Prototip kavramını bir ürünün erken örneği, modeli ya da sürümü olarak veya ürünün son durumuna en yakın hâli olarak tanımlayabiliriz. Prototip kelimesi Fransızcadan türetilmiş olup Türkçedeki karşılığı ilk örnek veya modeldir. İngilizcede “prototype” olarak isimlendirilen bu kelimenin karşılığı, ürünün ticari olarak üretilmeden önce test edilerek/denenerek gerektiğinde tasarımının değiştirilebilmesi için üretilen ilk modellerden biridir. Seri ürünün farklı konfigürasyonları olabilir fakat üretilecek prototipin baz (temel) bir konfigürasyonu temsil etmesi ve ürünün kendini ispatlaması sonrasında diğer prototiplerinin üretilmesi uygun olacaktır, aksi halde kaynak israfı, zaman kaybı ve ürünün ticarileşme sürecinde gecikme yaşanabilir. Prototip, ürünü tanımamıza, eksiklerini görmemize, iyileştirmemize yardımcı olur. İyi bir prototip ile mevcut ve potansiyel müşterilerinize istedikleri isterleri karşılayan ürünler sunabileceğinizi gösterebilirsiniz. Prototipin temel amacı ve felsefesi çok fazla zaman ve para harcamadan test edip tasarlanan ürünü son hâline getirmektir.
Günümüzde müşteri isterlerine uygun şekilde ürün geliştirmek için gerekli olan yaşam döngüsü, kavramsal tasarımdan başlayarak sırasıyla ön tasarım, detaylı tasarım, prototip üretim ve test faaliyetlerini içermektedir. Sonrasında ise seri üretim, lojistik ve idame edilebilirlik çalışmalarını kapsamaktadır. Bu süreçte, özellikle kritik tasarım aşamasından sonra tasarlanmış ürün üretilmeye başlanmakta ve prototip dediğimiz ilk model ortaya çıkmaktadır. İlk olarak ürünün parçaları üretilir, bu parçalar alt seviyede birleştirilerek küçük montajlar, daha sonra da büyük montajlar yapılmaktadır. Bu faaliyetler teorik olarak çok kolay görünse de pratik olarak çok zor aşamaları içermektedir. Prototip, dijital olarak tasarlanmış ekrandan gördüğümüz ürünün ete kemiğe bürünmüş halidir. Ete kemiğe bürünürken o kadar çok ince nokta ve detay vardır ki binlerce sorunla karşı karşıya kalınmakta ve sahada çözümler üretilmektedir. Örneğin; üretilebilirlik, montaj edilebilirlik, fonksiyonellik, ergonomi vb. gibi birçok alanda sayısız problemle karşılaşılabilmektedir. İmalat basit gibi gözükse de oldukça kapsamlı ve tecrübe gerektiren faaliyetler zinciridir. Günümüz küresel endüstrileşme düzeninde imalatın farklı alanlarına uzmanlık gerektiği için tek kaynaktan üretim yerine çoklu kaynaklardan tedarik imkânı bulunmaktadır. Bu sayede bir ürünün her aşamasına ayrılan süreler çok kısalmıştır. Bu sebeple, tedarik faaliyetleri prototip üretimi için önem arz etmektedir ve eş zamanlı olarak tasarım süreçlerinden başlayarak birlikte çalışılması zaruridir. Tedariksiz imalat düşünülemez.
