Vigtige faktorer ved innovation

Teknisk nyt

Innovation: Rigtig mange forhold spiller ind i forbindelse med innovation. Så det gælder om at være opmærksom på dem, der har indflydelse på den aktuelle udviklingsopgave.  af Jan Cederberg, Teknisk nyt specal 5a

I december 2006 forløb den årlige Produktudviklingsdag på DTU afholdt af Institut for Produktudvikling (IPU). Sædvanen tro var en række specialister indforskrevet som foredragsholdere om aktuelle perspektivrige projekter. De 140 deltagere blev af IPU direktør Lars Hein indledningsvis gjort opmærksom på, at IPU nu efter at have fejret sit 50 års jubilæum i 2006) og efter universitetsintegreringen vil få en forpligtelse til at dække hele det integrerede DTU. Det vil sige, at det er forventningen, at IPU vil vokse i de kommende år.

Produktudviklingsdagen satte ved denne lejlighed fokus på innovation ud fra de fire udgangspunkter viden, teknologi, service og brugerobservationer.

Innovation i lægemiddelverdenen

Thomas Munch Plum med titlen Executive Assistant fra Novo gav som inspiration fra en helt anden branche forsamlingen et indblik i de særlige forhold vedrørende udviklingen af lægemidler, der betyder, at et lægemiddel nemt kommer til at koste 2 mia. kroner i udviklingsomkostninger. At omkostningerne er voldsomme skyldes bl.a., at tabsraten typisk er, at tre ud af fire produkter fejler i de indledende faser.

-Men udvikling af nye produkter er bydende nødvendig, da 20 af de mest solgte lægemidler er ude af patentbeskyttelsen om seks år, siger han. Et andet »truende« forhold er, at medicinpriserne fx i Japan falder med 10 procent per år og noget lignende er ved at ske i Tyskland. Disse omstændigheder har været nogle af de faktorer, som har medvirket til, at Novo har set på nye forretningsmodeller, som fx indeholder følgende konstateringer:

  • Det er en fordel at benytte de eksisterende produkter bedre. Der er masser af potentiale for videreudvikling i en given markedssituation.
  • Dermed kan der være en pointe i at fokusere et standardprodukt på udvalgte nicheområder.
  • At personificere servicen tilknyttet et givet produkt er ligeledes en vej at gå, dvs. at fjerne sig fra standardvaren.
  • Nye anvendelsesmuligheder kan være værd at vurdere.
  • At diversificere, opgradere og/eller udvide produktbrugen kan også høre til de mulige løsninger på at øge interessen for produktet.

Platforme for støbeforme

Der er også tale om rigtig store investeringsbeløb, når Grundfos udvikler og producerer sprøjtestøbeforme til pumpehuse i kompositplast. Pumperne dækker de tre funktioner spildevand, cirkulationspumper og dykpumper. Da det drejer sig om en størrelsesorden på 15 mio. kroner, er det klart, at der gøres alle omkostningsnedsættende overvejelser for at nå den rigtige løsning.

Udgangspunktet er typisk et værktøj, hvor der er brugt 450 konstruktionstimer, 1.500 bearbejdningstimer og med 25 ugers gennemløbstid. Det vejer 1,5 t og prisen er 1,5 mio. kroner. Senior Mould Engineer Peter Thomsen Høgh fra Grundfos står for virksomhedens formkonstruktionsafdeling med otte konstruktører. Afdelingen henhører under Teknologi center, som med sine syv hovedområder har til opgave at sikre udvikling og distribution af produktionsteknologi med en høj intern og ekstern værdi. Han fortæller:

-I samarbejde med IPU har vi fået opstillet seks punkter i forbindelse med en platformsløsning, som skal dække en standardisering så langt som muligt. Det drejer sig om at reducere omkostningerne og gennemløbstiden, men også at fokusere på nytænkning og frigøre ressourcer. Efter en »offentliggørelse « af de godkendte teknologier skal platformsteknologien implementeres i fremtidens teknologi.

