نتاج التعلم أ: استكشاف محفزات التصميم والتحديات والقيود والفرص والمتطلبات التشغيلية

• أ} استكشاف محفزات التصميم والتحديات والقيود والفرص والمتطلبات التشغيلية

جذب السوق ودفع التكنولوجيا: من يبدأ التصميم؟

نادرًا ما يحدث إطلاق منتج جديد تلقائيًا، فهناك عادةً محفز يبدأ نشاط تصميم جديد.

• مثال السيارات: يرغب العملاء عادةً في تحسين الاقتصاد في استهلاك الوقود وزيادة الراحة وتحسين السلامة.
• ويشير جذب السوق أيضًا إلى الضغوط لترقية المنتج استجابة لتطورات المنافسين.
• تُحدد هذه الاحتياجات من التعليقات غير الرسمية، مثل محادثات وكلاء المبيعات مع العملاء، أو من أبحاث السوق الرسمية.
• حدود جذب السوق: قد يحدد العملاء الحاجة، لكن التكنولوجيا لتحويلها إلى حقيقة قد لا تكون موجودة بعد.
• وقد تتغير متطلبات العملاء أو تُستبدل بالكامل في أثناء دورة تطوير المنتج.
• قد تمنح شركة هندسة العملاء ما أرادوا قبل ثلاث سنوات، وليس ما يريدون الآن.

وماذا لو سبقت التكنولوجيا طلب العملاء؟

ما جذب السوق؟

هل يضمن دمج تقنية جديدة النجاح التجاري؟

• منتجات دفع التكنولوجيا مبتكرة غالبًا، وقد تغير السوق أو تنشئ قطاعات سوق جديدة تمامًا.
• لكن دمج تقنية جديدة في المنتج لا يضمن النجاح التجاري في السوق.
• مثال: التلفزيون ثلاثي الأبعاد أصبح ممكنًا بفضل ابتكارات التصميم والبث، لكن طلب العملاء لم يتماشَ مع التوقعات.

• المهارات
• الإبداع
• الابتكار
• يمكنك استخدام هذا التمرين لتطوير مهاراتك وقدرتك الإبداعية. ما التقنيات التي استخدمتها، وماذا يمكن أن تفعل في المرة القادمة؟

الطلب والربحية: هل يستحق المنتج التطوير؟

• تريد منتجًا له سوق وعليه طلب من العملاء.
• إجمالي الطلب والحصة المتوقعة لشركتك في السوق يعطيان قيمة متوقعة للمبيعات.
• وهذا يساعد على تحديد ما إذا كنت تريد البدء في التطوير ومقدار الوقت والمال للاستثمار فيه.
• راعِ الطلب ليس الآن فقط، بل طوال عمر المنتج.

• الطلب المرتفع والربح المرتفع لكل عنصر مباع هو الأمثل.
• الطلب المنخفض مع ربح عالٍ لكل جزء قد يكون مقبولًا طالما تم التحكم في التكاليف الثابتة.
• الطلب المرتفع مع هوامش متوسطة قد يكون مقبولًا لأن التكاليف الثابتة توزع على عدد كبير من المبيعات.
• الطلب المنخفض والربح المنخفض: لا يستحق تطوير المنتج.

ما الربح؟

الابتكار وأبحاث السوق

• يجب أن يغطي العائد المالي على أي منتج تكاليف تصميمه وصنعه وأي نفقات عامة.
• تحقيق ربح كافٍ يمنح مؤسستك المال للاستثمار في المنتجات والمنشآت الجديدة، ودفع حصص المساهمين.

• التغييرات التدريجية هي تحسينات للمنتج الحالي، وغالبًا تستند إلى الخبرة في تكرارات سابقة.
• ومن غير المحتمل إدخال تغيير كبير في المفاهيم العامة المرتبطة بتشغيل المنتج.
• قد يحدث الابتكار عندما تتيح تقنية جديدة إنتاج عناصر كانت مستحيلة من قبل.
• ويحدث أيضًا عند فحص طريقة تحقيق وظائف المنتج من منظور غير تقليدي، أو بنقل التكنولوجيا من تخصص إلى آخر.
• مثال: أوين فينلي ماكلارين، شارك في الهيكل السفلي القابل للطي للطائرة ستيفاير، ثم صمم مقاعد مدفوعة وعربات أطفال قابلة للطي.
• الابتكار يميزك عن منافسيك، لكن يجب أن يكون شيئًا يقدره العملاء لا مجرد تحديث.

