Drept concept de referință am ales conceptul A deoarece acest concept este utilizat în cadrul unui produs aflat pe piață. Reprezintă o soluție simplă, ce implică costuri minime.

În raport cu conceptul de referință (conceputul A) ales la punctul anterior, am stabilit o scară de evaluare astfel (Tabel 6.12.).

Tabelul 6.12. Scara de evaluare a conceptelor

Criteriile de evaluare au fost stabilite ca și în cazul trierii, dar cu o rezoluție mai ridicată. Pentru fiecare criteriu de selecție au fost stabilite subcriterii asociate ținând seama de cerințele clienților și de specificațiile obiective.

Tabelul 6.13. Lista criteriilor de evaluare a conceptelor

Ponderile fiecărui criteriu de selecție au fost stabilite în funcție de importanța relativă a criteriului (mărimii și cerinței pe care o reflectă). Suma ponderilor tuturor criteriilor este 100 %.

Tabelul 6.14. Lista criteriilor de evaluare și ponderile asociate

În tabelul următor (6.15) am alcătuit matricea de evaluare a conceptelor.

Conceptul selectat este Conceptul F deoarece acest concept a obținut în urma evaluarii cel mai mare scor total.

Tabelul 6.15. Matricea de evaluare a conceptelor

6.5. Arhitectura produsului

Arhitectura produsului reprezintă un subcapitol esențial deoarece toate modificările impuse atât de apariția unor noi cerințe, cât și de eliminarea de erori, trebuie făcute astfel încât să fie armonizate cu arhitectura originală.

Arhitectura produsului este o modalitate de analiză, proiectare și satisfacere a anumitor nevoi, neținându-se cont de natura acestora. Designul de produs reprezintă o activitate specifică proiectării de produse de serie și/sau industriale.

Astfel, pot fi diferențiate două domenii de lucru: structurarea de proiecte a unor bunuri de consum și structurare de produse (bunuri) de investiție.

Atribuțiile unui designer se focalizează la produsele tehnice pe funcțiile lor, așa că aceste cazuri intră în sarcinile inginerilor.

Echipa a analizat nevoile utilizatorilor, propunându-și să satisfacă cât mai bine aceste nevoi, oferind soluția cea mai bună. Clientul se gândește întotdeauna la nevoia ce a generat alegera produsului, iar atunci când produsul satisface nevoia, este sigur că a făcut alegerea corectă.

Membrii echipei propun o arhitectură inovatoare, să facă produsul folositor, o arhitectură care să fie estetică și intuitivă pentru fiecare utilizator în parte, astfel încât utilizatorul final să înțeleagă imediat produsul.

6.5.1. Abordarea practică a etapei de design conceptual

Procesul de arhitectură a produsului cuprinde mai multe etape printre care amintim:

definirea a obiectivului (scopului) lucrării;

stabilirea sarcinilor incluse;

elaborarea conceptelor și a schițelor de realizare și aspect.

Punctul de plecare în concretizarea proiectului îl reprezintă alegerea conceptului sau a soluției de principiu.

Pentru realizarea principiilor se folosește schița de mână, aceasta având avantajul rapidității și evitând convenționalismul sistemelor CAD.

În urma evaluării conceptelor, conceptul ales a fost conceptul F: Sistemul de iluminat autonom alimentat cu energie solară ce conține 2 panouri cu celule fotovoltaice monocristaline, lampă cu LED – ce emite lumină rece pentru iluminat parcuri și grădini, dotat cu 2 porturi USB pentru încărcarea telefonului mobil sau a altor device-uri. Acesta este considerat ca fiind un concept bun, care poate fi îmbunătățit. Ne propunem să-l îmbunătățim prin adăugarea unui sistem de proiectare a trecerilor de pietoni sau a pistei de biciclete pentru a putea fi folosit la capacitate maximă. De asemenea, stâlpul va conține și un sistem de afișare digitală pentru temperatură, dată și oră, precum și Wi-Fi. Deși costul de producție este ridicat, acest produs are toate funcțiile propuse de echipă.

Acest concept va fi dezvoltat în continuarea lucrării de către alți membrii ai echipei.

Arhitectura produsului este prezentată în figura următoare:

6.6. Stabilirea de noi soluții conceptuale folosind metode de management al calității

Calitatea este definită în standardul ISO 9000:2005 ca fiind “măsura în care un ansamblu de caracteristici intriseci îndeplinește cerințele”. Noțiunea de cerință are aici sensul de nevoie sau așteptare declarată ca fiind implicită sau obligatorie. Astfel, cerințele pot fi exprimate în conținutul unui document prin care se transmit criteriile care urmează a fi îndeplinite dacă va fi declarată conformitatea cu documentul și față de care nu sunt permise abateri.

Cu alte cuvinte, calitatea reprezintă ansamblul de caracteristici ale unui produs sau serviciu care îi oferă acestuia proprietatea de a satisface nevoile exprimate sau implicite.

Managementul calității reprezintă un ansamblu de activități având drept țintă realizarea unor obiective, prin utilizarea optimă a resurselor. Acest ansamblu cuprinde activități de planificare, coordonare, organizare, control și asigurare a calității.

Echipa își propune o serie de obiective economice, sociale, tehnice, comerciale, care se realizează prin intermediul unor "obiective operaționale", ca de exemplu obținerea unor produse și servicii de calitate corespunzătoare cerințelor, în cantitatea solicitată, la termenul convenit și care să fie disponibile la locul sau pe piața dorită, toate acestea, în condițiile unor costuri minime.

În acest scop, am folosit două metode de bază și anume: metoda Poka Yoke și metoda TRIZ.

6.6.1. Metoda Poka Yoke

Poka Yoke reprezintă un concept apărut în Japonia, în urmă cu câteva decade, din dorința de a se obține Zero defecte. În acea perioadă se căutau soluții pentru o îmbunătățire continuă a calității produselor și a performanțelor produselor realizate.

Numele metodei are la bază două cuvinte japoneze:

poka – erori neintenționate;

yoker – a evita.

Această metodă a fost descrisă de către un vestit inginer japonez, Shigeo Shingo, recunoscut și pentru dezvoltarea de alte instrumente pentru sporirea productivității. Poka Yoke se referă la prevenirea apariției erorilor accidentale sau la descoperirea erorilor, prin realizarea de dispozitive sau de caracteristici ale produselor care să elimine posibilitatea de a comite erori neintenționate.

În prezent, prin Poka Yoke se înțelege atât o abordare sistematică de anticipare și detectare a eventualelor erori sau defecte și de prevenire a apariției acestora la client, cât și un set ori un sistem de dispozitive simple, ieftine și sigure, folosite pentru prevenirea producerii erorilor care determină apariția de defecte.

O serie de sintagme se pot regăsi în literatura de specialitate, ca denumiri alternative, sintagme parțial sinonime, dar care sunt oarecum intraductibile în română: Mistake Proofing, Error-Proofing, Failsafing, Zero Quality Control – Zero Defects, Design for Manufacture and Assembly.

Ca o sintetizare, Poka Yoke pleacă de la una din legile lui Murphy, care afirma că dacă se poate întâmpla ceva rău, atunci chiar se va întâmpla.

Astfel, principalele idei pe care se bazează Poka Yoke sunt:

prevenirea comiterii de erori;

detectarea la timp a anormalităților atunci când acestea apar;

stoparea imediată a proceselor, pentru împiedicarea în generarea mai multor defecte; îndepărtarea cauzei inițiale generatoare de defecte, înainte de reluarea procesului de producție.

