Bài giảng phương pháp và tiến trình thiết kế

Biên soạn dựa trên các tài liệu: - Ullman, D., The Mechanical Design Process, McGraw-Hill; - Ertas A.. and Jones J., 1996, The Engineering Design Process, John Wiley and Sons, New York;

Biên soạn dựa trên các tài liệu:

- Ullman, D., The Mechanical Design Process, McGraw-Hill;

- Ertas A and Jones J., 1996, The Engineering Design Process, John Wiley and Sons, New York;

- George E D and Linda C S., Engineering Design, McGraw Hill;

- loan M et al., Product Design for Manufacture and Assembly, Marcel Dekker Inc

- James B., Design for Manufacturability Handbook, McGraw Hill

Thái nguyên, 8.2014

M C L C

Ch ng 1 C b n v thi t k c khí 3

1.1 Khái ni m ti n trình thi t k 3

1.1.1 Gi i thi u ti n tình thi t k 3

1.1.2 L ch s c a ti n trình thi t k 6

1.1.3 Vòng đ i s n ph m 7

1.1.4 Bài toán thi t k 8

1.1.5 Các ho t đ ng c b n đ gi i quy t v n đ thi t k 9

1.2 Thi t k s n ph m c khí 9

1.2.1 Gi i thi u 9

1.2.2 Các đ c tr ng c a s n ph m 12

1.2.3 Ngôn ng thi t k c khí 13

1.2.3 Các d ng bài toán thi t k c khí 15

1.2.4 Các ràng bu c, m c tiêu và ngu n tài nguyên thi t k 19

1.2.5 Tháo r i s n ph m 20

1.2.6 Tóm t t n i dung thi t k c khí 21

1.3 Nhóm thi t k 22

1.3.1 Cá nhân thi t k 22

1.3.2 Nhóm thi t k 22

Ch ng 2 Ti n trình và k ho ch thi t k 24

2.1 Các giai đo n c a ti n trình thi t k 24

2.1.1 Giai đo n đánh giá hi n tr ng s n ph m 24

2.1.2 Giai đo n l p k ho ch phát tri n s n ph m 24

2.1.3 Giai đo n xác đ nh s n ph m c n phát tri n 24

2.1.4 Giai đo n thi t k khái ni m 24

2.1.5 Giai đo n phát tri n s n ph m 25

2.1.6 Giai đo n tr giúp s n ph m 25

2.2 ánh giá hi n tr ng s n ph m 25

2.2.1 S thúc đ y c a ti n b khoa h c k thu t 26

2.2.2 Nhu c u c a th tr ng 26

2.2.3 òi h i thay đ i c a b n thân s n ph m 27

2.2.4 Quá trình hoàn thi n s n ph m và mô hình Kano 28

a ng cong ch S và quá trình hoàn thi n s n ph m 28

b Mô hình Kanô 28

2.2.5 c ng phát tri n s n ph m 29

2.2.6 L a ch n đ án 30

a Phân tích SWOT 31

b Phân tích Pro-Con 32

2.3 L p k ho ch phát tri n s n ph m 33

2.3.1 Các d ng k ho ch 33

a Mô hình d ng c ng - giai đo n 33

b Mô hình xo n c 35

2.3.2 L p k ho ch thi t k 35

a Xác đ nh các nhi m v 36

b Xác đ nh m c tiêu 36

d S p x p trình t các nhi m v 36

e c tính chi phí phát tri n s n ph m 37

2.4 T ng k t ch ng 37

Ch ng 3 Phân tích m c tiêu bài toán thi t k c khí 38

3.1 Xác đ nh khách hàng 40

3.2 Xác đ nh yêu c u c a khách hàng 41

3.3 Xác đ nh m c đ quan tr ng t ng đ i c a các yêu c u 43

3.4 ánh giá m c đ c nh tranh 44

3.5 Phát tri n các đ c tính k thu t 45

3.6 Xác đ nh m c đ đáp ng c a các đ c tính k thu t 47

3.7 Xác đ nh các m c tiêu k thu t 49

3.7.1 M c đ quan tr ng t ng đ i c a đ c tính k thu t 49

3.7.2 Xác đ nh thông s đ c tính k thu t c a s n ph m c nh tranh 51

3.7.3 Xác đ nh m c tiêu thi t k c a đ c tính k thu t 52

3.8 Xác đ nh t ng tác gi a các đ c tính k thu t 53

3.3 T ng k t ch ng 56

mâm quay bàn g m th i xa x a, cho đ n nh ng s n ph m ph c t p hay các h th ng v n

t i hi n đ i ngày nay, m i s n ph m dù đ n gi n hay ph c t p đ u là k t qu c a m t ti n

trình thi t k lâu dài và khó kh n Dù yêu c u thi t k có th khác nhau, ch ng h n thi t k

h p t c đ dùng bánh r ng hay b ph n trao đ i nhi t, v tinh hay ta v n khóa c a … thì

c ng chúng c ng luôn c n nh ng công c nh t đ nh dành cho bài toán thi t k c khí nói

chung Các k s có th s d ng các công c này trong su t ti n trình thi t k nh m đ m

b o ra đ c k t qu t t V y ti n trình thi t k và các công c c n áp d ng trong ti n trình

thi t k là gì? Thêm n a, n u nh con ng i đư th c hi n quá trình thi t k hàng ngàn n m nay, đư có hàng tri u s n ph m c khí đư và đang làm vi c t t, t i sao c n ph i nghiên c u

quá trình thi t k c khí n a?

Nhu c u v s n ph m m i, có ch t l ng t t và giá c c nh tranh luôn t ng t l

cùng v i s phát tri n c a xã h i H n n a, s n ph m ngày nay ngày càng đa d ng, yêu

c u m t s l ng ng i các chuyên môn khác nhau cùng h p tác th c hi n t ý t ng

đ n t o ra các s n ph m th c c nh tranh và t n t i trên th tr ng, các công ty ph i

th c hi n th t hi u qu công tác thi t k và phát tri n s n ph m c a mình Vì v y, h c

ph ng pháp thi t k và th c hành thi t k là h t s c c n thi t cho m t k s c khí t ng

lai

M c đích c a giáo trình này nh m mang đ n cho ng i h c các công c đ th c

hi n m t ti n trình thi t k có hi u qu đ i v i m t s n ph m Trong ch ng này, các đ c

tr ng quan tr ng nh t c a ti n trình thi t k cùng v i trình t gi i quy t s đ c gi i thi u Các đ c tr ng này t p trung ch y u vào gi i quy t các bài toán thi t k c khí, nh ng

c ng có th áp d ng v i t t c các bài toán thi t k khác

S thành công hay th t b i c a m t s n ph m ph thu c vào ba y u t quan tr ng là: Thi t k , s n xu t và tiêu th s n ph m (xem minh h a trên hình 1.1)

Hình 1.1 Các y u t đi u khi n đ c trong quá trình phát tri n s n ph m

Y u t th nh t: Thi t k s n ph m, t p trung ch y u vào ch c n ng c a s n

ph m Ch c n ng s n ph m là s mô t v n đ “s n ph m làm đ c gì” cho ng i s

d ng Các y u t có liên quan tr c ti p đ n ch c n ng c a s n ph m là m u mã s n ph m,

v t li u và quá trình gia công s n ph m

- M u mã (Form) c a s n ph m bao g m: C u trúc, hình d ng, màu s c, cách b trí và các y u t liên quan đ n c u trúc khác

