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只有解決方案才能解決難題嗎?

什么是智能機柜系統“難以言表的價值”

大家好!我是解決方案開發部的新垣。
我想在本專欄中分享一下關于產品設計的經驗。
對了,順便提一下,我的姓讀法是“ARAKAKI”。雖然和著名女星“新垣結衣”的姓氏字面相同,但我的讀法里沒有濁音。請大家多多關照。

雖然有點突然,但我想給大家來一個小測試。
下面的這些商品都有一個共同點。請問這個共同點是什么?

可爾必思水
Cook Do
二合一洗發水

不用解釋大家也知道,可爾必思水是飲料,Cook Do是調味料,二合一洗發水是洗發水。我想大家可能都喝過,吃過,用過這些產品。
“不就是都添加了什么東西嗎?”
嗯?可惜??蔂柋厮妓恰翱蔂柋厮己退?,Cook Do是“中餐用的多種調味料”,二合一洗發水是“洗發水和護發素”。不過,我問的不是這些。

下面我來說答案。都是為了消費(使用)者“省去(實現最佳狀態時的)麻煩”。

麻煩=作業=附加值?

在社會的很多場景中,都存在“太花時間了,麻煩?”的情況。個人的生活場景自不必說,在公司的工作中這種情況也是“不勝枚舉”。當然也有“麻煩的事也是工作的一部分啊”的意見,但在這里我們稍稍想一下。

例如,需要人直接參與的行為,身體實施的手術,匠人的手工藝品等,這些花時間的事(過程)好像都有其價值。這些事如果“時間過短”,反而感覺缺乏價值。
另一方面,只要成果(結果)好就行的事情就不太容易認為“花費時間=價值”。特別是我們所涉足的工業產品,這種情況更為明顯。而如果是農產品,食品等的“有生命的產品”,只要談到需要生長時間,成熟,發酵時間,就很容易被人們理解“的確如此”。
機械產品原則上不需要“休息時間”(當然也存在連續通電評價“老化”的情況),所以,“趕緊生產吧”就是大家的想法。

從事制造工作的人更容易理解,對標準品的生產來說,時間是決定勝負的關鍵。如何才能更快,更準確地完成既定的作業程序呢?在這種狀況下,很遺憾的是,“用心,認真”等的心理性因素不會被視為價值??瓷先ルS心所欲的小哥吹著口哨粗暴地工作,只要做出來的產品符合規格,那就是合格品。
尤其是日本人更有這種希望別人能夠感受到生產者的“誠意”,“辛苦”等看不見的內容的心情。這也許就是因為我們是萬物皆神的八百萬神的國度。
但令人遺憾的是,這種心情并不能保證可以傳遞給結果(物品)的接收方??赡軙杏X到世事艱辛,但這就是現實。

在日常工作中,盡管花費了大量的精力和時間,但結果并沒有反映到產品價值之中的情況比比皆是。但是也不能因為麻煩而蒙混過關,草草了事。這才是“麻煩”的所在。
從這個角度來說,文章開頭所提到的三種消費品會讓人感到是很無聊的事情?!斑@種東西你自己想添加什么就添加好了,不要因為添加了一點兒東西就多收錢啊”,肯定會有人這樣冷嘲熱諷。但實際調查就會發現,“稀釋,添加”都有很深的學問在里面,并不是“只是混合”而已。這些就是“難以言表的價值”的典型。

能夠毫不費事的實現最佳也是“解決方案”

到這里,我終于要談到正題了。菊水公司從很久以前就開始承攬電源,檢測儀器的機柜總成(機柜組裝和布線)的定制業務,近年來,機柜組裝形成了規格化,作為產品提供“智能機柜”的案例不斷增加(照片1)。
我曾經負責智能機柜中的產品之一“雙極電源PBZ-SR系列”和“交流電子負載PCZ-A SR系列”,而這些產品如果說得難聽一點,“只不過是在裝到機柜中,進行布線而已”。

照片1 智能機柜例

實際干過這項工作的人很容易理解,組裝到機柜中,進行輸入端,輸出端的布線,保證作為一體化產品正常工作(=規格)并不是很容易的事。各個細節都有學問存在(不過,熟練人員也許不會覺得這是什么學問…這一點有些諷刺的意味),經常會出現連接好之后不能按照最初的設想運行的情況。我認為這也是“難以言表的價值”。

特別是“PCZ-A SR系列”,并不單單是將多臺設備并聯起來加大容量,而是一套可以根據交流輸入的相數和接線自由改變負載單元組合的系統。并不是說客戶自己做無法實現的事。只不過,這是一項非?!奥闊钡淖鳂I,這一點是毫無疑問的。如果有充足的時間,而且也很享受這種繁瑣工作的樂趣,也許您就會覺得智能機柜“很昂貴”。反過來說,真的有這種必要嗎?