متى يحدث الابتكار؟

• أبحاث السوق أنشطة تساعدك على فهم ما يريده عملاؤك وما قد يخطط له المنافسون.
• المؤسسة الصغيرة المتخصصة التي تبيع لعدد قليل من العملاء قد يجري مهندسو المبيعات فيها أبحاث السوق بأنفسهم.
• الشركات الأكبر ذات قواعد العملاء الأوسع تجريها فرق متخصصة توظفها أو تستعين بها استشاريين.
• تساعد أبحاث السوق أيضًا في أثناء تطوير منتجات جديدة؛ ويتيح عرض أفكارك لمجموعات المستخدمين المحتملين اختيار الأفكار التي من المرجح أن تنجح.

حين لا يرضى العملاء: المشكلات والاستدامة

• عدم الرضا عن المنتجات المتاحة في السوق دافع دائم لتصميم إصدارات محسنة.
• قد تكون المنتجات الحالية مكلفة للغاية، أو غير موثوقة، أو تتطلب صيانة كثيرة، أو ثقيلة جدًّا، أو ذات انبعاثات كربونية كبيرة.
• احرص على عدم استبدال نقطة ضعف بأخرى.
• مثال: حل عمر البطارية في جهاز لوحي بوضع بطارية أكبر قد يخفض رضا العملاء عن التكلفة والوزن والاستدامة.

• المهارات
• المشاركة
• التعاطف/تبني وجهة نظر الآخرين
• سيساعدك العمل على هذا التمرين أدناه على تطوير مهارات التعامل مع الآخرين. كيف تشارك وجهات النظر وتجمع الأفكار؟
• جعل المنتج أكثر استدامة يمثل محفزًا تجاريًا وبيئيًا لإنشاء منتجات جديدة.
• قد توجد ضغوط لاستبدال المنتجات الحالية أو إزالتها من البيع لأنها لم تعد تلبي الأهداف البيئية.
• وهذا فرصة لتطوير منتجات جديدة وقد يؤدي إلى مبيعات مبكرة كبيرة.
• التباطؤ في الاستجابة لمتطلبات الاستدامة قد يترك للشركة منتجات لا يريدها أحد أو لا يُسمح باستخدامها.

المخاطر: احتمال الحدوث × عواقبه

• يجب أن يكون منتجك آمنًا للاستخدام، ويجب التخلص من المخاطر على المستخدم أو أي شخص يتعامل معه أو تقليلها.
• لتقييم المخاطر فكّر في احتمالية حدوثها ونتائج حدوثها.
• والجمع بين هذه العوامل هو الخطر الكُلي.
• مثال منخفض الخطر: منتج يسخن قليلًا في مكان من غير المرجح أن يلامسه الأشخاص، وعواقبه بعض الانزعاج فقط.
• أما إذا زاد احتمال التلامس أو كانت الحرارة كافية لحدوث حروق، فقد يلزم شكل من إعادة التصميم.
• خيارات إعادة التصميم: نقل الأجزاء الساخنة بعيدًا عن المستخدم، أو تقليل درجة حرارة السطح، أو حماية الجزء.
• تصور المخاطر المرتبطة بتركيب منتجك واستخدامه وإيقافه عن العمل، وعالج الخطر إذا كان احتماله مرتفعًا أو عواقبه غير بسيطة.
• راجع منتجك: الحواف أو الزوايا الحادة، أو المنتجات التي ترتفع حرارتها أو تنخفض لدرجة تسبب حروق، أو الكابلات التي تعمل بحرية.
• معالجة المخاطر كجزء من التصميم العام أكثر فعالية من حيث التكلفة.
• مثال: تصميم عربة أطفال قابلة للطي مع التركيز على عدم حبس الأصابع أفضل من تركيب مجموعة من الواقيات.
• المخاطر التجارية: إضافة ميزة تُحمل العميل تكلفة أكثر من القيمة قد تنخفض معها المبيعات.
• وعوامل خارجية قد تجعل منتجك غير قابل للاستخدام أبكر مما يُتوقع، مثل لوائح بيئية جديدة أو مورِّد وحيد يتوقف عن صنع القطعة.

ما الخطر الكُلي؟

تحديات الطاقة والوقت: أقل هدر في التطوير والتشغيل

• التحدي: تقليل الطاقة المهدرة في أثناء تصميم منتج مصمم هندسيًا.
• توجد ضغوط دائمًا لجلب المنتجات إلى السوق في وقت مناسب؛ ستة أشهر إضافية تعني أن المنافسين قد يسبقونك.
• أدوات التصميم تسرّع التطوير: الطابعة ثلاثية الأبعاد تنشئ نماذج أولية مبكرة أسرع بكثير من الأساليب التقليدية.
• يمكن محاكاة سيناريوهات التصميم بسرعة بنماذج رقمية بسيطة كما في جدول البيانات، أو بحزم التصميم بمساعدة الحاسوب ⁦(CAD)⁩.

