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Lezioni di Gestione Aziendale/Gestione dell’Innovazione e dei Progetti

a a 2009-10a.a. 2009-10

Prof. Corrado lo StortoDIEG, Dipartimento di Ingegneria Economico-gestionale

Facoltà di Ingegneria, Università di Napoli Federico II

email: [email protected]

www.docenti.unina.it/corrado.lostorto

tel: 081-768.2932

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Parte 3: lo sviluppo di nuovi prodotti

Copyright 2009 – prof. corrado lo storto – riproduzione riservata

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Parte 3.6: la generazione e la selezione dei concept


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Fase di sviluppo del concept

Fase 1Sviluppo

d l t

Fase 2 Fase 5Fase 4Fase 3Design a

li ll di i tDesign did tt li

Testing effi t

Avvio dellad idel concept livello di sistema dettaglio raffinamento produzione

Dichiarazionedi intenti

Piano disviluppo

Identificarei bisognidei clienti

Stabilirele specifiche

di target

Generareconcept diprodotto

Selezionareun conceptdi prodotto

Test delconcept diprodotto

Definizionedelle

specifichefinali

Pianificare ilprogetto disviluppofinali rimanente

Realizzazione dell’analisi economicaBenchmark dei prodotti concorrenti

Fabbricazione e test dei modelli e dei prototipi


Sviluppo del concept

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Il concept di prodotto

Il concept di prodotto è rappresentato da:

• una descrizione approssimata della tecnologia, dei principi di funzionamento e della forma del prodotto

• una descrizione sintetica di come il prodotto soddisferà i bisogni dei clienti

Un concept viene definito:

1) mediante uno schizzo

2) un modello tridimensionale grezzo

3) una breve descrizione scritta


3) una breve descrizione scritta

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Le domande utili alla definizione del concept

• Quali concept attualmente disponibili possono essere adattati con successo per realizzare un nuovo prodotto?

• Quali nuovi concept sono in grado di soddisfare i bisogni del cliente e le specifiche?

• Quali metodi possono essere utilizzati per facilitare il processo di generazione e selezione di concept?


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La generazione del concept: esempio della chiodatrice


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La chiodatrice elettrica: la dichiarazione di intenti

• L’utensile utilizzerà dei chiodi (e non viti o adesivi)

• La chiodatrice sarà compatibile coi caricatori di chiodi utilizzati per• La chiodatrice sarà compatibile coi caricatori di chiodi utilizzati per utensili esistenti

• La chiodatrice potrà essere utilizzata per il legno

• La chiodatrice sarà portatile


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La chiodatrice elettrica: i bisogni dei clienti individuati

• La chiodatrice pianta i chiodi in rapida successione

• La chiodatrice può operare in spazi ridotti• La chiodatrice può operare in spazi ridotti

• La chiodatrice è leggera

• Il chiodo viene inserito subito dopo aver azionato il grilletto della chiodatrice, senza avere un ritardo apprezzabile


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La chiodatrice elettrica: le specifiche di target

• Lunghezza dei chiodi compresa tra 50 e 75 mm

• Massima energia di chiodatura pari a 80 J per chiodog p p

• Forza di chiodatura fino a 2000 N

• Frequenza massima di chiodatura di 4 chiodi al minuto

• Possibilità di inserire chiodi tra prigionieri/supporti standard (apertura di 368 )368 mm)

• Massa dell’utensile inferiore a 4 kg

• Massimo ritardo nell’inserimento del chiodo pari a 0,25 s


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Processo di generazione del concept come attività di problem-solving

• Chiarificazione del problemaComprensione del problemaS i i d l bl

Chiarificazionedel problema

Scomposizione del problemaConcentrazione sui sottoproblemi critici

• Ricerca esternaUtenti chiaveEspertiBrevetti

L tt t t i

Ricercaesterna

Ricercainterna

Letteratura tecnicaBenchmarking

• Ricerca interna– Metodi individuali– Metodi di gruppo

• Esplorazione sistematica

Esplorazionesistematica


Albero di classificazioneTabella delle combinazioni

• Riflessione sui risultati e sul processoFeedback costruttivo

Riflessione suirisultati e sul

processo

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Esercizio sulla generazione del concept: il pelaverdure


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Esempio del pelaverdure: la voce del cliente (voice of the customer)

• “carote e patate sono molto differenti”

“ h d l ”• “rischio di tagliarmi con questo”

• “lascio la buccia sul vegetale”

• “sono mancino. Uso il coltello”

“questo è più veloce ma ne porta via molto”• questo è più veloce, ma ne porta via molto

• “come fai a pelare un melone?”