Tasarım sürecinde prototip üretmek; ürünün özelliklerini keşfetmek, kavramsal tasarımı şekillendirmek, anlamak ve aktarmak, detaylı tasarımın hayat bulmasını sağlamak, üründen geri bildirim almak ve ürünü geliştirmek için yapılan çalışmaların bütününü kapsar. Hemen hemen her tasarım sonucunda bir prototip üretilmekte ve bu prototip üzerinde ürünü nihai haline getirmek için yoğun çalışmalar yapılmaktadır. Prototipler genel olarak 1:1 ölçekli hazırlanır. Ürün aşağı yukarı şekillenmiştir. Prototip yapma işlemi, tasarımcılara üretimden önce bir ürünün işlevselliğini doğrulamak için mevcut tasarımı test etme fırsatı verir. Bir otomobili düşünerek devam edelim. Otomobil ağırlık, yakıt, işlevsellik, fonksiyonların kontrolü, konfor ve çarpışma testi gibi birçok alanda test edilir. Ürünün montajının yapılması esnasında birçok bilgi elde edilir. Zorluklar raporlanır, iyileştirme için geri bildirim yapılır. Prototip ürün ortaya çıkınca teste hazır hale gelir. İlk olarak bütün bu faaliyetler prototip üzerinde denenir, başarı elde edildiğinde ürün nihai durumuna gelir. Bu süreç ürün geliştirmenin tasarımdan sonraki en uzun ikinci kısmıdır. Bazen tasarım sürecinden daha uzun zaman alma ihtimali de yüksektir. Bir prototip çıkarmak, ürün oldu veya olgunlaştı anlamına gelmemektedir. Prototip bütün isterleri sağladığında, bütün istenen özelliklere sahip olduğunda, seri üretime hazır hale geldiğinde ve üretildiğinde, üretim sonrası kabul şartları kontrol edilip onay süreci tamamlandığında, sonrasında bakım ve idame ihtiyaçlarını da karşılaması durumunda ancak ürün haline gelmektedir. Bu zorlu sürecin sonunda ürün çıktığında bile ömrü satış performansına, piyasada yer alışına, üretim ve tedarik faaliyetlerinin sürdürülebilirliğine bağlıdır. Gerçekten birçok başarılı prototip ekonomik sebepler, ihtiyacın ortadan kalkması, rekabet edebilirliğin kaybolması sonucu yok olmuş ve olmaktadır.
Prototiplerin hızlı yapılması gerçekten çok büyük öneme sahiptir. Teknoloji gelişim hızı göz önünde bulundurulduğunda, prototipin geliştirilme sürecinin uzaması ürünün pazara geç girmesine ve çoğu zaman da başarısız olmasına sebep olmaktadır. Burada süreç basit olmalıdır. Prototip üretim aşamaları basitleştirilmeli, karmaşıklıktan arındırılmalıdır. Gerekirse prototip üretim aşamasında aynı amaçlar için kullanılan parçaları standartlaştırmalı ve montaj aşaması başlamadan önce üretilmesi sağlanarak süreç devam ettirilmelidir. Kullanılan kalıplar, fikstürler kolay olmalı ve hızlı üretilmelidir. Tedarik süreci kolay olmalı, hazır malzeme ve sistemler kullanılmalıdır. Günümüzdeki her türlü yenilikler bu sürece dahil edilmeli, mümkünse en az kalıp ve fikstür kullanılarak montaj yapılmalıdır. Parça üretimi basit olmalı ve toleranslar biraz geniş tutulmalıdır. Hızlı prototipleme teknikleri mutlaka kullanılmalıdır. Prototip süreçlerini hızlandırmanın en çok bilinen yollarından birisi eğer benzeri varsa tersine mühendislik teknolojilerinden etkin yararlanmaktır. İleri metroloji ve ölçüm yöntemleri ile mevcut nesnelerin çok hızlı ve hassas bir şekilde tasarımlarının bilgisayar ortamına aktarılması mümkündür. Bu aşamadan sonra ise sonuca hızlıca ulaşmadaki kritik teknolojilerden en önde geleni günümüzde üç boyutlu yazıcılardır. Bir tasarımın geometrik olarak somut şeklinin kolayca görülmesine imkan sağlaması ve fonksiyonelliğini test etmeye imkan vermesi hatta ürünün seri üretime geçmeden önceki halinde kullanılabilmesine imkan sağlaması gibi avantajlarından ötürü bu teknolojiden maksimum oranda yararlanılmalıdır. Marifet elimizdeki hazır ve kolay üretilebilir sistemlerle en uygun tasarımı yaparak üretimi gerçekleştirmektir. Bu süreci hızlı, kaliteli ve doğru yapanlar ürün yolunda hızlı adımlar atarlar. Rakiplerine karşı üstünlük sağlarlar. Yoksa ürün çok geç ortaya çıkabilir. Bu süreç gereğinden çok fazla uzadığında ürün vaktinde çıkmayabilir ve güncelliğini yitirir. Bazen ihtiyaç bile ortadan kalkabilir. Ürün geliştirirken yerlileştirme faaliyetleri paralelde yürümeli ve prototip üretme faaliyetleriyle doğrudan ilişkili olmamalıdır. Bu yanlışlık hep yapılmakta ve yapılmaya devam etmektedir. Önce ürünü çıkart sonra yerlileştir.
