Реферат: Разработка продукта и выбор технологического процесса в производственной сфере в этой главе

ГЛАВА 4



Разработка продукта и выбор технологического процесса
в производственной сфере


В этой главе...

Проектирование продукции

Проектирование глазами потребителя

Конструкторский анализ процесса сборки

Выбор технологического процесса

Проектирование производственного потока

Анализ процесса

Проектирование и производство глобального продукта

Критерии совершенства процесса создания продукта

Резюме

Ключевые термины

Анализ безубыточности (Break-Even Analysis)

Виртуальная фабрика (Virtual Factory)

Карта технологического процесса (Process Flow Diagram)

Матрица "Домик качества" (House of Quality)

Непрерывный поток (Continuous Flow)

Позаказное производство (Job Shop)

Продуктово-процессная матрица (Product-Process Matrix)

Промышленный дизайн (Industrial Design)

Процессы изготовления (Fabrication Processes)

Процессы переработки (Conversion Processes)

Процессы тестирования (Testing Processes)

Развертывание функции качества (Quality Function Deployment — QFD)

Сборочная линия (Assembly Line)

Сборочные процессы (Assembly Processes)

Серийное производство (Batch)

Совместное предприятие (Joint Venture)

Совместное проектирование (Concurrent Engineering — СЕ)

Стратегические поставщики (Strategic Suppliers)

Структура производственного потока (Process Flow Structure)

Функционально-стоимостный анализ (Value Analysis/Value Engineering)


^ Ресурсы WWW

Rubbermaid (http: //www. rubbermaid. com) Hewlett-Packard (http: / /www. hp. com) Boeing (http://www.boeing.com)


Компания Rubbermaid широко известна как настоящий автомат по непрерывному освоению продукции: ежеднев­но с конвейеров заводов фирмы сходит новый вид товара. Несомненно, такой стиль работы на протяжении многих лет требует наступательного подхода к менеджменту про­дукции. Недавно компанией был разработан план реструктуризации производства стоимостью в 150 миллионов долларов, направленный в первую очередь на сокращение штата на 9% и ускорение производственного процесса. Действуя в соответствии с этим планом, Rubbermaid пре­кратила выпуск почти 45% общего ассортимента продук­ции, на долю продаж которых приходилось не более чем 5% дохода. Но это вовсе не означает, что компания соби­рается сворачивать бизнес; и после этого сокращения в ее цехах выпускается около 4000 видов различных товаров, которые продаются более чем в 100 странах мира.

Большинство идей относительно новой про­дукции поступает из одного и того же источни­ка — от проектных групп. Двадцать команд по 3— 7 человек (объединяющие специалистов из маркетинго­вого, производственного, научно-исследовательского, фи­нансового отделов, отдела продаж и т.д.) сосредоточивают внимание на конкретных продуктовых линиях, например по производству принадлежностей для ванных комнат. Такой групповой подход к новаторству оказался настоль­ко удачным и эффективным, что главный инженер-конструктор компании уже не представляет свою жизнь без этих проектных групп. "Если бы мы не организовали работу таким образом, — говорит он, и лицо его приобре­тает озабоченное выражение, — некому было бы думать о швабрах и ведрах". Эй, подносы и швабры, успокойтесь! Компания Rubbermaid позаботится о вас. И о вас, и о скворечниках (компания выпускает 25 моделей сквореч­ников, одна из них украшена крышей из настоящей ис­панской черепицы), и о совках для мусора. Кстати, пер­вый совок, выпущенный компанией много лет назад, вы­ставлен в главном офисе Rubbermaid под стеклом.

А какая же новая продукция будет выпускаться ком­панией в ближайшем будущем? Rubbermaid уже нацели­лась на рынок сбыта пакетов для мусора: товар, объем продаж которого ежегодно увеличивается не менее чем на 7%. Специалисты прогнозируют, что новая продукция компании под названием Roughneck будет в два раза прочнее пакетов других лидирующих марок и будет обла­дать повышенной сопротивляемостью к проколам и раз­рывам. Такая прочность станет результатом использова­ния для изготовления этих пакетов нового вида полиэти­ленового полимера. Компания заключила с фирмой-производителем этого материала договор о поставках и приобрела права на патентованный производственный процесс. Ожидается, что новая продукция Rubbermaid бу­дет стоить недорого. Внутренний план компании заклю­чается в том, чтобы пакеты для мусора марки Roughneck стали "бестселлерами" на двух важнейших сегментах роз­ничного рынка — в магазинах товаров повседневного спроса и в магазинах типа "все для дома".