Soluțiile de tip Poka Yoke include:

diferite modalități de semnalizare vizuală sau de alta natură care să indice starea specifică a unui proces;

dispozitive de limitare a forței / deplasării elementelor în mișcare (de exemplu la sertare, pentru a nu ieși de pe șinele de rulare);

dispozitive de asamblare, marcarea poziției optime pentru transport;

codul de culori utilizat pentru cablurile de asamblat etc.

Metoda Poka Yoke pleacă de la ideea că influența unui operator în cadrul unui proces automatizat de producție n-a fost analizată atât cât trebuia. Operatorul nu poate fi considerat un utilaj întrucât starea acestuia de spirit influențează semnificativ eficacitatea și puterea sa de concentrare, putând apărea oricând greșeli precum: omiterea de anumiți pași ai procesului, montarea geșită a componentelor, înțelegerea sau interpretarea greșită a proceselor și multe altele. Poka Yoke propune evitarea acestor erori în procesului de fabricație.

Un sistem eficient Poka Yoke trebuie să aibă următoarele caracteristici:

să fie simplu și ieftin;

să fie integrat în procesul de producție;

să se regăsească lângă locul în care poate apărea o eroare astfel încât feedback-ul către operator să fie cât mai rapid, iar acesta să poată reacționa în cel mai scurt timp pentru a înlătura problema.

Dispozitivele Poka Yoke au în general două funcții, funcția de control și funcția de setare/ reglare.

Funcția de control are rolul de a atenționa, notifica sau a aduce o aluzie către muncitor cum că parametrii procesului sau caracteristici ale produsului sunt incorecte.

Funcția de setare detectează erorile sau parametrii gresiți ai procesului sau ai caracteristicilor produsului. Aceasta reprezintă o legătură între funcția de control și inspecție.

Așa cum a fost concepută și publicată de creatorul său în lucrarea „Zero Quality Control” și mai apoi preluată de numeroși autori din domeniu, metod ce presupune un set de idei și tehnici pentru obținerea idealului de zero defecte.

Shingo a adus metodele calității mai aproape de practică, Poka Yoke nefiind bazată pe adunarea de date și statistici precum celelalte tehnici. Totodată, prin intermediul acestei metode, a conturat ideea conform căreia identificarea cauzelor erorilor după apariție, chiar dacă era destul de eficientă în îndepărtarea lor, este tardivă.

Dacă dezvoltarea sistemelor Poka Yoke duce la evitarea totală a erorilor, japonezul s-a întrebat dacă nu ar exista și o metodă prin care să se obțină mult dorita cotă de zero defecte cu ajutorul inspecției. Astfel a ajuns la conceptul de inspecție la sursă, dar nu în sensul cunoscut până atunci, care se referea la verificarea calității de-a lungul fluxului de material de la furnizor până la client, ci pornind de la idea că defectele sunt rezultatul unor acțiuni și condiții specifice, iar identificarea din timp a acestora face posibilă prevenirea completă a apariției erorilor.

Pentru a înțelege mai ușor procesul prin care sistemele Poka Yoke ajută la îndepărtarea erorilor, este important să fie descris printr-o secvență de funcții ușor de urmărit modul în care acestea lucrează.

Un sistem Poka Yoke poate fi implementat cu succes în următoarele spații de lucru:

unde este necesară vigilența muncitorului;

unde dezorientarea poate apărea;

unde ajustarea este cerută;

unde metodele statistice de control (SPC) sunt dificil de aplicat și aparent ineficiente;

unde costul instruirii personalului este ridicat iar fluctuația acestuia este mare;

unde clienții fac greșeli și dau vina pe serviciile furnizorului;

unde pot apărea situații speciale.

Există totusi și zone unde dispozitivele Poka Yoke nu sunt eficiente. Acestea sunt:

testele destructive (o testare destructivă de 100% este neeficientă);

acolo unde metoda Poka Yoke crește timpul de procesare iar ținta de „cycle time” este foarte strânsă și astfel capacitatea de producție riscă să devină insuficientă;

acolo unde controlul bazat pe grafice este eficient; Poka Yoke nu trebuie să înlocuiască metodele SPC.

O creștere a interesului pentru conceptul Poka Yoke a fost înregistrată mai ales odată cu venirea perioadei secolului XXI.

Au apărut astfel lucrări ce au recunoscut importanța conceptului dezvoltat de Shingo Shigeo și beneficiile implementării unor astfel de sisteme în domenii diverse cum ar fi domeniul construcțiilor sau dezvoltarea de software.

Unul dintre cele mai întâlnite domenii în noile articole dedicate acestei tematici – Poka Yoke – este domeniul medicinei. Ca și în cazul industriei auto sau aeronautice, importanța erorilor umane a capătat o dimensiune deosebită și a dus la pierderea multor vieți omenești. Lărgirea conceptului în ceea ce privește aplicarea și adaptarea acestuia în domeniul medicinei a fost realizată de diverși autori pornind de la ideile creatorului acestei metode și denumind respectivele mecanisme și tehnici: metode pentru evitarea erorilor umane.

6.6.1.1. Dezvoltarea produsului folosind metoda Poka Yoke

Poka Yoke poate fi implementată în oricare din pașii procesului de producție când ceva poate merge rău, sau când se poate face o eroare.

Decizia de a implementa Poka Yoke trebuie luată pe baza unei analiza cost – beneficiu. În cazul produsului nostru, trebuie să urmărim mai multe etape în procesul Poka Yoke.

Etapa1 – Definirea problemei

Care este problema?

Pe cine afectează?(clientul intern/ extern)

Unde a apărut problema?

Când a apărut problema?

Cum a apărut problema?

Câte defecte s-au produs?

Enunțul problemei

A fost rezolvată problema?

Etapa 2 – Implementarea soluției provizorii

Cum putem păstra efectele acestei probleme care afectează clientul intern/ extern?

Etapa 3 – Definirea rădăcinii cauzei

Oameni;

Metodă;

Mașini;

Material;

Mediul înconjurător.

Etapa 4 – Definirea și alegerea soluției

Acțiune recomandată;

Argumentare;

Problemă rezolvată în acord cu criteriile din etapa 1?

Etapa 5 – Implementarea soluției

Soluția;

Comunicare necesară.

Ținând cont de aceste etape, echipa a ajuns la concluzia că trebuie să scadă și să se ajungă la eliminarea erorilor datorate atât proiectării, cât și procesului:

Trebuie să ținem cont de protecția necesară astfel încât ledurile lampei să funcționeze la capacitate maximă;

Materialul din care este confecționat stâlpul trebuie să aibă un grad ridicat de protecție la umiditate, ninsoare, vânt, temperaturi între -30°C – +60°C;

Bateria trebuie să aibă protecție la suprasarcină și la descărcare;

Este necesară existența unui controler special cu pornire și oprire automată în funcție de timp;

Se recomandă curațarea periodică a panoului fotovoltaic deoarece are ca rezultat o mai bună performanță a sistemului, mai ales în regiunile cu nivel scăzut al precipitațiilor anuale și în acest sens stâlpul poate fi echipat cu un sistem automat de curățare;

Trebuie evitată montarea neglijentă;

Pentru a reduce posibilitatea electrocutării și pentru protejarea sistemului fotovoltaic de trăsnete, ramele tuturor panourilor și structurile de susținere trebuie legate la pământ, utilizând sisteme de legare la pământ certificate conform standardelor, normativelor și reglementărilor în vigoare;

Talpa stâlpului trebuie fixată în minim 4 puncte;

Pentru a preveni pătrunderea apei în cutia de conexiuni, panourile nu se vor monta cu fața sau baza în jos;

Produsul trebuie să aibă certificat de calitate.