- V t li u và quá trình s n xu t

Nh minh h a hình 1.1, c b n y u t : Ch c n ng, m u mã, v t li u và quá trình

s n xu t là b n y u t quan tr ng mà ng i thi t k c n quan tâm

M u mã và ch c n ng c a s n ph m c ng r t quan tr ng đ i v i v n đ tiêu th s n

ph m b i vì quy t đ nh mua hay không mua c a khách hàng ph thu c ch y u vào: S n

ph m làm đ c gì (ch c n ng) và trông nó nh th nào (m u mư) Nh minh h a trên hình

1.1, các y u t ch c n ng và m u mư có đ ng liên k t tr c ti p đ n y u t th tr ng Th

tr ng là m t y u t quan tr ng c a v n đ tiêu th s n ph m Vi c s n xu t s n ph m

ph i mang l i l i nhu n – đ đ t đ c doanh s d ki n Hưy l u ý đi m giao nhau gi a

hai hình ôvan “Thi t k ” và “S n xu t” chính là “quá trình gia công” Vi c l a ch n v t

li u và m u mã s n ph m có nh h ng r t l n đ n quá trình gia công, t đó có nh h ng

quy t đ nh đ n giá thành và giá bán s n ph m

S N XU T

Môn h c này t p trung ch y u vào ti n trình thi t k c khí, nh ng c ng s quan tâm đ n các y u t th ng m i và s n xu t s n ph m liên quan đ n v n đ thi t k Nói

chung, ti n trình thi t k có nh h ng r t l n đ n giá thành, ch t l ng và th i gian đ a

Th ng kê s li u c a công ty ô tô Ford cho th y, chi phí cho ho t đ ng thi t k ch

chi m kho ng 5% giá thành s n ph m Chi phí thi t k c a các công ty nói chung là khác nhau, tuy nhiên chi phí cho thi t k luôn ch chi m m t ph n nh c a giá thành Dù v y,

nh h ng c a ch t l ng thi t k đ n giá thành s n ph m l n h n nhi u so v i m c 5%

(hình 1.2)

M t ví d khác là công ty Xerox Vào nh ng n m 1960 - 1970, hãng Xerox là hãng

chi m l nh ph n l n th ph n máy photocopy Nh ng sau đó, đ n 1980, có kho ng 40 nhà

s n xu t máy photô trên th tr ng và th ph n c a hãng Xerox s t gi m đáng k Nguyên

nhân chính c a s s t gi m này chính là giá thành s n ph m c a hãng quá cao Th c t , các hãng khác có th bán máy photô có tính n ng t ng đ ng mà giá l i th p h n c a

Xerox M t nghiên c u ch ra r ng các công ty Nh t có th s n xu t linh ki n v i chi phí

ch b ng 50% so v i Xerox Trong 50% ti t ki m đ c thì có t i 25% có đ c t vi c thi t

k r t t t các linh ki n

Dù r ng chi phí thi t k ch chi m m t t tr ng r t nh trong giá thành s n ph m,

nh ng các quy t đ nh đ a ra trong quá trình thi t k có nh h ng r t l n đ n giá thành

s n ph m

K t qu c a quá trình thi t k c ng nh h ng r t l n đ n ch t l ng s n ph m

hi u rõ ch t l ng s n ph m là gì, có th tham kh o ví d sau Trong m t báo cáo đi u tra

ý ki n c a khách hàng, câu h i có d ng “cái gì quy t đ nh ch t l ng s n ph m?” đư đ c

Nhi u n m tr c đây, ng i ta th ng quan ni m r ng c n có s đánh đ i gi a

ch t l ng v i giá thành s n ph m Tuy nhiên, các kinh nghi m g n đây cho th y, v n có

th nâng cao ch t l ng đ ng th i v i vi c gi m giá thành s n ph m Các ví d và th o

lu n v v n đ này s đ c trình bày trong các ch ng ti p theo

1.1.2 L ch s c a ti n trình thi t k

Tr c đây, m t cá nhân có th đ m nh n vai trò v a thi t k , v a ch t o hoàn

ch nh m t s n ph m nh t đ nh Th m chí v i c m t đ án l n nh thi t k m t con tàu hay

m t cây c u, m t cá nhân c n có đ ki n th c v v t lý, c h c, v t li u, và ki n th c ch

t o đ qu n lý t t c các m t c a ti n trình thi t k và tri n khai đ án

ảình 1.3 Ph ng pháp thi t k “qu ng qua t ng”

n gi a th k 20, s n ph m và quy trình s n xu t r t ph c t p h n r t nhi u Khi

này, t m hi u bi t và th i gian đ t p trung vào t t c các khía c nh c a s n ph m v t

quá kh n ng c a m t cá nhân Do đó, các nhi m v ti p th , thi t k , s n xu t và qu n lý chung đ c phân chia theo các nhóm khác nhau Ti n trình này d n đ n m t cách th c

m i: “thi t k qu ng qua t ng” – “over the wall design process” (hình 1.3)

Ki u phân chia nhi m v theo nhóm có m t s nh c đi m Ch ng h n, nhóm thi t

k không th hi u h t t t c nh ng gì khách hàng mong mu n thông qua thông tin nh n

đ c t nhóm ti p th , nhóm thi t k không th hi u đ c h t quá trình s n xu t nh các

chuyên gia s n xu t K t qu là có th x y ra tình tr ng thi t k sai do hi u sai v n đ , ho c

là s n ph m thi t k n m ngoài kh n ng ch t o c a thi t b s n có

Vào cu i th p niên 70 đ u th p niên 80, khái ni m k thu t đ ng th i ra đ i kh c

ph c đ c các nh c đi m trên K thu t đ ng th i đ c hoàn thi n v i vi c b trí đ i

di n c a nhóm ch t o tham gia vào thi t k M c đích là phát tri n và tri n khai quá trình

ch t o m t cách đ ng th i Hi n nay, thu t ng “k thu t đ ng th i” (concurrent

engineering) đ c s d ng ph bi n

Ti p sau đó (nh ng n m 1990), các khái ni m ch t o d c (lean manufacturing) và

ch t o “6 sigma” tr nên ph bi n và b t đ u nh h ng đ n l nh v c thi t k

1.1.3 Vòng đ i s n ph m

ảình 1.4 Vòng đ i s n ph m

M i s n ph m đ u t n t i theo m t th i gian, đ c g i là “vòng đ i s n ph m”, nh minh

h a trên hình 1.4 Trên hình v , m i h p minh h a cho m t giai đo n c a vòng đ i s n

ph m Các giai đo n chính c a vòng đ i s n ph m bao g m 4 nhóm sau:

- Nhóm th nh t liên quan đ n vi c phát tri n s n ph m ây là nhi m v tr ng tâm

c a công tác thi t k Các công đo n c a giai đo n này là:

o Xác đ nh nhu c u khách hàng;

o L p k ho ch thi t k ;

o Xác đ nh các đ c tính k thu t quan tr ng đáp ng nhu c u s d ng;

o Phát tri n ý t ng thi t k ;

o Phát tri n ý t ng thành thi t k chi ti t s n ph m

- Nhóm th hai liên quan đ n s n xu t và phân ph i s n ph m; bao g m các công

- Nhóm th ba liên quan đ n vi c s d ng s n ph m; bao g m các giai đo n con l p

l i theo chu k sau đây:

