תפקידם של מודלים בתהליך העיצוב והפיתוח של מוצרים

מודלים הינם מרכיב חשוב ביותר בתהליך העיצוב והפיתוח של מוצרים. ישנה אף אמירה שאומרת: "תמונה שווה אלף מילים, מודל שווה אלף תמונות", וזה נכון! מודלים מסייעים לתקף (או לפסול) רעיונות ראשוניים, משמשים לצורך מבדקי שמישות ובדיקות פונקציונליות נוספות, להערכת ארגונומיה והנדסת האנוש ולבחינה האסתטיקה של המוצר בגודל 1:1. בפוסט זה נסביר על סוגי מודלים שונים ותפקידם בשלבי הפיתוח.

ישנם סוגים רבים של מודלים ושימושם משתנה בהתאם לשלבים השונים בהם נמצא תהליך הפיתוח של מוצר והתפקיד שהמודל אמור לבצע (פיתוח קונספט, הוכחת היתכנות, ולידציה לפני ייצור, שיווק וכדומה).

בסטודיו אנחנו מבדילים בין שתי חלוקות עיקריות במודלים:

חלוקה ראשונה — חומר : החומר וטכנולוגיית הייצור של מודל.
חלוקה שנייה — תפקיד: התפקיד של המודל בתהליך הפיתוח. תפקידים של מודלים יכולים לכלול: פיתוח קונספט, בדיקות ארגונומיה, בדיקות היתכנות (חוזק, תפקוד מכניקה), בחינה אסתטית ועוד.

החומר והטכנולוגיה שאיתה מייצרים את המודל קובעים בעיקר את רמת ה-fidelity (אמינות) של המודל ביחס למוצר הסופי אותו הוא מייצג, רזולוציית הפרטים שניתן להגיע אליהם והפעולות שניתן לעשות עם המודל (בעיקר בהיבטים של חוזק).

לעומת זאת, התפקיד של המודל קשור לרוב לשלב הפיתוח בו נמצא המוצר והתפקיד אותו הוא נועד לשרת. בשלבים ראשוניים של הפרויקט אנחנו עושים לרוב מודלי פיתוח קונספטים ומודלי היתכנות ראשוניים, בשלבים מתקדמים יותר מודלים ארגונומיים ובשלבי התכנון לייצור מודלי וולידציה לתכנון לפני יציאה לייצור.

בפוסט הזה, אנחנו נתמקד בחלוקה השנייה, התפקידים השונים של מודלים לאורך תהליך הפיתוח. נשתף אתכם בסוגי המודלים השונים שאנחנו משתמשים בהם לאורך תהליך הפיתוח בסטודיו, למה כל סוג מודל מתאים ועלויות ההפקה של מודלים שונים.

אנחנו נפרוט את הסוגים השונים של המודלים בסדר בו הם לרוב משמשים בתהליך הפיתוח, החל ממודלים של שלבי פיתוח הקונספטים ועד מודלים שיווקים שמראים ומתפקדים כמו המוצר הסופי.

1 — מודלים לפיתוח קונספט

מודלי קונספט למחבר כוונון

מודלים, בדומה לסקיצות, סטורי-בורדים, ותרשימי זרימה, הם כלי לפיתוח רעיוני. מודלים לפיתוח קונספטים הם מעין סקיצות תלת מימדיות שאנחנו עושים לרוב בשלבים הראשוניים של הפרויקט. המטרה של מודלים אלו היא לחשוב עם הידיים, ולתת לחומר של המודלים לתת איזשהו קונטרה למחשבות. זה כמו לשחק פינג פונג. אנחנו נותנים את הפינג והמודל מחזיר לנו בפונג. ובאופן הזה מתפתח איזשהו דו-שיח בינינו לבין המודל, משהו שלא תמיד קורה בסקיצה. סקיצה מחזירה פונג יותר חלש 😉🏓

מודלי קונספטים צורניים לפרוייקט Flipper

מודלים, בדומה לסקיצות, סטורי-בורדים, ותרשימי זרימה, הם כלי לפיתוח רעיוני. מודלים לפיתוח קונספטים הם מעין סקיצות תלת מימדיות שאנחנו עושים לרוב בשלבים הראשוניים של הפרויקט. המטרה של מודלים אלו היא לחשוב עם הידיים, ולתת לחומר של המודלים לתת איזשהו קונטרה למחשבות. זה כמו לשחק פינג פונג. אנחנו נותנים את הפינג והמודל מחזיר לנו בפונג. ובאופן הזה מתפתח איזשהו דו-שיח בינינו לבין המודל, משהו שלא תמיד קורה בסקיצה. סקיצה מחזירה פונג יותר חלש 🏓

עלות: לרוב עלות החומרים של מודלי פיתוח קונספטים היא נמוכה. המודלים לרוב נעשים מחומרים פשוטים כגון נייר, וקרטון או בהדפסות FDM (טכנולוגייה של הדפסת תלת מימד). העלות של חומרי הגלם למודלים, שהינם כאמור כלי מרכזי בשלב פיתוח הקונספטים, היא לרוב נמוכה והמחיר שלהם מגולם בעיקר בעלות העבודה העיצובית על שלב זה.

