Dwa ważne czynniki to projektowanie zorientowane na użytkownika (Human-Centered Design) oraz projektowanie na poziomie systemu z użyciem modeli
Powszechnie uważa się, że przyszłość naszego narodu i nasze codzienne życie w coraz większym stopniu zależą od innowacji naukowo-technicznej. Jednak USA przechodzi kryzys w tej dziedzinie. Niedobór innowacji, jaki miał miejsce w poprzedniej dekadzie, jest faktem i pojawia się o wiele za mało innowacji komercyjnych, które mogłyby przekształcić nasze życie i rozwiązać pilne problemy. Problemy społeczne stają się coraz poważniejsze, szersze i głębsze.
Słyszeliśmy to wiele razy – sam nieraz to mówiłem – projektowanie systemów mechatronicznych polega na zintegrowanym i optymalnym projekcie systemu fizycznego, włącznie z czujnikami, siłownikami i podzespołami elektronicznymi oraz wbudowanym, cyfrowym układem sterowania. Integracja dotyczy zarówno podzespołów sprzętowych, jak i przetwarzania informacji. Optymalnego doboru należy dokonać w kwestii realizacji specyfikacji projektowych w różnych dziedzinach. Parametry robocze, niezawodność, niski koszt, odporność, wydajność i trwałość mają charakter absolutnie zasadniczy. Innowacja, proces tworzenia czegoś nowego, pożądanego, przydatnego i trwałego, zachodzi w miejscu, gdzie łączy się technologia (wykonalność), biznes (zdolność przetrwania), czynniki ludzkie (potrzeba) i złożoność (użyteczność).
Uważam, że istnieją dwa klucze do osiągnięcia innowacji poprzez projektowanie systemów mechatronicznych. Pierwszy to projektowanie zorientowane na użytkownika (Human-Centered Design – HCD). Aby lepiej to zrozumieć, wiosną pojechałem do Pittsburga, by odwiedzić firmę MAYA Design (najbardziej postępową, ale do przyjęcia — www.maya.com), istniejącą od 20 lat, zajmującą się złożonością zarządzania. Na miejscu, Mickey McManus i Chris Pacione oświecili mnie w kwestii znaczenia HCD w osiąganiu innowacji. HCD wymaga współpracy interdyscyplinarnej, iteracyjnego procesu z częstym wykonywaniem prototypów oraz współpracy z ludźmi z krwi i kości. Jako że koszt złożoności dramatycznie spadł, stopień złożoności i ilość informacji wzrosły tak samo dramatycznie, podczas gdy proces ewolucji człowieka, naszej zdolności do radzenia sobie z nieodłączną złożonością potężnych systemów, stoi w miejscu. HCD pomaga wypełnić tę lukę.
Drugim kluczem jest projektowanie na poziomie systemu z użyciem modeli. Gdy dany system znajduje się w fazie rozwoju, usunięcie problemu kosztuje 10 razy więcej niż wyeliminowanie go na etapie koncepcji. Gdy system trafił już na rynek, koszt wzrasta stukrotnie. Projektowanie na poziomie systemu z użyciem modeli eliminuje ten problem w zarodku. Jak twierdzi Aberdeen Group, firmy-liderzy doskonale radzą sobie z informowaniem inżynierów z wielu dziedzin o zmianach w projekcie, dzieleniem wielu obecnych technologii, przypisywaniem wymagań projektowych do konkretnych systemów, podsystemów i podzespołów, a także stwierdzaniem zgodności zachowania się systemu z normą za pomocą modelowania i symulacji (wirtualnego tworzenia prototypu) zintegrowanych podzespołów mechanicznych, elektrycznych i programowych. Jak twierdzi Tony Lennon, kierownik ds. marketingu w firmie The MathWorks, projekt z użyciem modeli oferuje następujące korzyści: możliwość taniego projektowania i testowania wielu metod bez kosztownego zaangażowania w tworzenie prototypu elektroniki na wczesnym etapie procesu rozwojowego. Sprzyjające współpracy środowisko projektowe wykorzystujące wspólne specyfikacje wykonawcze, prowadzące do dokumentów określających wymagania pozwala inżynierom z wielu dyscyplin porozumiewać się we wspólnym języku a także daje możliwość zmniejszenia kosztów rozwoju poprzez łatwe odnalezienia i korektę błędów na wczesnym etapie symulacji oraz możliwość opracowywania złożonych systemów wbudowanych, zapewniających, że zakup będzie opłacalny dla klienta.
Uważam, że innowacja ma charakter lokalny – nie importuje się jej ani nie eksportuje! Tworzy się ją! Stwórzcie więc w swojej organizacji kulturę innowacji — nie jednorazowe wydarzenie, ale sposób myślenia, wymiany informacji i realizacji prac. To nasza nadzieja na przyszłość.