• “eccone uno arruginito”

• “sembrava che fosse buono quando era riposto nel cassetto”


• sembrava che fosse buono quando era riposto nel cassetto

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Esempio del pelaverdure: i bisogni del cliente chiave

1. Il pelaverdure pela una grande varietà di prodotti.

2 Il l d ò l d l i i2. Il pelaverdure può essere usato con la mano destra o la sinistra.

3. Il pelaverdure genera un minimo spreco.

4. Il pelaverdure consente di risparmiare tempo.

5 Il pelaverdure dura nel tempo5. Il pelaverdure dura nel tempo.

6. Il pelaverdure è facile da pulire.

7. Il pelaverdure è sicuro da usare e da conservare.

8. Il pelaverdure è facile da usare.


p

9. Il pelaverdure rimane affilato o può essere facilmente affilato.

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Metodi di scomposizione del problema in sotto-problemi

1. Scomposizione funzionale

b ll d d ll’2. Scomposizione in base alla sequenza di azioni dell’utente

3. Scomposizione in base ai principali bisogni dell’utente


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La scomposizione funzionale del problema

1. Il problema viene rappresentato come un’unica scatola nera (black box) che elabora flussi di materiale, energia e segnali. Tale scatola) , g gnera rappresenta la funzione generale del prodotto

2. La scatola nera viene suddivisa in sotto-funzioni in modo da avereuna descrizione più specifica di cosa gli elementi del prodottopossano fare al fine di implementare la funzione generale del prodotto

3. Ciascuna sottofunzione viene suddivisa ulteriormente in sottofunzioni più semplici. Il processo di divisione va avanti fino a quando il gruppo di lavoro ritiene che ciascuna funzione del prodotto sia abbastanza semplice per poter lavorare agilmente su diessa


4. Vengono infine descritti gli elementi funzionali del prodotto, senzatuttavia associare uno specifico principio di funzionamentotecnologico al concept di prodotto.

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Decomposizione (funzionale) dei design concepts

E’ necessario assumere un approccio sistemico al concept design.

L’obiettivo della decomposizione del problema è di aiutare il gruppo dilavoro ad identificare le poche funzioni critiche del prodotto.

Ciascuna funzione del prodotto ha una serie di input e output chedescrivono il comportamento della funzione.

descrizionefunzionale

input output


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La decomposizione del problema: il diagramma funzionale

energia (?)

materiali (chiodi)

energia (?)

INPUT OUTPUT

materiali (chiodo conficcato)chiodatrice

t til

segnale (?)

materiali (chiodi)

segnale (attivazione dell’utensile)

materiali (chiodo conficcato)portatile

accumulare o convertirel’ i ienergia

chiodi

ricevere energiaesterna

Immagazzinarei chiodi

l’energia in energia ditraslazione

isolare ilchiodo

applicarel’energia di

traslazione alchiodo


attivazione dell’utensile ricevere ilcomando diattivazione

attivarel’utensile

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Il diagramma funzionale per il robot

Il problema può essere scomposto in una serie di problemi: moto del robot; percezione della posizione della palla, del robot, degli avversari; spinta dellapercezione della posizione della palla, del robot, degli avversari; spinta dellapalla; e algoritmi software. Questi problemi, a loro volta, possono essere scomposti in altre areeproblematiche.

posizione del robot velocità

posizione della palla

posizione degli avversari

direzione

Potenza della batteria

segnale video movimentodel robot

determina laposizione dellapalla, avversari

e del robot

moto della palla


possibilità di calciare

moto della palla

punto?