Endvidere har afdelingen udarbejdet et kriteriebestemt skema til at hjælpe med en systematisk vurdering af, om formfremstillingen skal ske på værktøjsfabrikker i Frankrig, Kina eller Danmark. Udover skemaets ni kriterier, som er delt op i tre grupper, vil supplerende forhold så som procesafhængigt formmateriale, konfidentielle projekter, dokumentationsgrad og kollapskerneteknologi være faktorer, som kan gå ind og få vægt i en konkret afgørelse.

-Vores tidligere forholdsvis sekventielle procedure for standardisering, hvor en flaskehals kunne give anledning til forsinkelser, er skrinlagt og erstattet af en mere integreret form, hvor flere aktiviteter foregår parallelt. Nu ser vi det fx også som en nødvendighed at lægge tilgængelige data ind i både CAD, PDM og SAP systemet hurtigt.

-I vores bestræbelser på at standardisere pumpehusene har vi gået de enkelte OEM’ere nærmere på klingen. Det har vist sig, at flere geometrier på pumpehuset i endnu højere grad kan ensartetgøres, selv om pumpehusene er meget forskellige - ligesom at udluftere og udluftningsskruer kan genanvendes etc., siger Peter Thomsen Høgh.

Blandt afdelingens erfaringer er, at det er af stor vigtighed at afgøre om en facilitet er en konkret nødvendighed eller om den »bare er rar at have«, at gennemgangen af konstruktionerne giver anledning til optimeringer og kan medvirke til at skabe større overskuelighed over projektet, at itsystemerne kan være »show stoppere «, at det er vigtigt at konstatere, at hver designer har behov for at sætte sin egne »fingeraftryk« på den enkelte konstruktion. Endvidere er det vigtig, at alle involveres, men at ansvarlighed og ejerskab er klarlagt.

-Ved at sammenligne gennemløbstiden på et pumpehus kan vi se, at vi har opnået en projekttilbagebetalingstid på omkring et års tid, forklarer Peter Thomsen Høgh og demonstrerer afslutningsvis nogle værktøjsmodeller, hvor grønne formdele markerer de emnespecifikke komponenter, og de røde dele er dem, der er ens fra gang til gang.

Genbrug af viden

Saeema Ahmed, der er lektor/associeret professor på DTU MEK/K&P, har en baggrund i industriel design. Hun har forsket i beslutnings-/videnindhentningsprocesser og forretningsgange etc. i produktudviklingsprojekter hos Rolls-Royce og BAE Systems. Blandt resultaterne er, at 25 procent af en arbejdsdag for en produktudvikler typisk går med at indhente og afgive information. 90 procent af informationen kom til veje ved at spørge eksperter, og svaret var i 80 procent af tilfældene direkte fra hukommelsen. Det er sjældent, at dokumenter ligger til grund, og de bliver først brugt som sidste udvej.

Konklusionen er, at dette fragmenterer arbejdsdagen, og at der er mindre end 50 procents chance for at arbejde mere end otte minutter af gangen uden at blive afbrudt. Disse tal kan give et skøn over omkostningerne ved at indhente og tilvejebringe information. Grundene til, at Knowledge Management er værd at beskæftige sig med, er ifølge Saeema Ahmed mange:

  • Globaliseringen og de komplekse forsyningslinjer.
  • Styringen af store multidisciplinære teams som ikke nødvendigvis er lokaliseret samme sted.
  • Lovgivning om produktansvar.
  • Identificeringen af den interne kompetence afslører behovet for at reagere med forandringer.
  • Bibeholde ekspertise selv om erfarne medarbejdere trækker sig tilbage.
  • Som nævnt ovenfor kan det være værd at reducere tiden til at indhente og afgive viden.

