Hkratni/simultani inženiring

[rok tomazevic]

Kolesa hkratnega/simultanega inžiniringa
Biren Prasad

Povzetek

Ta članek opisuje par koles hkratnega inžiniringa (CE) in razloži osnovne principe na katerih temelji. Pristop hkratnega inžiniringa do načrtovanja in razvoja izdelka vsebuje dve glavni temi. Prva tema je vspostavljanje hkratne organizacije izdelka in procesa. Tukaj jo imenujemo sistematika procesa. Druga tema uporablja to sistematiko procesa (oziroma metodologijo) za načrtovanje in razvoj celotnega sistema za izdelek. To imenujemo enotni razvoj izdelka (integrated product development IPD). Vsaka tema je razdeljena na nekaj bistvenih delov, ki oblikujejo glavne veje tako imenovanega para koles hkratnega/simultanega inžiniringa [Prasad, 1996a].

Prva tema imenovana organizacija izdelka in procesa (OIP)(product and proces organization(PPO)) ima devet vej. Druga tema imenovana enoten razvoj izdelka (integrated product development (IPD)) ima deset vej. Gradivo teh dveh CE tem je sestavljeno, da uravnoteži interes kupcev in podjetij. Veje teme organizacije izdelka in procesa (OIP) so :Upravljanje življenjskega cikla, Sodelovalne delovne skupine, Sistemski inženiring, Informacijsko modeliranje, Celotni sistem in Sistematika realizacije izdelka.

Veje teme enotnega razvoja izdelka (IPD) pa so naslednje: Celotno upravljanje vrednot, CE Mere in Merila, Hkratno razvitje funkcij izdelka, Metodologija razvoja izdelka, Odločitveni podporni sistemi, Inteligentni informacijski sistemi, Zajetje smotra in vrednot življenjskega cikla in Metodologija razvitja enotnega razvoja izdelka (IPD) [Prasad, 1996b].

V sistemu hkratnega inžiniringa (CE), vsaka modifikacija realizacije izdelka predstavlja sistematično relacijo med specifikacijami (vhodi, zahtevami in omejitvami), izhodi, in konceptom, ki ga predstavljajo [ASME/NSF, 1996]. Na začetku načrtovalnega procesa, so specifikacije v glavnem v abstraktnih oblikah. Bolj in bolj izpolnjujemo specifikacije, izdelek začenja dobivati obliko(spreminjati se začne v fizično obliko). Za ilustracijo delovanja celotnega sistema in prikaz notranjega delovanja njegovih elementov, avtor definira ta CE sistem kot par dveh sinhroniziranih koles. Predstavitev je analogna paru sinhorniziranih koles pri kolesu(biciklu). Slika 1. Prikazuje ta par sinhroniziranih CE koles 1.KOLO: Organizacija izdelka in procesa 2.KOLO: Enoten razvoj izdelka

[rok tomazevic]

Kolesi hkratnega/simultanega inžiniringa (CE-concurrent engineering)

Prvo kolo CE predstavlja enotno organizacijo izdelka in procesa.

Drugo CE kolo dovrši enoten razvoj izdelka.

Obe kolesi skupaj usklajujeta interes kupcev in rast CE organizacije (ki jo pogosto imenujemo podjetje).

Trije koncentrični krogi predstavljajo tri bistvene elemente kolesa.

Notranji krog kolesa določa središče kolesa. Tukaj so zajeti modeli, merila in metodologije.

Srednji krog predstavlja CE delovne skupine, ki peljejo kupca in podjetje kakor človek vozi kolo. Delovne skupine so razdeljene v štiri kvadrante, ki predstavljajo štiri CE time: tim za osebje, tim za tehnologijo, tim za logistiko in navidezni tim.

Zunanji krog vsakega kolesa je razdeljen na osem delov.

Prvo CE kolo sestavlja gradivo enotne organizacije izdelka in procesa.

Gradivo enotne organizacije izdelka in procesa razloži kako CE načrtovalni proces (imenovan sistematika CE procesa) omogoča stabilen, ponavljajoč proces, skozi katerega dosežemo zmeraj večjo natančnost.

Gradivo enotne organizacije izdelka in procesa se začne z pregledom zgodovine proizvodne konkurenčnosti in prihajajočimi trendi.

Ostalo gradivo enotne organizacije izdelka in procesa (v nadaljevanju OIP) opisuje CE načrtovalni proces, razloži kako lahko hkratni/simultani načrtovalni proces ustvari konkurenčno prednost, opiše sistematiko CE procesa in usmeri številne glavne probleme povezane z organizacijo izdelka in procesa (OIP).