1.1.4 Bài toán thi t k

Tr c h t, xét ví d v m t v n đ k thu t đ t ra: Xác đ nh kích th c bulông đ k p ch t

hai tâm thép 1045, m i t m dày 4 mm và r ng 6 mm, ch u l c 100N (hình 1.5) D th y bài toán này ch có m t l i gi i là đ ng kính bulông đ c xác đ nh theo đi u ki n b n

(xem giáo trình Chi ti t máy)

Bây gi ta xét m t v n đ t ng t : “Xác đ nh m i ghép c n thi t đ k p ch t hai

t m thép 1045, m i t m dày 4 mm và r ng 6 mm, ch u l c 100 N” bài toán này, có

nhi u ph ng án kh d nh : Ghép b ng bu lông, ghép b ng hàn, đinh tán, l a ch n

l i gi i phù h p, có th c n d a vào các đi u ki n khác nh : Yêu c u v m c đ tháo l p

th ng xuyên, nhi t đ môi tr ng làm vi c, đ tin c y yêu c u, kh n ng đáp ng c a các

thi t b c n thi t

Nh n th y, bài toán th hai không ch có m t l i gi i đúng nh v i bài toán th

nh t Trong th c t , h u h t các bài toán thi t k đ u có r t nhi u l i gi i đúng Trong h u

h t các tình hu ng, r t khó đ xác đ nh đâu là “l i gi i t t nh t” Tuy nhiên, c n xác đ nh

l i gi i h p lý nh t c n c tình hình c th phù h p v i yêu c u v ch t l ng, th i gian

và các ngu n tài nguyên khác

Các bài toán thi t k c khí luôn có đòi h i l i gi i đ có th đ a ra m t s n ph m

th c Ti n trình thi t k c khí có th b t đ u v i đòi h i đôi khi ch a th t rõ ràng defined need) nh ng ph i mang l i m t s n ph m th c i u này nghe có v nh m t

c khí Trong su t chi n tranh th gi i th II, vào nh ng n m 1940 h th ng đi u khi n

đi n t đư tr thành m t ph n c a h th ng c khí Do có s thay đ i này, ng i thi t k

th ng ph i l a ch n gi a h th ng c khí thu n túy và h th ng c – đi n – đi n t Các

h th ng đi n t đư phát tri n t các ch c n ng và hàm logic r t đ n gi n cho t i s k t

h p c a máy tính và các hàm logic ph c t p Các s n ph m c - đi n hi n nay bao g m r t

nh, máy photocopy v n phòng, ô tô, và nhi u th khác…

H th ng g m các thành ph n c khí, đi n t và các ph n m m th ng đ c g i là các

thi t b c đi n t Khó kh n cho vi c thi t k các thi t b này chính là s tách bi t gi a

các thành ph n và ki n th c v quá trình thi t k ch ng chéo thu c ba l nh v c c khí, đi n

và đi n t , mà m i m t l nh v c đ u có nh ng quy t c thi t k riêng và khác bi t Tuy

nhiên, dù các máy tính, các thi t b đi u khi n, đi n t có hoàn h o th nào đi ch ng n a,

Ví d 1 Bàn k p Irwin Quick-Grip

Irwin là m t trong nh ng nhà s n xu t l n v thi t b k p c m tay i u k di u c a

bàn k p nhanh c m tay (hình 1.6) là nó có th đ c v n hành ch b ng m t tay V i m t tay ng i trung bình, v a c m v a tác d ng l c bóp bình th ng là có th t o ra h n 250

kg l c k p chi ti t Thêm n a, nó có th l c k p theo h ng ng c v hai phía n u đ o

chi u m t má k p

Hình 1.6 Bàn k p nhanh Irwin

Irwin đư gi i thi u s n ph m này vào n m 2006 và bán đ c hàng ch c ngàn s n

ph m trong m t tháng Ch c n ng c a bàn k p này là gì? B n có th đoán xem nó bao

g m các chi ti t c khí nào và ho t đ ng ra sao? Chúng ta s kh o sát chi ti t ch c n ng

c a các b ph n c a bàn k p này trong ch ng sau

Ví d 2 Xem xét chi c xe t hành NASA Mars Exploration Rover (MER) đ c phát tri n

b i Cal Tech's Jet Propulsion Laboratory (JPL) Trái ng c hoàn toàn v i s n ph m c khí

thu n túy v i l ng s n ph m đ c bán ra cao nh Quick-Grip, ch có 02 MER (có tên là

Spirit và Opportuninity) đ c s n xu t Tuy nhiên, ng i ta đánh giá r t cao các đ c tính

c đi n t c a nó

Hình 1.7 Mô hình MER (ngu n: wikipedia)

Hai thi t b MERs phóng lên sao H a vào ngày 10/06 và 07/07 n m 2003 đ tìm

ki m câu tr l i v s t n t i c a n c trên sao H a Chúng đáp xu ng sao H a vào ngày 03/01 và 24/01 n m 2004 Chúng đ c thi t k ho t đ ng trong 90 Sol (ngày Sao h a, dài

h n ngày trái đ t kho ng 40 phút) Th c t , chúng đư ho t đ ng cho đ n n m 2008, kéo

dài h n 1300 Sol (kho ng 3 n m r i) so v i tu i đ i đ c thi t k c bi t, xe t hành

có tên Opportunity đư t đi đ c h n 11 km trong 5 n m ho t đ ng c a nó

M i Rover là m t rôb t sáu bánh, ho t đ ng nh n ng l ng m t tr i Rôb t này cao

1,5m; r ng 2,3m và dài 1,6m Trên m t đ t, chúng n ng 180kg (400lb), trong đó kh i

l ng h th ng bánh xe và c c u treo là 35 kg L u ý r ng l c tr ng tr ng trên sao H a

ch b ng 38% so v i trên trái t Do v y, rôb t ch n ng 68,4 kg trên sao H a

Thông th ng, trong quá trình thi t k , tr c tiên ta c n quan tâm đ n ch c n ng

chính c a h th ng c n thi t k và sau đó, ti n hành phân tích các ch c n ng con Sau khi

chi ti t đ u có các thu c tính xác đ nh tính ch t quan tr ng c a chúng, ch ng h n nh : kích

th c, đ c tính v t li u, các ch c n ng con V i h th ng đ y c a MER, m t thu c tính

quan tr ng là c n đ m b o di chuy n đ c toàn b xe v i t c đ 5 cm/s Còn thu c tính

c a h th ng truy n d n c khí là t s truy n b ng 1500:1 Thu c tính c a bánh xe MER

bao g m đ ng kính, d ng l p xe và tính linh ho t c a nó…

L u ý r ng có nhi u h th ng có các h th ng con g m c hai thành ph n đi n và c

khí H th ng đi n th ng cung c p n ng l ng, c m bi n có ch c n ng đi u khi n Ch c

n ng c a h th ng đi n đ c th c hi n b i các m ch đi n, có th đ c chia ra thành các

thành ph n đi n nh : các công t c hay b ph n chuy n m ch, các bóng bán d n và IC S

l ng các linh ki n đi n t c ng x p x v i s l ng các ph n t c khí

1.2.2 Cá c đ c tr ng c a s n ph m

Khi xem xét m t s n ph m c khí, ta th ng t đ t ra và tr l i các câu h i nh :

Ch c n ng c a s n ph m là gì (đ làm gì)? S n ph m làm vi c theo cách th c nh th nào?