איפה המודלים נעשים: מודלי פיתוח קונספטים נעשים אין-האוס בסטודיו.

מתי עושים מודלי פיתוח קונספטים: מודלים אלו נעשים לרוב בשלבים ראשוניים של הפרויקט ובעיקר בשלבי פיתוח הקונספטים. אבל לעיתים הם נדרשים גם בשלבים מאוחרים יותר, לדוגמא בחלק של מוצר שהינו חלק ממכלול גדול יותר (כפי שניתן לראות בתמונה מטה), באיטרציה מתקדמת של העיצוב שדורשת תת-מהלך של פיתוח קונספט וכדומה.

מודל קונספט לחיפוי גלגל לפרוייקט UpNRIde

2 — מודלים לבחינת פרופורציות ואסתטיקה

מודל קרטון לכיסא למינציה

מבחינתנו, נכון להיום, שום דבר לא יכול להחליף את האופן בו אנחנו חווים אובייקט במציאות, שהוא לידינו או בכף ידנו. הסיבות לכך מגוונות, אבל אחת מהן היא שקנה המידה מאד מטשטש בעבודה ב-CAD, לעיתים עובדים על פרט במחשב בזום, אבל שחווים אותו במציאות הוא כל כך קטן שהוא כמעט ולא נראה. לחילופין, לעיתים אובייקט נחווה גדול מידי במציאות מהאופן בו הוא נתפס במחשב.

עבור מוצרים קטנים שדורשים בחינה בגודל 1:1, אנחנו לרוב מדפיסים בהדפסת תלת מימד בסטודיו. זו דרך נוחה, מהירה ופשוטה.

מודלים בהדפסת תלת מימד לבחינת קונספטים צורניים לפרוייקט Dride Zero

באובייקטים גדולים יותר אנחנו מאד אוהבים לעשות מודלי קרטון וקרטון ביצוע בזכות היכולת לעבוד איתם מהר והאפשרות לעשות איתם מודלים בעלי ממדים גדולים. קרטון ספיציפית, הוא חומר קונסטרוקטיבי שמחזיק את המשקל העצמי שלו בכל המימדים ולכן כיף במיוחד לבנות איתו ובנוסף מדובר בחומר לא יקר שזמין גם בפורמטים גדולים.

מודל קרטון ביצוע לשאסי של פרוייקט UpNRIde
העיצוב הסופי של פרוייקט UpNRIde

עם השנים פיתחנו שיטות לעבודה עם קרטונים מסוגים שונים כדי להגיע לכמעט כל צורה. תמיד יש לנו ערימת קרטונים ענקית בסטודיו 📦😉 היתרון הגדול של מודלי קרטון הוא לצורך מודלים אסתטיים, בדיקות של נפחים והדמייה של חללים שונים (לדוגמא: מודל של אזור תפעול מאתגר שחשוב לקחת בחשבון את האילוצים שהוא מציב לתפעול מוצר שמוצב בו).

מודל קרטון למערכת שילוט לעמדת תצפית
העיצוב הסופי של עמדת התצפית

עלות: בדומה למודלים לפיתוח קונספטים, העלות של חומרי הגלם למודלים לבחינת פרופורציות ואסתטיקה, היא לרוב נמוכה והמחיר שלהם מגולם בעיקר בעלות העבודה העיצובית וזמן ההפקה על המודלים.

איפה המודלים נעשים: מודלי קרטון נעשים בסטודיו.

מתי עושים מודלי קרטון: מודלים אלו נעשים לרוב בשלבים ראשוניים של הפרויקט ובעיקר בשלב פיתוח הקונספטים. אבל תלוי בפרויקט, העבודה איתם יכולה להימשך גם לשלבים מאוחרים יותר בפיתוח בעיקר בעיצוב של אובייקטים גדולים (בסדר גודל של כיסא ומעלה).

מודלי קרטון למשפחת כיורים לחברת אורטגה
העיצוב הסופי של אחד מכיורי הסדרה

3 — מודל היתכנות

מודל היתכנות למוצר IoT

מטרתם העיקרית של מודלי היתכנות (או בשמם הלועזי מודלי proof of concept), היא להדגים שהקונספט הטכני של המוצר אפשרי. מודלי היתכנות מדגימים את העקרונות הטכנולוגיים הבסיסיים הנדרשים על מנת שהמוצר יעבוד באופן אפקטיבי ומאפשרים ולידציה של הנחות היסוד של הפרויקט.

