Чейз, Ричард, Б., Эквилайн, Николас, Дж., Якобе, Роберт, Ф. Производственный и операционный менеджмент

Подождите немного. Документ загружается.

Глава

Разработка продукта и

выбор

технологического процесса

производственной

сфере

111

20:20

Служащий

дает

систему электроснабжения компью-

тера разряд

в 25

тысяч вольт. Если машина выдерживает

такую нагрузку,

ей

присваивается сертификат Федераль-

ной

комиссии связи

США

(Federal Communications

Commission) класса

В, что

означает,

что

данное оборудо-

вание безопасно для использования дома

и в

офисе.

20:32

Выполняется окончательное тестирование компьюте-

ра,

ходе

которого

он

соединяется

монитором

и кла-

виатурой

включается

уже без

тестовой дискеты,

т.е.

именно

в том

виде,

каком

на нем

будет

работать

буду-

щий

пользователь.

20:37

Компьютер упаковывается

коробку вместе

клавиа-

турой, руководством

гарантийными документами.

21:25

Рабочий

транспортной компании

Airborne Express за-

гружает

компьютер

на

грузовик. Если

бы м-р

Козет

сде-

лал свой заказ всего

на

несколько часов раньше,

его ПК

могли

бы

изготовить

до 19:00

(крайний срок для отправки

текущие сутки),

отправить

уже

сегодня.

нашем

слу-

чае заказчик получит его

пятницу.

Пятница,

10:31

(время Восточного побережья США)

Компания

Airborne

Express

доставляет упаковку

офис

м-ра Козета.

Он

включает компьютер

видит

на

экране

поздравление фирмы

Dell.

Теперь пользователю остается

только перевести компьютерные часы

на

время Восточ-

ного побережья США,

можно приступать

работе.

Источник.

Stephanie Loosee,

Fortune,

April 18, 1994

Time

Inc.

Все

права

защищены.

Ситуация

для анализа

№

Лучшая

деталь

это отсутствие детали

Сборка

новой 2760-Й модели кассового аппарата корпо-

рации

NCR — задача несложная.

сущности, главный ин-

женер-технолог корпорации Уильям Спрэйг может сделать

это

меньше, чем за две минуты, причем

завязанными

гла-

зами.

Чтобы добиться такой простоты сборочного процес-

са, новая модель терминала,

по

настоянию г-на Спрэйга,

была спроектирована таким образом,

что ее

компоненты

соединяются без применения винтов или болтов.

В целом аппарат состоит

из 15

комплектующих, кото-

рые закупаются

внешних поставщиков. Данная модель

содержит

на 85%

меньше деталей, поставляемых

на 65%

меньшим

количеством поставщиков,

чем

2160-я

модель компании. Сборка новой модели занимает

всего 25%

от

затрачиваемого раньше времени.

По

словам

г-на Спрэйга, инсталляция

техническое обслуживание

также значительно упрощены. "Простота переносится

на

все последующие операции, включая обслуживание

в ра-

бочих условиях".

Эта новая продукция является ярчайшим примером

преимуществ, которых можно достичь благодаря примене-

нию

нового метода инженерных разработок, названного

"проектированием

для

повышения возможностей произ-

водства" (слава Богу,

для

этого длинного термина приду-

мана

аббревиатура DFM,

т.е.

Design

For

Manufacturability).

Среди

других

энтузиастов этого метода такие промышлен-

ные

гиганты,

как

Ford,

General Motors, IBM, Motorola,

Perkin-Elmer

Whirlpool.

Компания

General

Electric

с 1981

года

применяла этот метод более

чем в ста

своих програм-

мах

по

разработке новой продукции, начиная

разработки

электробытовых приборов

заканчивая коробками передач

для авиационных двигателей.

По

данным GE,

эта

концеп-

ция

принесла компании

200

миллионов долларов прибыли

благодаря сокращению издержек производства либо увели-

чению доли

обороте рынка сбыта.

Нет —

гайкам

винтам

Одной

из

наиболее заметных фигур

области исполь-

зования

метода

DFM

является профессор промышлен-

ного

производственного инжиниринга университета

Род-Айленда

соучредитель компании

Boothroyd

Dewhurst

Inc. Джеффри Бутройд.

Эта

маленькая компания, распо-

ложенная

Уэкфилде (Великобритания), разработала

не-

сколько

компьютерных программ

для

облегчения анализа

проектирования

производственного процесса.

По

словам

г-на

Бутройда, наиболее значительные

ре-

зультаты были достигнуты благодаря отказу

от

винтов

других

крепежных элементов.

счет-фактуре поставщика

болты

гайки обычно стоят очень недорого

и в

общем

на

их долю приходится

не

более

суммы, указанной

смете

на

материалы. Однако, если сложить

все

связанные

с ними затраты, например время, необходимое

для со-

вмещения

деталей перед установкой

закручивания

бол-

тов,

мы

получим примерно 75% общей стоимости сборки.

"При

проектировании новой продукции прежде всего

следует

исключить крепежные детали",

—

говорит

г-н Бутройд.

Главный инженер-технолог корпорации

NCR

г-н Спрэйг подсчитал,

что

если

бы

конструкция нового

кассового аппарата

2760-й

модели включала винты, общая

стоимость

на

протяжении всего срока существования моде-

ли

составила

бы 12,5

долларов

за

один винт. "Мы наконец

избавились

от

того огромного влияния, которое оказывают

такие крошечные детали,

как

винты, прежде всего

на сум-

му накладных расходов",

—

заявил

г-н

Спрэйг.