Drugo CE kolo sestavlja gradivo enotnega razvoja izdelka ( integrated product development IPD).(Prasad 1996)

[rok tomazevic]

Prvo CE kolo: Enotna organizacija izdelka in procesa

Notranji obroč prvega kolesa je središče. Načrt središča je enak pri obeh kolesih. Središče predstavlja štiri podporne elemente: modele, metode, mere in merila.
Modeli se nanašajo na modeliranje informacij.
Metode se nanašajo na sistematizacijo izdelave izdelka. So del teme organizacije izdelka in procesa(OIP).
CE mere in merila so pa del teme enotnega razvoja izdelka(ERI).
Kompleksnost procesa izdelave izdelka [NSF/ASME, 1996] se razlikuje v odvisnosti od: 1. tipov informacije in virov, 2. kompleksnosti nalog in 3. stopnje njihove nepopolnosti ali nejasnosti. Ostale dimenzije upoštevane med tem procesom izdelave izdelka, ki bi jih zelo težko prilagodili z upoštevanjem tradicionalnih procesov (kot je serijski inženiring) so: 4. časovno usklajevanje odločitev, 5. zaporedje odločitev in 6. komunikacijski mehanizmi.
Elementi prvega CE kolesa definirajo niz sistemov in procesov, ki so zmožni obvladovati vseh šest dimenzij. V naslednjem poglavju poudarimo nekaj pomembnih točk vej hkratnega inženiringa.

[rok tomazevic]

Slika 1. Sinhronizirani par CE koles 1.KOLO: Organizacija izdelka in procesa 2.KOLO: Enoten razvoj izdelka

[rok tomazevic]

1.Proizvodna konkurenčnost: Cena izdelka je diktirana z strani svetovne ekonomije in ne samo z ekonomijo države proizvajalca ali njegovega trga. Tista podjetja, ki so podjetja svetovnega merila, se lahko hitro prilagajajo spreminjajočemu svetovnemu trgu in si ustvarijo položaj, da poslujejo po celem svetu. Ta veja izpostavlja zahteve, ki jih moraš doseči, da postaneš vodilni trga in lahko konkuriraš svetu. Uspešne združbe so bile doslej tiste, ki so se osredotočile na zmanjševanje izgub(ki se običajno vtihotapijo v izdelke), z razumevanjem, kaj povzroča stroške pri izdelkih in procesih in kako lahko povečajo vrednost izdelkov. Osredotočili so se na dostavni sistem izdelkov in procesa - kako pretvoriti inovacije procesa v tehnični uspeh in kako dvigniti dopolnjeno znanje v velik komercialni uspeh. Veliko se jih je odločilo za visoko-kakovostno prilagodljivo in gibčno proizvodnjo ter dostavo izdelkov, raje kot za masovno proizvodnjo.




Slika 1.9 Primeri konkurenčnih proizvodnih strategij. Iz knjige Concurrent engineering fundamentals VOLUME I.

[rok tomazevic]

2.Upravljanje življenskega cikla: Danes je veliko podjetij pod velikim pritiskom, ker morajo razviti izdelek znotraj časovnega obdobja, ki se hitro zmanjšuje. Kot se spreminja tržišče, se spreminjajo tudi zahteve. To otežuje upravljanje kontinuirano spreminjajočih specifikacij izdelkov in obvladovanje sprememb znotraj tega zmanjšujočega časovnega obdobja. Kontinuiran uspeh organizacije leži v njeni zmožnosti, da se kontinuirano razvija, hitro reagira na spreminjajoče zahteve, mora biti v toku s spreminjajočo tehnologijo in inovacijami.Veliko podjetij povečuje hitrost uvajanja novih izdelkov in se konstantno uči in sprejema nove poti načrtovanja izdelkov, bolj pravilno že na začetku in bolj pogosto kasneje.
Ta veja izpostavlja tehnike upravljanja življenskega cikla, kot je spreminjajoče upravljanje in izboljšanje procesa, da ostaneš konkurenčen. (Prasad)




Slika 2.1 Primer konstantno spreminjajočih ciljev. Iz knjige Concurrent engineering fundamentals VOLUME I.

[rok tomazevic]

3.Reinžiniring procesa: Svetovni trg 90-ih ni pokazal nobene simpatije do tradicije. Realnost je, da, če ne obstaja tržna potreba po proizvedenih izdelkih,se povpraševanje zmanjša in profit izgine. Veliko podjetij spoznava, da se pravi porast produktivnosti in učinkovitosti začne z naslednjimi faktorji, kot so enostaven in učinkovit proces, dobra komunikacijska infrastruktura, timsko delo, stanovitnost skupne vizije in namena. Izziv je ne samo povečati hitrosti strojev tako, da so izložki(na enoto časa) povečani ali podvojeni, ampak da zamenjamo osnovno bazo strojev ali postopke, ki ustvarja izložke. Da bi lahko uresničili najnovejše cilje, ta veja opiše nekaj tehnik za dosego tekmovalne premoči kot so benchmarking (relativno označevanje vrednosti), CPI (kontinuirane izboljšave), organizacijsko prestrukturiranje, prenovitev, reinžiniring procesa itd.(Prasad)




Slika 3.3 Razumevanje in upravljanje sprememb procesa. Iz knjige Concurrent engineering fundamentals VOLUME I.

