Эффективность машиностроительного бизнеса. Часть 3. ИНЖИНИРИНГ – сумма технологий
Тенденции современного машиностроения
Наличие металлов позволило человеку повторить ручное движение ремесленника и создать ткацкий станок. Потом физические открытия позволили создать и повсеместно применить в промышленности паровые машины. Развитие машиностроения позволило паровые машины сделать мобильными – появилось пароходное и паровозное транспортное обеспечение. Это позволило интенсивно развиваться металлургии. Что дало толчок металловедению и появлению новых сплавов и продуктов их обработки. Это в свою очередь позволило капитализировать и применить в промышленности физические открытия в области электричества. Произошла электрификация экономик.
Всё машиностроение движется по пути капитализации научных знаний, а "... Наука движется вперёд пропорционально массе знаний, унаследованных ею ...." Видим спиральность развития машиностроения. Новые материалы, с одной стороны требуют создания новых машин, а с другой позволяют создавать их. Новые машины позволяют развиваться науке, содействуют созданию новых алгоритмов и новых вычислительных решений. Опираясь на них, наука создаёт новые материалы.
Вывод – все тенденции постоянны и порождены внутренней логикой взаимосвязи машиностроения, науки, материалов.
На мой взгляд, видны следующие общие сегодняшние тенденции машиностроения:Тенденция 1 - потребность в росте производительности труда, обеспечиваемым Продуктом
Тенденция 2 - потребность в снижении использования материальных ресурсов на единицу Продукта и на единицу производимой им продукции
Тенденция 3 - потребность в росте коммуникативных возможностей Продукта (он должен "видеть", "слышать", "осязать" и т.д.)
Тенденция 4 - потребность в росте интеллекта Продукта, его самостоятельности в принятии решений
Тенденция 5 - удорожание инновационного процесса, как следствие потребность в увеличении рынков потребления, как следствие "атомизация" и стандартизация комплектующих. Машиностроение всё более и более становится конструктором ЛЕГО.
По удельным расходам на инжиниринг (НИОКР, конструкторские разработки, отработка технологии) видна тенденция - чем тяжелее машиностроение, тем более "отстаёт" по применению инжиниринга:
Соответственно порядок стоимости вывода нового продукта на рынок получается примерно следующий:
Чем более унаследованных знаний необходимо применить, тем дороже (по экспоненциальному закону) стоит обществу наука и инжиниринг. Мы сможем применить 10 турбин и обогреть 10 городов. Но применение 10 сотовых телефонов бессмысленно. Очевидный эффект пользы возникает только при прохождении порога продаж 20 млн. шт.
Для примера применения выявленных тенденций на практике, опираясь на всё вышесказанное, предлагаю прогноз, касающийся станкостроения, как одной из подотраслей машиностроения
1. Для станков предназначенных для производства серийной продукции
- Всё время будут появляться новые режущие материалы, в связи с чем, будет расти мощность приводов и производительность резания.
- Так как время непосредственно резания в цикле обработки детали будет всё время сокращаться, то всё большее значение будет приобретать скорость по-дачи инструмента в рабочую зону, а так же стратегия обработки. Соответст-венно будут расти требования к интеллектуальным возможностям станков и уровню их автоматизации.
- Так как время непосредственно резания в цикле обработки детали будет всё время сокращаться, то всё большее значение будут приобретать измерительные и контрольные технологии без прекращения обработки. Соответственно будут расти требования к интеграции систем контроллинга непосредственно со станком, т.е. рост коммуникативных возможностей.
2. Для станков предназначенных для производства уникальных деталей малыми сериями и поштучно
- Развитие будет идти по пути многорукой обработки, т.е. один манипулятор берёт деталь, и вносит её в рабочую зону, другие манипуляторы работают над обработкой этой детали, каждый в своей рабочей подзоне, каждый своим инструментом. Т.е. это уже не станок, а робокомплекс.
- Данная тенденция реализуема уже сейчас. Она требует интеграции данного комплекса с системой построения абсолютных координат. Это принцип GPS, но с очень большой точностью, которая реализуема благодаря большому числу "спутников" и их очень близкому и локальному размещению относительно рабочей зоны.
- Реализация данной тенденции требует больших вычислительных мощностей интегрированных в описанный робокомплекс и, что ещё более важно развития алгоритмов управления робокомплексов. Чем больше одновременно работающих манипуляторов обрабатывают деталь, тем меньше цикл обработки. Но с другой стороны, тем теснее манипуляторам и тем больше они сдерживают друг друга.
3. Производство деталей методом объёмной "печати" с заданными анизотропными свойствами из самых различных металлических и неметаллических материалов.
- Технологии порошковых материалов позволяют реализовать этот принцип
- Лазерные технологии позволяют реализовать этот принцип в том числе и на металлических порошках
- Программное обеспечение и вычислительные мощности позволяют реализо-вать этот принцип.
- Дополнение данного способа производства деталей нанотехнологическим управлением структурой откроет дополнительные возможности.
- Потребуется САПР по конструированию деталей под такой способ изготовления.
Далее приводятся таблицы и рисунки, наглядно показывающие, почему и как организовывается инжиниринговый процесс на машиностроительном предприятии.
1. Инжиниринг – сумма технологий изобретательного применения знаний в машиностроении:
2. Эффективная структура инжиниринговых взаимодействий:
3. Структура инжиниринговой службы машиностроительной компании:
4. Типовой пошаговый процесс налаживания инжиниринговых связей машиностроительного бизнеса.
- Начало реформы инжиниринга. Начало сквозного планирования. Подготовка к реформе производства. Маркетинг и определение продуктовых, сегментных и иных рыночных целей.