Li u s n ph m có v n hành nh mong mu n không? gi i đáp ba câu h i này, c n hi u

rõ ba đ c tr ng quan tr ng là ch c n ng (Function), ng x (Behavior) và hi u qu v n

hành (Performance) c a s n ph m

Trong k thu t c khí, thu t ng ch c n ng th ng đ c s d ng đ mô t nh ng gì

mà m t thi t b có th làm đ c Các thi t b c khí th ng đ c phân lo i, th m chí g i

tên theo ch c n ng c a chúng Trong th c t , m t s thi t b ch có m t ch c n ng chính

và chúng đ c đ t tên theo ch c n ng chính đó Ch ng h n, tên g i “chìa v n” đ c đ t

cho thi t b có ch c n ng “v n” các đ i t ng khác

ng x c a m t s n ph m là s đáp ng c a h th ng khi đ c đi u khi n ho c cung

c p n ng l ng ng x có thê đ c mô ph ng ho c đo đ c Trái l i, ch c n ng ch có th

đ c mô t nh m t k t qu c a ho t đ ng c a s n ph m nh mong mu n

Hai thu t ng “ch c n ng” và “ ng x ” nhi u khi b s d ng l n l n v i nhau, m c

dù chúng th c s khác nhau Hình 1.8 minh h a s khác bi t này Khi ta thi t k s n ph m (hình a), các yêu c u đ u vào là bi t tr c, nh ng s n ph m th c hi n đ c yêu c u đó là

ch a có (đang đ c thi t k ); do v y ch c n ng c a s n ph m đóng vai trò nh m t k t

qu (đ u ra) mong mu n c a ng i thi t k Còn v i s n ph m đư thi t k và ch t o hoàn

ch nh, ta m i đánh giá đ c ng x c a nó (hình b) Khi này, hi u qu v n hành chính là

m t k t qu đ u ra th c s

Hình 1.8 Ch c n ng và ng x

Hi u qu v n hành c a m t s n ph m là m t s đánh giá t ng h p c a c ch c n ng

và ng x c a h th ng Nói các khác, k t qu v n hành đánh giá s n ph m ho t đ ng t t

đ n m c nào so v i mong mu n khi thi t k Thu t ng “t t” hay “có ch t l ng” th ng

đ c dùng đ mô t hi u qu v n hành Chúng ta s th o lu n chi ti t v các thu t ng này

trong các ph n ti p theo

1.2.3 Ngôn ng thi t k c khí

Có th dùng nhi u ngôn ng khác nhau đ mô t m t đ i t ng c khí Ch ng h n,

ta có th dùng thu t ng “bulông” và các thu t ng b sung khác (ch ng h n, đ ng kính,

b c ren, chi u dài, ) ngôn ng khác đ mô t m t chi ti t dùng đ k p ch t C ng có th

s d ng m t b n v k thu t đ mô t chi ti t đó Ngoài ra c ng có th s d ng các công

th c bi u di n l c và ng su t sinh ra trong bulông Thêm n a, có th dùng chính chi ti t

đó khi trình di n

Nói chung, có b n d ng “ngôn ng ” bi u di n có th s d ng đ mô t m t thi t b

c khí:

- V n vi t/ nói: là s trình bày b ng l i nói hay b ng v n b n c a đ i t ng Ví

d : “Bulông” (m t t ), “ ng su t c t trên bulông chính là giá tr l c c t chia

di n tích ch u c t” (m t câu)

- B n v : Các b n v 2D, 3D, hình chi u tr c đo, mô hình kh i r n

- Phép phân tích (Analytical): Các ph ng trình, quy t c hay quá trình đ i di n

cho hình th c hay ch c n ng c a đ i t ng, ví d :  = F/A

- Mô hình v t lý: Các mô hình m u ho c chính b n thân đ i t ng

Trong h u h t các bài toán thi t k c khí, yêu c u ban đ u th ng đ c phát bi u

d i d ng ngôn ng (vi t ho c nói) L u ý r ng k t qu c a quá trình thi t k c khí là m t

đ i t ng th c Do v y, m c đ tr u t ng c n đ c c th hóa theo ti n trình thi t k

Nói cách khác, ta c n chuy n đ i các d ng ngôn ng khác nhau v d ng ngôn ng k thu t

Mô t chi ti t, tham kh o đ n các đ i t ng thành ph n

B ng 1.2 C p đ tr u t ng c a các ngôn ng khi mô t m t bu lông

B n v

Phép phân

Quá trình b sung mô t m t đ i t ng t tr u t ng đ n c th h n đ c g i là tinh

ch Thi t k c khí là m t quá trình c i ti n liên t c các yêu c u cho đ n các s n ph m

cu i cùng Ví d v thi t k bulông t trái qua ph i trong b ng 1.2 là m t minh h a v quá trình tinh ch Trong h u h t các tình hu ng thi t k , s b t đ u c a v n đ xu t hi n góc

trên bên trái và s n ph m cu i cùng phía d i bên ph i

1.2.3 Các d ng bài toán thi t k c khí

Theo truy n th ng, th ng phân lo i các v n đ c khí theo các l nh v c nh : ch t

l ng, nhi t đ ng l c h c, c h c v.v… Trong vi c phân lo i các v n đ thi t k c khí,

cách ti p c n theo đ nh h ng này là không phù h p Xét m t ví d đ n gi n nh t là bài

toán thi t k l a ch n (Selection design) Thi t k l a ch n có ngh a là ta c n quy t đ nh

ch n m t hay vài chi ti t t m t danh sách nh m đ m b o chi ti t đ c l a ch n s đáp

ng đ c các yêu c u đư đ t ra D th y dù là l a ch n m t l n trong b ng tra c a hãng

s n xu t, hay l a ch n m t th u kính cho m t thi t b quang h c, l a ch n cánh qu t ho c

b trao đ i nhi t thích h p cho m t thi t b làm mát,… thì quá trình gi i quy t các v n đ này c b n là gi ng nhau m c dù các quy t c r t khác nhau M c tiêu c a ph n này là đ

mô t các lo i khác nhau c a các v n đ thi t k m t cách đ c l p, không l thu c đó là

v n đ thu c l nh v c nào

a Thi t k l a ch n

Thi t k l a ch n liên quan đ n vi c l a ch n m t ho c nhi u chi ti t t m t danh

m c các thi t b t ng t nhau Nghe thì có v đ n gi n nh ng n u danh m c đó ch a

nhi u chi ti t có các tính n ng khác nhau nh ng đ u đáp ng yêu c u đ t ra, có th s d n