Уже при беглом анализе этой новой продукции Rubbermaid становится понятно, что именно лежит в основе многолетнего успеха компании в сфере освоения новых видов товаров: использование новейших технологий (в данном случае — нового вида полиэтиленового полимера), великолепно налаженный производственный процесс, конкурентоспособные цены и гигантские розничные рынки сбыта. И, несомненно, для генерирования новых идей необходимы группы талантливых и полных энтузиазма служащих (http://www.rubbermaid.com).

Источник. Адаптировано по следующим работам: Alan Farnham, Fortune, February 7, 1994, p. 52; Raju Narisetti, The Wall Street Journal, August 12, 1996, p. 3.

Необходимость разрабатывать новую продукцию и бы­стро выводить ее на рынок сбыта — это задача, с которой сталкиваются производители в любой отрасли промыш­ленности, от изготовителей компьютерных чипов до ком­паний, торгующих картофельными чипсами. Заказчикам фирм, изготавливающих чипы, например компаниям по выпуску компьютерной техники, для их постоянно разви­вающегося производства нужны все более и более мощ­ные полупроводники. Производителям продуктов пита­ния, чтобы сохранять или увеличивать свою долю в обо­роте розничного рынка, приходится делать все возможное, чтобы постоянно предлагать своим потреби­телям вкусные новинки.

Предмет рассмотрения данной главы — спо­собы проектирования продукции и выбора технологии, на основе которых затем организуется производство. Как видно из приведенного ниже рисунка, в этом процессе задействованы три основные функции: маркетинг, разработка продукции и ее производство. Маркетинг отвечает за предложение идей относительно новых видов продукции и за сбор информации о техниче­ских характеристиках имеющихся на рынке товаров. Раз­работчики продукции несут ответственность за обосно­ванность технической концепции продукции и совершен­ство окончательного проекта. Производство отвечает за выбор или модификацию технологических процессов, предназначаемых для выпуска выбранной или разрабо­танной компанией новой продукции.

Процесс разработки продукции обеспечивает взаимо­связь между потребностями и ожиданиями потребителя конкретного товара и операциями, необходимыми для его производства. В этой главе рассказывается о современных подходах к ускоренной разработке продукции. В ней так­же говорится о том, что в процессе разработки чрезвы­чайно важно уметь оперативно реагировать на любые пе­ремены в ожиданиях потребителей, касающиеся разраба­тываемой продукции, а также на динамичные изменения, обусловленные научно-техническим прогрессом. И нако­нец, при разработке новой продукции следует стремиться к учету местных преференций (предпочтений) в глобаль­ном рынке.





Источник. Перепечатано с разрешения Free Press, воспроизведено по изданию Simson & Schuster, ^ Fast Cycle Time: How to Align Purpose, Strategy, and Structure for Speed by Christopher Meyer. Copyright  Christopher Meyer.


Проектирование продукции


Разработка новых видов продукции сулит ком­пании невероятные потенциальные возможности, но реализовать эти возможности — задача очень сложная. Процесс разработки новой продукции представ­ляет собой сложнейший комплекс различных видов дея­тельности, теснейшим образом связанных с большинством других бизнес-функций. На рис. 4.1 изображены фазы ти­пичного проекта по разработке новой продукции1.

На первых двух фазах — разработка концепции и пла­нирование продукции — проводится комплексный анализ информации о возможностях рынка сбыта, условиях конкуренции, технических возможностях и требованиях к новому товару. На основе такого анализа определяется структура нового продукта. В структуре учитывается концептуальный замысел, емкость рынка, ожидаемый уро­вень совершенства продукта, инвестиционные требования и финансовые последствия вывода на рынок нового товара. Кроме того, прежде чем принять программу разработ­ки новой продукции, компании обычно стараются полу­чить подтверждение правильности новой концепции, прибегая к пробной продаже этой продукции на неболь­ших рынках. Такое тестирование может предусматривать изготовление опытных моделей и обсуждение их качеств с потенциальными потребителями.