И это со-

вершенно

закономерно, признает он, поскольку

при'

разра-

ботке новой продукции "...самым важным является

воз-

можность своевременно вывести

ее на

рынок сбыта.

Лучше

превысить

бюджет

успеть вовремя, чем задержать выпуск,

оставаясь

рамках

бюджета".

Однако корпорации

NCR

удалось

рекордные сроки

вывести свою упрощенную модель терминала

на

рынок,

не

забывая

при

этом

мелочах. Формально продукцию

предложили потребителям

январе

1997

года,

всего через

24 месяца после начала

ее

разработки. Проектирование

выполнялось

исключительно

применением компьютер-

112

Часть

II.

Проектирование продукта и производственного процесса

ной

техники,

и с

самого начала использовался групповой

метод,

соответствии

которым

работе принимали

уча-

стие представители самых разных отделов

подразделе-

ний.

Модель

не

сошла

монитора компьютера

до тех

пор,

пока

результатами работы

не

были удовлетворены

все

члены группы: инженеры, производственники, основные

поставщики,

службы закупок

работы

покупателями.

При

таком

подходе

монтажные платы, формы

для от-

ливки

пластиковых корпусов

другие

элементы разраба-

тывались одновременно.

Это

позволило избежать тради-

ционных

отставаний, которые обычно возникают из-за

того,

что

проектировщики

как бы

перебрасывают новую

продукцию "через стенку" производителям,

и тем

прихо-

дится самостоятельно решать проблемы

процессе

их

производства. "Разрушение стены, разделяющей проекти-

рование

производство,

для

усиления эффекта совмест-

ного инженерного проектирования стало настоящим

про-

рывом

этой сфере",

—

заявляет г-н Спрэйг.

Процесс

проектирования кассового аппарата начался

разработки автоматизированной инженерной программы,

с помощью которой группа смогла смоделировать

трех-

мерные модели

всех

деталей продукции

на

компьютерном

мониторе.

Эта же

программа применялась

для

анализа

характеристик эффективности

надежности конечной

продукции

и ее

компонентов. После этого

все

компонен-

ты, имитированные

на

экране, также

на

мониторе были

собраны воедино, чтобы проверить точность сборки.

ходе

работы

над

проектом конструкция периодически

проверялась

применением программного обеспечения

фирмы

Boothroyd

Dewhurst

Inc.

результате

всех

этих про-

верок

проект

был

внесен

ряд

изменений,

что

позволило

сократить количество комплектующих

с 21 до 15.

Без

макетов

После

того

как

каждый член группы одобрил новую

продукцию, данные

комплектующих были переданы

электронной

почтой прямо

автоматизированные произ-

водственные системы поставщиков компании. Проекти-

ровщики

NCR

были настолько убеждены

в том, что все

будет

работать как

следует,

что

даже

не

создали макета.

Следует

отметить,

что

метод

DFM

может стать

мощ-

ным

оружием

борьбе против зарубежных конкурентов.

Так,

например, немного раньше компания

IBM

восполь-

зовалась программами

Boothroyd Dewhurst для

анализа

матричных принтеров, которые

ей

поставляла Япония,

обнаружила,

что

может производить такую

же

продукцию

значительно лучшего качества.

Ее

модель принтера

Proprinter

включает

на

65% меньше деталей,

собирается

на

90%

быстрее. "Почти

всю

продукцию, выпускаемую

Японии,

можно улучшить

помощью метода развертыва-

ния

функции качества,

иногда весьма значительно", —

настаивает профессор Бутройд.

Вопрос

Какие

проблемы создания новой продукции удалось

преодолеть благодаря

подходу,

использованному компа-

нией

ЫСЮ

Источник.

Otis

Port,

"The

Best-Engineering

Part

Is No

Part at All",

Business

Week,

May 8, 1989, p. 150.

Перепечатано

разрешения.

Ситуация

для анализа

№

Разработка

новой

Подобно

знаменитому Волшебному

городу

стране

Оз,

внешний

вид

японских промышленных гигантов

не

соот-

ветствует

их

сути.

Они

разрабатывают далеко

не все

свои

производственные линии

и не

всегда выпускают продук-

цию.

сущности,

эти

огромные предприятия больше

по-

хожи

на

"торговые компании". Вместо того чтобы проек-

тировать

производить продукцию, они занимаются коор-

динированием

сложного производственно-проектировоч-

ного процесса,

котором принимает участие множество

мелких компаний. Товары, которые

вы

покупаете

в упа-

ковке

известным названием производителя, редко изго-

тавливаются

на его

фабрике,

часто

даже

разрабатываются

другими фирмами. Одна компания проектирует продук-

цию,

другая

осуществляет сборку, третья занимается

упа-

ковкой

товара

коробки

со

всемирно известным именем,

четвертая доставляет продукцию сбытовикам.

Вам

не

показалось,

что вся эта

процедура излишне

сложна?

Ведь

очевидно,

что

такие огромные корпорации

имеют свои заводы

фабрики

тысячами рабочих. Тогда

почему они

не

используют для выпуска товаров свои

соб-

ственные ресурсы?