Urmărind etapele de mai sus, echipa a enunțat următoarele:

Definirea problemei

Care este problema? – Scăderea performanței panoului fotovoltaic;

Pe cine afectează? – Persoanele care circulă în jurul locului unde este amplasat stâlpul;

Unde a apărut problema? – În zonele cu precipitații scăzute;

Când a apărut problema? – După un interval de timp de la instalare;

Cum a apărut problema? – Din cauza mediului înconjurător;

Enunțul problemei – Scăderea performanței panoului fotovoltaic din cauza murdăririi acestuia;

A fost rezolvată problema? – Da.

Definirea rădăcinii cauzei

Mediul înconjurător;

Definirea și alegerea soluției

Acțiune recomandată – Curățarea panoului fotovoltaic la intervale de timp stabilite;

Argumentare – Prin curățare, crește performanța sistemului;

Problemă rezolvată în acord cu criteriile din etapa 1? – Da.

Implementarea soluției

Soluția – Echiparea stâlpului cu un sistem de curățare automată a panoului fotovoltaic la intervale de timp stabilite.

Una dintre cauzele majore ale pierderii de eficiență a panourilor fotovoltaice este murdăria. Astfel spălarea/curățarea este absolut necesară deoarece ploile care curăță în mod normal panourile fotovoltaice nu sunt suficiente. Praful, poluarea, excrementele de păsări, insecte etc. provoacă o scădere a randamentului panourilor fotovoltaice între 10% și 30% comparativ cu cele curățate sistematic cu apă purificată care acționează ca un solvent extraordinar pe suprafețele de murdărie.

Ținând cont de acest fapt și aplicând metoda Poka Yoke, am realizat câteva schițe prin care se poate observa cum ne-am gândit să îmbunătățim acest produs.

astfel, o primă idee ar fi echiparea panoului cu un ventilator care să alunge praful;

altă idee ar fi montarea pe panou a unui dispozitiv care să pulverizeze la intervale stabilite o cantitate de soluție;

altă părere ar fi echiparea panoului cu un ștergător ce poate fi acționat prin apăsarea unui buton plasat pe stâlp.

6.6.2. Metoda TRIZ – teoria rezolvării inventive a problemelor

TRIZ reprezintă un acronim pentru Teoria Reșenia Izobretatelnîh Zadaci -Теория решения изобретательских задач, în traducere: Teoria rezolvării problemelor inventive, fiind o metodă care generează și rezolvă problemeinovative. Această metodă a fost elaborată de către inginerul rus Genrich S. Altshuller împreună cu colegii săi, în 1946 și a fost publicată pentru prima dată în 1956.

Metodologia, folosită pentru a formula probleme, a analiza sisteme/ eșecuri și a modela evoluția acestor sisteme, este orientată spre inginerie și observă că:

toate sistemele tehnice urmează legi de dezvoltare predeterminate și modelele de rezolvare se repetă în industrie și în științe;

contradicțiile sunt cauzele majore ale problemelor, aceste contradicții fiind de trei tipuri: administrative, tehnice, fizice (sau "inerente").

Contradicția administrativă ce afirmă următoarea frază – "trebuie îmbunătățit sistemul, însă nu știu cum să fac asta", este o contradicție slabă ce poate fi eliminată atât prin studierea de materiale suplimentare, cât și prin adoptarea/eliminarea de decizii administrative.

Contradicția tehnică – "îmbunătățirea unui parametru al sistemului conduce la înrăutățirea altui parametru", înseamnă chiar punerea problemei inventive.

Contradicția fizică – "pentru îmbunătățirea sistemului, o anumită parte a lui trebuie să se afle în diferite stări fizice simultan, ceea ce nu este posibil", este o contradicție fundamentală, deoarece inventatorul se sprijină pe constrângeri determinate de legile fizice ale naturii.

Alcătuirea și funcțiile metodei TRIZ includ:

legile evoluției sistemelor tehnice;

fondul informațional TRIZ;

analiza vepol (analiza structurală substanță-câmp) a sistemelor tehnice;

algoritmul de rezolvare a problemelor inventive ARIZ;

metode de dezvoltare a reprezentărilor creative.

Legile de evoluție a sistemelor tehnice au fost grupate de autorii TRIZ în trei blocuri convenționale:

statica,

cinematica,

dinamica.

Analiza vepol reprezintă un model de interacțiune în sistemul minimal, UNDE se folosește un simbolism caracteristic. Această analiză produce un model structural al sistemului tehnologic inițial, expune caracteristicile sale și prin intermediul unor legi speciale, transformă modelul problemei.

Fondul informațional TRIZ constă din :

metode de rezolvare a contradicțiilor și tabele de utilizare a lor;

sisteme de standarde pentru rezolvarea problemelor inventive;

efecte tehnologice (fizice, chimice, biologice, matematice ) și tabele de utilizare a lor;

resurse ale naturii și tehnicii și metode de utilizare.

Algoritmul ARIZ de rezolvare a problemelor inventive este un program în pași de analiză succesivă ce evidențiază și rezolvă contradicțiile, adică , pe scurt spus, rezolvă problemele inventive.

Metodologia TRIZ a fost supusă diverselor critici, printre care și faptul că nu au fost găsite mecanisme riguroase de trecere de la contradicțiile formulate la rezolvarea lor practică. Întreprinderile pot organiza "învățarea" TRIZ de către personalul implicat în activități de cercetare-dezvoltare-inovare.

Pentru rezolvarea contradicțiilor tehnice, metoda TRIZ utilizează matricea contradicțiilor bazată pe:

cei 39 de parametri ai matricii de de contradicție, obținând

cele 40 de principii inventive.

Cele 40 de Principii Inventive ale TRIZ

Cele 40 de principii inventive mai sunt denumite și Tehnici de Depășire a Conflictelor de Sistem – TOSC. Fiecare dintre cele 40 de principii inventive desemnează „o idee” care poate fi aplicată pentru rezolvarea unei probleme date și este constituit, după caz, din unul, două sau din mai multesubprincipii, notate cu litere mari, respectiv A, B, C,… etc.

Cei 39 de parametri ai TRIZ reprezintă, de fapt, mărimile variabile ale sistemelor tehnice, sau variabilele de intrare, a căror modificare poate determina rezolvarea unei probleme date.

Matricea Contradicțiilor, cunoscută și ca „matricea lui Altshuller”, reprezintă o metodă pentru rezolvareainventivă a unei probleme care are la bază o contradicție tehnică. Matricea Contradicțiilor reunește, sub forma unui tabel complex, primele două instrumente TRIZ, respectiv Cei 39 de Parametri TRIZ și Cele 40 de Principii Inventive ale TRIZ

Parametrii Inginerești au nevoie de o interpretare largă, aceștia fiind destul de generali. Majoritatea fac diferența dintre obiectele în mișcare și cele fixe.

Obiectele în mișcare sunt obiecte ce își pot schimba ușor poziția în spațiu, ori autonom, ori sub acțiunea unor forțe exterioare.

Obiecte fixe (staționare) sunt obiecte ce nu își schimbă poziția în spațiu în mod independent, ori ca urmare a unor forțe exterioare, luându-se în calcul condițiile în care funcționează obiectul.