• يكون تقليل الطاقة المستخدمة في أثناء تشغيل المنتج غالبًا محفزًا رئيسًا وتحديًا كبيرًا، مدفوعًا برغبة المستهلكين في منتجات أكثر كفاءة.
• شركات السيارات تتعرض لضغوط لزيادة الاقتصاد في استهلاك الوقود، ويُتوقع من غلايات التدفئة المركزية ووحدات تكييف الهواء زيادة الكفاءة.
• والتشريعات تدفع الكفاءة أيضًا: استُبدلت المصابيح المتوهجة بمصابيح ليد ومصابيح الفلورسنت الأكثر كفاءة.
• استعادة الطاقة: الاستفادة من الطاقة التي قد تُهدر وإعادتها طاقة مفيدة.
• مثال أول: محطات الحرارة والطاقة المشتركة تنتج الكهرباء والماء الساخن باستخراج الحرارة الزائدة.
• مثال ثانٍ: الكبح مع استعادة الطاقة، إذ يعمل المحرك مولدًا يرسل الطاقة إلى البطاريات لاستخدامها لاحقًا.

الأبعاد والكتلة والكفاءة: أصغر وأخف وأذكى

• تقليل الأبعاد المادية قيد تصميم شائع، وقد ينشأ من طلب العملاء منتجات أصغر لقابلية النقل أو لأسباب جمالية.
• مثال: تقليل عمق مسند الظهر في مقاعد الطائرة أو السيارة يوفر مساحة وراحة للركاب في المقعد الخلفي.
• يمثل تقليل كتلة المنتجات تحديًا شائعًا؛ فالمنتج المحمول أو الأداة اليدوية أسهل التعامل معها إذا كانت أخف وزنًا.
• وتقليل الكتلة يقلل الطاقة المطلوبة لنقل المنتج، فيصبح أكثر استجابة وكفاءة.
• مثال: التخلص من العجلات الاحتياطية والتوجه نحو المكابح اليدوية الإلكترونية.
• فوائد مركبة: تقليل الكتلة في جسم السيارة يقلل الحمل على المحرك وعلبة التروس والتعليق والمكابح.

• المهارات
• المبادرة
• التوجيه الذاتي
• ستحتاج إلى إجراء بعض الأبحاث للبحث عن مصادر خارجية للمساعدة على حل هذا التحدي المتعلق بالتصميم. وسيساعد ذلك على تطوير المبادرة والتوجيه الذاتي الذي ستحتاج إليه في العمل.
• كفاءة المكونات ترتبط بتحسين كتلتها أو حجمها أو كفاءة الطاقة، وبالوظائف التي يمكن اكتسابها من مكون واحد.
• في جزء مقولب أو مصبوب يمكن دمج العديد من الوظائف في جزء واحد، ما يقلل الحاجة إلى المزيد من الأجزاء أو عمليات التصنيع الثانوية.
• مثال: صندوق الإلكترونيات قد يضم أدلة لتثبيت لوحات الدوائر وفتحات التثبيت في قالب واحد، ما يقلل التكلفة ووقت التجميع.

كيف يستعيد الكبح الطاقة في المركبات الكهربائية؟

تكاليف دورة الحياة والمركبات الهجين والتصنيع عالي القيمة

• يجب الآن مراعاة تكاليف دورة حياة المنتج بأكملها في جميع مراحل التصميم، لا تكاليف التصنيع وحدها.
• ويشمل ذلك خفض تكاليف التشغيل والاستدامة، والتكاليف المالية والبيئية لخدمة المنتج وصيانته.
• مثال: التخلص المناسب من الزيوت أو مواد التشحيم واستخدام المذيبات في التنظيف.
• المنتج الذي يُقسم بسهولة إلى مواد قابلة لإعادة التدوير أقل تكلفة مالية وبيئية في نهاية عمره من منتج يوضع في مكب النفايات.
• المركبات الكهربائية بالكامل لا تنتج ملوثات عند الاستخدام وتتيح استعادة الطاقة، لكن البطاريات تحد من مدى السير.
• محركات الاحتراق الداخلي توفر مدى جيدًا لكنها تطلق الملوثات إلى الغلاف الجوي.
• المركبات الهجين تستخدم المصدرين وتوازن بينهما لاستغلال مزايا كل منهما.
• في النظام الموازي محرك كهربائي ومحرك تقليدي، كل منهما قادر على دفع العجلات، ويعملان منعزلين أو معًا.
• في النظام التسلسلي لا يتصل محرك الاحتراق ميكانيكيًّا بالعجلات، بل يعمل مولدًا يشحن البطاريات.
• وحدات تحكم حاسوبية تراقب باستمرار ظروف الطريق وطاقة البطارية ومتطلبات المحرك لتحسين هذه الأنظمة.