đ n vi c ra quy t đ nh s khó kh n lên nhi u Ch ng h n, khi ch n m t l n, r t có th có

nhi u l n cùng đáp ng yêu c u v kh n ng ch u l c, đ b n, kích th c tr c Ta c n s

d ng thêm các đi u ki n khác nh giá thành, tính s n có, đi u ki n che kín- bôi tr n …

m i có th ra đ c m t quy t đ nh phù h p

b Thi t k c u trúc (Configuration Design)

các bài toán thi t k c u trúc, t t c các b ph n, chi ti t đư đ c thi t k hoàn

ch nh nh m đ t đ c ch c n ng v n hành; bài toán đ t ra là làm th nào đ xác đ nh liên

k t và thi t k cách th c l p ráp chúng thành s n ph m hoàn ch nh V c b n, ki u thi t

k này t ng t nh ch i v i m t b đ ch i xây d ng, ho c s p x p đ n i th t trong

phòng khách

Thi t k c u trúc tr l i cho câu h i: Làm th nào ta có th l p ráp t t c các chi ti t,

b ph n c a thi t b đ m b o đ c các yêu c u đ ra? M t ph ng pháp đ gi i quy t v n

đ này là

l a ch n ng u nhiên m t chi ti t t danh sách và đ t nó vào v trí mà t i đó, t t c các ràng

bu c cho nó đ u đ c đáp ng Có th b t đ u v i chi ti t đ t gi a, sau đó l a ch n và

đ t b ph n th hai, quá trình này c ti p t c cho đ n khi xu t hi n mâu thu n gi a m t

ho c t t c các b ph n trong h th ng N u xu t hi n mâu thu n chúng ta s quay tr l i

và th l i i v i nhi u bài toán thi t k c u hình, các chi ti t c n l p ráp v i nhau đôi khi

có th có nhi u l a ch n v kích th c, hình dáng, ch c n ng i u này d n đ n ph ng

án b trí k t c u và và thi t k l p ráp tr nên ph c t p h n Các ph ng pháp thi t k đáp

ng yêu c u l p ráp s đ c th o lu n trong ch ng sau

c Thi t k tham s (Parametric Design)

Vi c thi t k tham s liên quan đ n vi c tìm ki m giá tr cho các tính n ng đ c tr ng

c a đ i t ng đang đ c nghiên c u i u này có v d dàng, ch c n tìm m t s giá tr đáp ng các yêu c u Tuy nhiên, hãy xem xét m t ví d đ n gi n Chúng ta s thi t k m t

b ch a hình tr có th tích là 4m3 B ch a này đ c mô t b i các thông s bán kính r và

chi u dài l; khi đó th tích c a bình ch a đ c xác đ nh theo công th c sau:

D th y r ng s có m t s l ng vô h n các giá tr bán kính và chi u dài th a mãn

ph ng trình này V y l a ch n các tham s r và l nh th nào? Câu tr l i s không th rõ

ràng n u ch đ n thu n s d ng các thông tin yêu c u đư đ a ra V n đ này s đ c gi i

quy t c th trong ch ng “thi t k theo tham s ”

Chúng ta hãy tìm hi u khái ni m r ng h n n a Thay vì m t ph ng trình đ n gi n,

có th t p h p nhi u ph ng trình và các yêu c u đ chi ph i vi c thi t k Hưy xét tr ng

h p m t nhà máy s n xu t ph i thi t k b c p gi y cho máy photocopy m i B c p gi y

là m t t p h p các con l n, bánh lái và vách ng n di chuy n m t m nh gi y t v trí này

đ n v trí khác trong máy photocopy Có r t nhi u tham s nh s l ng con l n, v trí,

hình d ng các vách ng n, và các đ c đi m c th v kích th c và tr ng l ng c a m t t

gi y, ch a k đ n thông s v đi m b t đ u và đi m k t thúc c a t gi y, các ch ng ng i

v t hay các thành ph n khác trong máy ph i đ c làm s ch c ng c n đ c quan tâm

có th thi t k , c n phát tri n m t t p h p các ph ng trình và các quy t c nh m xác đ nh

đ c giá tr cho các thông s trong s n ph m m i

d Thi t k nguyên th y (Original Design)

Thi t k nguyên th y là thi t k nh m t o ra m t quá trình, m t cách th c l p ráp

ho c m t b ph n hay thi t b tr c đây ch a t ng t n t i Thi t k nguyên th y đòi h i

tính sáng t o r t cao c a các nhà thi t k Dù r ng thi t k nguyên th y ít g p trong th c t ,

nh ng ngay c trong các bài toán thi t k l a ch n, thi t k l p ráp hay thi t k l i, v n

ch a đ ng m t ph n nh thi t k nguyên th y – thi t k m i

e Thi t k l i (Redesign)

H u h t các v n đ thi t k đ c gi i quy t trong ngành công nghi p là cho thi t k

l i m t s n ph m hi n có Gi s m t công ty đư s n xu t lo i xi lanh th y l c 0,25 m

N u khách hàng c n m t xi-lanh dài 0,3 m, nhà s n xu t có th thi t k s n ph m m i b ng cách kéo dài xy lanh thêm 0,05 m, đ ng th i thay đ i chi u dày piston đ đáp ng yêu c u

c a khách hàng Nh ng thay đ i này có th yêu c u thay đ i tham s duy nh t là chi u dài

c a xy lanh và piston, nh ng c ng có th c n thay đ i các thông s khác Ch ng h n, n u

phôi piston hay phôi xy lanh không không có s n đ dài c n thi t m i, ho c xylanh n p

quá ch m so v i chi u dài pittong kéo thêm, công tác thi t k s c n th c hi n nhi u thay

đ i h n ây là m t ví d v thi t k l i, s a đ i, b sung m t s n ph m hi n có đ đáp

ng yêu c u m i

Các bài toán thi t k l i là các bài toán có tính ch t truy n th ng Các ph ng pháp,

th m chí cách xác đ nh, đi u ch nh các thông s thi t k th ng đ c t p h p trong các s

tay d i d ng m t lo t các công th c ho c các quy đ nh, l i khuyên

Xy lanh th y l c có th đ c coi nh m t ví d v m t s n ph m đ c thi t k

hoàn h o – mature design – s n ph m đ c s n xu t gi nguyên hình dáng, k t c u trong

r t nhi u n m Có r t nhi u ví d v các s n ph m đ c thi t k hoàn h o trong cu c s ng

hàng ngày c a chúng ta nh d ng c vót bút chì, máy đ c l , bàn d p ghim… i v i các

s n ph m này, ki n th c v thi t k g n nh đư đ t đ n m c hoàn thi n và ít khi đ c thi t

k l i

Tuy nhiên, có nh ng d ng thi t k có th coi là hoàn thi n nh ng v n đ c c i ti n,

s a đ i Ch ng h n thi t k xe đ p là m t ví d C u hình c b n c a xe đ p là hai đ a xích , hai bánh xe có đ ng kính b ng nhau, khung xe đ p, b dây xích Xe đ p đư đ c

thi t k l i cu i th k 19 Vào n m 1890, h u h t các xe đ p có hình dáng nh chi c xe

c a Humber và khá gi ng nh ng xe đ p thông th ng ngày nay

ảình 1.9 Xe đ p c a Otto (1870)

Tuy v y, vào th i đi m đó có nhi u m u xe đ c thi t k l i v i thay đ i khá nhi u

Chi c xe c a Otto (Otto dycicle - hình 1.9) có hai bánh xe và b dây xích D th y vi c

