Enhancing Conceptual Design with Digital Solutions
Pysyvä osoite
Kuvaus
Opinnäytetyö kokotekstinä PDF-muodossa.
This thesis aims to investigate conceptual design process in the case company, present views from research literature, and to find areas for developing new digital solutions to improve cost-efficiency of new product designs. Conceptual design is one of the initial phases of a process of designing a new product. In that phase the main features and technologies of a product are selected and therefore the phase has a great influence into the product’s final costs. Because of that financial significance, this thesis focuses into the conceptual design phase and its improvement. The knowledge of conceptual design phase is limited in the case company and therefore increased awareness of that phase and ideas of workers are needed to facilitate new digital solution development. This thesis work aims to collect information about conceptual design process and construct concepts for new digital solutions that effectively lower the costs of new products.
This thesis uses a design science research (DSR) paradigm. The research begins with presenting relevant literature about the conceptual design and the engineering design process overall. After laying that theoretical groundwork, the thesis continues with conducting interviews for designers and other personnel that have practical experience or other knowledge about the conceptual design. The interviews focus into how the conceptual design is carried out currently, what tasks are problematic or otherwise challenging, and finally collect ideas for new digital tools to help achieving better cost-efficiency of new product designs. At the final stages of the thesis, company’s current conceptual design workflow is presented, problematic areas have been constructed as themes and solution concepts have been created.
This thesis collected information about conceptual design process in theory and in the case company. Workflows are presented from both of these sides, and they are generally very similar. Then this thesis managed to collect information about current challenges in the conceptual design. Totally seven themes were constructed: lack of time for design tasks, lack of product cost management in technology projects, lack of supplier utilization, lack of standard parts, arbitrary cost targets, lack of early communication and unstandardized process workflow. Future development directions for new tool development were also collected from the interviewees. It became obvious that there are a lot of room for new solutions that help to get the product cost perspective into decision making in the early design phases. Based on the interviews, three new solution concepts have been created: a 3D concept model software, inclusion of unapproved parts into product detail system and an AI design assistant. These new solutions guide to select more inexpensive materials, designs and technical solutions for new products. The created solution concepts gained an approval from the company expert according to their potential benefits.
Tämän tutkielman tarkoituksena on tutkia konseptisuunnitteluprosessia kohdeyrityksessä, esittää tutkimuskirjallisuuden näkemyksiä, ja löytää alueita, joille kehittää digitaalisia ratkaisuja, jotka parantavat uusien tuotteiden kustannustehokkuutta. Konseptisuunnittelu on suunnitteluprosessin yksi ensimmäisistä vaiheista. Tässä vaiheessa tuotteen pääominaisuudet ja teknologiat valitaan ja siten vaiheella on suuri merkitys tuotteen lopulliseen hintaan. Tämän hintavaikutuksen takia tämä tutkielma keskittyy juuri konseptisuunnitteluvaiheeseen ja sen kehittämiseen. Tietoisuus konseptisuunnittelusta on kohdeyrityksessä rajattua ja siten lisättyä tietoisuutta, sekä työntekijöiden ideoita tarvitaan ohjaamaan uusien digitaalisten ratkaisujen kehitystä. Tutkielma pyrkii keräämään tietoa konseptisuunnitteluprosessista ja muodostaa uusien digitaalisten ratkaisujen konsepteja, jotka laskevat tehokkaasti uusien tuotteiden kustannuksia.
Tutkielmassa käytetään suunnittelutieteellistä (DSR) tutkimusparadigmaa. Tutkimus alkaa sopivan kirjallisuuden esittelyllä konseptisuunnittelusta sekä teknisen suunnittelun prosessista ylipäätään. Kun teoreettinen pohjatyö on tehty, tutkielmassa jatketaan haastatteluihin, jotka suunnataan suunnittelijoille sekä muille henkilöille, joilla on konseptisuunnittelusta työkokemusta tai muuta tietoa. Haastattelut keskittyvät siihen, kuinka konseptisuunnittelua tehdään tällä hetkellä, mitkä tehtävät siinä ovat haastavia, ja lopulta keräämään ideoita uusille digitaalisille työkaluille, jotka auttavat saavuttamaan parempaa kustannustehokkuutta uusille tuotteille. Tutkielman viimeisissä vaiheissa yrityksen nykyinen konseptisuunnittelun työnkuva on osoitettu, haastavat alueet on muodostettu teemoiksi ja ratkaisukonseptit on luotu.
Tutkielma keräsi tietoa konseptisuunnitteluprosessista teorian osalta sekä kohdeyrityksestä. Prosessit on kuvattu molemmilta kanteilta, ja ne ovat pääosin hyvin samanlaisia. Tutkielmassa saatiin selville tietoa myös nykyisistä haasteista. Kokonaisuudessaan seitsemän teemaa muodostettiin: ajanpuute suunnittelussa, tuotekustannuksen hallinnan puute teknologiaprojekteissa, toimittajan hyödyntämisen puute, standardiosien puute, mielivaltaiset kustannustavoitteet, aikaisen kommunikoinnin puute ja ei-standardoitu prosessi. Tulevaisuuden kehityssuuntia uusien työkalujen kehitykseen kerättiin myös haastatteluissa. Muodostui selväksi, että olisi paljon tilaa uusille ratkaisuille, jotka auttavat saamaan tuotekustannusnäkemystä aikaisten suunnitteluvaiheiden valintoihin. Haastatteluiden perusteella kolme ratkaisukonseptia luotiin: 3D konseptimallisovellus, hyväksymättömien osien lisäys tuotetietojärjestelmään sekä AI suunnitteluavustaja. Nämä ratkaisut ohjaavat valitsemaan halvempia materiaaleja, muotoiluja ja teknisiä ratkaisuja uusiin tuotteisiin. Luodut ratkaisukonseptit saivat hyväksynnän yrityksen asiantuntijalta niiden mahdollisten hyötyjen osalta.