كيف يعمل النظام الموازي والنظام التسلسلي؟

حين تبني نظامًا: اختر الواجهات والتنازلات

• ستجد نفسك تبني نظامًا من مجموعة من القطع الميكانيكية والكهربائية والهيدروليكية والهوائية القياسية، كخط الإنتاج المؤتمت.
• فكر في كيفية ارتباط المكونات وفي الاتساق داخل النظام لتسهيل التوسيع والتطوير.
• يجب تجنب تشغيل أنظمة متوازية وغير متوافقة، تعتمد على مجموعة كبيرة من الأدوات المتخصصة وعلى موظفين متخصصين.

• أسئلة للمنتجات الكهربائية:
• ما مصدر الطاقة المطلوب؟
• هل هناك حاجة لوجود إصدارات مختلفة يمكن استخدامها مع مختلف مصادر تيارات الكهرباء الرئيسة، اعتمادًا على مكان بيع المنتج أو استخدامه؟ هل ستكون هناك حاجة إلى مقابس مختلفة للتوصيل بمصدر التيار الكهربائي في مناطق مختلفة؟
• هل هذا تيار متردد ⁦(ac)⁩ أم تيار مباشر ⁦(dc)⁩؟
• هل يمكنك الحصول على مصدر طاقة واحد لجميع العناصر أو قد تحتاج إلى مصدر جهد منخفض وتيار منخفض لدوائر التحكم مع نظام منفصل للعناصر عالية الطاقة؛ مثل المحركات أو السخانات؟
• أسئلة نقل الإشارات:
• ما الجهد الذي سيُستخدم؟
• ما بروتوكول الاتصال؟ ما نوع الترميز الذي تستخدمه أجهزة الاستشعار والمشغلات لإرسال الإشارات إلى وحدة التحكم واستقبالها منها؟
• هل الاتصال سلكي أم لاسلكي؟
• أسئلة للمنتجات الهوائية والهيدروليكية:
• ما الموصلات التي ستُستخدم؟
• ما الضغط الذي ستعمل به؟
• ما الملحقات المطلوبة (مثل الفلاتر أو أجهزة التنظيم أو مواد التشحيم)؟
• أسئلة للمنتجات الميكانيكية:
• هل تحتاج إلى العمل وفقًا للمعايير؟
• ما أنواع التثبيت (مثل حجوم/مقاسات المسامير) المطلوبة؟
• بالنسبة للأنظمة المكونة من وحدات، هل ستكون هناك مسافات قياسية بين فتحات التثبيت لتمكين إضافة القِطع وإزالتها بسهولة؟
• أسئلة لأنظمة التحكم:
• ما نوع أجهزة الاستشعار التي تستخدمها؟
• ما نوع المشغلات والمحركات وأنظمة نقل الحركة التي تستخدمها؟
• ما نوع وحدة التحكم الأكثر ملاءمة (مثل وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة أو الحاسوب الشخصي أو وحدة التحكم الدقيقة)؟
• هل جميع القِطع متوافقة؟
• ما البرنامج الذي يستخدمه نظام التحكم؟
• قد تؤثر في قرارات البنية التحتية لعملائك مهاراتهم وخبراتهم وتجربة مؤسستك واحتمال الاضطرار إلى تعديل المنتج أو النظام أو ترقيته.

• عند تطوير النظام ستحتاج إلى تقديم تنازلات، فتوازن متطلبات العناصر الفردية لإنشاء أقوى نظام شامل.
• مثال الدرون: يجب أن تعمل المكونات بانسجام، ويفضل أن تكون الكهرباء متسقة في الجهد لتجنب حزم طاقة متعددة.
• موضع خزان الوقود: مقدمة الطائرة يقلل طول أنبوب الوقود، لكن من وجهة نظر الاستقرار الموقع المركزي أكثر منطقية.

• مع خزان على الأنف يخف وزن أنف الطائرة تدريجيًا مع تفريغ الخزان.
• ومثله قد يكون المنطقي وضع مكون مركزيًا، لكن التبريد أو الصيانة قد يشيران إلى موضع أقرب إلى السطح الخارجي.

• عادةً توضع مواصفات تصميم المنتج ⁦(PDS)⁩ للمنتج النهائي ولكل نظام فرعي وحتى كل مكوّن.
• مثال الوزن: يُقسم الوزن المستهدف إلى أوزان للأنظمة الفرعية والمكونات.
• إذا لم يحقق مكون الوزن المستهدف، يُبلغ عن المشكلة مبكرًا ويُعاد تقييم النظام لتعويض الوزن في موضع آخر.
• قد ترغب في تجنب نظام التبريد المعقد، ولذلك يجب تحديد المكونات لتجنب توليد الحرارة الزائدة.
• والعناصر الكهربائية تحتاج إلى توافق كهرومغناطيسي ⁦(EMC)⁩ كي لا تسبب تداخلًا مع العناصر الأخرى.

