در جریان تحقق هدفِ راهبردی بهبود و توسعۀ محصولات بر اساس بازخورد مشتریان، نخستین نسخۀ مربوط به نقشۀ راه محصول در انتهای سال ۱۳۸۸ تهیه شد. مپنا توانست با بهره‌گیری از همۀ توان و ظرفیت خود در مدت کوتاهی به این مهم نائل آید و پروژه‌های متعدد بهبود محصول را در فاصلۀ سال‌های ۱۳۸۷ تا ۱۳۸۹ تعریف و اجرا کند. 
در پایان دهۀ هشتاد خورشیدی، گروه مپنا به این قابلیت دست یافت که مشکلات ناشی از تحلیلِ بازخوردهای مشتریان را دریافت و جمع‌بندی کند و راه‌حلِ مناسب برای رفع آنها را ارائه دهد. کاهش هزینه‌های بهره‌برداری و نگهداری، کاهش هزینه‌های ساخت و کاهش آلاینده‌ها از مهم‌ترین پروژه‌های تحقیق و توسعه بود. شناسایی و پاسخگویی به درخواست‌های موجود در بازار مانند افزایش راندمان، افزایش ظرفیت تولید، طراحی و ساختِ انواع سیستم‌های تولید همزمان آب و برق و توسعۀ محصولات با اتکای به توان واحدهای تحقیق و توسعه مورد توجه قرار گرفت.
نسخۀ دوم نقشۀ راه محصولات مپنا با هدف تنوع‌بخشی به سبد محصولات گروه، سال ۱۳۹۰ جهت اجرا ابلاغ شد. تمایز مهم این نسخه نسبت به نسخۀ پیشین، افزایش تنوع محصولات بود. در این سند، محصولات مهمی برای کسب و کار ریلی مپنا در نظر گرفته شده بود.
تحقق اهداف مرتبط با تنوع‌بخشی به سبد محصولات گروه مپنا، مستلزم کسبِ دانش فنی طراحی و فناوری‌های تولید در گروه بود. در نتیچه کسبِ توانمندی تولید فناوری‌های لازم برای توسعۀ محصول،  به عنوانِ یک الزام مهم کسب و کار نمایان شد. طرح‌های مهم توسعۀ فناوری همچون طرح انجماد جهت‌دار، طرح انجماد تک‌بلوره، ایجاد آزمایشگاه پیرسازی، آزمایشگاه سوخت و احتراق، آزمایشگاهCFD، تدوین دانش فنی طراحی و ساختِ فریم و گهوارۀ بوژی لوکوموتیو با روش جوشکاری و... همچنین طرح‌های بزرگ توسعه محصولات از قبیل ارتقاء توربين گاز  MAP2+ به MAP2B، ژنراتور ارتقاء یافته متناسب با توربین MAP2B، توسعه توربین 40 مگاوات، توسعه ژنراتورها در ظرفیت‌های مختلف 8 ،16 و 45 مگاوات، توسعه انواع باس داکت‌های نیروگاهی، توسعه بویلرهای واتر تیوب با ظرفیت 50 تا 200 تن بر ساعت بخار، توسعه لوکوموتیو تونلی 45 تنی و … در دستور کار مپنا قرار گرفت. با اجرای پروژه‌ها و طرح‌های بهبود و توسعۀ محصول و توسعۀ فناوری، مپنا به مرحلۀ بهبود فناوری و پایش آن وارد ‌شد؛ مرحله‌ای که توانمندی‌های مهمی مانند قابلیت بهبود محصولات، مهارت‌ها و فرآیندهای لازم برای افزایش بهره‌وری و رقابت‌پذیری بر اساس تحقیق و توسعۀ درون‌زا و تعامل با دیگر بنگاه‌ها و موسسات را از آنِ مپنا می‌نمود.
از جمله طرح‌های مذکور که در معاونت انجام شده است، می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

1) طرح ارتقاء توربين گازي MAP2+ به MAP2B

در راستای توسعه توربين­های گازی سری MGT-70 گروه مپنا، طرح ارتقاء توربين گاز MAP2B در شركت مهندسی و ساخت توربین مپنا (توگا) تعريف شد. دستاورد اصلی اين پروژه، توسعه محصولی در کلاس جهانی و با امکان رقابت با محصولات هم‌رده تولید شرکت‌های پیشروی خارجی بوده که فضاي كسب و كار مناسبتری را برای گروه مپنا بوجود مي‌آورد.

231-(2).png
مسیر توسعه خانواده توربین MGT-70 در شرکت توربین‌سازی مپنا


یکی از ثمرات مهم طرح ارتقای توربین MAP2B، احداث آزمایشگاه MAPLAB در یکی از نیروگاه‌های تحت مالکیت گروه مپنا بوده که امکان داده‌برداری از شرایط عملکرد واقعی یکی توربین متصل به شبکه برق را فراهم می‌سازد. بیش از هزار حسگر داده‌های عملکردی سیستم‌های مختلف توربین گاز را ذخیره کرده و امکان بررسی و آزمایش برای طراحان را ممکن می‌سازد.