Они

это делают,

но

лишь частично. Например, такому

гиганту электронной промышленности,

как

Matsushita,

было

бы

совершенно нецелесообразно отдавать

чужие

руки проектирование, производство

сборку холодиль-

ников

микроволновых печей.

Эта

продукция как нельзя

лучше подходит для массового производства

на

огромных,

полностью автоматизированных фабриках этой огромной

корпорации.

Ежегодно

конвейеров фабрик корпорации

сходят сотни тысяч единиц такой продукции.

Другое

дело, когда речь идет

продукции, которая,

чтобы сохранить приверженность потребителей, должна

постоянно

перепроектироваться: например, карманные

плейеры, проигрыватели компакт-дисков

или

персональ-

ные

компьютеры. Изменение проекта влечет

за

собой

мо-

дернизацию производственной линии,

а это

означает

не-

обходимость закупок новых деталей

множество

других

перемен.

Обычно компания, выпускающая продукцию

такого типа, производит

продает

течение нескольких

месяцев около

тысяч единиц, после чего выполняет

переоснащение производства, затем продает

еще 50

тысяч

единиц,

вновь изменяет

ряд

основных комплектующих,

опять

проводит модернизацию,

зависимости

от

измене-

ния

условий конкуренции,

— и так на

протяжении всего

Глава

4. Разработка продукта и выбор технологического процесса

производственной сфере

113

жизненного

цикла производственной линии. Несмотря на

то,

что многие современные промышленные гиганты

приняли

на вооружение и широко используют новейшие

гибкие производственные системы

(FMS),

обеспечиваю-

щие

им большую свободу в процессе производства, боль-

шинство

из них предпочитают избегать переоснащения

производственных линий.

По

этой причине такие компании передают значи-

тельную часть своего бизнеса субподрядчикам, т.е. мень-

шим

фирмам, которым они доверяют. В свою очередь эти

фирмы,

которым приходится по три-четыре раза в год

выполнять

перепроектирование продукции и модернизи-

ровать производственный процесс, подписывают контракт

на

проектировочные работы и производство десятков ос-

новных комплектующих с еще меньшими компаниями.

Сколько

же компаний могут включать такие пирамиды

Основная Оиблиография

субподрядчиков? Вы скажете, несколько десятков? Сот-

ни?

Ответ неправильный. Авторам известна одна компа-

ния,

специализирующаяся на выпуске электронного обо-

рудования, которая имеет

6000

субподрядчиков в своей

промышленной

группе, большинство из которых — кро-

шечные мастерские, существующие исключительно для

того, чтобы периодически выполнять несколько неболь-

ших заказов для компаний-заказчиков.

Добро пожаловать в реальный мир японского произ-

водства!

Вопрос

Каковы

недостатки и преимущества японского подхо-

да к разработке новой продукции?

Источник.

Kuniyasu

Sakai,

"The

Feudal

World

Japanese

Manu-

facturing",

Harvard

Business

Review,

November-December

1990,

38-40.

Paul

Adler,

Avi Mandelbaum,

Vien

Nguyen and Eliza-

beth Schewrer, "Getting the Most out of Your Product Devel-

opment

Process",

Harvard

Business

Review,

March—April

1996, p. 134-152.

Paul

Adler,

Henry E.

Riggs

and Steven С Wheelwright,

"Product

Development Know-How: Trading Tactics for Strat-

egy", Sloan

Management

Review,

Fall 1989, p. 7-17.

Geoffrey Boothroyd, Peter Dewhurt and Winston Knight,

Product

Design

for

Manufacture

and

Assembly

(New

York:

Mar-

cel Dekker, Inc. 1994).

Peter

F. Dracker, "The Emerging Theory of Manufactur-

ing",

Harvard

Business

Review,

May—June 1990, p. 94-105.

Harold

E.Edmondson and Steven С Wheelwright,

"Outstanding Manufacturing in the Coming Decade",

California

Management

Review,

Summer 1989, p. 70-90.

Michael Hammer, "Reengineering

Work:

Don't

Automate,

Obliterate",

Harvard

Business

Review,

July-August

1990, p.

104-112.

Robert H. Hayes and Steven С Wheelwright,

Restoring

Our

Competitive

Edge

(New

York:

John

Wiley

& Sons, 1984).

Terry Hill,

Manufacturing

Strategy,

2nd ed. (Burr Ridge

IL.:

Richard D. Irwin, 1994).

Bart Huthwaite,

Design

for

Competitiveness:

Concurrent

Engineering

Handbook (Institute for Competitive Design, 530

Pine, Rochester, Michigan, 1991).

Christopher Meyer,

Fast

Cycle

Time (New

York:

Free

Press, 1993).

Henry

Petroski, Invention by

Design:

How

Engineers

Get

from

Thought to Thing (Boston, MA: Harvard University Press,

1996).

Harper

A. Roehm, Donald Kleinand Joseph F. Castellano,

"Springing to World-Class Manufacturing",

Management

Accounting,

March 1991, p. 40—44.

Kuniyasu Sakai, "The Feudal

World

of Japanese Manu-

facturing",

Harvard

Business

Review,

November—December

1990, p. 38-49.

Dan

L. Shunk,

Integrated

Process

Design

and

Development

(Homewood, 111.: Business One Irwin, 1992).