ما مواصفات تصميم المنتج ⁦(PDS)⁩؟

التصنيع الفعال من حيث التكلفة والتصميم لعميل

• يجب أن يكون التصنيع فعّالًا من حيث التكلفة لتغطية التكاليف وتحقيق ربح على مدار عمره الإنتاجي.
• للأجزاء قصيرة المدى تُستخدم عادةً التركيبات المخصصة والقوالب والأدوات عند الحد الأدنى، وأدوات آلية مرنة مثل المخارط وآلات التفريز وآلات ⁦(CNC)⁩.
• للحجوم المتوسطة والكبيرة تُراعى تكلفة أدوات متخصصة لتبسيط التصنيع، ما يتطلب استثمارًا رأسماليًا وتكاليف إعداد.

• لقطعة واحدة يكون إنتاج الموجّه أكثر تكلفةً بكثير من صنع القطعة مباشرةً.
• وإذا كانت أعداد الإنتاج أعلى فمن المرجح أن يستردّ توفير الوقت في حفر الثقوب في الموضع الصحيح تكلفة الموجّه.
• تكاليف الإعداد ثابتة في كل مرة تشغّل فيها مجموعة منتجات، كملء القالب بالبلاستيك الصحيح وتثبيته.

ما أثر ارتفاع أعداد الإنتاج على تكلفة الموجّه؟

من هو العميل؟ داخلي أم خارجي

• صمم المنتجات التي يريدها الناس، وفهم احتياجات عميلك مفتاح النجاح.
• قد لا ينجح تصميمك إذا كان منتجك مكلفًا جدًّا، أو يصعب استخدامه، أو لا يمكن الاعتماد عليه، أو يفتقر إلى بعض الميزات الرئيسة المتوقعة.
• غالبًا نفكر في المستخدم النهائي عندما نفكر في العميل، لكن ليس دائمًا.
• في المنتجات المعقدة مثل السيارات والطائرات، ستُكلّف عادةً فرق متخصصة بتفاصيل التصميم والتصنيع.
• مثال السيارة: فريق مضخات المياه والزيت عميله فريق المحرك، وفريق نظام نقل الحركة عميل لهم.
• مع عميل داخلي سيتم تزويدك بمواصفات مفصلة تمامًا لما هو مطلوب، وسيُتوقع منك الالتزام بذلك.
• وللحصول على النتائج الأكثر فعالية ستعمل عن كثب مع العميل في أثناء عملية التصميم.
• العميل الخارجي من خارج مؤسستك، وقد يكون المستخدم النهائي وقد لا يكون.
• ستبني قراراتك على الخبرة السابقة وأبحاث السوق ومجموعات التركيز، ومن غير المحتمل أن تعمل مباشرةً مع عملاء محددين.

ما العميل الخارجي؟

متطلبات المنتج والخدمة قبل أن ترسم أي شيء

• قبل البدء افهم تمامًا متطلبات المنتج والخدمة المرتبطة باستخدامه.
• مواصفات الأداء تصف الاستخدام المتوقع، فمضخة مياه المحرك يُتوقع أن تضخ عددًا معينًا من اللترات في الساعة.
• ومعها نطاق درجة الحرارة، وطول الوقت المستمر للعمل، والوقت بين الصيانة، واستهلاك الزيت.
• تلتزم معظم المنتجات بمعايير صناعية للسلامة أو التوحيد، فتحقق أولًا من المعايير المنطبقة ثم التزم بها.
• مثال: اللعبة المباعة في الاتحاد الأوروبي ⁦(EU)⁩ تتبع توجيه سلامة الألعاب.
• ومعايير الدول تختلف: في الصين ⁦GB 6675-2014⁩، وفي تايلاند ⁦TIS 685-2540⁩، وفي المملكة العربية السعودية ⁦SSA 1063⁩ و1064 و1065.
• حجم السوق والحصة المحتملة يعطيان كمية التصنيع المخطط لها، وبعض التقنيات أنسب لكميات معينة.
• الطباعة ثلاثية الأبعاد مثالية للتصنيع لمرة واحدة لأنها لا تحتاج قوالب، لكن تصنيع كل قطعة بطيء.
• التشكيل بالحقن أسرع بكثير، لكن أداته تكلف عدة آلاف من الجنيهات لكل مكون، فتلزمه كميات عالية.

لماذا لا تناسب الطباعة ثلاثية الأبعاد الإنتاج الكبير؟

• دورة حياة المنتج: التصور الأولي، التصنيع، التوزيع، البيع، الاستخدام التشغيلي، إعادة الاستخدام، إعادة التدوير، التخلص.
• مثال إطارات السيارات: الاستخدام الأصلي، تجديد المداس، إعادة الاستخدام لأغراض أخرى، ثم إعادة التدوير.