232-(1).png

حسگرهای نصب شده بر روی توربین MAP2B در آزمایشگاه MAPLAB

 

2) طرح توسعه توربین 40 مگاواتي مپنا (MGT-40)

بر اساس مطالعات صورت گرفته بر روي ناوگان توربين‌های كشور، توربين 40 مگاواتی كاربرد فراوانی در تامین برق نیروگاه‌های کوچک و همچنین پلنت‌‎های نفت و گازی در كشور دارد. براي دستيابی به دانش طراحی و ساخت توربين مذكور كوتاه‌ترين مسير ممكن تشخيص داده شد و پروژه بر اساس آن طرح‌ريزی و برنامه‌ريزی شد. در مرحله طراحی با توجه به ماهيت و اطلاعات و موجود، پروژه به سه بخش توربين، تجهيزات جانبی و پلنت تقسيم شد و هر كدام از اين بخش‌ها بر اساس شرايط مديريت و كنترل شد.
 

233-(1).png
نمايي از توربين MGT-40  ساخته شده

 

3) تدوين دانش فني ساخت پره های تك كريستال

در راستاي استراتژی­های گروه مپنا و شركت مهندسی و ساخت پره‌توربین مپنا (پرتو) جهت توليد انواع پره‌هاي مورد استفاده در توربين­های به­روز كلاس­های  Fو H، شركت پرتو در ادامه زيرساخت­هاي گسترده‌­اي كه در طرح DS در این شركت ايجاد نموده و در راستاي كسب سهم بازار پر­ه‌های تك كريستال اقدام به تعريف اين طرح نمود. اين تكنولوژي در انحصار شركت­های خاصی در دنيا بوده و كسب آن يك مزيت رقابتی براي ارائه خدمات پس از فروش و حركت به سوی طراحی و ساخت انواع توربين­های پيشرفته و به روز دنيا در گروه مپنا بود.
 

234-(1).png
مقايسه پره‌های معمولی،‌ انجماد جهت دار و تك كريستال (DS)

 

4) توسعه محصول بويلر نیروگاهی Conventional برای توربین بخار 325 مگاواتی

اين طرح شامل عمليات تولید نرم‌افزار محاسباتی حرارتی - ترمودینامیکی و طراحي و صدور مدارک فنی و نقشهها در بخشهای مختلف طراحی براي ساخت بويلر و صدور مدارک خرید و تأمين تجهيزات و ساخت بويلر نيروگاهی Conventional مشابه با شازند اراك بوده كه براي بویلر نيروگاه‌هاي بخار با توربین 325MW درنظر گرفته شده بود. وجود تفاوت‌هاي عمده و تأثيرگذار در بويلرهای در دست طراحی و به‌دليل عيوب مشاهده شده مهمی كه در بويلر نيروگاهی شازند اراك وجود داشت، عمليات طراحی مجدد اين بويلرها قسمت عمده‌ای از اين طرح را به خود اختصاص می‌داد.

235-2.jpg
ميدان دما در دو مقطع از مشعل‌ها در داخل کوره در بار طراحی 

 

5) افزايش توان خروجي ژنراتورهاي توليدي تيپ TY10546  مرتبط با طرح MAP2B

با افزايش توان خروجی توربين گاز MGT70 در توربین MAP2B، ظرفيت ژنراتورهای متصل به اين نوع توربين نيز لازم بود افزايش ­يابد. راهکارهای اصلي براي ارتقاء توان ژنراتور، شامل ارتقاء سيستم خنک­کاري ژنراتور و بهبود سيستم عايقی شينه ژنراتور براي دست­يابی به ولتاژ و جريان بالاتر بررسی شده است و در ادامه، پروژه­هایی جهت ايجاد زيرساخت‌ها و بررسی کليه راهکارهای ممکن به منظور افزايش ظرفيت خروجي ژنراتور تعريف شدند که عبارتند از احداث آزمايشگاه پيرسازی شينه ژنراتور، تحليل سيستم تحریک ژنراتور تيپ TY 10546 آنسالدو در شرایط استفاده از لایه حفاظت كرونای داخلی در عایق شينه استاتور، بهبود كيفی سيستم عایقی شينه‌های ژنراتور با استفاده از لایه حفاظت كرونای داخلی، بهبود سيستم عایقی شينه‌های استاتور با استفاده از تکنولوژي FAB با هدف افزایش توان ماشين از طریق افزایش جریان خروجی ماشين، طراحی، ساخت و اجرای آزمایشگاه پيرسازی شينه‌ها، طراحي و ساخت مبدل حرارتی با بازده بالاتر در ژنراتور تيپ آنسالدو، بهبود خنک‌كاری و كاهش تلفات بادگيری ژنراتور از طریق شبيه‌سازي جریان و انتقال حرارت سيال خنک‌كن و طراحي محصول و یکپارچه‌سازی طرح ارتقاء توان انجام شده است.
 