После одобрения проект создания новой продукции вступает в фазу детальной инженерной разработки. Ее ос­новной задачей является конструирование, проектирова­ние и изготовление действующих опытных образцов, а также разработка инструментов и оборудования, которые будут использоваться для производства данной продукции в коммерческих масштабах. Основу детальной инженер­ной разработки составляет цикл "проектирование—модель—тестирование". В этом цикле определенные раньше концепции продукции и технологического про­цесса воплощаются в рабочей модели (которая может быть либо компьютерной, либо в физической форме). Модель проходит тестирование, в котором имитируются реальные условия эксплуатации будущей продукции. Если модель не соответствует намеченным эксплуатационным характеристикам, инженеры изменяют конструкцию и устраняют недоработки, после чего цикл "проектирование—модель—тестирование" повторяется вновь. Фаза детальной инженерной разработки заверша­ется "сдачей проекта", которая означает, что данная мо­дель отвечает всем предъявляемым к ней требованиям.

После этого компания переходит от фазы инженерной разработки к фазе экспериментального производства. Вначале на производственном оборудовании изготавли­ваются и испытываются отдельные комплектующие, ко­торые затем собираются в систему и тестируются в заво­дских условиях. На фазе экспериментального производст­ва изготавливается опытная партия продукции и проверяется способность новых или модифицированных производственных процессов выпускать данную продук­цию в коммерческом объеме. На этой стадии весь необ­ходимый инструментарий и оборудование должны быть готовы к производству, а поставщики деталей и комплек­тующих — к их поставкам в нужных объемах. Именно на этой фазе разработки новой продукции происходит ин­теграция всех элементов производственной системы: про­екта, результатов инженерного проектирования, модерни­зированных инструментов и оборудования, комплектую­щих, порядка сборки, производственного контроля, рабочих-операторов и техников.





Рис. 4.1. Типичные фазы создания нового продукта


Источник. Перепечатано с разрешения Free Press, Division of Simson & Schuster, ^ Revolutionizing Product Development: Quantum Leaps in Speed, Efficiency, and Quality by Steven C. Wheelwright and Kim B. Clark. Copyright  1992 by Steven C. Wheelwright and Kim B. Clark.


Заключительной фазой создания нового продукта яв­ляется наращивание производства и достижение проект­ной мощности. К этому времени производственный про­цесс модернизирован и отлажен, но необходимо еще обеспечить его стабильность при производстве больших партий продукции. На этой фазе производство начинает­ся с выпуска незначительных объемов; затем, по мере того как компания убеждается в том, что может произво­дить продукцию без сбоев (а поставщики — своевременно поставлять комплектующие), а также в том, что марке­тинговые службы способны обеспечить ее сбыт, выпуск постепенно увеличивается.

Проекты по разработке новой продукции очень редко реализуются совершенно изолированно; они, как прави­ло, взаимосвязаны. Кроме того, чтобы проект был эффективным, необходимо, чтобы он органично вписывался в общую производственную структуру предприятия. Следует помнить, что в разных проектах могут быть задействованы одни и те же важнейшие компоненты организаци­онной структуры и над ними нередко работают одни и те же проектные группы. Необходимо также учитывать, что довольно часто от новой продукции требуется, чтобы она была как конструктивно, так и функционально совмести­ма с уже освоенной продукцией фирмы.

В последнее время для ускорения процесса разработки новой продукции многие компании широко используют так называемый метод совместного проектирования (Concurrent Engineering — СЕ). В отличие от простого, последовательного, фаза за фазой, выполнения разработ­ки, при СЕ делается упор на межфункциональной интеграции и одновременном, совместном проектировании различных видов продукции и предназначенных для их производства технологических процессов (рис. 4.2)2.





Рис. 4.2. Содержание основных стадий создания нового продукта
при межфункциональной интеграции


Пример совместного проектирования приведен во врезке "Модель 777 настраивает Boeing на новый курс".


^ НОВАЦИЯ

Модель 777 настраивает Boeing на новый курс

День, когда компания Boeing обнародовала свою первую модель самолета с двумя двигателями 777, стал настоящей вехой в реализации самого амбициозного проекта компании со времени выпуска модели 747.