سهولة الاستخدام والقياسات البشرية

• يجب أن تكون المنتجات سهلة الاستخدام لتنجح.

• القياسات البشرية فهم قياسات الجسم المادية لمستخدمي منتجك، وهي طريقة رئيسة لزيادة قابلية الاستخدام.
• تستخرج بيانات كالأطوال ومواضع خط العين والأوزان وأطوال الذراع من جداول أو قواعد بيانات.
• يُركَّز التصميم عادةً على المستهلكين بين 5 و95 في المائة، فيلبي 90 في المائة من المستهلكين.
• احذر من البيانات المستخدمة: منتج للنساء دون سن 40 قد يختلف عن منتج للرجال فوق 70 عامًا.

ما نسبة المستهلكين التي يلبيها التصميم بين الشريحتين 5 و95 في المائة؟

مواصفات تصميم المنتج: قائمة المعايير

• قبل البدء ستضع مواصفات تصميم المنتج ⁦(PDS)⁩ أو تحصل عليها.
• توضح بشكل منهجي المطلوب من منتجك من حيث وظائفه والقيود التجارية.
• الرجوع إليها في أثناء التطوير يضمن تلبية جميع عناصر المواصفات.

• الجدول 3.1: معايير التصميم التي قد تظهر في مواصفات تصميم المنتج.

حماية فكرتك: الملكية الفكرية

• تطوير منتج جديد مكلف ويستغرق وقتًا طويلًا، وابتكاراته تُعرف بالملكية الفكرية ⁦(IP)⁩.
• حماية الملكية الفكرية مهمة لضمان عدم تمكن المنافسين من تقليد منتجك ببساطة.
• براءات الاختراع تحمي الابتكارات التقنية، ويجب أن تكون جديدة حقًا وغير جلية ويمكن استخدامها.
• مثال: تصميم مضرب تنس برأس مختلف قليلًا من غير المحتمل أن يحصل على براءة، أما أداة جديدة لشد الأوتار فقد تحصل.
• براءة الاختراع تمنع الآخرين من نسخ ابتكارك وتسمح لك بمنح ترخيص فكرتك مقابل رسوم.
• لاستخدام تقنية محمية تفاوض مع المخترعين، أو عالج المشكلة بطريقة مختلفة لتجنب التعدي.
• تسري البراءات إقليميًا وتودَع لدى مكتب براءات إقليمي، وتحمي حقوقك لمدة تصل إلى 20 عامًا.
• لا تكشف فكرتك قبل الإيداع، فبعد الكشف العلني لا يمكن تسجيل براءة اختراع.
• حقوق التصميم متشابهة ولكنها تركز على مظهر المنتج، مثل تصميم الزجاجة لعلامة تجارية من المشروبات الغازية.
• الماركة اسم شركتك أو شعارها أو علامتها التجارية أو عبارتها الدعائية، ويجب تسجيل العلامات التجارية.

ما مدة حماية براءة الاختراع؟

• التفكير النقدي
• حل المشكلات
• التفسير
• استخدم التفكير الدقيق لفهم المشكلة العامة وكيف يمكن أن تختلف كل حالة. سيساعد هذا على تطوير مهارات التفسير والتفكير النقدي.

المعايير والعلامات والبيئة والسلامة

• سيكون لديك مواصفات تتعلق بما تريده أنت وعميلك من المنتج، وقد تكون هناك أيضًا قيود خارجية تنطبق على المنتج وعمليات تصنيعه.
• قبل البيع يجب أن يتوافق المنتج مع التشريعات ومتطلبات إصدار الشهادات، وقد توجد معايير طوعية.
• علامة ⁦CE⁩ للمنتجات المصممة للبيع في الاتحاد الأوروبي، و⁦CCC⁩ في الصين، و⁦FCC⁩ للسلع الكهربائية في الولايات المتحدة.
• معظم علامات المنتجات تشمل معايير عديدة، وبعضها خاص بنوع منتج (مقاعد سلامة الأطفال) أو ببيئة عمل (الأجواء المتفجرة).
• تخضع المعايير أيضًا للمراجعة المستمرة، لذلك لا تفترض أن المعايير التي كانت سارية العام الماضي ما تزال سارية.

• الجدول 3.2: أمثلة لمعايير السلامة.
• في الماضي ارتبطت المعايير بوكالة محلية، كالمعهد البريطاني للمعايير ⁦(BSI)⁩، لكن المنظمات الوطنية تتعاون الآن لمواءمة اللوائح.
• المخاوف البيئية عامل مؤثر بشكل متزايد في إنشاء منتجات جديدة.
• في أجزاء كثيرة من العالم يجب أن تحمل الغسالات والثلاجات الجديدة ملصقات الطاقة التي توضح كفاءة استخدام المياه والطاقة.