Fra egne og andres undersøgelser kan hun se, at den hyppigste kilde til at få information er fra kolleger. Endvidere fortæller en analyse af 633 spørgsmål fra uerfarne og erfarne designere, at kun en tredjedel af dem var præcise. Fra erfarne designere var 10 procent utilstrækkeligt formuleret eller måtte omformuleres. For de erfarne ingeniører gælder, at de tilvejebringer den supplerende efterspurgte information. Overordnet set kommer Saeema Ahmed frem til, at nyuddannede har brug for assistance til at finde ud af hvilken information, der skal søges efter, og at der er behov for hjælp til at formulere spørgsmålene.

Klarlægning af den ottetrins designstrategi, som Ahmed kalder C-QuARK (se tekstboks øverst på siden), er baseret på erfarne designeres metodik. Viden om Knowledge Management kommer selvfølgelig i særlig grad til sin ret i rigtig store projekter som fx i flyindustrien, hvor der til bare en jetmotor kan knytte sig 40.000 dokumenter, her er det afgørende vigtigt at kunne (gen)finde og benytte den givne viden fx ved at indeksere den og bruge nøgleord. Da upræcise søgninger kommer til kort i almindelige databasesystemer peger Saeema Ahmed på nødvendigheden af supplerende systemer, der fx tilgodeser hendes konklusioner:

  • Det er nødvendigt med en »menneskecentreret « tilgang til systemerne, ligesom forståelse af produktudvikler og udviklingsprocessen er vigtig - før Knowledge Management systemet bliver udviklet.
  • Ved at forstå de erfarne designere vil det være nemmere at tilvejebringe en struktur til at finde viden.
  • Der bør være en metodik til den indekserede viden.
  • Empirisk forskning har vist, at teknikere ofte er ubevidste om deres upræcise forespørgselsmetodik, hvilket har som konsekvens, at databaserne ikke fungerer.
  • Tekniske designere har brug for assistance til at forbedre/præcisere deres forespørgsler.

Sikker innovationsmetodik

-Hvad er innovation egentlig? spørger Jørgen Due fra Grundfos forsamlingen. Men hos Grundfos er man ikke længere i tvivl om forståelsen af begrebet, fordi det er blevet præciseret med formlen innovation=kreativitet x succesfuld implementering.

-Gangetegnet er velvalgt, for hvis sidste faktor ikke er større end nul, ja så ser Grundfos ikke processen som innovation, forklarer Jørgen Due. I 2006 var der særlig fokus på udvikling i alle virksomhedens afdelinger og et af produkterne har været doseringspumper, der er et nyt lovende område, som er ved at blive opdyrket. I bestræbelserne på at forbedre udviklingsprocesserne er nye og forbedrede metoder til »research for business«, som Grundfos kalder det, taget i brug.

Som det ses i mange andre processer gælder det også her at få paralleliseret så mange af de indledende aktiviteter som muligt. Fx sker der efter idégenerering og vurdering dedikerede teknologiudviklingsprocesser, som ender i, og det er det nye, konceptstudier i både teknologi og forretning, men samtidig fortsætter andre idégenereringer og vurderinger sammen med andre (også eksterne) aspekter. Så først ved det stadie, hvor et udviklingsprojekt kommer til »product planning « bliver beslutningsprocessen enstrenget.

Den nye metodik giver ifølge Jørgen Due ikke nødvendigvis en kortere periode fra ide til markedsført produkt, men sikkerheden i processen er større, og der er større sandsynlighed for, at markedsbehovet er opfyldt. Grundfos bruger i størrelsesordenen 600 mio. kroner pr. år på udvikling, hvilket svarer til fire procent af omsætningen.