Steven C.

Wheelwright

and Kim B. Clark,

Revolutionizing

Product

Development

(New

York:

The Free Press, 1992).

Steven С

Wheelwright

and Kim B. Clark, Leading

Product

Development

(New

York:

The Free Press, 1995).

Carl M. Ziemke and Mary S. Spann, "Warning:

Don't

Half-Hearted in Your Efforts to Employ Concurrent Engi-

neering", Industrial

Engineering,

February 1991, p. 45-49.

ДОПОЛНЕНИЕ

К ГЛАВЕ 4

Операционные

технологии

В этой главе...

Технологии в производстве 116

Интегрированные

производственные системы 122

Технологии в сфере

услуг

123

Оценка

окупаемости инвестиций в технологии 126

Резюме 128

Ключевые

термины

Автоматизированные системы планирования и управления производством (Automated Manufacturing

Planning and Control

Systems

— MP&CS)

Автоматизированные системы подачи материалов (Automated Materials Handling

Systems

— АМН)

Гибкие производственные системы

(Flexible

Manufacturing

Systems

— FMS)

Интегрированные

производственные системы (Computer-Integrated Manufacturing — CIM)

Обрабатывающий центр (Machining Centers)

Офисная

автоматизация

(Office

Automation)

Производственные ячейки (Manufacturing

Cells)

Промышленный

робот (Industrial Robots)

Система автоматизированного проектирования (Computer-Aided Design — CAD)

Системы клиент/сервер (Client/Server

Systems)

Системы принятия решений и экспертные системы (Decision Support and Expert

Systems)

Системы распознавания образов (Image

Processing

Systems)

Станок

с ЧПУ (числовым программным управлением — Numerically Controlled Machine)

Электронный

обмен данными (Electronic Data Interchange — EDI)

Ресурсы WWW

McDonald's

Corporation (http://vww.mcdonalds.com)

Motorola Corporation

(http://wvrw.mot.

com)

Дополнение к главе

Операционные технологии

115

Программа автоматизации

ARCH

компании McDonald's

На

первый взгляд аппарат для жарки картофеля

ресторане

McDonald's,

расположенном

Мишакаве,

штат Индиана, совершенно

не

отличается

от

любой

другой

подобной аппаратуры:

тот же

размер,

тот же

серебристый цвет. Однако при ближайшем рассмотрении оказывается, что

нем

отсутствует

вращающая-

ся

вручную

жаровня,

и, что

еще более примечательно, рядом

с ней нет

обслуживающего

его

работника.

Машина

самостоятельно,

без

какой-либо помощи человека, взвешивает картофель, жарит его, следит

за

временем, встряхивает готовый продукт

сбрасывает его

корзину.

Эта установка

для

жарки является составной

частью

программы компании

McDonald's,

получившей

известность под названием ARCH (Automated Restaurant

Crew

Helper — автоматизированный помощник

работников ресторана). ARCH представляет собой ярчайший

стране пример автоматизации

сфере

общественного питания. Эта аппаратура — неотъемлемый элемент постоянно усиливающейся тенденции,

вследствие которой промышленные роботы медленно,

но

верно внедряются

сферу обслуживания.

"Глядя

на

промышленную автоматизированную сборочную линию, понимаешь,

что

применение автома-

тизации

ресторанах быстрого обслуживания, как

многие

другие

варианты

ее

использования — задача

отнюдь

не

невыполнимая",

—

заметил однажды председатель Международной ассоциации роботизации

сервиса (International

Service

Robot

Association)

Гэй Инглбергер.

Упомянутая выше жаровня для картофеля фирмы

McDonald's

— лишь одна

из

составных частей кор-

поративной

программы этой компании, целью которой является максимальная автоматизация процесса

приготовления

блюд.

рамках программы ARCH фирма внедрила также автоматизированный разливоч-

ный

аппарат, который

сам

берет

стакан, кладет

него

лед и

управляет рычагами

для

разлива напитков.

На

сегодня роботы ARCH применяются

5,5%

из

9000

ресторанов

McDonald's,

расположенных

США.

грандиозные планы компании

входит

максимальное сокращение рабочей силы, занятой

на

кухне,

и пе-

реброска освободившихся

служащих

залы,

для

обслуживания клиентов. Кроме того, роботы намного

быстрее выполняют заказы и, следовательно, сокращают время ожидания посетителей ресторана.

Аппарат

для жарки высыпает ломтики сырого картофеля

корзины,

погружает

их в

кипящее масло,

встряхивает, чтобы предотвратить слипание ломтиков

высыпает готовый продукт

для

раскладывания

пакеты.

Оба упомянутых выше робота спроектированы таким образом, чтобы новая аппаратура органично впи-

салась

в уже

имеющееся кухонное оборудование, поэтому они совсем

не

похожи

на

роботов

традицион-

ном

представлении. Это вовсе

на

такие огромные

сложные машины, какие нередко можно

увидеть

в за-

водском

цеху.

Роботы ARCH проектировались как аппаратура,

на

которой

будут

работать люди, как прави-

ло,

не

имеющие опыта управления сложными машинами,

не

говоря уже

том,

что

многие

из

них никогда

прежде

не

видели настоящего робота. По этой причине оборудование обеспечено целым рядом специаль-

ных характеристик для безопасности его эксплуатации

среди прочих — механизмом отключения, который

приводится в действие, если рычаг робота

"чувствует"

малейшее сопротивление человека.