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Le tecniche per la creazione del diagramma funzionale

• Creare un diagramma funzionale di un prodotto esistente

• Creare un diagramma funzionale basato su un concetto arbitrario di prodotto già generato dal gruppo di lavoro o basato su una tecnologiaprodotto già generato dal gruppo di lavoro o basato su una tecnologia già sviluppata per una sottofunzione. Il diagramma dovrà essere generalizzato per portarlo ad un appropriato livello di astrazione

• Seguire uno dei flussi (ad esempio, per il materiale) e determinare quali operazioni sono richieste. I dettagli degli altri flussi possono essere derivati riflettendo sulle loro connessioni con il flusso inizialederivati riflettendo sulle loro connessioni con il flusso iniziale

Attenzione!• Il diagramma funzionale non è univoco

• Le sottofunzioni possono essere ordinate in modi differenti per produrre diagrammi funzionali diversi


produrre diagrammi funzionali diversi

• In alcune applicazioni può essere difficile identificare i flussi di materiali, energia e di segnali

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La scomposizione in base alla sequenza di azioni dell’utente

Sono individuate le azioni che l’utente svolge nell’uso del prodotto. Ad esempio per la chiodatrice: a) spostare l’utensile nellaAd esempio, per la chiodatrice: a) spostare l utensile nellaposizione di chiodatura; b) posizionare l’utensile con precisione; c) premere il grilletto dell’utensile

Questo approccio è molto utile e conveniente da usare quando i prodottihanno funzioni tecniche estremamente semplici che implicano molteinterazioni da parte dell’utente.


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La scomposizione in base ai principali bisogni dell’utente

Vengono individuati i bisogni principali dell’utilizzatore.

Ad esempio, per la chiodatrice: a) spara i chiodi in rapidasuccessione; b) si adatta a spazi ridotti; c) immagazzina un grandenumero di chiodi

Questo approccio è molto utile e conveniente da usare quando ilproblema principale dei prodotti è la forma e non la tecnologia o iprincipi di funzionamento (ad esempio, gli spazzolini da denti e icontenitori per imballaggio)


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Ricerca esterna: suggerimenti per trovare soluzioni collegate

• Clienti chiave Benefici legati al miglioramento Fonti di innovazione

• Benchmarking Prodotti concorrenti

• EspertiE ti t i i Esperti tecnici

Clienti esperti• Brevetti

Ricerca delle invenzioni collegate• Letteratura


Letteratura Riviste tecniche Letteratura commerciale

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Catturare l’innovazione dai clienti esperti: l’esempio della lampada


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Catturare l’innovazione dai clienti esperti: l’esempio della lampada


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Altri suggerimenti

• Prendere le idee migliori che gli altri hanno sviluppato e costruireil design del proprio prodotto su queste.

• Non è necessario fare tutto perfettamente. E’ sufficiente avere 2 o 3 aree di differenziazione per avere successo sul mercato.

Quale tecnologia ha consentito alla Honda di diventare un leader nel settore dei veicoli da trasporto?

Motori affidabili Motori affidabili

Stampanti a getto di inchiostro dell’HP

Un inchiostro in grado di produrre microgocce

Inchiostri colorati


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Ricerca interna: suggerimenti per generare molti concept

• Sospendere il giudizio• Generare molte idee• Accettare idee che possono sembrare irrealizzabili• Utilizzare mezzi grafici e fisici• Cercare delle analogie• Desiderare e chiedersi

Ri l flitti• Risolvere conflitti• Usare stimoli correlati• Usare stimoli non correlati• Fissare obiettivi quantitativi• Usare il metodo della mostra espositiva


Usare il metodo della mostra espositiva• Scambiare informazioni all’interno del gruppo

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Esplorazione sistematica: l’albero di classificazione dei concept

chimica

sisteni aria-combustibileEsempio: le fonti di energiaper la chiodatrice

sistemi esplosivipneumatica

immagazzinareo ricevere energia

idraulica

elettrica

presa di corrente

batteria


nuclearecelle a combustibile

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Esplorazione sistematica: l’albero di classificazione dei concept

