Ứng dụng

Kiến trúc sản phẩm P3

Bài viết này được trích từ bộ sách “Thiết kế và phát triển sản phẩm” nhằm chia sẻ kiến thức về Thiết kế, Nghiên cứu & Phát triển tới cộng đồng. Nội dung các bài viết chỉ dừng ở mức cơ bản, các bài chuyên sâu hơn xin xem ở link https://meslab.vn/rdi

Đối với các khách hàng đã mua sách cũ, MES LAB có chương trình hoàn tiền mua sách khi đặt mua tài liệu mới. Chi tiết xin xem tại https://meslab.vn/rdi-toolkit

Các vấn đề liên quan đến Kiến trúc sản phẩm

Việc xác định Kiến trúc sản phẩm liên quan mật thiết đến nhiều vấn đề khi sản xuất cũng như sử dụng sản phẩm. Những vấn đề liên quan nhiều nhất đến Kiến trúc sản phẩm bao gồm: Thay đổi sản phẩm, Đa dạng hóa sản phẩm, Tiêu chuẩn hóa, Hiệu năng sản phẩm, Chi phí sản xuất, Quản lý dự án và Kỹ thuật hệ thống. Chúng ta sẽ lần lượt xem xét các vấn đề này.

Thay đổi sản phẩm (Product change)

“Thay đổi” ở đây dùng để chỉ những sự cải tiến, nâng cấp, sửa chữa…đối với sản phẩm trong quá trình sử dụng. Những thay đổi này bao gồm: thay thế (thay lốp xe, thay pin máy tính), nâng cấp (nâng cấp RAM, HDD), thêm phụ kiện (thẻ nhớ), chuyển đổi môi trường sử dụng (nhiệt đới hóa và đổi điện áp thành 220V khi sản phẩm nhập từ Nhật Bản vào Việt Nam), tiêu hao (mực máy in), sử dụng linh hoạt (ống kính máy ảnh, đèn flash gắn ngoài)…Khi thiết kế, Kiến trúc sản phẩm cần xây dựng theo hướng hỗ trợ tối đa cho những thay đổi này.

Đa dạng hóa sản phẩm

Kiến trúc sản phẩm cũng có thể góp phần đa dạng hóa sản phẩm. Bằng cách thay đổi một số mô đun nhất định trong khi giữ nguyên hầu hết các mô đun khác, các công ty có thể ngay lập tức đa dạng hóa sản phẩm của mình mà không cần tốn nhiều thời gian thiết kế lại sản phẩm mới. Ví dụ cho việc đa dạng hóa sản phẩm nhờ thay đổi nhỏ trong Kiến trúc sản phẩm có thể kể đến các đồng hồ đeo tay của Swatch với nhiều màu sắc khác nhau và các hãng ô tô sử dụng chung hệ thống khung xe cho nhiều mẫu xe, chỉ thay đổi thiết kế phần vỏ xe.

Kiến trúc sản phẩm cần tạo thuận lợi cho việc đa dạng hóa sản phẩm, ví dụ như tạo ra nhiều mẫu mã khác nhau. Nguồn: uncrate.com.

Để có nhiều mã khác nhau, nhà sản xuất tiến hành tùy biến sản phẩm theo nhu cầu của từng nhóm khách hàng khác nhau. Việc tùy biến này có thể làm ngay ở nhà máy sản xuất (làm sớm) hoặc làm tại nơi bán (làm muộn). Việc làm sớm hay muộn kéo theo nhiều hệ quả về mặt kinh tế khác nhau. Nếu tùy biến sớm, doanh nghiệp sẽ tiết giảm được chi phí sản xuất nhưng tăngnguy cơ tồn kho. Nếu tùy biến muộn, chi phí có thể bị đẩy lên cao nhưng rủi ro tồn kho ít hơn và thỏa mãn khách hàng tốt hơn. Tùy vào điều kiện cụ thể mà nhà sản xuất sản phẩm sẽ chọn chiến lược tùy biến sớm hay tùy biến muộn. Kiến trúc sản phẩm chính là mấu chốt của việc hỗ trợ khả năng tùy biến sản phẩm này. Vấn đề này tương đối phức tạp vì liên quan đến các kiến thức về chuỗi cung ứng, các bạn quan tâm muốn tìm hiểu sâu hơn có thể đặt câu hỏi trên phần support tại diễn đàn.