Церемониальный показ, в котором приняло участие около 100 тысяч служащих, подрядчиков, клиентов компании Boeing и гостей мероприятия, стал первым осязаемым свидетельством того, что одно из крупней­ших самолетостроительных предприятий мира приступило к широкомасштабной подготовке к XXI веку.

По словам Николаса Хеймана (компания ^ County Natwest Securities): "В этой компании существует со­вершенно иная культура, что-то вроде рабочей этики, приближающей клиента к высокому уровню со­вершенства".

777 — самый большой двухдвигательный самолет в мире, и за последние десять лет это первая прин­ципиально новая модель Boeing. И первой она является по многим параметрам.

Прежде всего, 777 — первый самолет, который летает не по приборам. Все движущиеся части маши­ны управляются электронным способом, без кабельных соединений. Кроме того, это первый самолет, спроектированный исключительно с применением компьютерной техники.

Руководители компании говорят, что благодаря этому сборка комплектующих характеризуется повы­шенной точностью; детали, которые собираются в цехах гигантского сборочного завода, расположенного в Эверетте, штат Вашингтон, в 30 милях от Сиэтла, намного меньше нуждаются в подгонке и регулировке.

Аналитики и другие специалисты в области самолетостроения отмечают, что модель 777 первая еще и в том, что на всех уровнях ее проектирования впервые принимали участие не только сотрудники Boeing, но и заказчики компании.

Вот что сказал по этому поводу Гордон Мак-Кинзи, менеджер проекта компании United Airlines, офис которой расположен в местечке Элк-Гроув.

"В предыдущих программах мы реально не сотрудничали с ^ Boeing в разработке моделей, но в этот раз наши сотрудники с первого дня работали в базовых проектных группах Boeing вместе со специалистами этой компании".

Компания ^ United Airlines заказала у Boeing 34 самолета и стала первым пользователем новой модели, коммерческое использование которой началось в мае 1995 года.

Для того чтобы достойно выдержать натиск своего основного европейского конкурента, компании ^ Airbus Industrie, которая выпускает самолеты, способные составить конкуренцию любой модели Boeing, за исключением 747, Boeing была вынуждена резко изменить стиль ведения бизнеса.

"Раньше, если вы хотели приобрести самолет ^ Boeing, вам приходилось становиться в очередь", — вспоминает г-н Мак-Кинзи.

Но времена меняются. Компания Boeing и сейчас доминирует на рынке сбыта новых самолетов и по­лучает свыше 60% заказов на их строительство, но в большинстве авиалиний в последние годы прошли значительные сокращения штатов, и с 1989 года Boeing также сократила 25% своих рабочих и служащих.

Лишь в конце 1995 года аналитики и руководство компании констатировали оживление рынка, одна­ко перед Boeing до сих пор стоит сложнейшая внутренняя проблема снижения производственных расхо­дов путем сокращения среднего времени на строительство одного самолета с 12 до 6 месяцев.

Редактор журнала ^ Air Transport World Дж. А. Донахью заявил, что современные авиалинии, в распоря­жении которых оказалось огромное количество неиспользуемых возможностей, стали по-настоящему скупыми и не станут покупать новые модели до тех пор, пока не убедятся в возможности сокращения эксплуатационных затрат.

"Если вы не в состоянии обеспечить преимущество своей продукции над уже имеющейся в эксплуа­тации, авиалинии очень хорошо подумают, прежде чем тратить такие огромные деньги", — сказал г-н Донахью, намекая на цену модели 777, которая составляет 140 миллионов долларов.

(http://www.boeing.com)

Источник. Адаптировано по изданию Chicago Tribune, April 4, 1994, перепечатано с разрешения агентства Reuters.


Совместное проектирование основывается на про­граммной интеграции различных групп, участвующих в проекте. В последнее время появилось три типа групп: группы управления программой, технические группы и многочисленные проектно-производственные группы. Если проект характеризуется повышенной сложностью, понадобится сформировать еще интеграционную группу, объединяющую усилия различных проектно-производственных групп. Иногда создаются также специальные группы для изучения конкретных проблем, на­пример исследования новых технологий.