Paper maps

Color maps

Dist ib tion

Pre-printed maps

computer files

Color maps

Palmpilot

Streets and trips

mapquest

Plastic maps

Distribution media Print on demand

maps

Audio-files

mapquest

inkjet

laserjet

MP3


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I benefici dell’albero di classificazione dei concept

• Eliminazione dei rami meno promettenti

• Identificazione di approcci indipendenti al problema• Identificazione di approcci indipendenti al problema

• Evidenza di una ingiustificata enfasi su alcuni rami

• Perfezionamento della scomposizione del problema per un ramo specifico


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Esplorazione sistematica: la tabella di combinazione dei concept

convertire l’energia elettrica applicare l’energia diconvertire l energia elettrica in energia di traslazione accumulare energia applicare l energia di

traslazione al chiodo

motore elettricoe trasmissione

molla

massa in

impattosingolo

impattimotore lineare

solenoide

pistola abinario

movimentop

multipli

premere ilchiodo


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Metodi di selezione dei concept

• Decisione esterna: i concept sono presentati per la selezione a clienti chiave, o utenti o altri attori esterni

S t it d l d tt ( d t h i ) b i fl t• Sostenitore del prodotto (product champion): un membro influente del gruppo sceglie un concept basandosi sulla preferenza personale

• Intuizione: il concept è scelto senza utilizzare criteri espliciti o attraverso compromessi, ma facendo affidamento alla propria intuizione

• Votazione: ciascun membro del gruppo vota per alcuni concept e viene• Votazione: ciascun membro del gruppo vota per alcuni concept e viene scelto il concept più votato

• Pro e contro: il gruppo elenca i punti di forza e di debolezza di ciascun concept e ne seleziona uno basandosi sulla opinione comune

• Prototipi e test: l’organizzazione costruisce e prova dei prototipi per


• Prototipi e test: l organizzazione costruisce e prova dei prototipi per ciascun concept ed esegue la selezione sulla base dei risultati delle prove

• Matrici decisionali: la squadra valuta ciascun concept sulla base di criteri di selezione prestabiliti, a cui possono essere attribuiti anche pesi

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I vantaggi di una metodologia strutturata

• Prodotto centrato sul cliente: il concept prescelto dovrebbe essere centrato sui bisogni del cliente

• Design concorrenziale: i progettisti possono sviluppare un nuovo design cercando g p g p pp gdi eguagliare o superare alcune prestazioni fondamentali dei prodotti della concorrenza

• Miglior coordinamento nel processo di produzione: la valutazione esplicita del prodotto in base a criteri produttivi ne migliora la fabbricazione e consente di adeguarlo alle capacità produttive dell’azienda

• Riduzione dei tempi di presentazione del prodotto: una metodologia strutturata consente di stabilire un linguaggio comune per i designer, progettisti, gli ingegneri della produzione, gli addetti al marketing, e il project manager riducendo incertezza ed ambiguità

• Efficace processo decisionale del gruppo: il processo di selezione del concept è influenzato dalla filosofia e dalle direttive dell’organizzazione, dalla motivazione e dalla esperienza dei componenti il gruppo di lavoro. In tal modo si riduce il tasso di


espe e a de co po e t g uppo d a o o ta odo s duce tasso darbitrarietà

• Documentazione del processo decisionale: una metodologia strutturata fornisce un archivio che documenta efficacemente e chiarifica la motivazione delle decisioni prese dal gruppo

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Il processo di selezione del concept

concept generation

concept screening


concept scoring

concept testing

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I due stadi della selezione del concept: screening e scoring

• Concept Screening: attribuisce punteggi relativi rispetto ad un design di benchmark noto.

rapido, una valutazione approssimata che produce molti concept.

usato efficacemente quando i confronti quantitativi non sono possibili

di solito richiede un concept di riferimento per poter eseguire la valutazione relativavalutazione relativa

• Concept Scoring: graduatoria pesata dei criteri di misurazione.

usato soltanto quando occorre considerare poche alternative.

richiede il confronto quantitativo di concept.

il i hi di i i t tti l


corre il rischio di rimanere eccessivamente soggettivo per la necessità di scegliere pesi e fare graduatorie.