Parametrii pot fi împărțiți în trei grupe:

parametri obișnuiți fizici și geometrici (masă, dimensiuni, energie, etc.);

parametri negativi independenți de tehnică (pierdere de substanță sau timp, pierdere de informație, etc.);

parametri pozitivi independenți de tehnică (productivitate, manufacturabilitate, etc.);

Principiile trebuie trate la fel ca și parametrii, în sensul cel mai larg, ele fiind practic conceptul soluție. În ultima perioadă, s-a urmărit introducerea de noi principii legate de apariția unor noi domenii tehnice.

Atât cei 39 de parametri ai matricii de de contradicție, cât și cele 40 de principii inventivem pot fi observate în Anexa 1.

6.6.2.1. Dezvoltarea produsului folosind metoda TRIZ

Gândindu-ne la produsul final, echipa a hotărât să îmbunătățească masa și grosimea stâlpului pentru sistemul de iluminat public autonom. Parametrii care se înrăutățesc în încercarea îmbunătățirii celor mai sus menționați sunt rezistența și tensiunea.

Principiile extrase din matricea contradicțiilor sunt prezentate în Tabelul 6.16

Soluțiile specifice obținute ce încearcă să îmbunătățească Sistemul de iluminat autonom pot fi aplicate pe prototipul produsului fără costuri prea mari; putem interveni oricând în modificarea produsului, acesta fiind în stare conceptuală.

Pentru obtinerea acestor rezultate, am folosit site-ul Time to Innovate unde am selectat parametrii pe care dorim sa-i imbunatatim, obtinand in acelasi timp si parametrii carea se inrautatesc.

Tabel 6.16. Principii și soluții specifice

O altă propunere este îmbunătățirea formei, dar are ca efect modificarea tensiunii și a presiunii:

Tabel 6.17. Principii și soluții specifice

CAPITOLUL 7. PROIECTAREA DETALIATĂ

7.1. Proporționare, forme, dimensiuni și toleranțe

Pentru realizarea unor prototipuri de stâlpi de iluminat, cu ajutorul unor programe de proiectare, echipa s-a concentrat, în primul rând, pe dotarea acestora cu un panou solar și lampă cu led-uri. Membrii echipei au studiat și celelalte funcții gândite și daca sunt eligibile, vor atașa stâlpului dispozitivele corespunzătoare acestor funcții.

Un prim prototip al produsului nostru a fost realizat folosind programul Inventor Professional, de la firma Autodesk. Acest model are atașat un panou fotovoltaic cu celule monocristaline. Alegerea celulelor monocristaline pentru panoul fotovoltaic a fost datorită faptului că au un nivel de eficiență relativ mare. (Fig. 7.1., Fig. 7.2.)

În programul Inventor Professional se pot realiza prototipuri digitale (Digital Prototyping) în baza cărora se pot crea modele 3D precise, montajul ansamblurilor și analiza funcțională a produselor înainte de a fi realizate fizic. Soluția software de la programul Inventor oferă utilizatorilor posibilitatea de a refolosi datele create în formatul 2D DWG pentru modelarea pieselor 3D, reducând astfel riscul transferării incorecte a datelor.

Un al doilea prototip a fost realizat în programul SolidWorks (Fig. 7.3.). SolidWorks este un pachet de programe cu modelare geometrică tridimensională (3D) produs de firma SolidWorks Corporation din Statele Unite și este destinat în principal automatizării proiectării mecanice.

Pentru al doilea prototip, echipa noastră a atașat stâlpului de iluminat un panou fotovoltaic, alcătuit tot din celule monocristaline, de o dimensiune mai mare, pentru a spori eficiența acestuia. Totodată, am mai atașat de stâlp și o lampă cu led-uri, pendru iluminarea locului în care este amplasat acesta.

Pentru al treilea prototip, echipa noastră a atașat stâlpului de iluminat un panou fotovoltaic, alcătuit din celule fotovoltaice policristaline. Totodată, am mai atașat de stâlp și o lampă cu led-uri, pendru iluminarea locului în care este amplasat acesta, dar și un sistem de proiectare a pistei de biciclete, port cu 2 USB-uri pentru încărcarea telefoanelor mobile sau a altor device-uri și un dispozitiv de emitere a unui semnal Wi-Fi pe o rază de 30 m.

Varianta finală propusă de echipă (Fig. 7.6) corespunde conceptului F al produsului SIA – stâlpul de iluminat autonom este alimentat cu energie solară de la două panouri solare cu celule fotovoltaice monocristaline, are atașate două lămpi cu LED-uri care emit lumină rece (iluminat parcuri și grădini) și un dispozitiv cu două porturi USB, pentru încărcarea telefoanelor mobile sau a altor device-uri. Acest concept a fost îmbunătățit prin adăugarea unui sistem de proiectare a trecerilor de pietoni sau a pistei de biciclete pentru a putea fi folosit la capacitate maximă. De asemenea, stâlpul va conține și un sistem de afișare digitală pentru temperatură, dată și oră, precum și Wi-Fi.

7.2 Determinarea condițiilor ergonomice

7.3 Definire elemente de design

7.4 Stabilire materiale și tratamente

7.5 Descriere și calcul solicitări principale ale produsului. Verificare analitică

7.6 Elaborare desene de ansamblu și de execuție

7.7 Metoda AMDEC (FMEA) – aplicată pe produsul echipei

CAPITOLUL 8. FABRICAREA – TESTAREA PROTOTIPULUI PRODUSULUI

Procesul tehnologic este un ansamblu de operații mecanice, fizice, chimice, care în mod simultan sau succesiv, transformă în bunuri materiile prime, ori care realizează asamblarea, repararea sau întreținerea unui sistem tehnic.

Prin intermediul unui proces, elementele de intrare sunt transformate în elemente de ieșire, producția cuprinzând toate procesele folosite în transformarea materiilor prime și a semifabricatelor în produse finite și ducând astfel la satisfacerea necesităților.

Procesul de producție cuprinde mai multe categorii de procese:

procese tehnologice de bază;

procese auxiliare;

procese de servire;

procese anexe.

Un proces tehnologic de bază contribuie în mod direct la realizarea produselor finite, transformând intrările în ieșiri; acesta este un "proces de transformare" ce transformă resursele de intrare în produse intermediare sau produse finite. Între diversele procese tehnologice există legături funcționale, legături prin care se obțin transformări succesive ale materiei prime sau semifabricatelor în produse finite.

Dintre procesele tehnologice amintim:

elaborarea semifabricatelor (prin turnare, forjare, sudare, formare etc.);

procese de prelucrare;

procese de asamblare;

procese de control etc.

Procesele auxiliare și cele de servire conferă pregătirea, respectiv servirea proceselor de bază; acestea pot include: transportul materialelor și produselor în procesul de producție, fabricarea sculelor și dispozitivelor, repararea și întreținerea utilajelor tehnologice etc.

Procesele anexe au rolul de a valorifica resursele reziduale rezultate în producție: colectarea deșeurilor, regenerarea emulsiilor etc.

Conform DEX procesul de fabricație reprezintă: "totalitatea procedeelor folosite pentru transformarea materiei prime și a semifabricatelor în produse finite".

Elaborarea semifabricatului trebuie să confere calitatea materialului și proprietățile fizico-mecanice impuse. Obținerea semifabricatelor se poate realiza prin:

debitare din laminate;

turnare;

deformare la cald (forjare liberă, matrițare);

deformare la rece;

sudare.

Prelucrara are ca rol modificarea geometriei și a dimensiunilor piesei de prelucrat, a stării suprafețelor materialului sau semifabricatului, pentru a obține piese finite.

