نوآوری‌های معکوس در مهندسی
قسمت دوم
انتشار شده در تاریخ جولای 2015
منتشر شده در مجله کسبوکار هاروارد
اصل طراحی ۲: ایجاد راه‌حلی بهینه، نه نسخه‌ای تنزل یافته، با استفاده از آزادی‌های طراحی موجود در بازارهای نوظهور
اگرچه بازارهای نوظهور با محدودیت‌های فراوانی روبه‌رو هستند، اما به‌طور ذاتی آزادی‌های طراحی مختلفی نیز در اختیار قرار می‌دهند. این آزادی‌ها می‌توانند اشکال گوناگونی داشته باشند: برای مثال، در مصر تابش بالای خورشید، انرژی خورشیدی را در مناطقی که دسترسی به برق پایدار محدود است، به گزینه‌ای جذاب تبدیل می‌کند؛ در هند، هزینه پایین نیروی کار و هزینه بالای مواد اولیه باعث می‌شود ساخت دستی محصولات به‌صرفه باشد. حتی تفاوت‌های رفتاری مصرف‌کنندگان نیز گزینه‌های بیشتری را پیش روی شرکت‌ها قرار می‌دهد: برخی از مصرف‌کنندگان آفریقایی خرید تلویزیون را به داشتن سقف بر سر ترجیح می‌دهند، که این نشان می‌دهد شرکت‌ها باید به خواسته‌های مصرف‌کنندگان، علاوه بر نیازهای واقعی‌شان، نیز توجه کنند.
در نظر گرفتن دقیق این آزادی‌های طراحی به تیم MIT کمک کرد تا به اهداف مختلفی دست یابد. به‌عنوان‌مثال، در کشورهای در حال توسعه ویلچرهایی با سیستم مکانیکی چند دنده – مشابه دوچرخه‌های دنده‌ای – وجود داشت، اما این ویلچرها بسیار گران بودند و تعداد کمی از افراد توان خرید آن‌ها را داشتند. تیم مهندسان ناچار شد جایگزینی برای این فناوری طراحی کند. آنان بر قابلیت حرکتی متنوع دست‌های کاربران تمرکز کردند تا این قابلیت را در سیستم انتقال نیرو به کار گیرند و بدین ترتیب امکان افزایش یا کاهش سرعت ویلچر را فراهم سازند. گرچه این توانایی مختص بازارهای نوظهور نیست، اما مهندسان اگر به دنبال دستیابی به عملکرد بالا با هزینه پایین – نیازی که ویژه این بازارهاست – نبودند، احتمالاً به چنین راه‌حلی فکر نمی‌کردند.
تیم MIT ویلچر LFC را با دو اهرم بلند طراحی کرد که کاربران با فشار دادن آن‌ها، ویلچر را به حرکت درمی‌آورند؛ کاربران با تغییر محل گرفتن دست‌های خود روی اهرم‌ها می‌توانند سرعت حرکت را تنظیم کنند. برای بالا رفتن از شیب، کاربر اهرم‌ها را از قسمت بالاتر می‌گیرد تا نیروی اهرمی بیشتری ایجاد شود؛ در این حالت "دنده سنگین"، اهرم‌ها ۵۰ درصد گشتاور بیشتری نسبت به هل دادن مستقیم چرخ‌ها تولید می‌کنند. در مسیر صاف، کاربر اهرم‌ها را پایین‌تر می‌گیرد و با زاویه حرکتی بیشتری فشار وارد می‌کند تا سرعت افزایش یابد، که باعث می‌شود سرعت حرکت تا ۷۵ درصد بیشتر از یک ویلچر استاندارد شود. برای ترمز کردن نیز کافی است کاربر اهرم‌ها را به عقب بکشد.
با تبدیل کاربران به پیچیده‌ترین بخش سیستم – به‌عنوان منبع نیرو و جعبه دنده – تیم توانست سیستم انتقال نیرو را با استفاده از یک مجموعه ساده و تک‌سرعته از قطعات دوچرخه طراحی کند. در واقع، امکان استفاده از قطعات دوچرخه یکی دیگر از آزادی‌هایی بود که تیم از آن بهره گرفت. مردم در کشورهای در حال توسعه به‌طور گسترده از دوچرخه استفاده می‌کنند و تقریباً در همه‌جا تعمیرگاه‌هایی وجود دارد که قطعات یدکی دوچرخه را در اختیار دارند. به‌کارگیری قطعات دوچرخه در سیستم انتقال نیرو باعث شد ویلچر LFC کم‌هزینه، بادوام و آسان برای تعمیر باشد؛ به‌ویژه در روستاهای دورافتاده.