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Il concept screening ed il concept scoring

Il Concept Screening e il Concept Scoring vengono utilizzati soltanto nel caso di quei pochi (generalmente meno di 5) problemi di progettazione che sono in grado di portare significative differenze ai risultati del progetto.

Non occorre fare ricorso alla pesante formalizzazione del processo di selezione con le fasi di screening e di scoring per realizzare scelte diselezione con le fasi di screening e di scoring per realizzare scelte di progettazione ovvie.


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Il concept screening (confronto qualitativo dei concept)

La finalità di questa fase è di restringere velocemente il numero di concept, ma migliorandoli. I passi sono:

1. Preparare la matrice di selezione

2. Valutare i concetti

3. Classificare i concetti

4. Combinare e migliorare i concetti

5. Selezionare uno o più concetti di base

6. Riflettere sui risultati e sul processo


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Il concept screening (confronto qualitativo dei concetti)

Concept di prodotto

Co cep d p odo o

A B C E FCriteri di selezione

Criterio 1

Criterio 2

Criterio 3

S / d i


Somma/graduatoria

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1 – la preparazione della matrice di selezione

• La scelta oculata della matrice di selezione è la chiave del successosia per il processo di Screening che di Scoring.

• I criteri di selezione dovrebbero essere indipendenti

• I criteri di selezione dovrebbero essere scelti in modo tale dadifferenziare i concept.

• I criteri dovrebbero avere lo stesso valore relativo.

• Non bisogna usare un numero grande di criteri.

• Sarebbe opportuno utilizzare per il confronto dati del settore


industriale se essi sono disponibili.

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I passi della preparazione della matrice di selezione

• Rappresentare i criteri a partire dagli attributi chiave del prodotto così come sonodeterminati all’interno del DSF (documento delle specifiche funzionali)

• Sviluppare la lista di concetti che rappresentano una soluzione potenziale per la definizione del progetto. Ciascun concept deve rappresentare la soluzione allostesso problema

• Attribuire i punteggi ai concept. E’ possibile usare un punteggio attribuito su unascala tipo +, 0, - o simboli con colori diversi. Il punteggio deve essere attribuitorispetto ad un concept di riferimento.

Stabilire una graduatoria tra i concept Sommare i punteggi attribuiti e stabilire• Stabilire una graduatoria tra i concept. Sommare i punteggi attribuiti e stabilireuna graduatoria tra i punteggi, dal più basso al più alto.

• Combinare e migliorare i concept. Verificare se sulla base dei risultati ottenutisono individuabili possibili combinazioni dei concept. Verificare se esiste qualchecaratteristica negativa che fa abbassare la valutazione di un buon concept.

• Selezionare uno o più concept. Individuare elementi di differenziazione forti tra i


• Selezionare uno o più concept. Individuare elementi di differenziazione forti tra iconcept e modelli per raggruppare i concept.

• Riflettere sui risultati. Cercare di raggiungere il consenso all’interno del gruppo e verificare se i criteri riflettono bisogni critici dei clienti chiave.

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Esempio n. 1 di matrice per la selezione dei concept (screening)

concetti

Valutazione dei concept

++ - 0 + --

concetti

A B C E Fcriteri

criterio 1

0 - + ++ 0

+ 0 - 0 -

criterio 2

criterio 3


+3 -2 0 +3 -3somma/graduatoria

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Esempio n. 2 di matrice per la selezione dei concept (screening)


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Il concept scoring (confronto quantitativo dei concept)

Si utilizza la valutazione quantitativa dei concept quando è richiesta unamaggiore capacità di discriminazione tra i concept in competizione.