Однако программа ARCH компании

McDonald's

не

ограничивается исключительно внедрением робо-

тов

автоматизацией процесса приготовления

блюд.

Система ARCH помогает менеджерам ресторанов

прогнозировать

будущие

объемы продаж

планировать производство.

Так,

например,

эта

система

"сообщает"

менеджеру,

сколько гамбургеров, чизбургеров

или

порций жареного картофеля

он

сможет

продать

следующие

минут. При работе

на

разливочном аппарате ARCH служащий должен только

нажать

на

кнопку

несколько секунд спустя забрать готовый напиток. Применение такого оборудования

особенно

эффективно

ресторанах компании

McDonald's

высоким уровнем посещаемости,

которых

есть служащие, которые занимаются исключительно раздачей напитков.

Основываясь

на

полученной таким образом информации на каждые десять минут, менеджер может рас-

считать, сколько упаковок

соуса

"тартар"

или Big

Mac

ему

необходимо иметь

наличии

на

протяжении

всего дня; на основе соответствующей модели дневного спроса он может решить, сколько

служащих

должно

находиться

зале

определенные периоды суток или недели, что помогает ему планировать штат.

http://www.mcdonalds.com

Источник.

Выдержка из статьи Chuck Murrey, "Robots

Roll

from Plant to Kitchen", Chicago Tribune, October 17, 1993.

[

""•••^щш^щшвшвивюш^^

116

Часть

II.

Проектирование продукта и производственного процесса

Технология — это невероятно важный ресурс /&\

не

только для отдельных операций произведет- \W/

венного процесса, но и для роста и повышения

эффективности

работы фирмы в целом. Недаром говорят,

что именно технологический прогресс привел к большин-

ству

перемен в мире. Технология оказывает значительное

влияние

на уровень конкурентоспособности как отдель-

ных компаний, так и общенациональной экономики. Та-

кие

гиганты, как

Hewlett-Packard,

McDonald's,

Ford

General

Motors

(врезка "Программа автоматизации ARCH

компании

McDonald's"),

достигли огромных

успехов

именно

благодаря умелому использованию новых техно-

логий.

Любопытно, что, по мнению экспертов, будущий

успех

двух

компаний, совершивших настоящую револю-

цию

в области информационных технологий, Intel и

Microsoft,

в основном зависит от их роста в международ-

ном

масштабе.

Фирмы,

выбирающие технологию для обеспечения

конкурентоспособности, эффективно объединяют свою

технологическую стратегию с бизнес-стратегией. По мере

того как такие компании изобретают и разрабатывают но-

вые технологии, они осваивают и предлагают потребите-

лям

новые виды продукции и

услуг.

Как правило, это

фирмы,

которые работают в среде, где товар, полгода су-

ществующий на рынке, считается устаревшим, а жизнен-

ный

цикл продукции измеряется месяцами.

результате

широкомасштабного распространения ин-

формационных

систем, основанных на использовании

Internet

и Web, значительные изменения произошли в сфе-

ре информационных технологий. Стоимость информаци-

онного

обеспечения, сбора информации и электронной

связи

в последние годы резко сократилась, и, по мнению

специалистов, эта тенденция

будет

усиливаться в геометри-

ческой прогрессии. Кроме того, вследствие смещения биз-

неса в сторону информационной интеграции постоянно

меняются способы его ведения. Это

ведет

тому,

что сего-

дня

все подразделения компании

могут

пользоваться одним

тем же источником данных,

будь

то сведения об объемах

продаж,

ресурсах,

товарно-материальных запасах или о

фабричных производственных графиках. Мир, в котором

мы сегодня живем, — настоящий рай для людей, приветст-

вующих прогресс в области технологий, и ад для тех, кто

сопротивляется этому процессу.

Один из известнейших специалистов в области модер-

низации

производства Майкл Хаммер (Michael Hammer)

заметил: "Возник новый принцип операционной деятель-

ности,

который заключается в следующем: если я спосо-

бен точно описать, что вы должны сделать, значит, я могу

обойтись без ваших

услуг.

С тем же успехом можно при-

казать выполнить эту операцию машине, эксплуатация

которой

обходится намного дешевле и которая не нужда-

ется в отпуске. Людям же осталась только одна работа —

та, которая действительно

требует

способностей челове-

ка"

Возможно, это заявление многим покажется преуве-

личением,

но задуматься над ними стоит.

Michael Hammer,

Beyond

Reengineer'mg

(New

York:

HarperBusiness,

1996),

p. 40.

Технологический прогресс не ограничивается только

использованием компьютерной техники, а определяется

также многочисленными новинками, которые появились

результате

создания новых материалов и способов изго-

товления продукции, появления различных научных от-

крытий

(например, в генной инженерии). Достаточно

вспомнить,

что реальная перспектива создания автомоби-

ля,

не требующего замены масла, стала прямым результа-

том разработки нового синтетического масла в сочетании

с применением новых материалов для изготовления

дета-

лей двигателя и усовершенствованных методов их обра-

ботки.

