תכן מכאני – תהליך תכנון ופיתוח מוצרים

בעידן המודרני אנחנו מוקפים באינספור מוצרים ומכונות, שכולנו מקבלים כמובנים מאליהם ומתייחסים אליהם כאילו מאז ומעולם היו קיימים בעולם. למעשה כאשר אלמנט מסוים מתוכנן בצורה מוצלחת, הוא מצליח להשתלב בחיים שלנו באופן כזה שאין לנו אלא לתהות כיצד ניתן היה להסתדר בלעדיו. תכן מכאני או תיכון מכאני, הוא המונח המקצועי המשמש לתאר את תהליך התכנון והפיתוח של מוצרים חדשים. מדובר בתהליך רב שלבי, המצריך מעורבות של אנשי מקצוע המגיעים מתחומים שונים. במאמר שלפניכם נפרט אודות השלבים השונים המרכיבים את התהליך של תכן מכאני.

שלב מספר 1 – זיהוי הבעיה או הצורך

התהליך המורכב מתחיל רק כאשר מזהים צורך שלא ניתן למלא באמצעים הקיימים או כשמזהים בעיה שהפתרון הנוכחי שלה פשוט לא מספק או לא יעיל מספיק. במילים פשוטות, בשלב הראשון יש להציב בעיה מסוימת או לשרטט צורך מסוים. במקרים מסוימים יכולה לבוא דרישה לשיפור ביצועים של מערכת קיימת, אך במקרים אחרים מוצבת דרישה ליכולות שעדיין לא קיימות.

זיהוי הצורך מחייב את המהנדסים להבין את הבעיה לעומק, לזהות את המגבלות הקיימות ואת האילוצים הקיימים וכן לזהות את פלח השוק שהינו רלוונטי למוצר שיש לתכנן. רשימת המגבלות חייבת להיות כמה שיותר מפורטת ויכולה לכלול למשל מגבלות של תקציב, זמן, משקל, צורה, גודל ועוד.

שלב מספר 2 – הגדרה מדויקת של הדרישות מהמוצר החדש

בשלב השני מכינים רשימת דרישות כשנהוג להבחין בין דרישות רצויות המדורגות בהתאם לדרגת החשיבות שלהן לבין דרישות הכרחיות שהפתרון חייב לענות עליהן. חשוב להבחין בתהליכים של תכן מכאני בין הדרישות מהמוצר לבין האילוצים, כאשר אילוץ הוא מגבלה שלא ניתן להתגבר עליה עם פתרון אחר. בסיום השלב השני של התהליך, צריך להתקבל מפרט המהווה תיאור מפורט ביותר של התוצאות הרצויות, הדרישות מהפתרון וכלל האילוצים והמגבלות. את התוצרים של שלב זה מגישים לפורום הפרויקט (כל בעלי העניין בפרויקט). כל הפעולות עד כה נקראות SRR או סקר דרישות מערכת.

שלב מספר 3 – בחירת הפתרון (SDR)

בשלב הזה יש לאסוף כמה שיותר מידע שיוכל לסייע לפתור את הבעיה ולאחר איסוף המידע מעלים את כל הרעיונות שיכולים לפתור את הבעיה תוך התחשבות בדרישות ובאילוצים שהועלו בשלבים הקודמים. בשלב הזה מבוצע למעשה סיעור מוחות ובסיומו יש לבחור את הרעיון היעיל, הכדאי או פשוט המתאים ביותר. גם את התוצרים של שלב זה יש להציג בפני פורום הפרויקט.

בשלב הזה יש להכין תיק שרטוטים של הדגם על מרכיביו השונים, לבחור כמובן את החומרים שישמשו לבניית המוצר, להגדיר את הכלים לביצוע הדגם ועוד. את התוצרים של שלב זה מגישים לפורום הפרויקט ואם התכנונים מאושרים, ממשיכים לפיתוח אב טיפוס.

שלב מספר 5 – הערכת ביצועי המוצר

בשלב הזה מעריכים את הפרויקט מחדש ובוחנים את רמת היעילות של המוצר, תוך התייחסות לדרישות שהוצבו בתחילת הפרויקט. אם יש לשפר את המוצר, מתחילים סבב מחודש, אך אם המוצר עובר את השלב הזה בהצלחה, ממשיכים הלאה לשלב היצור הסדרתי, שכבר לא מהווה חלק מהתהליך של תכן מכאני. למעשה המעבר לשלב היצור הסדרתי מהווה את סיומו של התהליך.