Utilizarea de tratamente termice și acoperiri de suprafață asigură o structură necesară materialului și proprietăților fizico-mecanice impuse.

Tratamentele termice (călire, revenire, îmbătrânire etc.) sau termochimice (cementare, nitrurare etc.) se aplică după etapa prelucrărilor de degroșare a piesei. Unele piese sunt supuse, de asemenea, unor tratamente de suprafață (brunare, cromare, nichelare, eloxare etc.) având drept scop protejarea suprafețelor de acțiunea corozivă a mediului.

Asamblarea este partea finală a procesului de fabricațiem, prin acest proces obținându-se piese, subansambluri și ansambluri ce formează produsul final.

Următorul pas după asamblare este controlul și încercarea. În această etapă trebuie să se asigure conformitatea produsului în fiecare etapă succesivă a procesului de fabricație și ca produs final. Conformitatea se verifică prin inspecții sau încercări realizate în zone de control adecvate. Pe lângă inspecții sau încercări realizate de operatorii mașinilor, se fac și puncte de inspecție fixe – în succesiunea operațiilor fluxului tehnologic.

Recepția produsului finit stabilește dacă o unitate/ lot propus pentru livrare este conforș. Există mai multe variante de verificare a produsului finit:

inspecții și încercări de acceptare: inspecție prin eșantionare;

inspecție lot cu lot: se realizează inspecția produselor prezentate într-o serie de loturi de produse finite.

https://ro.wikipedia.org/wiki/Proces_tehnologic

CAPITOLUL9. OMOLOGAREA, UTILIZAREA, COMERCIALIZAREA ȘI RECICLAREA PRODUSULUI

9.1. Omologarea produsului

Apariția pe piață a unui număr tot mai mare de produse noi, complexe, realizate prin tehnologii noi, din materii prime noi, a dus la cererea de garanții obiective din partea clienților, pentru a spori încrederea în calitatea produselor și serviciilor pe care le cumpără.

Astfel, certificarea conformității produselor și serviciilor a devenit un factor important în dezvoltarea unor schimburi comerciale și pentru protecția consumatorului.

Certificarea calității cuprinde două sisteme:

certificarea produselor, serviciilor, personalului și sistemului calității;

accreditarea organismelor abilitate să emită certificate de conformitate.

Certificarea conformității este definită drept atestarea de către un organism neutru acreditat a faptului că un produs, un proces sau un serviciu este conform cu specificațiile de referință – standard, normă sau document tehnic.

Pentru a acredita un produs, se vor determina caracteristicile principale ale acestuiam după care se vor compara rezultatele cu specificațiile, standardul ori norma tehnică.

Certificatul de conformitate se emite pe baza unor reguli ale sistemului de cerificare, și se atestă că produsul sau serviciul este în conformitate cu un standard sau un alt normativ.

Produsul supus certificării va fi comparat cu documentul de referință. Printr-un astfel de certificat se demonstrează faptul că produsul îndeplinește condițiile de calitate impuse, sporind încrederea clienților potențiali în produsul respectiv.

Din punct de vedere al obligativității, cerificarea calității este de două feluri:

certificare obligatorie pentru produsele care fac obiectul unor reglementări obligatorii pe pran național (legi) sau european (directive);

certificare voluntară, pentru celelalte produse sau servicii (“domeniu nereglementat”).

Omologarea produselor, concept echivalent ca noțiune cu certificarea datorită faptului că ambele presupun intervenția în relația furnizor-client a unei părți neutre care efectuează o evaluare obiectivă a calității, este definită ca acceptarea oficială a unui tip de produs și aprobarea producerii lui. Omologarea este o activitatea de confirmare pe bază de încercări și probe, la care este supus prototipul sau seria zero, a faptului că produsul corespunde cu cel proiectat.

Această operațiune cuprinde activități pe baza cărora o comisie special constituită declară în scris că produsul sau serviciul respectiv întrunește toate cerințele prevăzute într-un standard sau în alte specificații tehnice.

Din comisia de omologare fac parte reprezentanți ai producătorilor, consumatorilor, laboratoarelor acreditate pentru testare, unităților de cercetare – proiectare etc. Documentul eliberat de comisia de omologare este certificatul de omologare în care se confirmă nivelul calității ce devine referință pentru calitatea produselor realizate în serie.

Pentru a se verifica dacă noul produs ieșit pe piață corespunde cu documentația pe baza careia s-a realizat acesta, trebuie să fie executat, încercat și omologat prototipul și seria zero, în cadrul pregatirii tehnice a fabricației noilor produse.

Activitatea de confirmare pe bază de încercări și probe, la care este supus prototipul, pentru a se vedea daca produsul corespunde cu cel proiectat, reprezintă omologarea.

Omologarea este de doua tipuri:

omologare preliminară;

omologare finală.

Omologarea preliminară, este cea de prototip, și verifică dacă produsul nou corespunde cu documentația pe baza caruia a fost întocmit. În urma rezultatelor acestei omologări, se poate trece sau nu la omologarea finală.

Omologarea finală, verifică dacă produsul își menține performanța, dacă operațiile tehnologice efectuate, au fost executate la locurile de muncă unde urmează să se desfășoare procesul de producție al produsului, precum și obținerea de noi informații referitoare la paramentrii de anduranță și fiabilitate.

Ținând cont de faptul că organismele de certificare pot fi acreditate doar atunci când îndeplinesc condițiile impuse prin standardele românești, în concordanță cu standardele internaționale, echipa a obținut certificat de calitate conform cu standardele de referință, fiind acceptat oficial și aprobat

Astfel, produsul realizat de echipă are certificat de calitate:

RoHS care se refera la restrictionarea substantelor periculoase si nocive, cum ar fi: Pb, Hg, Cr hexavalent, Cd precum și subsțante ignifuge PBB și PBDE, avand ca obiective eliminarea riscului poluării mediului.

ISO 9001:2000 care stabilește cerințele pentru un sistem de management al calității atunci când organizația trebuie să demonstreze capabilitatea de a furniza produse care satisfac cerințele clientului și cerințele reglementărilor aplicabile; dorește să sporească mulțumirea clientului prin aplicarea proceselor de îmbunătățire ale sistemului și prin asigurarea conformității cu cerințele clientului;

CE: în conformitate cu directivele UE, marcajul reprezentând aplicarea în cadrul UE a caracteristicilor și cerințelor esențiale pentru produse.

Având în vedere certificatele obținute, produsul poate fi comercializat și în Uniunea Europeană.

Echipa a realizat și un proces verbal pentru omologarea internă a produsului S.I.A.

Tabel 9.1. Proces verbal pentru omologare internă

9.2. Utilizarea produsului

Produsul realizat de echipă – Sistem de iluminat autonom – S.I.A, este un produs inovativ, inteligent, care poate fi utilizat în spații precum parcuri, grădini, locuri de joacă pentru copii, acesta având pe lângă funcția principală de iluminat stradal un port cu două USB-uri, un router WI-FI și un dispozitiv de proiectat piste de biciclete pe asfalt.

Singura operațiune necesară pentru instalarea sistemului este operațiunea de amplasare a stâlpului. Pentru acest lucru nu este nevoie de lucrări de anvergură (săpături, șanțuri, trasare de cabluri, etc.) și nici racordarea la rețeaua de energie electrică.