 
6) طراحي، ساخت و تست ژنراتور ملي 45 مگاواتي MGT40
شرکت مهندسي و ساخت ژنراتور مپنا (پارس) در نخستین تجربه طراحي داخلي خود، اقدام به طراحی و ساخت یک ژنراتور مناسب برای توربین MGT40 نمود‌. هدف از اين طرح، ايجاد ظرفيت و زيرساختهاي محاسباتی، متناسب با طراحي اين پروژه و پروژه‌های آتی شرکت و نيز طراحی داخلی ژنراتوری با حداکثر توان 45 مگاوات است. گام‌های اساسی در طراحی اين پروژه (طراحی مفهومی، طراحی پايه و طراحی تفصيلي) لحاظ شده است.
به طور خلاصه می­توان روش تحقیق برای این طرح تحقیق و توسعه را با توجه به اهداف آن و زیرپروژه‌های تعریف شده در طرح، به صورت زیر توصیف کرد؛
پروژه طراحی، ساخت و تست ژنراتور ملی 45 مگاوات
پروژه تأسيس آزمايشگاه المان محدود
پروژه­ طراحی، ساخت و تست نمونه باس داکت Non Segregated Phase Bus Duct (متناسب با خروجی ژنراتور)


237-(1).png
 

7) تدوین دانش فنی طراحی و ساختِ فریم و گهوارۀ بوژی لوکوموتیو MAP24 با روش جوشکاری

طرح تدوین دانش فنی طراحی و ساختِ فریم و گهواره بوژی MAP24 با روش جوشکاری، طراحی دانشمحور است كه کسب دانش فنی طراحی و ساخت دو قطعه از مهم‌ترین قطعات مجموعۀ بوژی لوکوموتیو خانواده GT26CW را هدف‌گذاری کرده است. این فریم و گهواره متعلق به لوکوموتیو MAP24 است که در گروه مپنا بر مبنای لوکوموتیو GT26CW توسعه ساخته است. ضرورت اجرای طرح بوژی MAP24 به دلیل همراستایی با اهداف توسعه محصولات ریلی در کشور و گروه مپنا و همچنین بسترسازی دانشی برای محصولات جدید، قابل توجه بوده و محصول آن مورد توجه بهره‌برداران داخلی قرار گرفته است.
فریم بوژی GT26CW تاکنون در دنیا به روش ریختگی تولید شده است و تاکنون مرجعی برای توسعه و تولید آن به روش جوشکاری وجود ندارد. با توجه به اینکه فریم ریختگی از پیچیدگی‌های زیادی برای طراحی و ساخت قالب و همچنین فرایند ریختگی برخوردار است، لذا از لحاظ ماهیت فرایند ساخت کاملا متفاوت با ساخت فریم به روش جوشکاری است. با اجرای این طرح در حال حاضر شرکت مهندسی و ساخت لوکوموتیو مپنا دانش فنی ساخت فریم جوشکاری را در اختیار دارد.
239-(1).jpg


تصویر اولین نمونه بوژی لکوموتیو MAP24

 
8) طراحی، ساخت و تست یک دستگاه لوکوموتیو تونلی 45 تن
کاربرد اصلی لوکوموتیوهای تونلی برای انتقال تجهیزات، سنگ و خاک و ... در داخل تونل است.  پروژه‌های حفاری تونل­های مترو و انتقال آب از جمله کاربردهایی است که این لوکوموتیو در آن‌ها مورد استفاده قرار می­گیرد. بررسی­های انجام شده در بخش حمل‌ونقل ریلی گروه مپنا، ضرورت توسعه لوکوموتیو تونلی 45 تن را آشکار می­کرد. حضور رقبای خارجی در بازار از یک سو و مشکلات تأمین قطعات و اجزای لوکوموتیو به دلیل تحریم از سوی دیگر، انجام این پروژه را با دشواری­هایی همراه کرده بود که در مواردی منجر به بازطراحی برخی سیستم‌های لوکوموتیو شد. با گذر از سختی­های انجام کار، گروه مپنا به محصولی دست یافت که علاوه بر گسترش سبد محصولات، ویژگی­های متمایزی از رقبای بازار داشت که از جمله می­توان به انتخاب موتور دیزل مناسب و تولید داخل، سهولت تأمین قطعات آن، سیستم ترمزی جدید و مطابق الزامات ریلی و سیستم کنترل کاملاً بومی برای لوکوموتیو اشاره کرد. ویژگی­های عملکردی این محصول مورد رضایت کارفرمای پروژه بوده است، به گونه‌ای که منجر به سفارش‌های خرید دیگر شده است.
 

240-(1).jpg
استقرار لوکوموتیو MAPTL45 روی خط تست