但是,一般來說,這種“切換工作”都希望能夠在短時間內完成。這是因為,(切換作業)本身并不會產生價值。而智能機柜的價值就在這里。這相當于用金錢來買時間和工作的準確性(這種說法可能聽起來感覺有些不爽)。我覺得這也是很好的“解決方案”。
下面,我想和大家介紹一下我負責的“PCZ-A SR系列”的開發過程。是怎么想的,做了哪些工作,最終完成了這款產品?我希望能夠表達出在產品規格中沒有記載的“價值”。多少有點老王賣瓜的感覺…。希望能夠作為開發資料為您提供一些幫助。

智能機柜系列誕生

在菊水的電源與電子負載產品中,有很多可以通過并聯運行增加容量的產品,但是沒有出廠時支持并聯運行的標準機型,主要根據客戶的要求,以定制方式進行機柜組裝。
后來,也就是在5年之前(2012年度),首次策劃并開發可以直接進行并聯運行的成套產品“智能機柜”雙極電源PBZ系列和直流電子負載裝置PLZ-4W系列。
當時,我負責開發PBZ的智能機柜,而今天要和大家講的是第二年開發的交流電子負載裝置“PCZ-A系列的并聯運行版(PCZ-A SR系列)”的開發過程。

PCZ-A SR系列的開發是從2013年4月開始的,當時剛剛完成PBZ智能機柜的開發,心情剛放松下來,就突然被叫到會議室,指定讓我負責設計工作。這也是司空見慣的事…。

  • 今年的開發產品是交流電子負載裝置的大容量版。

  • 簡單來說就是并聯運行PCZ1000A,可以輕松實現單相雙線,單相三線,三相三線,三相四線的切換。

  • 當然,要保證價格便宜哦。

  • 容量是3kW,6kW,9kW,12kW。
    ※12kW機型在后來的研究中最終放棄

  • 目標是在本年度內完成開發工作。

收到這些大致說明之后,馬上開始研究規格制定工作。

什么是交流電子負載裝置PCZ1000

PCZ-A SR系列的基本單元--“PCZ1000”是以CC/CP/CR模式工作的1kW交流電子負載裝置,是在2000年推出的產品。此后,在2007年增加了部分功能(5臺并聯運行等),型號名稱變更為“PCZ1000A”,但沿用了舊款產品的基本設計,因此,坦率地說是一款很舊的產品(照片2)。但是,鑒于一直生產銷售至今的事實,從設計角度來說已經非常完美,不存在什么缺陷,處于所謂“無需再設計”的狀態,產品質量非常穩定,正因為如此,可以說是一款能夠放心使用的產品。

照片2 PCZ1000A

要開發的PCZ-A SR系列的目標是“輸入接線切換”功能。關于配置該功能,我考慮了很多。

最終考慮的結果是如果6KW機型實現單相雙線,單相三線,三相三線,三相四線切換的話,單相雙線采用6臺PCZ單輸出,單相三線采用3臺+3臺的雙輸出,三相三線的2臺+2臺+2臺的三輸出采用三角形接線,三相四線的2臺+2臺+2臺的三輸出采用星形接線。
另外,還需要分別切換25針并聯運行專用連接器的信號。

如果實現上述接線的智能切換,則需要配置“選擇開關”,只通過前面板的操作,就可以實現單相雙線,單相三線,三相三線,三相四線的切換。但是,實現這一目的需要使用繼電器切換相當數量的布線,另外,也需要控制系統的電路和電源。雖然不是不可能實現,但是成本會非常高。

此時,在我的腦海中浮現出“原點理論”。需要這種切換的客戶究竟有多少?與這種復雜的切換型機型相比,將分別支持不同接線方式的“單功能機型”形成產品線是不是更加輕松呢?
通常的做法應該是首先進行市場調研,研究是不是符合業務需求。但是,這種細分產品本身進行市場調研就很困難,即便是得到了某些數值,最終也會得出“不符合市場需求=不做”的結論。對于小眾市場來說,越是調研,最終得出的結論越可能是“最好不做”。

但是,另一方面,銷售主管和開發主管在與客戶互動的過程中,會得到一種“貼近感”。盡管并沒有從客戶的口中直接聽到,但是會產生“可能會有需求”,“客戶應該很樂意采購”的產品的模糊印象。這就是所謂的直覺。確認需求數量(背景)之后決定是否商品化是正確的做法,但換個角度來說,這也可以說是“很無趣”的事情。輕松自由地回答事先已經知道答案的測驗,結果“無一錯誤”真的有意思嗎?