Utilizarea produsului este dezvoltată în manualul de instrucțiuni de utilizare, unde se regăsesc toate detaliile privind modalitatea de întreținere, manipulare și manevrare a dispozitivului S.I.A. Manualul de utilizare explică caracteristicile și datele tehnice ale produsului, descrierea produsului, unde este recomandat să se facă amplasarea dispozitivului, instrucțiunile de utilizare ale acestuia, punerea în funcțiune, întreținerea precum și câteva aspecte de reciclare.

Persoanele care pot beneficia de funcțiile sistemului de iluminat pot fi atât copii, cât și adulți, produsul având o gamă largă de dtilizare datorită funcțiilor sale, funcții menționate anterior.

9.3. Comercializarea produsului

Conform Dex online, „COMERCIALIZÁ, comercializez, vb. I. Tranz. A pune o marfă, un bun etc. în comerț, a face să devină obiect de comerț.“.

Astfel, acțiunile realizate de companie pentru produse se fac în scopul comercializării. Pentru ca un produs să fie comercializat, producătorul și distribuitorul trebuie trebuie să asigure cerințele aplicabile, realizând proceduri de evaluare a conformității produsului.

Atunci când toate cerințele sunt îndeplinite, produsului i se aplică simbolul “CE” – o abreviere de la Comisia Europeană. Astfel este asigurată o garanție a securității permițând produsului să circule liber în Spațiul Economic European, reducând formalitățile administrative și costurile și asumându-și întreaga responsabilitate cu privire la respectarea normelor europene aplicabile.

Odată parcursă această etapă, pot fi precizate pe produs numele, denumirea comercială și adresa de contact. Distribuitorul verifică conformitatea produsului, asigurând toate documentele necesare a dispozitivului.

Pentru comercializare, echipa a realizat toate documentele necesare, de la manualul de utilizare la certificatul de garanție și pașaportul de reciclare și a luat în calcul toate elementele de producție și marketing duc la o bună vânzare a produsului.

În vederea comercializării produsului, fiecare componentă a stâlpului de iluminat vine separat, montarea urmând să se realizeze la locul amplasării acestuia.

Comercializarea se va realiza în mediul online, produsul fiind promovat pe un site creat de echipă.

Componentele stâlpului vor fi transportate în ambalaje reciclabile și vor fi înfășurate în folii cu bule de aer pentru protecția împotriva șocurilor, zgârieturilor, umezelii, prafului etc.

Pentru a fi comercializat, produsul dezvoltat de echipă are nevoie și de o marcă comercială, semn utilizat pentru distingerea bunurilor și serviciilor oferite.

Legea nr. 84 din 1998 privind Mărcile și Indicațiile Geografice definește marca astfel (art. 3): “marca este un semn susceptibil de reprezentare grafică servind la deosebirea produselor sau a serviciilor unei persoane fizice sau juridice de cele aparținând altor persoane; pot constitui mărci semne distinctive, cum ar fi cuvinte, inclusiv nume de persoane, desene, litere, cifre, elemente figurative, forme tridimensionale și, în special, forma produsului sau a ambalajului sau, combinații de culori, precum și orice combinație a acestor semne”.

Marca comercială are următoarele caracteristici:

trebuie sa fie distinctivă,voferind posibilitatea de a distinge bunurile și serviciile asa cum s-a menționat mai sus;

nu trebuie să menționeze faptul că produsul are caracteristici și calități atâta timp cât nu le are.

Marca Comercială poate fi formată din cuvinte, litere, numere, abrevieri sau nume.

Odată înregistrată, marca este protejată și oferă deținătorului posibilitatea de a-i împiedica pe alții să o utilizeze.

Figura 9.1. prezintă marca realizată de echipă pentru produsul nostru. Aceasta este formată din abrevierea numelui produsului – Sistem de iluminat autonom – S.I.A. – și are și oferă și câteva imagini reprezentative cu privire la funcțiile produsului.

Prezenta lucrare respectă și drepturile de autor – copyright.

Există două tipuri de drepturi privind dreptul de autor/ copyright:

drepturi economice, care oferă autorului o recompense financiară din utilizarea lucrării sale de către alții ;

drepturi morale, care îl ajută pe autor să întreprindă câteva acțiuni pentru a păstra o legătură personală între el și lucrarea sa.

Conform Convenției de la Berna, pentru obținerea dreptului de autor nu este nevoie de nici un fel de formalități, practic lucrarea fiind protejată prin faptul că a fost creată.

9.4. Reciclarea

Componentele acestui produs au fost concepute, astfel încat, după ieșirea din funcțiune a produsului, să fie demontate, unele dintre ele putând fi folosite și în alte împrejurări.

CAPITOLUL 10. ANALIZA ECONOMICĂ

CAPITOLUL 11. ELABORAREA CĂRȚII PRODUSULUI

Cartea tehnică a produsului are rolul de a instrui beneficiarul cu privire la tot ce ține de montarea, utilizarea și întreținerea produsului. Sistemul de iluminat autonom S.I.A. vine însoțit de o astfel de carte tehnică a produsului, certificat de garanție, precum și pașaport de reciclare.

În urma analizării mai multor cărți ale unor produse similare, echipa a decis ca manualul produsului să conțină informații legate de condițiile de amplasare, exploatare, întreținere, transport, depozitare și reciclare a produsului.

Manualul de utilizare cuprinde informații privind produsul, amplasarea acestuia, instrucțiuni de utilizare, reglarea și controlul funcționării, defecțiuni posibile și modul de depanare, mentenanță, precum și curățarea și reciclarea dispozitivului.

De asemenea sunt menționate aspecte cu privire la: denumirea și definirea produsului, codul produsului, caracteristici dimensionale, părți componente, verificări necesare înainte și după începerea utilizării, reguli de depozitare, punerea în funcțiune.

Manualul produsului poate fi studiat în întregime în Anexa XXX.

CAPITOLUL 12. CONCLUZII

BIBLIOGRAFIE

ANEXE

Anexa 1. Interviuri

Anexa 2

Cei 39 de parametri ai matricii de contradicție

1. Greutatea (unui obiect în mișcare sau care se poate mișca) – Masa obiectului în câmp gravitațional. Forța pe care corpul o exercită asupra suportului sau suspensiei.

2. Greutatea (unui obiect fix sau care nu se poate mișca) – Masa obiectului în câmp gravitațional. Forța pe care corpul o exercită pe suportul sau suspensia lui, sau pe suprafața pe care este plasat.

3. Dimensiunea (unui obiect în mișcare sau care se poate mișca) – Orice dimensiune liniară, nu neapărat cea mai lungă.

4. Dimensiunea (unui obiect fix sau care nu se poate mișca). La fel ca la 3.

5. Aria (unui obiect în mișcare sau care se poate mișca)- O caracteristică geometrică descrisă de o porțiune de plan închisă (de o linie). O parte a suprafeței ocupate de obiect sau măsura pătrată a suprafeței, fie internă sau externă a obiectului.

6. Aria (unui obiect fix sau care nu se poate mișca). La fel ca la 5.

7. Volumul (unui obiect în mișcare sau care se poate mișca) – Măsura cubică a spațiului ocupat de obiect.

8. Volumul (unui obiect fix sau care nu se poate mișca). Ca la 7.

9. Viteza – Viteza unui obiect, frecvența unui proces sau acțiuni.

10. Forța – Forța este o măsură a interacțiunii între sisteme. În mecanica lui Newton F=m*a, în TRIZ forța este orice interacțiune care este exercitată cu intenția de a schimba condiția obiectului.