đi u khi n chi c xe này qu là m t thách th c

ảình 1.10 Xe đ p leo núi Marine Mount Vision

n nh ng n m 1980 các ki u thi t k xe đ p truy n th ng l i thay đ i m t l n n a,

ch ng h n xe đ p leo núi (hình 1.10), khung xe đ p không còn bao g m ch các hình tam

giác (Diamond shape) hay hình thang n a T i sao vi c thi t k xe đ p l i phát tri n m t

l n n a? Tr c tiên, khách hàng luôn luôn tìm ki m s c i ti n Chi c xe th hi n trong

hình 1.10 có th đi các đ a hình đ i núi t t h n chi c xe trong hình 1.10 Th hai, có s

c i ti n v s tho i mái, g n nh , đ c bi t h th ng treo c a chi c xe Th ba, khách

hàng luôn tìm ki m th gì đó m i và thú v ngay c khi s c i ti n là không nhi u Th t ,

các b ph n và vi c láp ráp chi c xe đ u đ c c i ti n

M t đi m n a là ngay c khi chi c xe đ p đư đ c c i ti n đ đáp ng nhu c u m i,

đ thu hút khách hàng hay t n d ng l i th c a v t li u m i, m t ph n thi t k c a chi c xe

đ p m i nh t c a hãng Marin Mount Vision làm là vi c l th ng nh ng v n gi m t ph n

b n g c Ngoài ra, có nhi u v n đ nh nh v n đ tham s , v n đ l a ch n, v n đ c u hình….Vì v y vi c thi t k l i m t s n ph m, th m chí là m t s n ph m hoàn ch nh có th

yêu c u m t lo t các ho t đ ng thi t k

L u ý: H u h t các bài toán thi t k là thi t k l i, b i vì l i gi i c a chúng đ u d a

trên các gi i pháp, nguyên lý t ng t đư có Tuy v y, h u h t các thi t k c ng là các thi t

k nguyên th y, b i chúng luôn ch a đ ng nh ng thành ph n, c u trúc m i Chính nh ng

thành ph n, c u trúc m i này đư ch ng minh r ng k t c u c là không phù h p

f Thi t k bi n th (Variant Design)

ôi khi các công ty s s n xu t m t s l n các bi n th c a s n ph m đ c s n xu t

M t bi n th là m t s n ph m tùy chnh đ c thi t k đ đáp ng các nhu c u khác nhau

c a khách hàng Ví d , khi b n đ t m t máy tính m i t các công ty nh Dell, b n có th

ch đ nh m t card đ h a, hai pin c u hình, ba tùy ch n giao ti p và hai c p đ c a b nh

B t k t h p nào trong s này là m t phiên b n đ c bi t đ c đi u ch nh theo nhu c u c a

b n Ngoài ra, hưng xe Volvo c tính r ng 50.000 b ph n c a hãng trong kho hàng t n kho n m s cung c p cho h n 5000 bi n th khác nhau đ c l p ráp đ đáp ng yêu c u

c a khách hàng

g Thi t k khái ni m và thi t k s n ph m (Conceptual Design and Product Design)

Hai thu t ng khác nhau s đ c s d ng trong su t giáo trình là thi t k khái ni m

(Conceptual Design) và thi t k s n ph m (Product Design) ây là nh ng thu t ng bao

trùm cho hai ph n c a quá trình phát tri n s n ph m Tr c tiên, ch c n ng và c u trúc s n

ph m đ c phát tri n d i d ng khái ni m – giai đo n thi t k khái ni m Sau đó chúng

đ c tinh ch nh, hoàn thi n đ tr thành m t s n ph m th c (Thi t k s n ph m) Các ho t

đ ng phát tri n khái ni m và các giai đo n phát tri n s n ph m có th s d ng cách thi t k

tham s , thi t k l a ch n, thi t k l i hay thi t k nguyên g c khi c n thi t

1.2.4 Các ràng bu c, m c tiêu và ngu n tài nguyên thi t k

Quá trình thi t k s n ph m t lúc thi t k ban đ u cho đ n khi ra s n ph m cu i

cùng th ng tr i qua nhi u giai đo n M i giai đo n đ c đánh d u b i nh ng quy t đ nh

thi t k M i quy t đ nh thi t k s thay đ i tr ng thái thi t k Các tr ng thái c a m t s n

ph m là m t b n ch p v t t c các thông tin đ c bi t v nó b t k th i đi m nào trong

su t quá trình thi t k Ban đ u các tr ng thái thi t k ch là các báo cáo v các v n đ

Trong quá trình này, tr ng thái thi t k là m t t p h p các ki n th c, b n v , mô hình, phân tích và ghi chú t lúc ban đ u cho đ n khi đ c t o ra

Có hai quan đi m khác nhau trong vi c nhìn nh n quá trình thi t k ti n tri n nh th

nào t tr ng thái thi t k đ n tr ng thái thi t k ti p theo? Th nh t là s n ph m đ c phát

tri n b i s so sánh liên t c gi a tr ng thái và m c tiêu thi t k , đó là các yêu c u cho s n

ph m đ c đ a ra Quan đi m này ng ý r ng t t c các yêu c u đ c đ t ra t lúc đ u c a

v n đ thi t k và s khác bi t gi a chúng v i các tr ng thái thi t k có th d dàng nhìn

th y S khác nhau này chính là s ki m soát quá trình Quan đi m này là c s cho các

ph ng pháp s đ c th o lu n trong ch ng 6

M t quan đi m khác c a quá trình thi t k là khi m t v n đ m i b t đ u, các yêu

c u thi t k m i s h n ch các gi i pháp kh thi c a t t c các thi t k s n ph m lúc tr c

Quá trình này ti p t c các yêu c u khác đ c thêm vào đ gi m b t các gi i pháp thi t k ,

quá trình này liên t c cho đ n khi ch còn m t gi i pháp thi t k cu i cùng Nói m t cách

khác, thi t k là s phát tri n k ti p và áp d ng các h n ch hay ràng bu c cho đ n khi ch

có m t s n ph m duy nh t

Ngoài các yêu c u trong v n đ g c, nh ng ràng bu c đ c thêm vào trong quá trình

thi t k b t đ u t hai ngu n u tiên là t ki n th c c a các nhà thi t k đ c bi t là trong

l nh v c c khí N u m t nhà thi t k nói “Tôi bi t si t ch t các t m kim lo i v i nhau

b ng bulông” thì gi i pháp cho ph n này ch là n i b ng bulông N u các nhà thi t k có

ki n th c khác nhau, các gi i pháp khác nhau đ c gi i thi u vào quá trình thi t k làm

cho m i gi i pháp thi t k có m t v n đ nh t đ nh Lo i ràng bu c th hai b sung vào

quá trình thi t k là k t qu c a quy t đ nh thi t k N u m t nhà thi t k nói “ tôi s s

d ng bulông có đ ng kính 1cm đ xi t ch t hai t m kim lo i v i nhau”, gi i pháp là h n

ch đ ng kính bulông đ n 1cm, m t h n ch mà có th nh h ng đ n nhi u quy t đ nh khác nh d ng c đ si t bulông, đ dày c a v t li u đ c s d ng….Trong quá trình thi t

k , m t ph n l n các ràng bu c d a trên các quy t đ nh thi t k Nh v y kh n ng th c

hi n đ y đ các thông tin quy t đ nh trong su t quá trình thi t k c a các nhà thi t k là