與消費品相比,檢測儀器和電源業務是規模非常小的生意。如果“想賺錢”,這也許是不能選擇的生意。也許這是有經營頭腦的人不會選擇的生意吧。這么說來,菊水是傻瓜嗎?
不過,這正是菊水的特色所在,這種工作自有它的樂趣。
跑題了…

反復考慮了各種因素,但是,最初制定的方針是以低廉的價格設計出可以進行切換的產品,因此,決定放棄成本高昂的自動切換方式,而是選擇手動切換方式。然后根據銷售后的情況,決定未來的方案。

產品設計

規模決定之后,開始進入產品設計階段,在此之前,需要考慮以下課題。

(1)最高并聯運行臺數從5臺擴大到9臺的條件
?變更驅動電路
?振蕩對策
?變更固件
(2)確??蛻裟軌蛘_接線的機構
(3)采用智能機柜安裝9臺的機構
(4)其他

馬上開始進入項目(1)的實驗階段。本來想找到5臺以上的PCZ1000A,實驗是否可以5臺以上并聯運行…但是,公司里無法借到這么多的設備。沒辦法,只能準備可連接10臺的接口電路,確認是否可以進行通訊。
結果,輕松完成并聯運行10臺的實驗。感覺并聯運行20臺好像也沒什么問題。本來預想工作內容會非常繁重,也做好了心理準備,結果發現無需改造硬件就可以實現并聯運行。
第一步輕松完成。

然后是需要修改固件,以支持9臺并聯運行,委托軟件部門進行變更。這項工作最初也預計會花費一些時間,但好像是只要改變并聯臺數的位置即可,因此這項工作也輕松完成。
振蕩對策只是在生產出產品,實際運行之后才能知道,因此決定先放一放,進入下一個機構研究階段。機構沒有采用和上一年度制作的PBZ大容量版一樣的19英寸機柜,而是決定采用更加小型化的智能機柜。

另外,開始思考本次的關鍵項目(2)確??蛻裟軌蛘_接線的機構。想到的方法是通過變更連接端子座的短路棒實現單相雙線,單相三線,三相三線,三相四線切換的結構(以下簡稱切換板)。與機構部門就設計概念進行協商,首先從6KW機型開始設計。這一階段花費了很多時間。和機構部門多次開會協商,制作能夠正確接線的機構。

客戶會使用電纜進行連接,因此為了確保不會出錯,在絲網印刷標志上標示顏色,制作一覽表,確保接線和裝置設置可以一目了然,并使用標簽進行標注。另外,增加標識,做到切換板(附件)安裝在哪個位置,會構成哪種布線的情況一目了然(照片3)。另外,考慮到裝配和維護的情況,切換板位置采用了通過門開閉的結構,以確??梢院苋菀椎亟佑|到布線大量集團的切換板安裝位置。
通過多次試制,最終解決了所有問題,成功完成切換板的機構。請機構部門按照相同的切換板結構制作剩余的3KW機型和9KW機型,并著手在最終完成的6KW機型機架上實施電氣評估。

照片3 輸入端子部

忐忑的通電試驗(電氣評價)

一系列的裝配作業完成,終于到了通電試驗(電氣評價)階段。這是有所期待,同時也是心情忐忑的瞬間。即使在理論驗證時沒有問題,實際運行時也可能出現無法工作,甚至導致設備的損壞。而這種經驗也是學問(難以言表的價值)的源泉。
在本次的電氣評價中最為擔心的是并聯臺數增加后是不是能夠發揮出性能,會不會出現振蕩等異?,F象。心里非常擔心…

但是,并沒有出現擔心的情況,試驗順利完成,運行正常。這可能是50Hz,60Hz的低頻率的原因。穩定性非常好。然后是簡單地收集相關數據。最初的設計驗證也是一樣,我深刻地認識到,實施改造后仍能順利運行的產品也是最初的設計得到充分落實的證據。應該對開發的前輩表示感謝。
然后完成了3kW機型和9KW機型的設計,最后,請使用說明書編寫部門編寫出通俗易懂的說明書,本項目順利完成。

開發是從2013年4月開始的,2014年1月交付了首臺6kW機型定制品,歷時9個月左右。定制品從頭開始設計時,一般需要4?5個月的時間,與之相比,本項目的時間還是比較寬裕的,但是,在設計與評價期間還要同時開展其他工作,實際上時間非常緊張。

完成的產品效果如何呢

實際使用完成的產品時,需要拆裝螺絲的地方較多,相應的操作也會很繁瑣。但是,通過采用切換板的結構,誰都可以無需思考正確地切換,雖然是自夸,這真是太方便了(照片4)。公司里其他部門的課長對這個設計贊不絕口,客戶的評價也非常高。

照片4 切換板(附件)

順便說一下,要保密哦(笑),截止現在(2017年7月),PCZ-A SR系列的發貨數量已經達到了20套左右?,F在的交易數量也很多。這是非??上驳慕Y果。
凝聚了非常先進,精密技術的“解決方案”級的產品當然厲害。另一方面,像智能機柜這樣,看似普通,毫無特色,但在實際使用的過程中,“優勢”會一點點體現出來的產品也可以稱得上是非常好的“解決方案”。

在開發之初,我曾經懷疑“誰會用這個東西呢?”感覺這是一項霧里看花的開發計劃,而現在想起來,非常榮幸能夠負責這款產品,我對這款產品非常滿意。交流電子負載裝置的需求量很大,是電腦評價所必不可少的試驗設備。非常期待開發人員選用這款產品。
請多多關照!

TEXT BY
新垣 史朗
解決方案開發部 系統技術課 課長代理

[主要產品開發業績]
PBZ-SR系列
PBZ-BP系列
PCZ-SR系列
過渡浪涌試驗器/電源波動試驗器
定制試驗系統

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