Одной из важнейших сфер технологического про-

гресса является вторичное использование промышленной

продукции. Сегодня в США разработаны и

действуют

правительственные программы, согласно которым компо-

ненты

многих видов продукции, особенно изготовленные

из

пластика, после окончания их срока службы подлежат

вторичной переработке. Эти программы налагают на ком-

пании

ответственность за уничтожение или повторное

применение

выпускаемой ими продукции. Специалисты

предсказывают, что основную роль в реализации этих

программ

будет

играть разработка новых технологий в ма-

териаловедении.

Следует

особо отметить, что ни на одну отрасль эко-

номики

развитие технологии не повлияло столь же силь-

но,

как на сельское хозяйство. Во врезке "Фермеры по-

жинают плоды информационного прогресса и повышают

урожайность своих полей", посвященной технологии

GPS,

рассказывается о новациях, знаменующих, по всей

видимости, новую эру в фермерском бизнесе. Не менее

значительный прогресс наблюдается также в массовом

переходе на передовые технологии сотовых телефонов и

цифровые

стандарты телевизионного вещания высокой

четкости.

Технологии

в производстве

Технологические изменения происходят практически

во

всех

отраслях промышленности, но многие из них

уникальны и применяются исключительно в конкретных

сферах. Например, железобетонные блоки с предвари-

тельным напряжением являются технологическим новше-

ством только для строительного производства. Основное

требование к проектированию автомобилей заключается в

том, что машины должны производиться из комплектую-.

щих, подлежащих вторичной переработке. На рис. 4д.1

показано,

как части автомобиля

могут

быть переработаны

использованы в дальнейшем.

За

последние несколько десятков лет в технологии

появилось

много новшеств и достижений, оказавших зна-

чительное влияние на работу компаний во многих отрас-

лях промышленности. Эти достижения, которые и стали

предметом рассмотрения в данном дополнении, можно

разделить на две большие категории — системы техниче-

ского обеспечения и системы программного обеспечения.

Дополнение

главе

Операционные

технологии

117

Фермеры пожинают плоды информационного прогресса

повышают урожайность своих полей

Новая

технология

GPS

позволяет

управлять

сельскохозяйственными

работами

учетом

особенностей

даже

очень

маленьких

земельных

участков.

На

визитке фермера Арлена Рустмана, кроме

имени,

фамилии и номера телефона указаны также точ-

ные

географические координаты его фермы по выращиванию кукурузы и сои, расположенной в Толуке,

штат Иллинойс: 41

градус

2,066

минут северной широты и 89

градусов

7,528

минут западной долготы.

Таким

способом м-р Рустман рекламирует метод культивации с использованием спутниковой связи,

который,

по мнению специалистов, в скором времени полностью преобразит сельское хозяйство страны.

Применяя

метод GPS (Global Positioning Satellite — систему спутникового позиционирования), он и

другие

фермеры стремятся к снижению издержек и повышению урожайности своих полей.

Метод GPS заключается в следующем. Фермеры составляют специальные карты земель и проводят

анализ

всевозможных характеристик полей, таких как уровень кислотности и тип почвы. Эти данные

вводятся в компьютеры, а затем из Космоса поступают сигналы, которые помогают фермерам выверять

их действия по мере того, как они объезжают свои земли. Вместо того чтобы, например, засевать боль-

шие

площади одинаковым количеством семян или обрабатывать их одним и тем же количеством удобре-

ний

или гербицидов, фермер может менять семена и химикаты с

учетом

конкретных характеристик каж-

дого квадратного метра своих угодий.

Интерес

методу

GPS подогревается необходимостью неуклонного повышения доходности сельско-

хозяйственного производства и уровня контроля над использованием химикатов и приобретает все боль-

шую известность на территории всей страны, от пшеничных полей Канзаса до кукурузных полей Илли-

нойса.

"Похоже, это самое великое открытие последних лет", — говорит Джерри Рид, дилер по продаже

фермерского оборудования в г. Генри (штат Иллинойс). Из 14 комбайнов, проданных им в этом сезоне,

11 были оснащены спутниковыми приемниками, и, по его прогнозам, ему все лето придется заниматься

модернизацией устаревших моделей.

Повышение,

урожайности

Во время уборки урожая, одновременно с работой комбайнов на полях, фермеры

могут

использовать

географические координаты этих полей, получаемые со спутников, в сочетании с новым компьютеризи-

рованным

счетчиком для регистрации количества собранного зерна в различных мерах: в бушелях, с гек-

тара земли, в секунду. (Старый способ

учета

заключался в постоянном наблюдении за поступающим в

кузова зерном и последующем взвешивании его, после чего вычислялся средний показатель по всем по-

лям).

Затем информация о собранном урожае заносится в персональный компьютер, и на ее основе соз-

даются карты с указанием различных зон урожайности. В

результате

выясняется, что урожайность может

меняться

на 60 бушелей с акра и

даже

больше. Такое открытие потрясает

даже

таких опытных фермеров,

как

м-р Рустман.

Собираются сведения

об урожайности

на всем

поле

А,

Уточнение

характеристик

Урожайность

увязывается

почвы по всему полю

с переменными

характеристиками

почвы

118

Часть

II.