[rok tomazevic]

4.CE Tehnike: Spreminjajoče razmere na trgu in mednarodna konkurenčnost povzročajo časovno omejene cilje. Skozi določeno časovno obdobje je različnost in kompleksnost izdelkov močno narasla. Simultanost je glavna sila simultanega inžiniringa. Vzporednost definira časovno prekrivanje ene ali več delovnih skupin, aktivnosti, nalog itd.

Ta veja razloži sedem CE principov: Vzporedne delovne skupine, Vzporedno razčlenitev izdelkov, Simultano planiranje virov, Simultano procesiranje, Minimizacijo vmesnikov, Jasna komunikacijo in Hitro procesiranje.

Ta veja opiše tudi sedem sil, ki vplivajo na področje delovanja CE, to so: talenti ,naloge, timi , tehnike, tehnologije, čas in orodja.(Prasad)




Slika 4.1 7T-Sedem vplivnih faktorjev hkratnega inženiringa. Iz knjige Concurrent engineering fundamentals VOLUME I.

[rok tomazevic]

5.Kooperativne delovne skupine: Za načrtovalne in proizvodne inženirje je bil velik izziv, da delajo skupaj kot timi, za izboljšanje kakovosti in da hkrati zmanjšajo stroške, težo in pretočni čas. Posamezna oseba, ali tim oseb ni dovolj, da preskrbi vse povezave med človeškim znanjem in veščinami, organizacijo logistike, tehnologijo in nizom 7K koordinacijskih značilnosti. Zahtevamo številne podporne time, nekaj od teh bodisi navideznih ali vsaj navidezno razporejenih. Za uspešni ples CE sinteze, potrebujejo CE timi čisto koreografijo. Ta veja prvič opisuje štiri kooperativne time, ki so bistveni za upravljanje CE organizacije. Primeri sodelujočih oblik vsebujejo zmožnosti elektronskega srečanja, kot je pošiljanje sporočil in vzajemnega delovanja z glasom, tekstom, grafiko in slikami.(Prasad)




Slika 5.2 Optimizacija 7C-Kooperacija. Iz knjige Concurrent engineering fundamentals VOLUME I.

[rok tomazevic]

6.Sistemski inžiniring: Večina skupin marljivo dela na optimizaciji podsistemov, vendar zaradi pomanjkanja spodbude težijo k temu, da delajo neodvisno od ostalih. To rezultira v izdelku, ki je pogosto pod optimumom na vsakem razčlenjenem nivoju.
Sistemski inžiniring zahteva pogled na problem izdelave izdelka kot sistemsko-centriran problem, nasprotno od komponentno-centriranega. Sistemski inžiniring se ne strinja z idejo oddelčnega ali deljenega dela, ampak poudarja, da morajo biti vmesne zahteve med oddelki in preko vseh nivojev primerno pokrite.
To vodi do tega, da ko bo prišel čas, da moderniziramo še ostale komponente sistema, imamo zagotovilo, da bodo predhodno predstavljene tehnologije in procesi delovali logično na popolnoma enoten način, s tem pa bi povečali učinkovitost mrež in donosnost.

[rok tomazevic]

7.Informacijsko modeliranje: Uspešen enoten razvoj izdelka (IPD) zahteva ustrezno poznavanje obnašanja izdelka in procesa. Ena pot za dosego tega razumevanja je, da uporabimo vrsto zanesljivih informacijskih modelov za planiranje, načrtovanje, optimiranje in kontroliranje vsake enote IPD procesa. Zahteve gredo nad 3-D CAD geometričnim modeliranjem. Potrebe zahtevajo sheme, ki lahko modelirajo vse faze življenskega cikla izdelka od zibelke do groba. Različni pogledi na načrtovanje izdelka (planiranje, izvedba, načrt, procesno planiranje), načrtovanje procesa (izvršitev-procesa, proizvodnja, izdelava, podpora izdelka), človeško obnašanje v timskem delu in organizacija ali okolje v katerem bo delovala, vse to moramo vzeti v obzir. V tem poglavju obravnavamo pet glavnih razredov modelirnih shem:.