تله سوم: فراموش کردن بررسی کامل تمامی نیازهای فنی بازارهای نوظهور
زمانی که مهندسان برای بازارهای در حال توسعه محصولی طراحی می‌کنند، اغلب فرض می‌کنند که با همان بستر فنی‌ای مواجه‌اند که در کشورهای توسعه‌یافته وجود دارد. اما گرچه قوانین علم در همه‌جای دنیا یکسان است، زیرساخت‌های فنی در بازارهای نوظهور بسیار متفاوت‌اند. مهندسان باید عوامل فنی پشت مسائل موجود در این کشورها را به‌خوبی درک کنند — عواملی چون فیزیک، شیمی، انرژی، بوم‌شناسی و مانند آن — و با انجام تحلیل‌های دقیق، امکان‌پذیری راه‌حل‌های مختلف را بررسی نمایند.
محاسبات جامع به مهندسان این امکان را می‌دهد که فرضیات خود درباره بازار را تأیید یا رد کنند. به‌عنوان نمونه، به پروژه PlayPump توجه کنید که برای قاره آفریقا طراحی شده بود. این سامانه با بهره‌گیری از انرژی کودکانی که روی یک چرخ‌وفلک بازی می‌کنند، آب را از چاه بیرون کشیده و به یک مخزن بلند منتقل می‌کند. این ایده در نگاه نخست بسیار جذاب به نظر می‌رسد، چرا که بازی کودکان با انجام کاری سودمند برای جامعه ترکیب می‌شود و از هر جهت برد-برد است. افزون بر این، تحلیل‌های مهندسی اولیه نیز نشان می‌داد که فرضیات فنی این طرح منطقی و قابل‌قبول است.
به‌روزرسانی‌های ویژه بازار آمریکا برای ویلچر GRIT Freedom
فرض کنیم در یک روستا با جمعیت ۱۰۰۰ نفر، هر فرد روزانه به سه لیتر آب آشامیدنی نیاز دارد، مخزن آب روستا ظرفیت ۳۰۰۰ لیتر دارد و در ارتفاع ۱۰ متری قرار گرفته است. با استفاده از فیزیک دبیرستانی می‌توان محاسبه کرد که به‌طور نظری ۲۵ کودک که هر کدام ۱۰ دقیقه بازی کنند می‌توانند این مخزن را پر کنند.
اما تحلیل دقیق‌تر، تصویر متفاوتی به ما می‌دهد. در نهایت، بچه‌ها چرخ‌وفلک را برای این می‌چرخانند که خودشان سوار آن شوند و سرشان گیج برود؛ اگر تمام انرژی حرکت آن‌ها صرف پمپاژ آب شود، چرخ‌وفلک به محض این که کودکان دست از هل دادن بکشند، متوقف خواهد شد – که دیگر بازی جذابی نخواهد بود! اگر فرض کنیم نیمی از انرژی کودکان صرف چرخیدن و نیمی دیگر صرف پمپاژ آب می‌شود، میزان انرژی مورد نیاز دو برابر خواهد شد؛ یعنی ۵۰ کودک باید هر روز ۱۰ دقیقه از PlayPump استفاده کنند تا مخزن پر بماند.
اگر عمق چاه ۱۰ متر باشد، انرژی لازم باز هم دو برابر می‌شود و تعداد کودکان لازم به ۱۰۰ نفر می‌رسد. اگر ناکارآمدی‌های سیستم را نیز در نظر بگیریم، این تعداد می‌تواند به ۲۰۰ نفر برسد. حال چه اتفاقی می‌افتد اگر هوا خیلی گرم، مرطوب یا سرد باشد و بچه‌ها نخواهند با PlayPump بازی کنند؟ در آن صورت روستا چگونه به آب دسترسی خواهد داشت؟ اگر طراحان PlayPump همه این عوامل را در محاسبات خود لحاظ می‌کردند، درمی‌یافتند که این راه‌حل از نظر فنی عملی نیست. با وجود دریافت جایزه "بازار توسعه بانک جهانی" در سال ۲۰۰۰ و تعهد ۱۶.۴ میلیون دلاری کمک‌های مالی در سال ۲۰۰۶، شرکت PlayPumps International
در سال ۲۰۱۰ نصب واحدهای جدید این سامانه را متوقف کرد. PlayPump در ظاهر ایده‌ای خوب به نظر می‌رسید، اما یک سامانه تأمین آب روستایی به منبع انرژی قابل‌اعتماد نیاز دارد — و فراهم کردن چنین چیزی با بازی کودکان ممکن نیست.