11. Presiune (tensiune) – Forța pe unitate de suprafață (de asemenea și tensiune).

12. Formă – Conturul extern, aparența sistemului – Catalogați drept parametrii pozitivi independenți de domeniul tehnic.

13. Stabilitate (a compoziției obiectelor) – Integritatea sistemului; relația dintre elementele constituente ale sistemului. Uzură, descompunere chimică, dezmembrare sunt aspecte ce conduc la scăderea stabilității. Creșterea entropiei scade stabilitatea.

14. Rezistență – Limita până la care obiectul rămâne neschimbat ca răspuns la o forță; Rezistență la rupere; Catalogați drept parametrii negativi independenți de domeniul tehnic.

15. Durata acțiunii susținută de un obiect în mișcare – Timpul cât obiectul efectuează acțiune; perioada cât funcționează; Timpul mediu dintre defecțiuni; Timpul de folosire, durabilitate, viabilitate, trăinicie.

16. Durata acțiunii susținută de un obiect staționar. La fel cu 15.

Sunt clasificați în categoria parametrii fizici și geometrici comuni.

17. Temperatură – Starea termică a sistemului sau obiectului. Mai general și alți parametri termici, căldura specifică de exemplu.

18. Intensitatea luminoasă – Fluxul luminos pe unitatea de suprafață sau alte caracteristici precum luminozitatea, calitatea luminii. Catalogați drept parametrii negativi independenți de domeniul tehnic.

19. Energia (consumată, vehiculată) (de un) unui obiect în mișcare. Energia cerută de efectuarea unui anume lucru. Folosirea energiei asigurată de supersistem (electrică sau termică).

Energia ca măsură a capacității obiectului de a face ceva.

20. Energia unui obiect fix. La fel cu 19 – Clasificat în categoria parametrilor fizic și geometric comun.

21. Putere – Viteza de folosire a energiei. Viteza cu care se execută o muncă.

Catalogați drept parametrii negativi independenți de domeniul tehnic.

22. Pierdere de energie – Folosirea de energie care nu contribuie la lucrul ce trebuie efectuat. Reducerea pierderii de energie necesită uneori diverse tehnici de îmbunătățire a folosirii energiei, de aceea apare separat de 19.

23. Pierdere de substanță – Parțială sau totală, permanentă sau temporară; se pierde ceva din materiale, substanțe, părți sau subsistem.

24. Pierdere de informație – Parțială sau totală, permanentă sau temporară; se pierd date sau accesul la date din și înspre sistem. De multe ori include senzori de date precum miros, textură, etc.

25. Pierdere de timp – Timpul este durata activității. Îmbunătățirea înseamnă reducerea timpului de efectuare a activității; un termen obișnuit: reducerea ciclurilor de timp.

26. Cantitatea de materie/substanță – Numărul sau cantitatea de substanță, materiale, părți sau subsisteme care pot fi schimbate total sau parțial, permanent sau temporar.

Catalogați drept parametrii pozitivi independenți de domeniul tehnic.

27. Siguranță – Abilitatea sistemului de a-și realiza funcțiile în condiții și moduri previzibile.

28. Precizia măsurării – Gradul de apropiere dintre valoarea măsurată și cea efectivă a unei proprietăți a sistemului. Reducerea erorii de măsură conduce la creșterea preciziei

29. Precizia fabricării – Gradul până la care caracteristicile efective ale unui sistem sau obiect se potrivesc cu cele specificate sau cerute.

Catalogați drept parametrii negativi independenți de domeniul tehnic.

30. Efecte dăunătoare asupra obiectului – Sensibilitatea sistemului la factorii nocivi exteriori.

31. Efecte dăunătoare cauzate de obiect – Efect dăunător este cel care reduce eficiența sau calitatea funcționării obiectului sau sistemului. Ele sunt generate de obiect sau sistem ca parte a funcționării.

Catalogați drept parametrii pozitivi independenți de domeniul tehnic.

32. Ușurința fabricării – Gradul de dotare, confort sau efort ce apar în fabricarea obiectului sau sistemului.

33. Ușurința folosirii – Simplitate. Procesul nu este ușor dacă necesită mulți oameni, mulți pași, unelte speciale etc. Procesele complicate au randament scăzut.

34. Ușurința reparării – Comoditate, confort, simplitate, timp în remedierea defectelor, insuficiențelor, avarii, deranjamente.

35. Adaptabilitate sau multilateralitate – Gradul în care un sistem sau obiect răspunde în mod pozitiv la schimbări externe; de asemenea, sistemele care pot fi folosite în multe feluri și multiple împrejurări.

36. Complexitatea sistemului – Numărul și diversitatea elementelor, precum și a relațiilor dintre ele, în cadrul sistemului. Utilizatorul poate fi un element al sistemului care crește complexitatea. Dificultatea stăpânirii sistemului este o măsură a complexității lui.

37. Complexitatea controlării sistemului – Măsurarea și monitorizarea sistemelor complexe este costisitoare, cere mult timp și muncă sau, dacă există relații complexe între componente, atunci apar dificultăți în observare și măsurare.

38. Gradul de automatizare – Gradul în care sistemul sau obiectul își realizează funcțiile fără intervenția omului. Nivelul cel mai scăzut de automatizare sunt uneltele folosite manual. La nivel intermediar, oamenii programează unealta, observă funcționarea, întrerup sau reprogramează după nevoi. La nivele ridicate, mașina detectează operația necesară, se auto-programează și își monitorizează propriile operații.

39. Productivitatea – Numărul de operații sau funcții efectuate de sistem, în unitatea de timp. Timpul pentru o unitate de funcție sau operație. Număr de ieșiri pe unitatea de timp, sau costul pe unitatea produsă.

Cele 40 de principii inventive

1. Segmentarea

a. divizarea unui obiect în părți independente

b. transformarea unui obiect într-unul secționabil

c. creșterea gradului de segmentare a unui obiect

2. Extragere

a. Extragerea (eliminarea sau separarea) unei părți sau proprietăți "deranjante"(dăunătoare) dintr-un obiect

b. Extragerea doar a părții sau proprietății necesare.

3. Calitatea locală

a. Tranziția de la o structură omogenă a unui obiect (respectiv mediu sau acțiune exterioară) la o structură heterogenă.

b. Părți diferite ale obiectului trebuie să realizeze funcții diferite.

c. Plasarea fiecărei părți a obiectului în condiții care favorizează realizarea funcției acestuia.

4. Asimetria

a. Înlocuirea unei forme simetrice cu una asimetrică.

b. Dacă obiectul este asimetric deja, creșterea gradului de asimetrie.

5. Combinarea

a. Combinarea în spațiu (apropiere sau contopire) a obiectelor omogene (identice sau similare) sau a obiectelor destinate operațiilor adiacente; asamblarea părților similare sau identice pentru efectuarea operațiilor paralele.

b. Realizarea operațiilor în mod contiguu sau paralel; aducerea lor paralel în timp.

c. Aglomerarea obiectelor în Bi- și Poli-sisteme.

6. Universalitate

Obiectul efectuează funcții multiple eliminând necesitatea unor alte obiecte.

7. Introducerea

a. Un obiect este conținut într-altul și conține la rândul lui un al treilea ș.a.m.d.

b. Introducerea unui obiect în cavitatea altuia.

8. Contragreutate

a. Compensarea greutății unui obiect prin combinarea lui cu altul care exercită o forță de ridicare.

b. Compensarea greutății unui obiect prin interacțiunea cu un mediu ce asigură forțe aero- sau hidro-dinamice.

9. Contra-acțiune exercitată în avans

a. Efectuarea unei contracțiuni în avans.

b. Dacă obiectul se află sau va fi sub tensiune aplicarea în avans a unei contratensiuni.