In questa fase il gruppo di lavoro attribuisce un peso all’importanza relativa dei criteri di selezione e sviluppa confronti più approfonditi per ciascun criterio. I punteggi assegnati ad ogni concept sono ottenuti dalla somma pesata dei voti. I passi sono:

1. Preparare la matrice di selezionep

2. Valutare i concept

3. Classificare i concept

4. Combinare e migliorare i concept

5. Selezionare uno o più concept di base


5. Selezionare uno o più concept di base

6. Riflettere sui risultati e sul processo

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Esempio di matrice per il concept scoring

conceptconcept

criteri peso Rating Votopesato

Concept A Concept B Concept C Concept D

criterio 1criterio 2

X%Y%

13

1X3Y

Rating Votopesato

Rating Votopesato

Rating Votopesato

100%Totale

criterio 2criterio 3

Y%Z%

39

3Y9Z

somma


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1 – Preparazione della matrice di selezione per il concept scoring

In aggiunta ai requisiti per la costruzione della matrice di selezione per il concept screening:

• occorre assegnare un peso a ciascun criterio in funzione della sua importanza

• un buon sistema per assegnare i pesi è quello di assegnare complessivamente il 100% dei punti a tutti i criteri

• oppure di assegnare l’importanza dei valori su una scala compresa tra 1 e 9

• esistono dei metodi empirici per l’attribuzione dei punteggi, ma nella maggioranza dei casi sono attribuiti mediante il consenso del gruppo di lavoro


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I passi della preparazione della matrice di selezione

• Individuare i pesi.

• Valutare i concept. Con riferimento a ciascun criterio, assegnare un valore i i t E’ f ibil t di if i tnumerico a ciascun concept. E’ preferibile avere un concept di riferimento.

E’ preferibile avere una scala ampia in modo da differenziare i concept.

• Stabilire una graduatoria tra i concept. E’ possibile ottenere una graduatoria dei concept moltiplicando il peso attribuito al criterio per i punteggi dei concept. Sommare tutti i punteggi ottenuti da ciascun concept. Elencare i concept in ordine discendente di punteggio totale.concept in ordine discendente di punteggio totale.

• Combinazione dei concept. E’ analogo al concept screening.

• Selezionare uno o più concept. Scegliere i concept che hanno un punteggio più alto. Verificare se il valore di un criterio ha influito in modo considerevole sul punteggio del concept. Verificare se la valutazione quantitativa del concept è sufficientemente precisa per prendere una


decisione.

• Riflettere sui risultati ottenuti. E’ analogo al concept screening.

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Problemi potenziali

• I criteri del concept non sono indipendenti

I criteri sono troppo soggettivi• I criteri sono troppo soggettivi.

• E’ necessario tener conto in qualche modo del costo, in quanto esso è importante per il cliente


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Esempio di una matrice di selezione per il concept scoring


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Selezione del concept: la siringa riutilizzabile


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La matrice di selezione per la siringa

ConceptA DF E G+

Cilindro master Leva di arresto Anello inclinato Pomello vite+

Criteri di selezione Peso Class.Punteggio pesato Class.

Punteggio pesato Class.

Punteggio pesato Class.

Punteggio pesato

Maneggevolezza 5% 3 0.15 3 0.15 4 0.2 4 0.2

Semplicità di uso 15% 3 0.45 4 0.6 4 0.6 3 0.45

Leggibilità impostazioni 10% 2 0 2 3 0 3 5 0 5 5 0 5

(riferimento)

Leggibilità impostazioni 10% 2 0.2 3 0.3 5 0.5 5 0.5

Accuratezza misura dose 25% 3 0.75 3 0.75 2 0.5 3 0.75

Durata 15% 2 0.3 5 0.75 4 0.6 3 0.45

Facilità di produzione 20% 3 0.6 3 0.6 2 0.4 2 0.4

Portabilità 10% 3 0.3 3 0.3 3 0.3 3 0.3

Punteggio totale

Classifica

2.75

4

3.45

1

3.10

2

3.05

3


Classifica

Continuare? No Sviluppare No No

4 1 2 3

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