Основным преимуществом метода СЕ является значительное сокращение сроков реализации проекта. Одно­временность инженерных разработок означает параллель­ное выполнение разных фаз проекта, например, во время разработки рыночной концепции и структуры продукта выполняется проектирование как продукта, так и производственных процессов. Важнейшим условием эффектив­ности данного метода является постоянный обмен ин­формацией по электронной почте либо непосредственно на собраниях членов групп, а также использование всеми участниками проекта единых баз данных. Так, например, в компании Hewlett-Packard постоянно работает несколько четко сформированных групп технологического профиля, которые функционируют параллельно и являются частью стратегии этой компании. Каждая такая группа занимает­ся разработками в одной из технологий, наиболее важных для освоения новых видов продукции компании Hewlett-Packard (рис. 4.3).






Рис. 4.3. Стратегия создания нового продукта компании Hewlett-Packard
(http://www.hp.com)


Примечание. При определении того какие потенциальные технологические возможности наиболее многообещаю­щие для развития бизнеса, компания Hewlett-Packard опирается прежде всего на свои функциональные и бизнес-стратегии Целесообразность внедрения новых технологий определяется упреждающими проектами еще до приме­нения этих технологий в конкретных проектах создания новой продукции (Обратите внимание что при разработке продукции HP использует типичный четырехфазовый процесс, за которым следуют мероприятия, направленные на распространение и закрепление достижений в других проектах.)

Источник Steven С. Wheelwright and Kim В. Clark, Revolutionizing Product Development (New York: Free Press. 1992) p 40


Экономия времени в результате параллельного, а не по­следовательного выполнения разных этапов проекта, может быть весьма значительной. Она достигается не только бла­годаря совмещению выполнения работ, но и благодаря со­кращению количества ошибок, которые могут появляться на одной из фаз и не обнаруживаются вплоть до последней стадии проекта. Проекты, в которые можно вносить изме­нения, сходные с изменениями при создании новой про­дукции, анализировались нами в главе 3.

^ Проектирование глазами потребителя

Прежде чем мы приступим к подробному обсуждению проблем, связанных с проектированием и производством продукции, будет полезно осветить (или, точнее, интерпретировать) суть проектирования продукции с точки зрения ее будущего пользователя. В последние годы ком­пании настолько увлеклись исследованиями и изобретениями новых технологий — особенно в области элек­тронной техники, что иногда совсем забывают о потреби­телях своей продукции. (Врезка "Компания Lexus: постоянный процесс совершенствования продукта".)

Проектирование с целью удовлетворения эстетических потребностей покупателей обычно называют промышлен­ным дизайном (Industrial Design). Промышленный дизайн — это, пожалуй, одна из областей, наиболее несправедливо игнорируемых производителями. Как часто, мучаясь с какой-либо недавно приобретенной вещью — настраивая видеомагнитофон, регулируя компьютеризированное термореле, заводя автомобиль или пытаясь доз­вониться по карточке из аэропорта, — вы говорите себе: "Вот бы это заставить сделать "умельца", спроектировав­шего этот ужас!" Нередко чрезвычайно сложно найти запасные части, приобретенная техника слишком сложна в эксплуатации либо в правилах ее наладки вообще отсутст­вует логика. Иногда возникает ситуация и похуже: покупатель, пытаясь наладить или отремонтировать приобретенное оборудование, режет руки об острые металличе­ские края деталей.

Многие электронные приборы и оборудование обладают чрезмерным количеством разнообразных технических функций и характеристик — значительно большим, чем это действительно необходимо. При этом многие покупатели такой продукции не умеют эксплуатировать ее в полную меру, и пользуются лишь ограниченным набором возмож­ностей. Объясняется это скорее всего тем, что подобные добавления функциональных возможностей обходятся про­изводству очень дешево; например, к недорогим компью­терным чипам чрезвычайно легко прибавить элементы управления. Оборудование микроволновой печи будильни­ком или калькулятором также незначительно увеличивает стоимость производства. Но нужны ли покупателям эти приспособления? И как быть, если потеряется инструкция по эксплуатации такого сложного прибора?


Компания Lexus:
постоянный процесс совершенствования продукта

Не так давно в дилерском центре ^ Lexus Automobile, расположенном в Луизиане, произошел следующим случай, ярко характеризующий качество обслуживания клиентов этой компании.