Tiêu chuẩn hóa

Kiến trúc sản phẩm liên quan mật thiết đến vấn đề Tiêu chuẩn hóa. Khi Kiến trúc sản phẩm bao gồm nhiều cụm mô đun tiêu chuẩn, việc chia sẻ (dùng chung) những cụm mô đun tiêu chuẩn này giữa các sản phẩm khác nhau sẽ dễ dàng hơn và vì thế, doanh nghiệp sẽ có cơ hội giảm chi phí sản xuất thông qua việc giảm đơn giá mô đun (vì số lượng lớn). Ngoài ra, việc chuẩn hóa các mô đun cũng giúp cho việc thuê gia công ngoài trở nên đơn giản và nhanh chóng hơn.

Ví dụ về tiêu chuẩn hóa có thể thấy thông qua việc sử dụng các thẻ nhớ mở rộng micro SD cho mô đun “lưu trữ ngoài” trên phần lớn các loại điện thoại hiện nay.

Hiệu năng

Kiến trúc sản phẩm ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu năng sản phẩm. Như đã nêu ở phần Kiến trúc tích hợp, việc bố trí hợp lý các block giúp khai thác tối đa khả năng của block cũng như sử dụng năng lượng hợp lý hơn. Những yếu tố này giúp tăng hiệu năng của sản phẩm. Ví dụ như kiến trúc của bếp Double Warm (nhóm thiết kế của Huang Yichen) cho phép block “vỏ bếp” đảm nhận đồng thời chức năng nâng đỡ và chức năng chứa nước. Bếp có thể vừa đun nấu thông thường, vừa cung cấp nước nóng.

Kiến trúc sản phẩm giúp tăng hiệu năng bếp Double Warm (Huang Yichen). Nguồn: yankodesign.com.

Chi phí sản xuất

Kiến trúc sản phẩm có tác động lớn đến chi phí sản xuất. Kiến trúc sản phẩm hợp lý giúp tích hợp các part (chi tiết, bộ phận), tiêu chuẩn hóa part và giảm thiểu số lượng part. Việc này dẫn đến giảm chi phí sản xuất. Chi tiết về vấn đề này có thể xem ở “Chương 11: Thiết kế cho Chế tạo”.

Quản lý dự án và Kỹ thuật hệ thống

Kiến trúc sản phẩm có liên quan đến công tác Quản lý dự án và các vấn đề về Kỹ thuật hệ thống. Về mặt quản lý dự án, việc phân rã sản phẩm thành các block giúp đội ngũ thiết kế có thể phân chia công việc dễ dàng, minh bạch và qua đó, kiểm soát tiến độ dự án tốt hơn. Về mặt Kỹ thuật hệ thống, Kiến trúc sản phẩm giúp xác định các tương tác giữa các block hay các cụm mô đun trong sản phẩm để thử nghiệm, kiểm định, chỉnh sửa thiết kế sản phẩm.

XÁC LẬP KIẾN TRÚC SẢN PHẨM NHƯ THẾ NÀO?

Ở trên, chúng ta đã xem xét khái niệm, phân loại và tầm quan trọng của Kiến trúc sản phẩm. Ở phần này, chúng ta sẽ cùng xem xét quá trình xác lập Kiến trúc sản phẩm diễn ra như thế nào.

Các bước xác lập Kiến trúc sản phẩm

Theo Ulrich và Eppinger, về cơ bản, quá trình xác lập Kiến trúc sản phẩm diễn ra theo các bước sau: Tạo sơ đồ hệ thống, Nhóm chức năng, Layout hình học, và Xác định tương tác. Chúng ta sẽ lần lượt xem xét các bước này.