Проектирование продукта и производственного процесса

Сравнивая

эти данные с другими показателями, например с кислотностью или влажностью почвы,

фермеры

могут

точнее определить, почему некоторые земли менее продуктивны, чем остальные. Проведя

такую

диагностику, они с помощью GPS

могут

запрограммировать свое сельскохозяйственное оборудо-

вание на решение конкретных задач. Так, например, фермер может направить самолет на распыление

гербицидов только на небольшой участок в определенной географической точке, скажем, на 300 метров

ниже,

чем для всего поля.

В последнее время появляются и

другие

новые технологии, повышающие эффективность сельскохо-

зяйственных работ: датчики инфракрасного излучения для анализа почвы, которые устанавливаются на

тракторах и используются совместно с информацией, получаемой из системы GPS, для обнаружения ор-

ганических веществ, или камеры, способные "видеть" сорняки и регистрировать места их сосредоточе-

ния

для

последующего

опрыскивания. Уже созданы экспериментальные автоматические уборочные ма-

шины,

управляемые по

методу

GPS,

которые

могут

косить сено без помощи человека.

Источник.

Barbara

Carton,

"Farmers

Begin

Harvesting Satellite Data to

Boost

Yields",

The

Wall

Street

Journal,

July, 1996.

Перепечатано

разрешения

The

Wall

Street

Journal

Jones

Company,

Ink. Все права

защищены.

Основным

результатом

появления новых технологий в

техническом обеспечении стал более высокий уровень ав-

томатизации процессов; благодаря им создается

оборудова-

ние,

выполняющее трудоемкие операции, которые раньше

выполнялись

людьми. В качестве примеров можно назвать

станки

с числовым программным управлением, обрабаты-

вающие центры, промышленные роботы, автоматизиро-

ванные

системы подачи материалов и гибкие производст-

венные

системы. Все это оборудование, которое управляет-

ся

компьютером, широко применяется в производстве.

Технологии, основанные на разработках программного

обеспечения,

широко используются при проектировании

продукции, а также для анализа и планирования производ-

ственной

деятельности. Наиболее известны из них системы

автоматизированного проектирования и автоматизирован-

ные

системы планирования и управления производством.

Все вышеупомянутые технологии подробно описываются

дальше, в этом дополнении к

главе

Системы

технического обеспечения

Станки

с числовым программным управлением (станки с

ЧПУ

— Numerically Controlled Machine) состоят из (1)

обычного станка, который применяется для обточки,

сверления или шлифовки всевозможных деталей, и (2)

компьютера, управляющего последовательностью опера-

ций,

выполняемых машиной. Станки с ЧПУ впервые ста-

ли

применять в 60-х

годах

компании в аэрокосмической

промышленности,

и с этого времени они широко исполь-

зуются

во многих

других

отраслях. В самых современных

моделях станки с ЧПУ имеют замкнутые системы автома-

тического

управления

обратной

связью

(Feedback Control

Loops), которые определяют положение инструмента и

детали в процессе обработки, постоянно сравнивают фак-

тическое положение с запрограммированным и при необ-

ходимости корректируют его. Такой процесс часто назы-

вают

адаптивным управлением.

По

сравнению со станками с ЧПУ обрабатывающие цен-

тры (Machining Centers) обеспечивают еще более высокий

уровень автоматизации. В таком оборудовании не только

выполняется

автоматическое управление процессом рабо-

ты, но и осуществляется автоматический выбор и установка

инструмента, в зависимости от того, какой инструмент ну-

жен для выполнения той или иной операции. Кроме того,

такой

центр можно

оборудовать

автоматической транс-

портной

системой челночного типа, которая позволяет в

процессе обработки какой-либо детали на станке автомати-

чески

загружать

в специальные приспособление необрабо-

танные детали, а готовые —

выгружать.

Вид такого обраба-

тывающего центра представлен на рис. 4д.2.

Промышленные

роботы (Industrial Robots) используются

для замены человека при выполнении многократно по-

вторяющихся операций, а также опасной, вредной и ру-

тинной

работы.

Роботы — это перепрограммируемые многофункцио-

нальные машины, оснащенные так называемым рабочим

органом робота. Примером таких рабочих органов

могут

служить

захваты

(захватные устройства) для поднятия де-

талей либо таких инструментов, как гаечный ключ, сва-

рочный

аппарат или краскораспылитель. На рис. 4д.З по-

Дополнение

главе

Операционные технологии

119

Хладагент

из кондиционеров

извлекается, очищается

и используется

в других автомобилях

Антифриз очищается,

после чего

используется повторно

Аккумуляторы периодически

заменяются, все их содержимое:

свинцовые пластины, кислота

и даже пластмассовые

корпуса

подлежит

вторичной переработке

Масло часто заменяется,

после переработки обычно

используется как

топочный мазут

Пластиковые

детали

салона

с трудом поддаются переработке,

но в последнее время в этой

области появляются новаторские

технологии

Части корпуса, такие как дверцы,

можно заменять и перерабатывать

на

металлолом

Бамперы разбираются,

перерабатываются и из

переработанного материала

производятся новые бамперы

Каталитические нейтрализаторы

содержат драгоценные металлы,

и в первую очередь платину,

однако отделение их пока сопряжено

со

значительными сложностями

Колеса заменяются и

перерабатываются

на

металлолом

Коробки

передач

другие

механические компоненты

двигателя и

трансмиссии

обычно

съемные и либо подлежат ремонту,

либо отправляются на переплавку

Покрышки часто используются

как

резиновые отходы, но

нередко их снимают и сжигают

как

топливо

Переработка отслуживших автомобилей — один из ярчайших примеров повторного использования отработавшей продукции. Около 75% обычного

автомобиля можно переработать в детали, полезные жидкости или вторичные материалы. Но на этом процесс не останавливается. Так, например,

новые методы разделения и переработки пластмассовых

деталей

позволяют

выделить

из потока отходов многие материалы и возвратить их в про-

изводственный цикл

Рис.

