客戶的主要業(yè)務(wù)

    Hutton科技有限公司是一家社會企業(yè)，一直致力于為發(fā)展中國家的人們提供創(chuàng)新、低成本、低維護解決方案，比如柔性泵。柔性泵是一種生產(chǎn)力極高的灌溉水泵，維護時不需要使用任何專業(yè)工具。

業(yè)務(wù)挑戰(zhàn)

    用有限的資源開發(fā)一款新的低成本、低維護水泵。

成功的關(guān)鍵

    Solid Edge及其易用設(shè)計功能\優(yōu)化后的可制造性和可持續(xù)性設(shè)計功能。

實施成果

    推出了新款低科技水泵\操作簡單、直觀\主要由一個人設(shè)計\替換零件容易制造\灌溉時間減少了80%。

客戶證言

    “通過使用Solid Edge，讓我再次領(lǐng)略到了它的出色之處。當(dāng)時我的預(yù)算十分緊張，擔(dān)心無法完成嘗試。就在這個關(guān)鍵時刻，我突然發(fā)現(xiàn)Solid Edge也可以按月訂閱。”

    “如果沒有訂閱Solid Edge，我可能無法開展工作。Solid Edge能夠開發(fā)全新的產(chǎn)品，并且制造成本非常低。”

    “我發(fā)現(xiàn)Solid Edge非常有助于用戶理解空間。我從特定約束開始，然后選擇零件，并且確定如何把所有東西裝配到一個小空間里面。Solid Edge非常棒。”

    “用Solid Edge設(shè)計的水泵，一個小時泵的水相當(dāng)于發(fā)展中國家農(nóng)民肩挑背扛五個小時的量。”

圖1 水泵減輕了農(nóng)民的勞動負(fù)擔(dān)

產(chǎn)品簡單，影響巨大

    Hutton科技有限公司總經(jīng)理David Hutton年僅3歲就設(shè)計并建造了用于在廢物收集日將生活垃圾運下樓梯的系統(tǒng)。盡管后來發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)運載垃圾的方向不對，但是David Hutton的發(fā)明家生涯卻從此開始了。在13歲時，他突發(fā)奇想，要建造一種簡單的水泵，以減輕發(fā)展中國家農(nóng)民灌溉時的工作負(fù)擔(dān)，而這成為了他在巴斯大學(xué)工程專業(yè)最后一學(xué)年的項目主題。

    發(fā)展中國家的農(nóng)民長距離往返肩挑背扛取水，不僅需要大量體力，花費很多時間，而且由于要從河流和湖泊中取水，因此還面臨著其它人身危險：鱷魚。鱷魚聚居在人們經(jīng)常取水的區(qū)域。Hutton希望建造的水泵，不僅要能縮短灌溉時間，而且還要安全、易用。

    Hutton表示，“劍橋大學(xué)的研究結(jié)果表明，全世界5億小規(guī)模耕種農(nóng)民主要養(yǎng)活20億人，這相當(dāng)于世界人口的三分之一。幫助這些農(nóng)民提高農(nóng)作物產(chǎn)量、增加收入，就能使很多人的生活得到顯著改善。不過，大概只有百分之五的工程師所從事的項目或者研發(fā)的產(chǎn)品，才專門惠及發(fā)展中國家的人們。”

低成本，低維護需求

    易于維護是一個關(guān)鍵因素。Hutton解釋道，“2001年的一項研究表明，發(fā)展中國家的水泵中大概36%已經(jīng)破損，無法修理，因為農(nóng)民無法得到備件，也缺乏專業(yè)修理知識。讓人感到震驚的是，在發(fā)達國家這種情況會被廣泛視為嚴(yán)重故障。”

    Hutton的初始設(shè)計類似于一種尺寸超大的自行車打氣筒，有一個活塞和兩個閥門（一個向前，作為入口；另一個稍高，作為出口）。Hutton表示，“農(nóng)民知道如何操作自行車打氣筒，因此應(yīng)該知道如何操作和修理這種柔性泵。”

圖2 柔性泵設(shè)計圖

    Hutton早在學(xué)生時期就觸到了產(chǎn)品生命周期管理（PLM）專家Siemens PLM Software公司的Solid Edge軟件，并且用Solid Edge來創(chuàng)建了柔性泵的第一個三維設(shè)計。Hutton解釋道，“我發(fā)現(xiàn)Solid Edge非常有助于用戶理解空間。我從特定約束開始，然后選擇零件，并且確定如何把所有東西裝配到一個小空間里面。Solid Edge非常棒。唯一的麻煩是，在完成學(xué)業(yè)時我還沒有完成柔性泵的設(shè)計。”