Одна покупательница приобрела автомобиль этой марки, но. спустя неделю, вернулась в дилерский центр очень расстроенной. Дело в том. что она привыкла носить туфли только одной модели, и каблук ее правой туфли постоянно заклинивало педалью акселератора, в результате чего он сломался. Менеджер по обслуживанию клиентов зарегистрировал ее жалобу и предложил денежную компенсацию ущерба.

На этом удовлетворенная клиентка удалилась, решив, что ей вряд ли скоро придется встретиться с представителями компании. Однако неделю спустя на пороге ее дома появился инженер-конструктор японского завода Lexus и попросил показать испорченную туфлю. Он измерил ее. сделал зарисовку и удалился, не произнеся более ни слова.

Через месяц с этой женщиной опять связался дилер компании и попросил ее пригнать машину в ди­лерский центр. Инженер изменил конструкцию акселератора, в результате чего каблук больше не застре­вал между педалью и полом. Мастера центра заменили педаль в машине клиентки, и в последнее время эта модернизированная деталь стала стандартом для продукции Lexus.

Источник Tom Taorimina. Virtual Leadership and the ISO 9000 Imperative (Englewood Cliffs. NJ Prentice Hall. 1996). p 158

Развертывание функции качества

Один из методов включения в процесс проектирова­ния конкретных требований будущего потребителя назы­вают развертыванием функции качества (Quality Function Deployment — QFD)3. Этот метод заключается в том, что над разработкой нового продукта работают межфункциональные группы, включающие маркетологов, инженеров-проектировщиков и производственников. По словам официальных лиц из корпорации Toyota Motor Corporation, благодаря методу QFD компании удалось значительно сократить сроки проектирования и снизить стоимость про­изводства своих автомобилей более чем на 60%.

Процесс QFD начинается с изучения мнений потреби­телей, в результате чего определяется, какими характеристиками должна обладать продукция наивысшего качества. В ходе исследования рынка определяются запросы и предпочтения потребителей, после чего они подразделяются на категории, получившие название требования потребителя. Для иллюстрации этого процесса приведем пример фирмы — производителя автомобилей, которая хотела бы усовершенствовать конструкцию автомобильной дверцы. Проведя интервью и составив обзоры, ей удалось выяснить, что потребители предъявляют к этой части машины два основных требования: "чтобы она ос­тавалась открытой при наклоне автомобиля" и "чтобы она легко закрывалась снаружи". Далее эти требования "взвешиваются" с учетом степени их значимости для бу­дущих автовладельцев, а затем потребителей просят дать оценку продукции компании по сравнению с ее основ­ными конкурентами. Все это позволяет фирме выяснить, какие качества продукции имеют для потребителя наибо­лее важное значение, и сравнить свою продукцию с кон­курирующей. Конечным результатом всей этой работы является правильная оценка и фокусирование усилий на разработке именно тех качеств продукции, которые, по мнению потребителей, нуждаются в улучшении.

Информация о требованиях потребителей заносится в матрицу (рис. 4.4), известную под названием "домик качества" (House of Quality).

Построив такую матрицу, межфункциональная группа QFD может полученные от потребителей сведения ис­пользовать в процессе принятия инженерных, маркетин­говых и конструкторских решений. С ее помощью группа преобразует требования потребителей в конкретные тех­нологические и инженерные задачи. В "домике качества" происходит взаимное согласование важнейших характери­стик продукции с задачами их улучшения и уточнения. Данный процесс стимулирует совместную работу различ­ных подразделений компании, в результате чего они луч­ше понимают задачи и цели друг друга. Однако самым значительным преимуществом использования этой мат­рицы является то, что она помогает группам сосредото­чить усилия на создании продукции, которая полностью удовлетворяла бы запросам будущих потребителей.

На первом этапе построения "домика качества" со­ставляется перечень требований, предъявляемых потреби­телем к продукции. Эти требования располагаются в пе­речне в порядке убывания значимости. Затем проводится еще один опрос потребителей, в ходе которого их просят сравнить продукцию компании с продукцией ее конку­рентов. Далее разрабатывается перечень технических ха­рактеристик, которые должны соответствовать требовани­ям потребителя. Затем проводится оценка этих характери­стик, и компания либо принимает, либо опровергает высказанное потребителем мнение относительно качеств исследуемой продукции. Полученные в результате данные используются для оценки "плюсов" и "минусов" продук­ции с точки зрения ее технических характеристик.