Tạo sơ đồ hệ thống

Ở bước này, các nhà thiết kế cần liệt kê ra tất cả những chức năng có thể có của sản phẩm. Có một cách khá hay để làm việc này: chuẩn bị một tấm bảng trắng và các mảnh giấy Post – It, ghi tên các chi tiết lên giấy, mỗi chi tiết một mảnh, và dán các mảnh giấy lên bảng.

Nhóm chức năng

Sau khi liệt kê tất cả các chức năng, các nhà thiết kế cần nhóm các chức năng có thể nhóm lại với nhau để tạo thành các khối chức năng. Tùy theo Kiến trúc dự kiến mà mỗi block có thể đảm nhận một chức năng riêng biệt hoặc tham gia đảm nhận nhiều chức năng khác nhau. Việc nhóm các chức năng có thể thực hiện dễ dàng bằng cách dán lại các mảnh giấy trên bảng sao cho các chức năng cần nhóm nằm cạnh nhau.

Sau khi nhóm, các nhà thiết kế có thể khoanh từng nhóm lại và ghi tên chức năng tổng thể của nhóm.

Có một số điểm cần lưu ý khi thực hiện “nhóm chức năng”. Đầu tiên là yếu tố “hình học”: các chức năng được nhóm cần phải được đảm nhận bởi các chi tiết tương thích về mặt hình học với nhau để có thể xếp sát nhau trong sản phẩm. Các chi tiết đặt cùng nhau phải có sự chia sẻ về mặt chức năng nhất định. Nhà thiết kế cũng cần lưu ý xem sau khi nhóm, block đảm nhận cụm chức năng đó  có thể chuẩn hóa được và có thể đặt thuê làm ngoài với chi phí thấp hay không. Một yếu tố khác cần lưu tâm là khi nhóm, các block tạo thành càng giống những block đã có ở các sản phẩm trước đây càng tốt. Việc này giúp doanh nghiệp có thể tái sử dụng các thiết kế và dây chuyền cũ, tiết giảm chi phí (tất nhiên, cần xét đến khía cạnh đổi mới công nghệ). Ngoài ra, việc nhóm chức năng cần hỗ trợ tối đa cho các yếu tố như: Thay đổi sản phẩm, Đa dạng hóa, Tiêu chuẩn hóa,…như đã nêu ở phần trước.

Layout hình học

Bước tiếp theo, dựa trên kết quả nhóm chi tiết bên trên và dựa trên hiểu biết của bản thân các nhà thiết kế về hình dáng, cấu tạo và nguyên lý hoạt động của sản phẩm, nhóm thiết kế tiến hành dựng layout hình học của sản phẩm. Layout hình học thực chất là bản vẽ phác thảo các khối chức năng của sản phẩm trong đó chỉ rõ khối nào nằm ở đâu, tiếp giáp những khối nào để thuận tiện nhất cho hoạt động của sản phẩm. Có thể vẽ bằng bút trên bảng, trên giấy hoặc dựng bằng vật liệu dễ cắt như xốp, carton… (hình 9.22).

Layout hình học của bộ phận năng lượng của sản phẩm dự án LED. Nguồn: Báo cáo dự án LED của RIT.

Xác định tương tác Sau khi có layout hình học, nhóm thiết kế tiến hành xác định các tương tác có thể có giữa các nhóm chi tiết (hay các mô đun) sản phẩm. Việc xác định các tương tác này cần được tiến hành trên cơ sở các hiểu biết về cơ, lý, hóa… của nhóm thiết kế. Ngoài việc quan sát và tính toán đơn giản, có thể sử dụng các công cụ mô phỏng máy tính vào việc này. Việc xác định các tương tác giúp làm rõ cơ chế hoạt động của sản phẩm cũng như những sự cố có thể phát sinh nhằm kịp thời sửa đổi, phòng ngừa.

MES LAB

To Top