Sensorisk analyse

Fra Bang & Olufsen A/S leverede tonemester og lydspecialist Geoff Martin et oplæg med udgangspunkt i hans specielle verden, som dog godt kan give stof til eftertanke i andre forbindelser fx i forbindelse med begrebet oplevelse af kvalitet. Han henviser til den berømte jazzpianist Duke Ellington, der ganske enkelt siger:

-Hvis det lyder godt, er det godt! Selv om der stadig er langt til at opnå den fulde forståelse for, hvordan den menneskelige hjerne oplever sensoriske input så som lyd, arbejder Geoff Martin alligevel med en model til at forstå processen. Formålet er at kunne vurdere sensorisk information og identificere selve høreprocessen med henblik på at bruge denne viden ved udviklingen af en højtaler. Slutmålet med den sensoriske analyse er at finde ud af/kunne forudsige, hvad folk kan lide, eller hvad de foretrækker.

Geoff Martin kan med toneeksempler demonstrere nogle af de komplekse aspekter ved lydoplevelse, som strækker sig ud over de fysisk målelige parametre. Et valgt lydpanel er et af hjælpemidlerne  processen. Holdet skal finde alle de oplevelsesmæssige væsentlige indtryk, som de behøver for at kunne beskrive et givet sæt af stimuli. Holdet skal kunne rangordne de givne stimuli ved brug af de væsentlige indtryk.

Endelig skal korrelationen mellem de oplevelsesmæssige indtryk og de fysisk målelige størrelser findes. Et yderligere supplement kan med en supplerende test være at finde korrelationen mellem de væsentlige oplevede indtryk og de præferencer, der er til stede.

Bang & Olufsen bruger også lignende metoder i forbindelse med øvrige sansemæssige oplevelser så som synsindtryk, berøring af overflader samt smag og lugt. Geoff Martin gør opmærksom på, at panelresultaterne kun giver indikation af, om et produkt er bedre end et andet, mens han ser det som sin egen opgave at bestemme selve kvalitetsoplevelsen.

To biler med minimalt brændstofforbrug

-Hvorfor deltager DTU ikke i økobilprojektet? Det var Shell’s spørgsmål til DTU’s institut for Mekanik, Energi og Konstruktion (MEK) for nogle år siden, refererer lektor Jesper Schramm, MEK.

Det blev startskuddet på de to studenterprojekter om økobiler: »DTU Innovator « og »DTU Dynamo«, hvor de tre vigtigste prioriteringer er energieffektivitet, luftforurening og brændstofforsyning. Jesper Schramm konstaterer med henvisning til en VW Golf Diesel, at brændstoføkonomien på 25 år er blevet 20 procent bedre - på trods af, at vægten er steget med 620 kg, så der er sket en udvikling.

De to projekter blev henholdsvis baseret på dimethylether (DME, sodfri, danskudviklet diesel) og 35 brintbaserede brændselsceller (FC) som strømforsyning. De blev begge bygget med kulfiberkompositkåber til en person og kunne begge komme op på over 60 km pr. time som tophastighed. De valgte transmissioner bestod i slyngkoblinger kombineret med kædetræk.

DME prototypen Innovator med en 900 W motor endte med at veje ca. 70 kg og kunne køre 780 km pr. liter brændstofækvivalent ved 30 km pr. time. Nogle af de problemer der skulle overvindes med denne teknologi var at finde pakningsmaterialer, der kan klare DME og den lave viskositet, som giver tilsvarende ringe smøreevne. FC prototypen Dynamo med en permanent magnet jævnstrømsmotor på 200 W endte med at veje ca. 130 kg og kunne køre 810 km pr. liter brændstofækvivalent.

I denne model var et afgørende element den befugtede elektrolyt og selve membranen i brændselscellen. For at komme videre med den erhvervede know-how mener Jesper Schramm bl.a., at der mangler investorer, politisk opbakning og en ændret forbrugerholdning. De danske studerende deltog i Shell EcoMarathon 2006 og slog med Dynamo brintbilen deres egen uofficielle verdensrekord for brintbiler, mens Innovator DME-bilen desværre ikke kom rundt på banen inden for tidsgrænsen på grund af mekaniske problemer med kæden.