1.Predstavitvene sheme izdelkov in orodij za zajetje in opis procesa razvoja izdelka in načrtovanje različnih vmesnikov, kot je načrtovalno-izdelovalni vmesnik.
2.Sheme za modeliranje fizičnih procesov, vključno z simulacijo, kot tudi modele uporabne za ocenitev izdelkov, kot so DFA/DFX (Design for Assembly/Design for manufacturability), izdelovalno vrednotenje napredovanja načrtov.
3.Sheme, ki zajemajo zahteve (za izdelek, proces in organizacijsko strukturo) ali karakteristike za nastavitev strateških ali poslovnih ciljev.
4.Sheme, za modeliranje aktivnosti podjetja (podatkovni in delovni tok) z namenom, da določijo kateri tip funkcij najbolj ustreza željenemu dobičku, dostopnosti, kakovosti in proizvodnim ciljem.
5.Sheme, za modeliranje timskega obnašanja, ker večina najbolj učinkovitih izdelovalnih okolij vsebuje skrbno usklajeno medsebojno delovanje med timi in stroji.(Prasad)

[rok tomazevic]

8.Celotni sistem: Pogosto kadar načrtujemo izdelek, delovne skupine pogosto pozabljajo, da je izdelek sistem. Sestavljen je iz številnih pod sestavov, od katerih vsak izpolnjuje različno in točno določeno funkcijo. Izdelek je mnogo več kot zbirka komponent. Brez strukture ali neomajnosti namena sistem ne obstaja. Glavna razlika med CE transformacijskim sistemom in ostalimi proizvodnimi sistemi, kot je recimo serijski inženiring, je način na kateri so razporejene naloge definirane in zaheve dovršene.V CE transformacijskem sistemu, namen vsakega koraka procesa izdelovalnega sistema ni samo doseči transformacijo, vendar jo tudi izvršiti na optimalen in skladen način.To poglavje tudi predlaga niz strukturnih načrtov za izdelek, proces in delo za uresničitev drastičnega zmanjšanja časa in stroškov pri realizaciji izdelkov in procesa.(Prasad)

[rok tomazevic]

9.Sistematika uresničitve izdelka: Ta je sestavljena iz serije preobrazb, ki vodijo do popolne načrtovalne zrelosti. Sistematika izvedbe izdelka vsebuje postavke povezane z načrtovalno nepopolnostjo, razvojnim postopkom izdelka, pripravljenostjo za izvedbo in ocenjevanjem kakovosti. V nadaljevanju, CE zahteva to sistematiko, da bi imeli enotno osnovo za uresničitev izdelkov. Enotna merila podjetja CE modela morajo biti dobro karakterizirana in modelirne metodologije in/ali združena ontologija za njihov razvoj mora biti primerena za določanje in združevanje funkcij podjetja. Metodologije bi morale vgraditi pospeševalnike izdelkov in storitev. Sistematika obsega izdelke, opis procesa, razvrstitvene tehnike, informacijske koncepte, predstavitve in informacijske naloge (vložke, zahteve, omejitve in izložke). Podroben opis transformacijskega modela za realizacijo izdelkov je vsebovan, kot del navodil sistematike.

[rok tomazevic]

Drugo CE kolo definira enoten razvoj izdelka(integrated product development IPD). Enotni razvoj izdelka v tem kontekstu ne pomeni postopni serijski proces. V resnici je lepota tega kolesa enotnega razvoja izdelka v tem, da ponuja ogrodje za skladen izdelkov, načrtovalni, razvojni in dostavni proces. Ogrodje znotraj katerega ima CE tim možnost , da se premika, sestavlja koščke sestavljanke kot spadajo skupaj. CE timi imajo možnost uporabiti različne tehnike vsebovane v tej temi (kot so: Hkratno razvitje funkcij, Celotno upravljanje vrednot, Mere in Merila) z njihovo uporabo, lahko dosežejo stalen celoten napredek pri izdelavi izdelka.

[rok tomazevic]

1.Hkratno razvitje runkcij izdelka(Concurrent functions deployment CFD): Vloga organizacije in inženirjev se danes spreminja, kot se spreminja metoda poslovanja. Kompeticija je pripeljala organizacijo do te točke, da razmisli koncepte, kot so časovna zgostitev (hitro na trg), hkratni inžiniring, načrtovanje za X-zmožnosti in orodja ter tehnologije (kot je Taguchi in inžiniring vrednot), ko načrtujemo in razvijamo izdelek. Razvitje funkcij kakovosti (QFD) naslovi glavne poglede kakovosti v odnosu do funkcij, ki jih izvaja, vendar je to le ena od funkcij, ki jih je potrebno razviti. Z konvencionalnim razvitjem, je težko, usmeriti vse aspekte celotnega upravljanja vrednot(total value management-TVM), kot so X-možnosti, stroški, orodja in tehnologije, dostopnost in organizacijski problemi. Ni dovolj , da razvijemo samo kakovost izdelka in pričakujemo, da bo izložek Svetovnega razreda. Napori TVM so vitalni pri ohranjevanju tekmovalne moči na današnjem svetovnem trgu.(Prasad)