10. Acțiune exercitată în avans

a. Efectuarea parțială sau în totalitatea a unei acțiuni, în avans (înainte de a fi necesar).

b. Aranjarea obiectelor astfel încât să intre în acțiune la momentul oportun și dintr-o poziție convenabilă.

11. Compensarea în avans

Compensarea siguranței scăzute a unui obiect prin contramăsuri luate în avans

12. Echipotențialitate

Schimbarea condițiilor de lucru astfel încât să nu fie necesară ridicarea sau coborârea obiectului.

13. Inversarea

a. În locul unei acțiuni dictate de specificațiile problemei, se implementează acțiunea inversă(opusă)

b. Transformarea părții mobile a obiectului (sau a mediului extern) într-una imobilă și a părții imobile într-una mobilă.

c. Întoarcerea obiectului cu partea superioară în jos.

14. Sfericitate

a. Înlocuirea părților liniare sau a suprafețelor plate cu altele curbe; înlocuirea formelor cubice cu altele sferice.

b. Folosirea cilindrilor, a angrenajelor cu bile.

c. Înlocuirea mișcării lineare cu mișcare de rotație; utilizarea forței centrifuge.

15. Dinamism

a. Obiectul sau mediul lui trebuie să se poată adapta automat pentru a obține performanțe optime în fiecare etapă de operare.

b. Împărțirea obiectului în elemente ce își pot schimba poziția relativă.

c. Dacă un obiect este imobil faceți-l mobil sau interschimbabil.

16. Acțiune parțială sau în exces

Dacă este dificil să se obțină 100% din efectul dorit atunci obținerea a mai mult sau mai puțin simplifică mult problema.

17. Trecerea la altă dimensiune

a. Schimbarea mișcării de-a lungul unei linii cu cea într-un plan.

b. Utilizarea asamblării pe un nivel cu cea pe mai multe nivele.

c. Înclinarea obiectului sau așezarea pe una din părțile lui.

18. Vibrații mecanice

a. Supunerea unui obiect la oscilații

b. Dacă oscilațiile există, creșterea frecvenței(chiar ultrasunete)

c. Folosirea frecvenței de rezonanță

d. În loc de vibrații mecanice, piezo-vibratori

e. Folosirea vibrațiilor ultrasonore combinate cu un câmp electromagnetic

19. Acțiuni periodice

a. Înlocuirea acțiunii continue cu o acțiune periodică(în impulsuri).

b. Dacă o acțiune este deja periodică, ridicați-i frecvența.

c. Utilizarea perioadelor dintre impulsuri pentru efectuarea de acțiuni suplimentare.

20. Continuitatea acțiunii utile

a. Executarea continuă a unei acțiuni(fără pauze), când toate părțile unui obiect operează la capacitatea maximă.

b. Eliminarea inactivității și a mișcărilor intermediare.

21. Accelerarea acțiunii

Executarea acțiunilor dăunătoare sau riscante la viteză foarte mare.

22. Transformarea dezavantajului în avantaj

a. Utilizarea factorilor dăunători(sau a mediului dăunător) pentru obținerea unui efect pozitiv.

b. Eliminarea unui factor dăunător prin combinarea lui cu unul folositor.

c. Creșterea volumului activității dăunătoare până când aceasta încetează de a mai fi nocivă.

23. Reacția

a. Introducerea reacției.

b. Dacă există deja, inversați-o.

24. Mediatori

a. Folosirea unui obiect intermediar pentru a transfera sau executa o anumită acțiune

b. Conectarea temporară a unui obiect la altul care poate fi ușor eliminat.

25. Auto-întreținere

a. Obiectul se întreține singur și execută operațiile suplimentare și de reparație.

b. Folosirea materialelor și a energiei irosite.

26. Copierea

a. Folosirea unei copii a obiectului în locul acestuia(care este complex, scump, fragil sau dificil de mânuit).

b. Înlocuirea obiectului cu copia optică sau imaginea acestuia(la scară dacă e nevoie)

c. Dacă se folosesc deja copii vizibile optic se vor înlocui cu copii în infraroșu sau ultraviolet.

27. Longevitatea utilizării

Înlocuirea unor obiecte scumpe printr-o colecție de obiecte ieftine (cu compromis în raport de alte proprietăți: de ex. longevitate)

28. Înlocuirea sistemelor mecanice

a. Înlocuirea cu un sistem optic, acustic sau olfactiv

b. Folosirea unui câmp electric, magnetic sau electromagnetic pentru a interacționa cu obiectul.

c. Înlocuirea câmpurilor

1. câmpuri staționare cu mobile

2. câmpuri fixe cu variabile în timp

3. câmpuri aleatoare cu structurate

d. Folosirea câmpurilor în combinație cu particule feromagnetice.

29. Sisteme pneumatice sau hidraulice

Înlocuirea părților solide ale unui obiect prin gaz sau lichid. Aceste părți pot folosi aer sau apă pentru umflare, sau amortizare cu aer sau hidrostatică

30. Membrane flexibile sau pelicule subțiri

a. Înlocuirea construcțiilor tradiționale cu cele bazate pe membrane flexibile sau peliculă subțire

b. Izolarea unui obiect de mediul lui prin membrane flexibile sau peliculă subțire.

31. Materiale poroase

a. Transformarea unui obiect într-unul poros sau adăugarea de elemente poroase(inserare,acoperire)

b. Dacă un obiect este deja poros, umpleți porii cu o anumită substanță în prealabil folosirii.

32. Schimbarea culorii

a. Schimbarea culorii unui obiect sau a ambianței

b. Schimbarea gradului de transparență a unui obiect sau proces dificil de observat

c. Folosirea aditivilor colorați pentru a observa obiecte sau procese dificil de observat.

d. Dacă deja sunt folosiți asemenea aditivi atunci folosiți urme luminoase sau elemente de trasare.

33. Omogenitate

Obiecte confecționate din același material cu obiectul cu care interacționează mai întâi(sau dintr-un material având un comportament apropiat)

34. Eliminarea sau recuperarea părților

a. După ce și-a realizat funcția sau devine inutil; un element al unui obiect este eliminat (aruncare, dizolvare, evaporare) sau modificat în timpul procesului de lucru.

b. Restaurarea imediată a oricărei părți a unui obiect care este uzată sau epuizată în timpul lucrului.

35. Transformarea stării fizice și chimice a unui obiect.

Schimbarea stării de agregare, distribuției de densitate, gradului de flexibilitate, temperatură.

36. Transformarea fazei

Implementarea unui efect ce se petrece pe durata tranziției fazei unei substanțe. De exemplu, pe durata schimbării volumului, eliberării sau absorbției de căldură.

37. Expansiunea termică

a. Folosirea unui material care se dilată sau contractă la încălzire.

b. Folosirea materialelor cu coeficienți de expansiune diferiți.

38. Folosirea oxidanților puternici

a. Înlocuirea aerului normal cu aer îmbogățit în oxigen.

b. Înlocuirea aerului îmbogățit cu oxigen.

c. Tratarea obiectului aflat în aer sau oxigen cu radiații ionizante.

d. Folosirea oxigenului ionizat.

39. Mediul inert

a. Înlocuirea mediului normal cu unul inert

b. Efectuarea unui proces în vid

40. Materiale compozite

Înlocuirea unui material omogen cu altul compozit.

Exemple:

Aripile avioanelor militare compuse din amestecuri de plastic și fibră de carbon pentru rezistență mărită și greutate mică.