Innovationsstrategi

Det amerikanske kontormøbelfirma Steelcase, der er verdens største, vil gerne udnytte, at service kan være tilgangen til innovation, som ph.d. studerende, civilingeniør (M) Adrian Tan udtrykker det. Det går bl.a. ud på at se hele indretningen og den løbende forandring/ forbedring af denne som et samlet koncept, der også inkluderer ergonomi-/ miljøforhold. Ja virksomheden har endda også - om end ind til videre i begrænset omfang - aktiviteter i forbindelse med ejendoms-/lokaleadministation.

-Steelcase har en tommelfingerregel, der siger, at det fysiske arbejdsmiljø udgør i størrelsesordenen fem procent af omkostningerne, nævner Adrian Tan. Som et led i den udvidede forretningsstrategi har Steelcase købt det ret berømte, amerikanske design-/innovationsfirma Ideo.

Således er Steelcase i færd med at flytte fokus fra produktorientering til systemorientering, dvs. hen imod det man kalder produkt-/servicesystemer, hvor der er styr på de to forskellige livsfaser før - og efter salg. Det overordnede projekt består nu i at udforme et computerbaseret system som linker arbejdspladsdesignet til et økonomisk, socialt og miljømæssigt bæredygtigt forretningskoncept. Det skal understøtte beslutningstagningen i forbindelse med at tilbyde arbejdsfacilitetsscenarier til kunderne.

Nyt fadølskoncept

Fadøl er et efterspurgt produkt, men potentialet var ifølge Carlsberg Breweries ikke udnyttet optimalt - mange mindre udskænkningssteder var tidligere afskåret fra at kunne tilbyde fadøl. Den besværlige returemballagebaserede logistik, den trykflaskebaserede CO2-køling og hygiejnen var nogle af de vigtigste problemer at finde den rigtige løsning på, så Carlsberg satte sig for at undersøge muligheden for at finde en engangsemballageløsning med normal kompressorkøling.

Det var naturligt at se nærmere på en beholderløsning i blæsestøbt PETplast med tilhørende slangesæt alt sammen konstrueret til kassation i sammenfoldet tilstand efter brug. Jan Nørager Rasmussen fra Carlsberg Breweries A/S fortæller om udviklingstrinnene i innovationsprocessen, der allerede fra de første prototyper med en 12 l monolayer beholder var ret lovende.

Det springende punkt var udformningen af den helt specielle kapsel, som skulle indeholde flere funktioner (fx envejsventil, slange), den første version i fire dele blev da også modificeret i flere omgange. For at opnå minimum tab af kuldioxyd (<10 pct.) og maksimal iltbarriere (<1,5 ppm) blev den endelige løsning at tilsætte polyamid (PA, Nylon) til PET-plasten. Kapslen til den lodret stående beholder blev gjort mindre i forhold til den oprindelige prototype. Trykkravet til beholderen er på 6,5 bar.

Slutproduktet blev en 20 l beholder fremstillet af en PET/PA blend, med en såkaldt PolyShield barriere fra Invista og MXD6 fra Mitsubishi. Når der er solgt 20 l øl udgør den kasserede mængde plast 200 g.

-Vi lægger naturligvis stor vægt på at kunne levere øl med den rigtige smag, så vi er stolte og glade over de testresultater, der viser, at fadøllet på den nye leveringsform ser ud til at smage mere friskt, siger Jan Nørager Rasmussen, der endnu ikke kan vise tal for en livcyklusanalyse, men også på dette punkt ser det foreløbigt godt ud.

Serviceydelsen er produktet

Manager Irfan Goandal fra Product Management & Marketing, 3, fortalte på mødet om erfaringerne med at indføre 3G mobiltelefoni. Konceptet består i at markedsføre datatransmission med en hastighed, der er 10 gange højere end den kendte, så det bliver interessant at udveksle/modtage fx tv, musikvideoer via en lille mobil enhed.