علامة ⁦CE⁩ تشير إلى ماذا؟

• تقيس الشركة المصنعة الانبعاثات الكربونية للمنتج طوال حياته، وقد تحظر اللوائح بعض المبردات في وحدات تكييف الهواء والثلاجات.

• تلميح: هل يمكنك الحصول على معلومات من منتجات حالية أو منشورات المنتجات أو الملصقات في المتاجر؟
• توسيع الأفق: إذا ابتكرت ملصق أداء لمجففات الشعر، فكيف سيبدو وما الذي تعتبره مهمًا؟
• الشخصية
• المسؤولية الاجتماعية
• إن فهم أهمية كفاءة الطاقة والامتثال للمعايير والمساعدة على دعم العملاء في فهم كيفية ارتباط هذه المنتجات بمنتجاتك مثالًا مهمًا على كيفية الالتزام بالمسؤولية الشخصية والاجتماعية.
• مسؤوليتك التأكد من أن المنتج آمن للتثبيت والاستخدام والتخلص منه، وقد يظل غير آمن حتى لو استوفى المعايير.

تحليل السوق: نقطة البيع الفريدة والتقادم

• أنت تعمل في سوق تنافسية.
• قد يكلف العميل شركتك بتصميم معين، أو يطرح المنتج للمناقصة لتقدم عدة شركات عطاءات.
• في السوق المفتوحة يختار العميل، فإن كان منتجك أكثر تكلفة أو أقل موثوقية أو أصعب في الاستخدام فمبيعاتك محدودة.

• تتمثل الطريقة التقليدية لتحقيق ريادة منتج ضمن المنافسة في الحصول على نقطة بيع فريدة ⁦(USP)⁩.
• قد تكون مجرد سعر منخفض، ولكن الأكثر شيوعًا ميزة أو مستوى أداء لا يضاهيه منافسوك.
• وفريق التسويق يستخدمها لجعل منتجك أكثر جاذبية للعميل.
• لكن عليك الانتباه جيدًا، حيث يجب أن تكون نقطة البيع الفريدة:
• مبررة: لا تسوّق منتجك على أنه الأخف وزنًا إذا لم يكن كذلك.
• شيء يقدره العميل: ميزة لا يقدرها العميل تضيف تكلفة غير ضرورية فقط.
• يمكن حمايتها: ربما أضفت ميزة مرغوبة، لكن إن أمكن نسخ المنتج ولم تحمِ ملكيتك الفكرية فمكاسبك قصيرة الأجل جدًا.
• الأداء العام ضروري لنجاح المنتج، فقد تتراكم الفوائد الإضافية لتعطي منتجًا أكثر فعالية وتوازنًا.
• لا تُهمل التفاصيل التي لا بد منها سعيًا وراء التميز في جانب معين.

ما شروط نقطة البيع الفريدة؟

• التقادم: لكل تصميم مدة يظل فيها قادرًا على المنافسة قبل أن تجعله المنافسة أو التنظيم أو تعطيل السوق قديمًا.
• أعمار مختلفة: قلم الحبر المكتبي أكثر من 70 عامًا، والسيارات العائلية نحو ست سنوات للموديل، والهواتف المحمولة نحو عام.
• قد لا يُسمح ببيع المنتج بسبب التغييرات في اللوائح.
• قد يكون هناك تغيير تدريجي في السوق (اضطراب) يعني أن المنتجات من نوع معين لم تعد مجدية.
• قد لا تتوفر منتجات الطرف الثالث اللازمة لدعم تشغيل المنتج، مثل البطاريات المتخصصة أو قطع الغيار.
• قد تسمح المواد أو التكنولوجيا أو تقنيات التصنيع الجديدة بإنتاج منتجات منافسة وبيعها بسعر أرخص مما يمكنك مماثلته.
• لديك دورات تطوير خاصة بك لإخراج منتجات بديلة محسنة على أساس منتظم، وهذه العملية ستجعل منتجاتك القديمة مستهلكة.
• من المهم دائمًا فهم عملائك: سيشتري مجموعة أساسية من المستخدمين الأجهزة المتطورة الجديدة بمجرد إصدارها، بينما غالبًا ما تُستبدل الثلاجة أو الغسالة عند تعطلها.

• المشاركة
• التفاوض
• للنجاح تحتاج إلى تطوير مهارات المشاركة والتفاوض حول مزايا وعيوب الخصائص المختلفة للتصميم.

تحليل الأداء: الشكل والوظيفة والمواد

• شكل المنتج هو شكله المادي وحجمه ومظهره، وغالبًا يرتبط بوظيفته.
• في الأدوات اليدوية كمفتاح البراغي أو مجرفة الحديقة تحدد الوظيفة الشكل، وشكل سيارة الفورمولا 1 تصممه الديناميكا الهوائية.
• وظيفة المنتج ترتبط بالكيفية التي يُتوقع أن يعمل بها المنتج.

