Od prototypu do małej serii – jak przygotować produkt do skalowania produkcji?

Stworzenie działającego prototypu to ważny moment w rozwoju produktu. Potwierdza, że pomysł może działać, pozwala zweryfikować założenia technologiczne i daje podstawę do dalszych testów. Nie oznacza jednak jeszcze, że produkt jest gotowy do produkcji na większą skalę.

Pomiędzy prototypem a regularną produkcją znajduje się etap, który często decyduje o powodzeniu całego przedsięwzięcia – przygotowanie procesu i wykonanie pierwszych, niewielkich serii produktu. To właśnie wtedy można sprawdzić, czy rozwiązanie da się wytwarzać nie tylko raz, ale wielokrotnie, w sposób powtarzalny, kontrolowany i ekonomicznie uzasadniony.

Prototyp działa. Co dalej?

Prototyp jest przede wszystkim narzędziem do weryfikowania koncepcji. Może zostać wykonany w warunkach laboratoryjnych, przy dużym udziale pracy ręcznej albo z wykorzystaniem urządzeń, które nie będą stosowane w późniejszej produkcji.

Przy przechodzeniu do kolejnego etapu pojawiają się więc nowe pytania. Czy każda kolejna sztuka produktu będzie miała takie same parametry? Czy proces można powtarzać? Ile czasu zajmuje jego wykonanie? Jakich urządzeń i surowców wymaga? Gdzie pojawiają się straty? Które czynności można zautomatyzować? Jak zmieni się koszt produktu, kiedy zamiast jednej sztuki trzeba będzie wykonać ich kilkadziesiąt, kilkaset albo kilka tysięcy? Odpowiedzi na te pytania warto znaleźć zanim firma zdecyduje się na kosztowne inwestycje w urządzenia, własną linię produkcyjną czy dużą partię surowców.

Mała seria jako test procesu produkcyjnego

Produkcja niewielkiej serii pozwala spojrzeć na produkt z zupełnie innej perspektywy niż podczas pracy nad pojedynczym prototypem.

Na tym etapie można sprawdzić przede wszystkim:

• powtarzalność parametrów kolejnych partii,
• stabilność zastosowanej technologii,
• rzeczywistą wydajność procesu,
• zużycie surowców i materiałów,
• czas potrzebny na wykonanie kolejnych etapów,
• miejsca powstawania strat i odpadów,
• możliwość kontroli jakości,
• koszty produkcji,
• potencjalne problemy, które mogą pojawić się po zwiększeniu skali.

– To również dobry moment na wprowadzanie zmian. Modyfikacja procesu na etapie kilkunastu czy kilkudziesięciu sztuk jest zwykle znacznie prostsza i tańsza niż poprawianie technologii po zakupie pełnej linii produkcyjnej – wjaśnia Kamil Kędzierski, Kierownik Zespołu Laboratoriów Inżynieryjnych WPT.

Skalowanie nie oznacza prostego powiększenia procesu

Jednym z częstych błędów jest założenie, że skoro proces działa w małej skali, wystarczy proporcjonalnie zwiększyć ilość surowców, rozmiar urządzeń lub tempo produkcji.

– W praktyce skalowanie często zmienia warunki, w których zachodzą poszczególne procesy. Znaczenie mogą mieć między innymi temperatura, ciśnienie, czas mieszania, sposób dozowania składników, przepływ materiału czy możliwości urządzeń technologicznych. Dlatego proces, który sprawdził się podczas przygotowania pojedynczej próbki lub prototypu, powinien zostać zweryfikowany w warunkach możliwie zbliżonych do przyszłej produkcji – wyjaśnia Kędzierski.

Mała seria pełni tutaj rolę pomostu pomiędzy laboratorium a produkcją przemysłową.

Najpierw proces, później inwestycje

Przedsiębiorstwa rozwijające nowe produkty często stają przed decyzją o zakupie własnej aparatury lub budowie infrastruktury produkcyjnej. To inwestycje, które mogą wymagać znacznych nakładów finansowych. Dlatego przed ich podjęciem warto sprawdzić rozwiązanie w praktyce.

Dostęp do zewnętrznej infrastruktury technologicznej pozwala przeprowadzić testy, przygotować pierwsze serie produktu i zweryfikować parametry procesu bez konieczności natychmiastowego inwestowania we wszystkie potrzebne urządzenia.

Takie podejście pozwala również lepiej określić, jaka infrastruktura będzie rzeczywiście potrzebna po zwiększeniu skali produkcji. Firma może dzięki temu uniknąć zakupu urządzeń o niewłaściwych parametrach lub inwestowania w rozwiązania, które na późniejszym etapie okażą się niewystarczające.

Powtarzalność to jeden z warunków skalowania

Dobrze przygotowany proces powinien prowadzić do możliwie powtarzalnych rezultatów. Jeśli kolejne partie znacząco różnią się od siebie, zwiększenie skali może tylko pogłębić problem. Dlatego etap małych serii powinien obejmować nie tylko samo wytworzenie produktu, ale również jego analizę i kontrolę jakości.

W zależności od branży może to oznaczać badanie składu, właściwości fizykochemicznych, stabilności, czystości, parametrów technologicznych lub innych cech istotnych dla końcowego zastosowania produktu. Zebrane dane pozwalają określić dopuszczalne zakresy parametrów oraz stworzyć podstawy późniejszych procedur produkcyjnych i jakościowych.

WPT jako miejsce przejścia od pomysłu do produkcji

Wrocławski Park Technologiczny wspiera firmy nie tylko na etapie tworzenia koncepcji i prowadzenia prac badawczo-rozwojowych. Dostępna w Parku infrastruktura pozwala również testować technologie, optymalizować procesy i przygotowywać rozwiązania do zwiększania skali.

– Przedsiębiorcy mogą korzystać między innymi ze specjalistycznych laboratoriów, infrastruktury technologicznej, usług inżynieryjnych oraz wiedzy ekspertów pracujących z firmami rozwijającymi nowe produkty i technologie. Szczególne znaczenie ma możliwość połączenia kilku kompetencji w jednym miejscu – od badań i analiz, przez opracowanie technologii, po wykonanie pierwszych partii produktu i przygotowanie procesu do kolejnych etapów rozwoju – dodaje Kamil Kędzierski.

Dzięki temu firma nie musi od początku tworzyć własnego zaplecza technologicznego. Może najpierw zweryfikować rozwiązanie, poznać rzeczywiste wymagania procesu i ograniczyć ryzyko inwestycji.