^ Функционально-стоимостный анализ

Для обеспечения наименьшей стоимости при проекти­ровании продукции применяют функционально-стоимостный анализ (Value Analysis/Value Engineering — VA/VE), состоящий из стоимостного и конструкторского анализа. Цель этого анализа заключается в упрощении продукции и технологического процесса, а основная зада­ча—в достижении эквивалентных или даже более высо­ких показателей совершенства продукции с меньшими за­тратами при обеспечении всех основных функциональных требований, определенных потребителем. Анализ VA/VE решает эту задачу, отыскивая необязательные затраты и отказываясь от них. Теоретически, анализ стоимости (VA) проводится для продукции, уже находящейся в производ­стве, и используется для оценки выполнения технических условий продукции и требований, указанных в производственной документации. Обычно такой анализ осуществ­ляется отделами по закупкам материалов в качестве од­ного из способов сокращения издержек. Что касается анализа стоимости в процессе разработки продукта, то он выполняется перед стадией производства и рассматрива­ется как метод, позволяющий избежать избыточной стоимости. На практике, однако, между двумя этими видами анализа, применяемыми к конкретной продукции, суще­ствует тесная связь. Это происходит потому, что новые материалы, технологические процессы и тому подобное, применение которых следует из анализа стоимости VA, требуют проведения нового конструкторского анализа VE, выполняемого в рамках проектирования. Анализ VA/VE выполняется, чтобы получить ответ на следующие важные вопросы.






Рис. 4.4. Заполненная матрица «домика качества» для дверцы автомобиля

Источник. По материалам статьи John R. Mauser and Don Clausing, "The House of Quality", Harvard Business Review, May-June 1988, p. 62-73.

Не обладает ли данная продукция качествами, которые не являются для нее необходимыми?

Нельзя ли объединить две или несколько деталей в одну?

Каким образом можно уменьшить массу изделия?

Какие нестандартные детали можно удалить из конструкции?


В следующем разделе описан формальный подход, ко­торый часто применяется для управления процессом про­ектирования и улучшения конструкции продукта.

^ Конструкторский анализ процесса сборки

Английское слово design имеет множество разных значений. Иногда оно означает эстетическое оформление (дизайн) изделия, например форму автомобиля, текстуру материала, форму и отделку консервного ножа. В другом случае это слово означает процесс определения базовых параметров какой-либо системы. Так, например, прежде чем приступить к рассмотрению деталей, дизайн энергоагрегата может означать процесс определения характери­стик его отдельных элементов: генератора, насосов, бой­леров, соединительной системы и т.д.

Существует и еще одна интерпретация английского слова design, согласно которой оно означает процесс детализации сведений о материалах, формах и допустимых отклонениях всех отдельных деталей продукта, т.е. его проектирование. Именно этой теме посвящен данный раздел. Проектирование — это деятельность, которая на­чинается с создания чертежей компонентов и сборочных узлов и осуществляется в системе автоматизированного проектирования (Computer-Aided Design — CAD). Процесс автоматизированного проектирования подробно описан в дополнении к этой главе. При этом создаются подробные чертежи отдельных деталей и все сборочные чертежи. Затем готовые чертежи передаются инженерам разработке процесса сборки и инженерам-технологам, дача которых заключается в создании и оптимизации производственного процесса, на основе которого будет производиться продукция после окончания проектированная. Зачастую именно на этой стадии обнаруживаются проблемы, связанные с производством и сборкой, и делаются заявки о необходимости изменения конструкции. Довольно часто эти изменения бывают настолько существенны, что приводят к значительным дополнительным расходам и в конечном итоге могут стать причиной задержки срока выпуска новой продукции.

Традиционное отношение проектировщиков к производственному процессу можно описать следующим образом: "Мы это спроектировали, а вы производите". Сего­дня для такого подхода даже введен новый термин — "работа через стену". Это означает, что проектировщики как бы сидят с одной стороны стены и "перебрасывают" через нее готовый проект инженерам-технологам, отгора­живаясь от дальнейшей деятельности. В результате последним приходится разбираться со всеми проблемами, возникающими из-за того, что их мнение в ходе проекти­рования продукции не учитывалось. Один из способов избежать такой ситуации предполагает постоянные кон­сультации проектировщиков с инженерами-технологами, т.е. групповой подход. Создаваемые с этой целью группы совместной инженерной разработки нуждаются в специ­альных инструментах для анализа, помогающих изучать предложенные проекты и оценивать их с точки зрения сложности и стоимости производства.