• هذه الوظائف عامة جدًّا، والمصمم يطورها لتصبح جزءًا من مواصفات تصميم المنتج، وتشمل التخزين والقيام من على الكرسي.
• في دعم وزن المستخدم يفكر في هوية المستخدمين والنسبة المئوية التي يراعيها وعوامل الأمان.

• عامل الأمان (عامل السلامة) هو مقدار قوة النظام الذي يزيد عما يحتاج إليه لاستيعاب الحمل المتوقع.

ما عامل الأمان؟

• الاعتبارات التقنية: طاقة الخرج، والأحمال التي يحملها، واستهلاك الوقود أو الكهرباء، ودرجات حرارة التشغيل القصوى، والوزن.
• يعد اختيار المواد جزءًا أساسيًا من أي تصميم، فلكل سيناريو تصميم متطلباته الخاصة، وستكون موازنة المواد المختلفة مهمة في أي تصميم ناجح.

• مثال عامل الأمان: إذا كان ثلاثة والفولاذ الطري إجهاد خضوعه 240 ميجا باسكال، فلا تتجاوز الأحمال المتوقعة 80 ميجا باسكال.
• هل المواد مستدامة؟ هل مصدرها متجدد؟ هل يمكن الحصول عليها من مواد معاد تدويرها؟ هل يمكن تفكيك قطعه بسهولة لإعادة التدوير؟
• هل تحتاج إلى التفكير في كيفية عمل منتجك مع المنتجات الأخرى؟
• يجب أن تتوقع تأكل المنتج في أثناء الاستخدام.
• إلى متى تعتقد أن عملائك يتوقعون أن يستمر منتجك؟ وهل تتوقع أن تُستبدل الأجزاء المتحركة في مراحل مختلفة من عمر المنتج؟

تحليل التصنيع: التفاوتات والجودة والتصميم للتصنيع

• انظر في عوامل فنية لتصميم منتج يُصنع بسهولة وفعالية من حيث التكلفة ومستدام وآمن قدر الإمكان.
• لكل عملية تصنيع قيودها في المواد وأنواع الأشكال والدقة وتكاليف الأدوات وتكلفة التصنيع لكل قطعة.
• قد يكون هناك حد للعمليات المتاحة لك ضمن قدرات شركتك، فحدد التقنية المناسبة وصمم القطعة الخاصة بك وفقًا لذلك.
• عند دخول أي تصميم حيز الإنتاج ستكون هناك اختلافات في القطع المُنتجة نتيجة للقيود المفروضة على عملية التصنيع.
• سيختلف حجم وموقع الثقوب أو الأضلاع باختلاف تفاوتات القياس والمعالجة، والأمر نفسه في التشطيبات السطحية.
• من المهم مراعاة الميزات التي تحتاج إلى تحكم صارم للغاية والتي يمكن إنتاجها بتفاوتات أوسع.
• إذا كنت تريد تفاوتات أكثر صرامةً فسيكون الإنتاج أكثر تكلفةً، وإذا سُمح بتفاوتات أوسع نطاقًا فمن المحتمل توفير الوقت والمال.

• فتحة الرفع يمكن أن يبلغ تفاوت قطرها ± 1 مم.
• فتحة المحمل يجب أن يكون تفاوت قطرها دقيقًا حتى 0.01 مم وإلا لم يثبت المحمل.
• التشطيب قد يختلف: علامات مسمار القاذف مقبولة على الأسطح الداخلية للقطعة البلاستيكية لا الخارجية.
• تُسجل التفاوتات في الرسوم التفصيلية، وتُستخدم لإعداد مستندات مراقبة الجودة وأوراق الفحص.

ماذا يحدث للإنتاج إذا أردت تفاوتات أكثر صرامةً؟

• بالنسبة لعمليات التصنيع قد يكون هناك عدد من الجوانب التي يجب مراعاتها فيما يتعلق بالتأثير البيئي والاستدامة.
• المسؤولية الشخصية والاجتماعية
• إن فهم أهمية كفاءة الطاقة واستدامة المنتج والالتزام بالمعايير ومساعدة العملاء على فهم كيفية ارتباط هذه المنتجات بمنتجاتك أمثلة مهمة على كيفية التزامك بالمسؤولية الشخصية والاجتماعية.
• فكر دائمًا في كيفية تصنيع المنتج والقِطع الفردية داخله.
• تحتوي كل عملية تصنيع على مواد تناسبها والأشكال التي يمكن صنعها والتفاوتات والتشطيبات التي يمكن إنتاجها، وتكاليف الأدوات والقوالب وإنتاج كل قطعة.
• يعتمد النهج النهائي على المواد الممكنة والقدرة التصنيعية للشركة وحجم القطع.