מודל היתכנות למוצר IoT למושב תינוקות לרכב

עלות: מודלי היתכנות לרוב נעשים באמצעים מאולתרים יחסית מתוך רצון להשקיע את מירב המאמצים בהוכחת ההיתכנות ולא בהיבטים צורניים אסתטיים, ואפילו לא היבטים שימושיים. מסיבות אלו, מודלי היתכנות יכולים לרוב להיות מיוצרים בטכנולוגיות ייצור פשוטות וזולות. יחד עם זאת, מודלי היתכנות דורשים לעיתים קרובות עבודה של מספר אנשי מקצוע (עיצוב, מכניקה, אלקטרוניקה) ולכן, תלוי בדרישות, עלויות הפיתוח יכולות להיות גבוהות.

איפה המודלים נעשים: מודלי היתכנות, נעשים לרוב בסטודיו באינטגרציה עם חלקי האלקטרוניקה של הלקוח. לרוב הסטודיו אחראי גם לתכלול שלב זה, ואינטגרציה בין אנשי המקצוע המעורבים בפרוייקט.

מודל היתכנות למנגנון שחרור

מתי עושים מודלי היתכנות: מודלי היתכנות לרוב נעשים בשלבים מוקדמים יחסית של תהליך העיצוב, היות והם הבסיס הטכנולוגי עליו נעשים יתר שלבי הפיתוח. יחד עם זאת, בפרוייקטים טכנולוגיים מורכבים, ייתכנו כמה סבבים של תהליכי עיצוב ופיתוח שבסוף כל אחד מהם מודל היתכנות חדש שמוכיח את העבודה שנעשתה באותו השלב.

מודלי היתכנות למארז למוצר טואלטיקה

4 — מודלים ארגונומיים

מודל ארגונומי למוצר המיועד לתפעול ביד אחת

מודל ארגונומי הינו מודל שנועד לצורך בדיקת הממשק הפיזי בין המשתמש למוצר. מודל ארגונומי יכול לבדוק שלל נושאים הנוגעים לממשק המוצר, בהקשר למגבלות פיזיולוגיות של המשתמש כגון: נוחות אחיזה, הגבלות שהמוצר מייצר (לדוגמא על שדה הראייה), משקל, הפעלה במצבים מאתגרים (חושך, רטיבות, בזמן לבישת כפפות או ציוד אחר), שימוש לאורך זמן כדומה. לרוב מודלים ארגונומיים נעשים לצורך בדיקת שימוש בין אם הבדיקה נעשית in-house (שצוות הסטודיו מתפקד גם כנסיינים) או בניסוי משתמשים מתודולוגי בהשתתפות נסיינים חיצוניים ומקצועיים.

מודל לבדיקת ארגונומיה של מוצר כבד (20 קילו). לצורך ביצוע המבדק השתלנו במודל ברזלים שדימו את המשקל האמיתי של המוצר
לאחר דימוי המשקל בדקנו אופציות לידיות שונות תוך בחינת שלל הפעולות שהמוצר צריך לבצע

עלות: היות ומודלי ארגונומיה לרוב משמשים רק לצורך בחינה ארגונומית ואינם חייבים לבדוק אלמנטים אחרים של המוצר, כגון אסתטיקה, המודל הארגונומי לא צריך להיות "יפה" והוא יכול להיות בנוי מכל חומר המאפשר לבצע את הניסוי במודל. התוצאה היא שמודלים ארגונומיים הם לרוב זולים יחסית להפקה.

מודל ארגונומי למושב של כיסא הגלגלים בפרויקט UpNRide

איפה המודלים נעשים: מודלים ארגונומיים לרוב מיוצרים אצלנו בסטודיו, בין אם בהדפסות תלת מימד ובין אם בחומרים אחרים כגון עץ, מתכת, חומרים רכים או כל חומר אחר שנדרש לצורך ביצוע המודל שיאפשר לבצע את הפעולות שאנחנו רוצים לבדוק.

מודלים ארגונומיים מקצף של מוצר רפואי ידני, שעיצבנו עבור חברת Truphatek

מתי עושים מודלים ארגונומיים: אצלנו בסטודיו מודלים ארגונומיים נעשים לכל אורך תהליך העיצוב החל משלב הקונספטים (ולפעמים עוד לפניו) ועד שלבי התכנון לייצור. הזמן המועט והתקציב הנמוך יחסית שנדרשים לביצוע מודלים ארגונומיים מול התרומה המשמעותית שלהם לקידום הפרוייקט והפקת מסקנות חשובות בשלבים מוקדים, הופכת אותם לכלי מהותי בפיתוח מוצרים.