đi u c n thi t K thu t ra quy t đ nh s đ c th o lu n trong ch ng sau

1.2.5 Tháo r i s n ph m

Tháo r i s n ph m đư có giúp cho nhà thi t k tìm hi u c u trúc c a s n ph m và qua

đó, cung c p ki n th c c s cho công tác thi t k i u này có ích cho c thi t k l i, thi t

k nguyên th y và các d ng thi t k khác Tháo r i s n ph m giúp hi u rõ c u trúc các b

ph n, chi ti t, cách th c l p ráp và ch c n ng c a các chi ti t thành ph n

Giai đo n đ u tiên khi tháo r i s n ph m là nh m tìm hi u c u t o, v t li u và

ph ng pháp ch t o c a các chi ti t B ng 1.3 trình bày ví d tháo r i đ tìm hi u c u trúc

s n ph m bàn k p nhanh Irwin Vi c phân tích ch c n ng c a các chi ti t s đ c ti n hành sau đó, và đ c trình bày trong ch ng ti p theo

B ng 1.3 B ng kê s n ph m đ c tháo r i

Tháo r i s n ph m đ tìm hi u k t c u

Tên s n ph m: Bàn k p nhanh Irwin

Mô t ch c n ng và cách ho t đ ng: Bàn k p dùng đ k p nhanh

chi ti t b ng tay Xi t l y k p nhi u l n s đ y hai má k p ti n l i

g n nhau và t ng l c k p lên chi ti t đ c k p Xi t l y nh s gi i

phóng l c k p o chi u má k p và xoay vít tr ng thái s làm đ i

- Thi t k c khí là m t ti n trình liên t c, bao g m nhi u giai đo n đ c đánh d u

b ng các quy t đ nh Các quy t đ nh trong thi t k có vai trò chuy n t tr ng thái

này sang tr ng thái k ti p Các quy t đ nh thi t k đ c th c hi n d a trên c s

so sánh gi a các l a ch n kh d v i các yêu c u thi t k ;

- Quá trình thi t k c khí là m t ti n trình chuy n t mô t tr u t ng thành mô t

c th và chi ti t s n ph m c n thi t k ;

- Tháo r i s n ph m là m t cách th c hi u qu đ tìm hi u v và tham kh o c u trúc

c a các s n ph m t ng t đư có

Trong thi t k hi n đ i, các thành viên c n c ng tác làm vi c trong các nhóm, đ i

thi t k thay vì làm vi c đ n l nh tr c đây

1.3.1 Cá nhân thi t k

gi i quy t m t bài toán thi t k , ng i thi t k ph i bi t đ a ra các quy t đ nh

Các quy t đ nh này d a trên các thông tin đ c l u tr và x lý trong b nh c a ng i

thi t k Các mô hình mô ph ng b nh c a con ng i c ng t ng t nh b nh c a máy

tính – bao g m b nh ng n h n (t ng t b nh RAM) và b nh dài h n (t ng t đ a

c ng máy tính) B nh ng n h n là b ph n x lý thông tin chính trong não c a cá nhân

ng i thi t k B nh dài h n có đ c đi m là d ng nh không có gi i h n; đ ng th i

thông tin có th đ c khôi ph c nhanh chóng và nhi u m c đ khác nhau

h tr cho b nh , ng i thi t k s d ng môi tr ng bên ngoài nh m t b nh m

r ng i u này đ c th c hi n b ng cách ghi chép, phác th o ý t ng,

Có ba yêu c u c b n đ i v i m t k s thi t k nh sau:

- N n t ng ki n th c khoa h c: Khoa h c t nhiên, khoa h c xã h i, nhân v n, Các

ki n th c này giúp ng i thi t k hi u bi t các hi n t ng t nhiên và môi tr ng,

hoàn c nh xung quanh mình đ tìm l i gi i cho bài toán thi t k đáp ng các yêu

màu s c, kích c phù h p h n v i nhu c u và th hi u c a khách hàng Ng i thi t

k c n có t duy ngh thu t và có kh n ng sáng t o m i có th thi t k ra các s n

ph m t t

1.3.2 Nhóm thi t k

Các bài toán thi t k hi n đ i luôn đòi h i đ c gi i quy t b i nhóm thi t k

(design team) Nhóm thi t k là m t t p h p m t s cán b thi t k có kh n ng h tr

nhau th c hi n nhi m v thi t k chung M t nhóm thi t k không ch là m t t p h p các

cá nhân thi t k Th m chí, m t t p h p các cán b thi t k trong đó các cá nhân có th

chia s thông tin, có th giúp đ nhau th c hi n công vi c c a m i ng i trong l nh v c cá nhân thì c ng không ph i là m t nhóm thi t k

M t nhóm thi t k th c s đòi h i nhi u h n so v i m t t p h p các cá nhân Các đ c đi m

đ t đ c s đ ng thu n trong quy t đ nh

3 Các thành viên trong nhóm ph i có kh n ng giao ti p t t, đ m b o m i ng i

trong nhóm hi u và đánh giá ý t ng thi t k nh nhau

4 Các quy t đ nh c n nh m đ n m c tiêu chung thay vì ý ki n c a các cá nhân

i u này làm cho các quy t đ nh tr nên b n v ng h n

nhóm thi t k làm vi c có hi u qu , c n đ m b o các đi u ki n sau:

- M c tiêu ph i rõ ràng

- K ho ch hành đ ng c th

- Phân công trách nhi m cho m i cá nhân

- Có các th c trao đ i thông tin ch t ch

- Xác đ nh l i ích hành vi nhóm

- Chu n hóa quá trình ra quy t đ nh

- Phân công nhi m v công b ng, phù h p

Ch ng 2 Ti n trình và k ho ch thi t k

Ti n trình thi t k nói chung bao g m sáu giai đo n nh sau:

Giai đo n 1 ánh giá hi n tr ng s n ph m

Giai đo n 2 L p k ho ch phát tri n s n ph m

Giai đo n 3 Xác đ nh s n ph m c n thi t k

Giai đo n 4 Thi t k khái ni m

Giai đo n 5 Phát tri n s n ph m

Giai đo n 6 H tr s n ph m

N i dung tóm t t c a t ng giai đo n s đ c trình bày trong ph n 2.1 N i dung chi ti t

c a giai đo n 1 - “ ánh giá hi n tr ng s n ph m” - s đ c trình bày trong ph n 2.2 Ph n