I этап
Снижение материальных затрат в 1,2 -2 раза
Рост производительности станков в 1,2-1,5 раза
Конструкторско-технологические службы
Экономика и планирование Логистика Производство Продажи Эскизно-техническое проектирование
Освоение современных расчетных технологий Формирование образа, идеального для продаж, Продукта. Рабочее проектирование
Снижение материалоемкости Увеличение доли прогрессивных заготовок
Снижение материальных затрат в 1,2 -2 раза к началу Проекта
Создание электронного архива. Рост производительности конструкторов и технологов на четверть к началу Проекта Управление планами конструкторов и технологов
Технологическое проектирование
Новый покупной режущий инструмент Рост производительности станков в 1,2-1,5 раза к началу Проекта Сквозное планирование
Выявление и анализ узких мест Выявление и анализ узких мест Управление экономикой
Увязка бух. учёта с техпроцессом Эффективное производство
- Разворачивание реформы инжиниринга. Разворачивание сквозного планирования. Реформа логистики. Бизнес-обоснование реформы производства.
II этап
Сокращение общего цикла производства в 1,1 раза к началу Проекта
Снижение запасов на четверть к началу Проекта
Увеличение производительности труда при конструировании в 2,5 раза к началу Проекта
Рост продаж на четверть к началу Проекта
Конструкторско-технологические службы
Экономика и планирование Логистика Производство Продажи Эскизно-техническое проектирование
Проработка новых продуктов Рост продаж на четверть к началу Проекта
Рабочее проектирование
Тяжелый CAD. Рост производительности конструкторов в 2,5 раза к началу Проекта
Управление складами Снижение запасов на складах на четверть к началу Проекта
100% достоверность СПЕЦИФИКАЦИЙ на Продукт - мгновенная сортировка по любому признаку и суммирование потребностей в 1 заявку Технологическое проектирование
Тяжелый CAD. Рост производительности конструкторов оснастки в 2,5 раза к началу Проекта Сквозное планирование
Управление планами всех служб и подразделений. Управление экономикой
Выявление дорогих кусков снабжения Выявление дорогих кусков производства Эффективное производство
Сокращение цикла в 1,1 раза к началу Проекта - Разворачивание НИОКР. Совершенствование во всех функционалах. Начало технического перевооружения производства.
III этап
Сокращение общего цикла производства в 1,4 раза к началу Проекта
Снижение запасов вдвое к началу Проекта
Увеличение производительности труда при конструировании в 5 раз к началу Проекта
Рост продаж на 1,5 раза к началу Проекта
Конструкторско-технологические службы
Экономика и планирование Логистика Производство Продажи Эскизно-техническое проектирование
Защищённая программа НИОКР по снижению себестоимости, сокращению цикла производства, созданию новых продуктов. Рост продаж в 1,5 раза к началу Проекта Рабочее проектирование
Тяжелый CAD. Рост производительности конструкторов в 5 раз к началу Проекта Управление складами Снижение запасов на складах вдвое к началу Проекта Технологическое проектирование
Тяжелый CAD. Рост производительности технологов в 2,5 раза к началу Проекта Тяжелый CAD. Уменьшение припусков в заготовках Сокращение цикла в 1,2 раза к началу Проекта Сквозное планирование
Оптимизационное Управление планами всех служб и подразделений. Управление экономикой
Выявление дорогих кусков снабжения Выявление дорогих кусков Производства Эффективное производство
Сокращение цикла в 1,2 раза к началу Проекта - Реализация программы технического перевооружения.
IV этап
Сокращение общего цикла производства в 2 раза к началу Проекта
Снижение запасов вдвое к началу Проекта
Увеличение производительности труда при конструировании в 10 раз к началу Проекта
Рост продаж на 2,5 раза к началу Проекта
Конструкторско-технологические службы
Экономика и планирование Логистика Производство Продажи Эскизно-техническое проектирование
Исполнение НИОКР Рост продаж в 2,5 раза к началу Проекта Рабочее проектирование
Тяжелый CAD. Рост производительности конструкторов и технологов в 10 раз к началу Проекта Технологическое проектирование
Защищённая программа техперевооружения Сквозное планирование
Автоматизированное управление планами всех служб и подразделений Управление экономикой
Эффективное производство
Сокращение цикла в 2 раза к началу Проекта - Завершение программ реформирования бизнеса.
V этап
Сокращение общего цикла производства в 3 раза к началу Проекта
Снижение запасов вдвое к началу Проекта
Увеличение производительности труда при конструировании в 10 раз к началу Проекта
Рост продаж в 5 раз к началу Проекта
Уровень автоматизации производствав 1,25 раза к началу Проекта
Конструкторско-технологические службы
Экономика и планирование Логистика Производство Продажи Эскизно-техническое проектирование
Новый модульный компонентный продукт Рост продаж в 5 раз к началу Проекта Рабочее проектирование
Технологическое проектирование
Исполнение програмы техперевооружения Рост уровня автоматизации производств на четверть к началу Проекта Сквозное планирование
Управление экономикой
ERP. Снижение накладных в 2 раза к началу Проекта Управление кооперацией и комплектацией Эффективное производство
Сокращение цикла в 3 раза к началу Проекта
5. Предлагаемая конструкция обеспечивает бизнесу следующие эффекты
Никакая схема не может иметь абсолютный характер. Каждое предприятие (холдинг), помимо общности имеет и значительную (уникальную) индивидуальность. Невозможно сделать каких-либо корректных предложений без учёта этого. Мы предлагаем выстраивать работу в три этапа.
6. Трёх шаговая схема постановки и решения задач.
В предыдущей работе представлены практические, готовые для применения методические рекомендации по подбору и оценке инженерного персонала, его аттестации и мотивации.
В этой части представлен укрупнённый практический алгоритм организации инжинирин-гового процесса на машиностроительном предприятии.
Портал Машиностроения