5 — מודלי ולידציה לפני יציאה לייצור

מודלים לולידציה של העיצוב והתכנון לפני ייצור, הינם חלק חשוב ביותר בתהליך הפיתוח של מוצרים, במיוחד במקרה של הזרקות פלסטיק. מטרת מודלים אלו הינה בדיקת התפקוד של החלקים המתוכננים באינטגרציה עם חלקי התכן וחלקי המוצר האחרים, על מנת לזהות נקודות כשל אפשריות בתכנון ולמנוע אותם מבעוד מועד ולפני שמתחייבים לכלי הייצור.

עלות: מודלי בדיקות לפני יציאה לייצור לרוב מיוצרים אצל בוני מודלים בהדפסת תלת מימד. לרוב המודלים מודפסים בטכנולוגיית הדפסה בעלת תכונות מכאניות טובות (כגון הדפסת ניילון), על מנת שיהיה ניתן לבדוק פרטים פונקציונליים (כגון סנאפים, הברגות וכדומה). מודלים אלו לרוב מגיעים בגימור טבעי של ההדפסה ואינם עוברים צביעה, ולכן עלותם היא לא גבוהה כמו מודלים Look like work like. תלוי בגודל המוצר עלות מודל כזו נעה סביב כמה אלפי שקלים בודדים.

איפה המודלים נעשים: מודלי ולידציה לרוב מיוצרים בהדפסות תלת מימד בטכנולוגיית הדפסה בעלת תכונות מכאניות טובות (כגון הדפסת ניילון). מדפסות כאלו הן מדפסות יקרות שזמינות רק במודליות מקצועיות בארץ או בחו"ל. לחלקים מסוימים שדורשים תכונות מכאניות שלא ניתן להגיע אליהן בהדפסת תלת מימד, ניתן גם לשקול ייצור ב-CNC במזרח. לחילופין, לחלקים פשוטים יותר, ניתן גם להדפיס את המודל בטכנולוגיית הדפסת תלת מימד של FDM, ובמקרה זה, אנחנו מייצרים את ההדפסות אין-האוס בסטודיו.

מתי בדיקות: מודלי ולידציה לפני ייצור נעשים לרוב בשלבי התכנון לייצור, נקודת זמן בפיתוח שדורשת לראות את פרטי התכנון ברזולוציה גבוהה. פעמים רבות נדרשים מספר סבבים של מודלים.

6 — מודל בקנה מידה

מודל בקנה מידה, הוא מודל של מוצר בקנה מידה קטן מגודל היעד של המוצר. אין סטנדרט קבוע להקטנה וקנה המידה נקבע על פי שלל שיקולים וביניהם: עלות הפקת המודל (ככל שהמודל גדול יותר הוא יקר יותר), גודל מינימלי אפשרי לייצור שנדרש על מנת להראות פרטים חשובים במודל (פרטים מאד עדינים קשה להקטין כי הם "נעלמים" או לא בולטים מספיק בקנה מידה קטן) וכמובן המטרה שלשמה נוצר המודל (מודל מוקטן לדוגמא אינו מתאים לביצוע ניסויי משתמשים). קנה מידה נפוצים למודלים הם 1:2 ו-1:4. מודלים מוקטנים של רהיטים הם לרוב בקנה מידה של 1:6.

עלות: פעמים רבות מודל מוקטן ידמה את החומריות הסופית של המוצר, מה שאומר שהוא דורש גימורים טובים וצביעה, ולכן מודל כזה יהיה לרוב יקר להפקה ועלותו יכולה להגיע לאלפי שקלים בהתאם לגדול המוצר ומורכבותו.

איפה המודלים נעשים: מודלים אלו לרוב נעשים אצל בוני מודלים בארץ או בסין.

מתי עושים מודל בקנה מידה: מודלים בקנה מידה נעשים לרוב לצרכים שיווקיים. הסיבה לביצוע מודל מוקטן היא לרוב לצורך ביצוע אובייקטים גדולים יחסית, שעלות ייצור המודל הוא לרוב יקרה מידי להפקה. לעיתים, שמדובר במוצרים גדולים במיוחד בקנה מידה תעשייתי, גם מסובך מידי לשנע את המודלים (לתערוכה מסחרית לדוגמא), ולכן עולה הצורך לדגם מוקטן.

סיכום

לסטודיו קוצ'יק אמיתי ניסיון עשיר בעבודה עם מודלים מכל הסוגים, החומרים והגדלים. לסטודיו יש מערכות יחסים ענפות עם מודליות בארץ ובחו"ל ובנסוף קיימים גם בסטודיו (in-house) שירותי מידול כולל מידול בהדפסת תלת מימד, חומרים רכים ועוד. אם אתם צריכים לייצר מודל, אתם מוזמנים לפנות אלינו ונשמח לסייע 😀