Prototip üretim faaliyetlerinde tecrübeli personelin görev alması çok önemlidir. Bunun en güzel örneğini Lockheed Martin firması yapmıştır. “Skunk Works (Hızlı Ürün Geliştirme)”, Lockheed Martin’in ileri gelişim programlarının, eski adıyla Lockheed İleri Geliştirme Projeleri’nin resmi ismidir. Çok hızlı ve gizli uçak geliştirme projeleri sırasında ilk kez ortaya atılmış bir kavramdır. Bu yöntemde en hızlı şekilde ürün üzerinde çalışmalar yapılmaktadır. Yani süreyi uzatan her türlü detay atlanarak doğrudan ürün çıkarılması için çalışılmaktadır. Formaliteler ortadan kaldırılmaktadır. Proje toplantı sayıları ve katılımcıları oldukça az olup, kararlar zamanında alınmaktadır. Tabii buradaki ince nokta ise ekipte yer alan personelin oldukça yetkin, iş yapmayı bilen ve tecrübeli olmasıdır. Tecrübeli personelle karşılaşılan problemler hızlı çözüme ulaştırılabilir. Tecrübe bazen biraz hantallık veya yavaşlığa sebep olabilir. Bu noktaya da dikkat etmek gerekir. Gereken yetki ve bütçenin verildiği yetkin kişilerden oluşan bir kadroya yetkin bir ekip lideri atanarak özveri ile çalışacak ekip ruhu geliştirilmelidir.
Prototip geliştirme çalışmalarında kritik nokta tasarımdır. Tasarımın belli bir olgunluk seviyesine getirilmesi zorunludur. Olgun olmayan tasarımlar imalata akmamalıdır. Burada imalat faaliyetleri başlamadan önce yapılan tasarım güncel yazılımlarla çok iyi test edilmeli, yapılan teknik hatalar düzeltilmelidir. Çok fazla geri dönüşler, zikzaklar, tasarım iyileştirme faaliyetleri, tasarımın güncellenmesi prototip üretim sürecini olumsuz etkiler. Sık sık tasarım değişikliklerinin yapıldığı durumlarda, bir prototip nasıl vaktinde tamamlanabilir? Olgun bir prototip tasarımında değişikliklerin oranı %20’nin altında kalmalıdır. Çok kritik ve özel durumlarda bu oran %30’a kadar çıkabilir. Daha fazla değişiklik hem üretimi yavaşlatır hem de motivasyonu olumsuz etkiler.
Prototipin hızlı olarak son ürüne dönüşmesi için mantıklı ve planlı prototipler üretilmeli, bu prototiplerle yapılan testlerin sonuçları çok iyi analiz edilmeli, gerekirse çok farklı senaryoların simülasyonu yapılmalıdır. Aynı anda aynı prototipten çok fazla üretmek yerine en fazla 2 prototip yapıp bu prototipleri olgunlaştırmak daha doğru bir yoldur. Böylece yeterince veri elde edildikten sonra hangi alanların iyileştirilmesi gerektiği netleşir. En sonunda da bütün bilgiler yoğrulunca seri üretim için son tasarım dondurulur ve bu dondurulmuş konfigürasyon ile üretim yapılır. Eğer iyi veri analizi yapılmazsa prototipin nihai ürüne dönüşmesi çok zaman alır. Hem maddi hem de manevi kayıplar yaşanabilir. Sürekli yeni prototipler yapmak süreci uzatır, maliyetleri arttırır.
Yukarıda da belirtildiği gibi prototip imalat ürün geliştirme sürecinin dar boğazıdır. Düşük maliyet, basitleştirilmiş süreçler ve hızlı prototipleme yöntemlerinin kullanılması, prototip üretme sürecini hızlandırarak en kısa sürede kaliteli bir ürünün pazara sunulmasını sağlayacaktır.