Hvad er betalingsvilligheden for mobilt at kunne vælge musik på en kæmpe musikdatabase og få internetfaciliteter til rådighed? Det er bare et af de mange spørgsmål på dette følsomme marked. Blandt Irfan Goandal’s erfaringer med denne type innovationsopgaver er at ydelserne skal testes i alle ender og kanter før udbud. Præcis og rigtig kommunikation er ligeledes helt afgørende og endelig er opfølgning på beslutninger/aktiviteter uhyre vigtig.

Ergonomi i højsædet

På Delft University of Technology, Industrial Design Engineering og på det hollandske institut TNO’s afdeling for Ergonomics & Innovation sidder professor dr. Peter Vink som frontfigur. Hans oplæg tager udgangspunkt i fire projekteksempler, hvor der lægges vægt på en struktureret observation af slutbrugeradfærd for at opnå optimeret innovation.

Det er typisk et spørgsmål om at få indarbejdet den rigtige ergonomi i produkterne, så de fysiske belastninger på brugeren bliver minimale. Det ene eksempel gav som resultat et transport- og løftesystem for glasruder baseret på nøje studier af de situationer, som en glarmester bliver udsat for.

Nogle af Peter Vinks tommelfingerregler er, at være opmærksom på at observere det totale system og ikke kun det isolerede problem, som måske er udgangspunktet for opgaven. Han fremhæver også, at en årelang arbejdsmetodik stadigvæk kan ændre sig og at det er vigtigt at involvere den pågældende branche. Endelig opfordrer han til at forbinde løsningen til erfarede problemer.

I forbindelse med Peter Vinks eksempel på en revurderet udformning af en malingafskraber, viser han plancher som dokumenterer en væsentlig nedsat belastning for operatøren under brugen, når den gamle model bliver sammenlignet med den nyudviklede.

Funktionalitet og egnethed

Systematisk observation som designværktøj er også grundlaget hos adjunkt John Restrepo fra DTU, MEK, i hans projekter med udstyr til hospitalskirurgi, der går ud på at optimere indgrebskvaliteten og arbejdsbetingelserne under indgrebet. Lidt mere konkret henviser John Restrepo fx til, at mange menneskelige fejl opstår pga. dårligt designet udstyr.

Hans forventning er at kunne udvikle nye instrumenter og forbedre selve operationsproceduren, da patientens sikkerhed faktisk afhænger af lægens sikkerhed. John Restrepo konstaterer afslutningsvis, at de farmaceutiske virksomheder anvender flere midler på branding end på design, og at udstyrsvalg i højere grad er baseret på den instruktion, lægen har fået - end på en kritisk vurdering af produktets funktionalitet og egnethed til formålet.

Læs artiklen "Vigtige faktorer ved innovation".

Se også:

  • Innovationsmetoder

    Hos IPU er innovation en professionel disciplin hvor holdninger, metoder og fremgangsmåder skærpes så der opnås maksimal fornyelseskraft, træfsikkerhed og risikominimering. I spændingsfeltet mellem... samarbejde
  • Innovationssupport

    IPU tilbyder samarbejdsparterne support til deres innovationsprocesser. Vi kan supplere i de tidlige faser i en innovationsproces, eller vi kan inddrages når en idé skal realiseres i produktion og salg... test
  • Afholdte arrangementer

    IPU har tidligere afholdt følgende arrangementer under Innovation Update og Technology Update: 2015: Torsdag 16/4 Eco-innovation i SMV'er Tirsdag 5/5 Industrial Cases & product development... update - afholdte arrangementer
  • Bike 2.0

    Bike 2.0 er den moderne genopfindelse af det bedste personlige transportmiddel nogensinde - cyklen. Cyklens kæde er erstattet af en ledning mellem en højeffektiv generator anbragt i kranken og en højeffektiv... Bike 2.0

Open position - Thermodynamic modelling

Modellering

Are you passionate about solving and modelling real industry problems within thermodynamics and other fields? Do you want to team up with IPU in supporting our global industry clients developing radically better and more efficient products and processes based on our advanced analyses, concepts and tools within modelling of thermodynamic systems?

Join us!