4д. 1.

Переработка

комплектующих

автомобиля

Источник.

Robert

Frosch,

"The

Industrial

Ecology",

Scientific

American,

September

1995,

p. 18.

казаны

примеры воспроизведения роботом некоторых

движений человека.

Современные роботы оснащены устройствами, обеспе-

чивающими визуальную, сенсорную

ручную

координа-

цию.

Кроме того,

существуют

модели, которые можно

"научить" определенной последовательности движений

трехмерном пространстве.

Для

этого рабочий совершает

необходимые

для

данной операции конкретные движения

совместно с рабочим органом робота,

вычислительная ма-

шина

регистрирует эти движения

своей памяти

и по

ко-

манде может точно воспроизвести их. Как видно

из

врезки

"Формула окупаемости промышленного робота", расходы

на

приобретение такого оборудования зачастую быстро

окупаются благодаря экономии затрат на рабочую силу.

Автоматизированные

системы подачи материалов

(Automated Materials Handling

Systems

— АМН)

служат

для

повышения

эффективности транспортировки, хранения

пополнения

материальных запасов. Примерами

могут

служить компьютеризированные транспортеры

системы

автоматизированного хранения

пополнения запасов

(Automated Storage And Retrieval

Systems

—

AS/RS

ко-

торых компьютеры определяют автоматическим погруз-

чикам,

какой

груз

следует

поднять

куда

переместить.

Разработаны также системы автоматически управляемых

транспортных средств (Automated Guided

Vehicle

— AVG),

которых

для

направления

так

называемых робокаров

(машин,

движущихся

без

водителя)

на

различные участки

завода используются проложенные под полом электриче-

ские

провода. Системы АМН обладают целым рядом пре-

имуществ,

частности

они

обеспечивают быстрое пере-

мещение материалов

меньший объем товарно-

материальных запасов, сокращается площадь складских

помещений

процент повреждения продукции

значи-

тельно повышается производительность.

Радиоуправляемые

•

транспортные

средства

применяются

цехах

компании

Xerox

для

доставки

материалов,

приема

размещения

товарно-материальных

запасов.

Перечисленные

выше элементы автоматизации можно

объединить

в так

называемые

производственные ячейки

(Manufacturing

Cells)

даже

целые

гибкие производст-

венные системы

(Flexible Manufacturing

Systems

— FMS).

Производственная

ячейка может состоять, например,

из

одного робота

одного обрабатывающего центра. Робот

можно запрограммировать таким образом, чтобы

он

авто-

матически вставлял детали

обрабатывающий центр

и за-

120

Часть

II.

Проектирование продукта и производственного процесса

Формула окупаемости промышленного робота

Принимая

решения о приобретении того или иного робота, многие компании часто пользуются сле-

дующей основной формулой окупаемости:

р =

Z)'

q(L

•

где Р

—

период окупаемости в

годах;

/ —

общая сумма инвестиций в робот и вспомогательное оборудование;

— затраты на рабочую силу, которую заменит робот (издержки на выплату заработной платы и пре-

мий

рабочим, умноженные на количество смен в день);

Е —

годовая стоимость технического обслуживания робота;

q — коэффициент ускорения или замедления выполнения операции роботом;

Z —

сумма годовой амортизации робота.

Пример:

/=50

тыс. долл.;

L =

60 тыс. долл. (двое рабочих, занятых по одному в каждой из

двух

смен, с заработной платой по

20 тыс долл в год и накладные расходы по 10 тыс. долл. на одного рабочего в год);

Е=

9600

долл. ($2/день х

4800

часов/год);

<7=

1,5 (робот работает в полтора раза быстрее рабочего);

10 тыс. долл.

Таким

образом:

$50000

. „

0,33

года.

Р =

$60000

$9600

+1,5($60000

$10000)

тем удалял обработанную деталь, что позволяет заменить

оператора FMS — это полностью автоматизированная

производственная система, состоящая из обрабатывающих

центров с автоматической подачей и выгрузкой деталей,

системы автоматически управляемых транспортных

средств для перемещения деталей от машины к машине и

других

элементов автоматизации, позволяющих организо-

вать производство, в котором практически не

участвует

человек. Чтобы обеспечить бесперебойную работу таких

систем, в них широко применяются сложнейшие системы

автоматизированного управления.

Устройство смены

инструмента

Блок

управления

Здесь

вы

видите один

из

четырех

крупных

обрабатывающих

центров гибкой производственной системы, схема которой

приведена на рис 4д

используемой на заводе компании Cin-

cinnati Milacron, расположенном в Маунти-Ораб,

штат

Огайо.

Рис. 4д.2.

Обрабатывающий

центр

Источник. J.T.

Black,

The

Design

of the

Factory

with

Future

(New

York-

McGraw-Hill,

1991),

p.39.

Воспроизведено

разрешения

The

McGraw-Hill

Companies.