^ Сущность конструкторского анализа

Рассмотрим пример конструкторского анализа с точки зрения процесса сборки изделия (Design for Assembly Analysis — DFA)4. На рис. 4.5 изображен узел электропривода с датчиком положения, перемещающийся по двум стальным направляющим полозкам.

Такой привод применяется для автоматического управления открытием и закрытием окна, как, например, в торговых точках McDonald's, обслуживающих водителей прямо в автомобилях. По техническим нормам устройство должно быть помещено в цельный корпус со съемной крышкой для доступа к механизму настройки позицион­ного датчика. Основное требование к устройству заключа­ется в том, что оно должно иметь жесткое основание, спроектированное таким образом, чтобы узел мог сколь­зить вверх и вниз по направляющим, служащим опорой для привода, и чтобы датчик размещался в определенном положении. Мотор и датчик должны быть соединены проводами с источником тока и блоком управления.






Рис. 4.5. Узел электропривода


Первоначально предложенное конструкторами реше­ние представлено на рис. 4.6.






Рис. 4.6. Предложенная конструкция электропривода


В основании есть две втулки с вкладышами, которые предохраняют отверстия от быстрого износа. Мотор кре­пится к основанию двумя винтами, а в отверстие вставля­ется цилиндрический датчик, прикрепляющийся с помо­щью установочного винта. Чтобы корпус соответствовал техническим требованиям, торцевая крышка для создания зазора крепится к двум распоркам, которые в свою оче­редь привинчиваются к основанию. Во избежание закорачивания проводов при соприкосновении с металлической крышкой, на торцевой крышке устанавливается пласти­ковая втулка, через которую и пропускается электропроводка. И наконец, крышка в форме коробки закрывает снизу весь узел и привинчивается четырьмя винтами: два — крепят ее к основанию, а другие два — к торцевой крышке.

Таким образом, в соответствии с предложенным про­ектом устройство состоит из 19 комплектующих, собрав которые, вы получите требуемый электропривод: два сборочных узла (мотор и датчик), еще восемь основных дета­лей (крышка, основание, две втулки, две распорки, пла­стиковая втулка и торцевая крышка) и восемь винтов.

Основные усовершенствования на стадии проектиро­вания продукции для облегчения сборки и производства достигаются упрощением изделия, т.е. сокращением количества отдельных входящих в нее деталей. В помощь проектировщику, занятому решением этой задачи, пред­лагается три критерия, по которым специалист оценивает каждую комплектующую, входящую в изделие.

Будет ли данная деталь перемещаться относительно остальных в процессе эксплуатации изделия?

Обязательно ли изготавливать данную деталь из материала, отличного от материала других деталей? Необходимо ли ее выделить в отдельную деталь?

Должна ли деталь легко отделяться ото всех остальных с тем, чтобы впоследствии можно было разобрать изделие для наладки или технического обслуживания?


Применив эти критерии к рассматриваемому нами примеру, получим следующие результаты.

Основание. Поскольку с этой детали начинается сборка и нет деталей, которые можно с ней объединить, теоретически она является необходимой.

Две втулки. Эти детали не удовлетворяют второму критерию. Теоретически основание и втулку можно изготовить из одного и того же материала.

Мотор. Мотор является отдельным сборочным узлом и закупается у поставщика. Все критерии неприменимы.

Два винта крепления мотора. В большинстве случаев отдельные крепежные элементы не столь уж необходимы, поскольку можно предусмотреть крепление непосредственно на какой-либо другой детали (например, защелкивать деталь в нужном месте).

Датчик. Еще один стандартный компонент. Критерии неприменимы.

Крепежный винт. То же самое, что и в п. 4, необязателен.

Две распорки. Не удовлетворяют второму критерию, поскольку распорки можно сделать в основании.

Торцевая крышка. Она должна быть съемной и обеспечивать возможность разбирать узел (следует применить все три критерия).

Два винта крепления торцевой крышки. Необязательны.

Пластиковая втулка. Можно изготовить из того же материала, что торцевую крышку и, следовательно, можно объе