اصل طراحی ۳: تحلیل دقیق شرایط فنی زمینهای که موجب شکل‌گیری مسئله برای مصرف‌کننده شده است
روابط فنی بنیادین ممکن است در کشورهای در حال توسعه به‌طور چشمگیری متفاوت به نظر برسند. برای مثال، خانه‌های شهری در هند همانند ایالات‌متحده از سامانه‌های آب‌رسانی تحت‌فشار شهری بهره‌مند هستند که تضمین می‌کنند در صورت نشتی، آب به بیرون جاری شود و آلاینده‌ها نتوانند وارد شبکه شوند. با این حال، بیشتر خانوارهای هندی از پمپ‌های کمکی برای مکیدن آب از لوله‌های شهری به مخازن پشت‌بامی استفاده می‌کنند. این مکش، آلاینده‌ها را از زمین به داخل لوله‌ها می‌کشد و سازوکاری برای آلودگی ایجاد می‌کند که در ایالات‌متحده متداول نیست.
عوامل اجتماعی و اقتصادی نیز اغلب نیازهای فنی محصولات را شکل می‌دهند. برای مثال، اگر شرکتی بخواهد تراکتورهای ارزان‌قیمت برای کشاورزان کم‌درآمد بفروشد، باید آن‌ها را سبک بسازد، چرا که هزینه مواد بخش عمده‌ای از قیمت تراکتور را تعیین می‌کند. مهندسان باید بررسی کنند که کاهش وزن چه اثری بر عملکرد ماشین، به‌ویژه کشش و نیروی کششی، خواهد داشت. این مسئله اهمیت دارد، زیرا کشاورزان در بازارهای نوظهور از تراکتورها نه تنها برای امور کشاورزی بلکه برای کارهای متفرقه نظیر جابه‌جایی افراد استفاده می‌کنند.
با مطالعه دقیق شرایط فنی زمینهای، مهندسان می‌توانند نقاط درد و همچنین مسیرهای خلاقانه برای حل آن‌ها را شناسایی کنند. درک نیازهای انرژی، نیرو، انتقال حرارت و غیره، راه‌های نوینی برای تأمین این نیازها آشکار می‌سازد. همان‌گونه که پیش‌تر اشاره شد، ویلچر LFC با نیروی انسانی کار می‌کند، که این امر هزینه‌های مربوط به موتور و منبع انرژی را حذف می‌کند. با این حال، تیم طراحی باید مشخص می‌کرد که چگونه قدرت بالاتنه کاربران می‌تواند برای حرکت ویلچر به کار گرفته شود. آن‌ها با محاسبه میزان نیرو و توانی که افراد با دستان خود می‌توانند تولید کنند و مقادیر مورد نیاز در انواع مسیرها، این مسئله را حل کردند. در نهایت، طراحان طول بهینه دو اهرم را به‌گونه‌ای تعیین کردند که کاربران بتوانند با بیشترین کارایی در مسیرهای معمول حرکت کنند و همچنین در شرایط دشوار مانند گل یا شن، نیروی کافی برای رهایی از موقعیت داشته باشند.
تله ۴: نادیده گرفتن ذی‌نفعان
بسیاری از شرکت‌های چندملیتی به اشتباه تصور می‌کنند که کافی است طراحان محصولات خود را برای چند روز به یک بازار نوظهور بفرستند؛ آن‌ها را در چند شهر، روستا و منطقه فقیرنشین بگردانند و اجازه دهند رفتار مردم محلی را مشاهده کنند تا درک کافی از نیازها و خواسته‌های مصرف‌کنندگان به دست آورند. اما هیچ‌چیز از این حقیقت دورتر نیست.
اصل طراحی ۴: آزمون محصول با بیشترین تعداد ذی‌نفعان ممکن
بهتر است شرکت‌ها در آغاز فرایند طراحی، تمامی زنجیره ذی‌نفعان مؤثر در موفقیت یک محصول را ترسیم کنند. علاوه بر این که باید مشخص شود کاربر نهایی چه کسی است و به چه چیزی نیاز دارد، لازم است بررسی شود چه کسانی محصول را خواهند ساخت، توزیع خواهند کرد، خواهند فروخت، هزینه آن را خواهند پرداخت، آن را تعمیر خواهند کرد و در نهایت دور خواهند انداخت. این رویکرد به توسعه نه‌تنها محصول بلکه یک مدل کسبوکار مقیاس‌پذیر نیز کمک می‌کند.