通過現(xiàn)場測試來證明概念

    認(rèn)識到了柔性泵的價值之后，Hutton請求允許在2011年畢業(yè)后繼續(xù)使用大學(xué)設(shè)施，繼續(xù)推動設(shè)計工作。這使得他有機會前往贊比亞，在當(dāng)?shù)亻_展廣泛的現(xiàn)場測試。他在一輛轎車后面建立了一個移動車間，建造了分屬于三個不同版本的25臺水泵，交給當(dāng)?shù)剞r(nóng)民測試。

    但是，要想得到真實的反饋信息，可謂難上加難。Hutton表示，“我發(fā)現(xiàn)贊比亞文化認(rèn)為批評別人是相當(dāng)不禮貌的行為。比如，我分發(fā)給當(dāng)?shù)剞r(nóng)民的水泵有時被石塊堵住了，無法運行，而我沒有每次都發(fā)現(xiàn)這個問題。最后，通過觀察農(nóng)民使用水泵以及我自己使用水泵，我學(xué)到了很多東西。很顯然，我必須使設(shè)計變得更加牢固，易于使用。”

    回到英國時，Hutton已經(jīng)有市場和潛在訂單，卻苦于沒有CAD工具。后來他下載了免費的Solid Edge試用版。當(dāng)時他正在與Ken Symonds一起工作。Ken Symonds是一名自由職業(yè)者，一名零件設(shè)計工程師，Hutton請他幫助重新設(shè)計柔性泵的部分零件，以便適合于注塑成型操作。Hutton解釋道，“通過使用Solid Edge，讓我再次領(lǐng)略到了它的出色之處。當(dāng)時我的預(yù)算十分緊張，擔(dān)心無法完成嘗試。就在這個關(guān)鍵時刻，我突然發(fā)現(xiàn)Solid Edge也可以按月訂閱。這可解決了我的燃眉之急，隨即在Siemens PLM Software公司的合作伙伴Prion Cutting Edge那里注冊登記。”

    通過使用Solid Edge，Hutton能夠細(xì)化設(shè)計，優(yōu)化注塑成型。他表示，“我還購買了一臺便宜的三維打印機，我對這臺打印機百分之百滿意，因為它極大地改進了零件的制造準(zhǔn)備過程。”

從夢想到商業(yè)化

    在接到第一個大宗訂單并且在馬拉維和贊比亞進行了進一步測試后，Hutton于2014年初夏在意大利開始生產(chǎn)柔性泵。Hutton回憶道，“如果沒有訂閱Solid Edge，我可能無法開展工作。Solid Edge能夠開發(fā)全新的產(chǎn)品，并且制造成本非常低。我、Ken Symonds和工廠共同研究，增強了注塑模的易用性，降低了注塑模的制造成本。”

    產(chǎn)品最終重量只有2.5千克，而最初重量為4.5千克，易用性得到大幅提升。柔性泵的關(guān)鍵特征是不需要替換零件。當(dāng)活塞皮碗的密封件磨損后，農(nóng)民可以用修理自行車打氣筒的方法來修理。此外，由于可以用手拆卸零件，因此維護柔性泵時不需要任何工具。

    Hutton表示，“柔性泵的固定和維護方法與自行車打氣筒相同，并且每個村子都有人知道如何制造柔性泵。”

    Hutton表示，“柔性泵可從地下6米深處取水，在地面送水高度可達10米。但是，真正幫助農(nóng)民的地方是它能夠長距離輸水。在十分之一英畝的土地上種植1000棵番茄樹，需要大量的水。如果用水桶澆灌，一個人需要五個小時才能完成；如果采用柔性泵，不到一個小時就可以完成澆灌。”

    Hutton繼續(xù)與知名的經(jīng)銷商和非政府組織合作（主要在非洲南部和東部以及印度），目的是以低廉的價格或者賒銷（季末償付）方式向從事小規(guī)模耕種的農(nóng)民提供柔性泵。

    Hutton表示，“我的夢想是給農(nóng)民創(chuàng)造改變生活的機會。用柔性泵，一個小時就能提供用水桶搬運五個小時的水。我特別想采用私企模式來幫助這些農(nóng)民。改善了灌溉之后，他們就能提高農(nóng)作物產(chǎn)量，增加收入，在教育等方面增加支出，從而改變下一代的命運。”

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本文標(biāo)題：一個簡單的創(chuàng)意催生了一款改變世界的水泵

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