2.3 s phân tích giai đo n 2 - “L p k ho ch và phát tri n s n ph m” Cu i cùng là ph n

tóm t t ch ng

2.1.1 Giai đo n đánh giá hi n tr ng s n ph m

Tr c khi ti n hành thi t k m i ho c thi t k l i m t s n ph m, ta c n xác đ nh

tính c p thi t c a công tác thi t k N i dung c b n c a giai đo n này là phát tri n m t danh sách các đ xu t kh d và l a ch n ph ng án thi t k cho giai đo n ti p sau Các

ph ng án thi t k đ c đ xu t nh m đáp ng yêu c u thi t k s n ph m m i ho c c i

ti n s n ph m đang có, th a mưn đ c các đòi h i t th tr ng, ti n b khoa h c k thu t

và t b n thân quá trình s n xu t s n ph m

2.1.2 Giai đo n l p k ho ch phát tri n s n ph m

Trong giai đo n này, các ngu n l c ph c v cho vi c phát tri n s n ph m bao g m: Tài

chính, nhân l c, công c , c n đ c xác đ nh và đ a vào k ho ch phát tri n s n ph m

2.1.3 Giai đo n xác đ nh s n ph m c n phát tri n

M c đích c a giai đo n này là phân tích v n đ và xác đ nh c s cho đ án thi t k

Trong h u h t các bài toán thi t k , v n đ thi t k th ng đ c đ t ra ch a th t rõ ràng

Vì v y, c n ti n hành xác đ nh c th nhu c u c a khách hàng, đánh giá tính c nh tranh c a

s n ph m, xác đ nh các đ c tr ng k thu t c n thi t c a s n ph m, các yêu c u v kh n ng

v n hành c a s n ph m c n thi t k Các thông tin này cho phép mô t c th các yêu c u,

đ c tính c n thi t c a s n ph m m i

2.1.4 Giai đo n thi t k khái ni m

giai đo n này, các k t qu thu đ c t vi c xác đ nh s n ph m c n phát tri n đ c s

ng đ đ xu t và đánh giá, l a ch n các ý t ng thi t k s n ph m Các yêu c u khách

hàng đ c chuy n đ i thành các mô hình ch c n ng c a s n ph m c n thi t k Nh ng

hi u bi t thu đ c thông qua cách ti p c n ch c n ng có ý ngh a r t quan tr ng đ phát

tri n các ý t ng thi t k nh m t o ra m t s n ph m có ch t l ng

M t công vi c quan tr ng trong quá trình thi t k khai ni m là đánh giá ý t ng thi t

k M c đích là so sánh nh ng ý t ng đ c đ xu t v i các yêu c u đ t ra v i s n ph m,

t đó đi đ n các quy t đ nh K thu t phát tri n, đánh giá ý t ng và ra quy t đ nh s đ c

trình bày c th trong ch ng IV

2.1.5 Giai đo n phát tri n s n ph m

Công vi c c n làm trong giai đo n phát tri n s n ph m là tinh ch nh và chuy n đ i ý

t ng thi t k t t nh t đư đ c l a ch n thành thi t k s n ph m th c C ng c n th y r ng,

nhi u đ án thi t k b qua các giai đo n tr c và ti n hành thi t k tr c ti p s n ph m

d a vào phân tích yêu c u khác hàng Các ti p c n thi t k này th ng mang l i các s n

ph m kém ch t l ng Trong nhi u tr ng h p, cách thi t k này c ng d n đ n nh ng thay đ i t n kém b t bu c trên s n ph m đư s n xu t ph n cu i c a giai đo n phát tri n

s n ph m, các mô t chi ti t v s n ph m đ c s d ng cho gia công, l p ráp và các h ng

d n s d ng Trong nhi u tr ng h p, các m u s n ph m đ c s n xu t th nghi m trên

dây truy n và quy trình s n xu t th c đ đánh giá l n cu i tr c khi s n xu t đ i trà

2.1.6 Giai đo n tr giúp s n ph m

Giai đo n tr giúp s n ph m (Product support) b t đ u t khi s n ph m đ c đ a

vào ch t o cho đ n khi s n ph m h t th i h n s d ng Trách nhi m c a ng i thi t k

bao g m: h tr các quá trình s n xu t, l p ráp, ti p th , b o d ng, cho đ n thu h i, tái

ch s n ph m,

D i đây, n i dung c a giai đo n th nh t – Giai đo n đánh giá hi n tr ng s n

ph m – s đ c gi i thi u và phân tích chi ti t

N i dung chính c a giai đo n đánh giá hi n tr ng s n ph m là: Thông qua vi c

phân tích các y u t c p thi t d n đ n nhu c u c i ti n ho c sáng t o s n ph m m i, các

ph ng án kh d đ c đ xu t, phân tích và l a ch n đ án đ tri n khai Quá trình này

Hình 2.1 Ảiai đo n đánh giá hi n tr ng s n ph m

b c l a ch n đ án kh d , n u đ án ch a h i đ đi u ki n tri n khai, quá trình phân tích đ c l p l i đ xác đ nh thêm các y u t c p thi t

D i đây, ta phân tích c th các y u t mang l i tính c p thi t ph i c i ti n ho c sáng

ph m H n n a, vì quá trình thi t k th c s là m t quá trình h c t p, do v y ngay khi m t

đ án thi t k đ c hoàn t t, các nhà thi t k đư thu đ c các ki n th c và kinh nghi m đ

n m b t đ c nhu c u c a th tr ng, các công ty th ng có đ i ng bán hàng

luôn có các danh sách đ c c p nh t v nhu c u,

th hi u c a khách hàng v s n ph m c a công ty c ng nh c a các đ i th c nh tranh Các

nhu c u này đ c ph n h i, phân tích và đánh giá b i các chuyên gia nghiên c u th

tr ng c a công ty

2.2.3 òi h i thay đ i c a b n thân s n ph m

Có ba nguyên nhân chính d n đ n s c n thi t ph i thay đ i s n ph m t chính nhà s n

xu t, đó là:

- Th nh t, các đ i tác cung c p v t t , nguyên li u, linh ki n c a s n ph m ho c

không th đáp ng yêu c u, ho c khuy n ngh c i ti n chúng i u này d n đ n

nhu c u ph i phát tri n các đ c tính k thu t ho c c u trúc c a s n ph m;

- Th hai, quá trính s n xu t, l p ráp ho c các giai đo n trong vòng đ i s n ph m đang l u hành cho th y, n u c i ti n s n ph m s mang l i hi u qu kinh t cao

h n

- Th ba, s n ph m có l i trong quá trình s d ng, đòi h i nhà xu t ph i thu h i, s a

đ i s n ph m cho khách hàng Các nguyên nhân gây l i trong thi t k c n đ c

kh c ph c Nhân đây, c ng c n nh n m nh r ng, đ u t công s c vào quá trình

thi t k s mang l i l i ích h n nhi u so v i chi phí b ra đ s a l i các s n ph m

có thi t k không đ c đ u t đúng m c Hình 2.2 minh h a nh n đ nh này Trên

hình v n u giai đo n thi t k đ c đ u t x ng đáng (tr ng h p công ty A), thì

kh n ng c n thay đ i s n ph m sau khi đ a ra th tr ng là r t th p Trái l i, trong

tr ng h p đ u t cho thi t k không đ (tr ng h p công ty B), kh n ng c n s a, thay đ i thi t k c a s n ph m sau khi xu t x ng là r t l n L u ý r ng, các chi

phí b ra trong giai đo n này là r t cao Hi n t ng m t s công ty l n thu h i hàng

lo t s n ph m trên toàn c u là các ví d s ng đ ng cho tr ng h p này

Hình 2.2 nh h ng c a s thay đ i đ c tính k thu t trong quá trình phát tri n s n ph m