بهترین رویکرد این است که با ذی‌نفعان طراحی کنید، نه برای آن‌ها. اگر با آن‌ها به‌عنوان شریک برابر رفتار شود، احتمال بیشتری دارد که در فرایند مشارکت کرده و بازخورد صادقانه ارائه دهند. برای مثال، هنگام طراحی یک اندام مصنوعی، باید با افراد قطع عضو، کلینیک‌های ارائه‌دهنده این اندام‌ها و سازمان‌های تأمین‌کننده هزینه همکاری شود. حتی اگر خودتان سالم باشید، مهم نیست چند مدرک دکترا دارید؛ باز هم نمی‌دانید زندگی با یک اندام مصنوعی در یک کشور در حال توسعه چگونه است.
تیم MIT با سازندگان و کاربران ویلچر در سراسر جهان در حال توسعه همکاری کرد. این ذی‌نفعان، که دیدگاه‌هایی ارزشمند برای بهبود، سهولت ساخت، افزایش دوام و کاهش هزینه ویلچر ارائه دادند، ایده‌هایی برای چندین ویژگی مطرح کردند. تیم همچنین بازخوردهای بیشتری از طریق آزمون‌های میدانی در شرق آفریقا، گواتمالا و هند دریافت کرد که با همکاری سازمان‌های محلی ساخت و تأمین ویلچر انجام شدند. این آزمون‌ها تأثیر قابل‌توجهی داشتند و منجر به چندین تغییر در طراحی شدند.
گرچه نخستین نمونه اولیه عملکرد خوبی در مسیرهای ناهموار شرق آفریقا داشت، اما در فضاهای داخلی خوب عمل نمی‌کرد. عرض آن برای عبور از درهای استاندارد بیش از حد زیاد بود، موضوعی که طراحان MIT متوجه آن نشده بودند، و ۲۰ پوند از محصولات رقیب سنگین‌تر بود. برای نسخه بعدی که در گواتمالا آزمون شد، مهندسان با شکل‌دهی صندلی متناسب‌تر با عرض لگن کاربر، نزدیک‌تر کردن چرخ‌ها به چارچوب و استفاده از تایرهای باریک‌تر، عرض صندلی را کاهش دادند. با انجام تحلیل سازه‌ای، بهینه‌سازی نسبت استحکام به وزن چارچوب، و کاهش مواد مصرفی در هر جای ممکن، تیم وزن ویلچر LFC را نیز ۲۰ پوند کاهش داد. این نسخه در محیط‌های داخلی عملکرد خوبی داشت، اما برخی کاربران هنگام عبور از زمینهای ناهموار احساس عدم ثبات می‌کردند. بنابراین تیم برای آزمون‌های هند، کمربندهای پا، کمر و سینه به صندلی افزود تا کاربر ایمن‌تر باشد. کاربران نسخه سوم را در محیط‌های داخلی برابر با ویلچرهای معمولی و در فضاهای خارجی بسیار برتر ارزیابی کردند.
فرقی نمی‌کند مهندسان چقدر دقیق باشند، این کاربران هستند که نقص‌های طراحی را آشکار می‌کنند، زیرا تنها آن‌ها می‌توانند برخی مشکلات را ببینند. برای مثال، از هفت بهبود عمده‌ای که کاربران پیشنهاد دادند، تنها کاهش وزن اضافی LFC پیش از آزمون شرق آفریقا برای تیم MIT مشخص بود. بنابراین، آزمون نمونه‌های اولیه در میدان واقعی با کاربران بالقوه و طراحی راه‌حل‌ها با سازمان‌هایی که محصول را توزیع خواهند کرد بسیار حیاتی است. باید به یاد داشت که طراحی یک فرایند تکراری است؛ نمی‌توان از همان ابتدا به بهترین نتیجه رسید، پس باید آماده آزمون چندین نمونه اولیه بود.
تله ۵: باور نکردن اینکه محصولات طراحی‌شده برای بازارهای نوظهور می‌توانند در بازارهای جهانی هم طرفدار داشته باشند
شرکت‌های غربی معمولاً فکر می‌کنند که مصرف‌کنندگان بازارهای توسعه‌یافته، که به برند و عملکرد حساس هستند، هیچ‌گاه محصولات بازارهای نوظهور را نمی‌خواهند، حتی اگر قیمتشان پایین‌تر باشد. مدیران ارشد همچنین نگران‌اند که حتی اگر این محصولات موفق شوند، ممکن است محصولات گران‌تر و پرحاشیه‌تر خودشان را به خطر بیندازند.
Reverse innovations in engineering
Part 2
Published in July 2015
Published in Harvard Bussiness Journal
ترجمه و تدوین از وبسایت شخصی دکتر سعید سعیدی‌پور
انتشار مطالب فقط با ذکر منبع این وبسایت مجاز است
