Глава 1. Роль интегрированной логистической поддержки в обеспечении конкурентоспособности машиностроительной продукции
1.1. Жизненный цикл машиностроительной продукции
Начиная со стадии формирования инженерного замысла, любое изделие проходит разнообразные стадии и этапы своего существования – жизненного цикла.
Под термином "жизненный цикл" (ЖЦ) понимается совокупность взаимосвязанных процессов последовательного изменения состояния изделия от формирования исходных требований к нему до снятия с эксплуатации и прекращения применения и хранения. Под термином "стадия жизненного цикла" понимается часть жизненного цикла изделия, характеризующаяся общностью выполняемых работ и их конечного результата.
При этом в действующих стандартах приводятся различные классификации стадий жизненного цикла продукции, меняется число стадий ЖЦ и их наименования.
Например, стандарты серии ISO 9000приводят следующую классификацию стадий жизненного цикла в нотации "петли качества" (рис.1.1).
Рис.1.1. Классификация стадий жизненного цикла применительно к менеджменту качества по ISO 9000
В данной классификации выделяется двенадцать стадий, однако их анализ показывает, что для сложной наукоемкой машиностроительной продукции имеется четыре основных стадии жизненного цикла.
Покажем это на примере рис. 1.2.
Создание изделий машиностроения является целенаправленной деятельностью, то есть должны быть сформулированы и доведены до всех ее участников цель создания изделия и общие правила (алгоритм) действий.
В качестве органа управления созданием сложного изделия машиностроения выступает главный (генеральный) конструктор с соответствующим аппаратом (подразделениями, подготавливающими проекты решений по координации деятельности всех участников жизненного цикла и мониторинг их реализации).
При выполнении научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ изделие предстает первоначально в форме некоторого знания (этап исследований), затем в виде информационной модели (этап проектирования) и, наконец, в виде натурного объекта (этап изготовления и испытания образца). Причем в качестве "исследователя", "разработчика" и "изготовителя" могут выступать как конкретные специалисты, так и подразделения на предприятиях (научно-исследовательский сектор, конструкторский отдел, цех опытного производства) или самостоятельные предприятия (научно-исследовательский институт, конструкторское бюро, завод).
При производстве изделие многократно тиражируется. Каждый его образец по своему составу, структуре и свойствам соответствует требованиям конструкторской документации. Воздействуя на состав и структуру производственной системы, изделие вместе с тем несет на себе его отпечаток, поскольку формируется в реальных производственных процессах – от получения исходных заготовок и комплектующих изделий до сборки и испытаний готовой продукции.
При эксплуатации изделие, в рамках показанной на рис. 1.2 "внешней среды", реализует заложенные в его конструкции свойства в последовательности и объемах, обусловленных принятыми режимами эксплуатации. Эти свойства поддерживаются на требуемом уровне воздействием на конструкцию изделия, регулированием его параметров и характеристик в соответствии с требованиями эксплуатационной документации.
В процессе ремонта восстанавливаются изначальные свойства изделия полностью или частично в соответствии с принятыми технологическим процессами ремонтного производства. Очевидно, что перечисленные процессы требуют рациональной стратегии управления проектированием и эксплуатацией изделия.
Таким образом, приведенная схема наглядно показывает, что в процессе создания любое изделие машиностроения проходит три основные стадии, связанные с исследованиями, разработкой и изготовлением. При этом возможно частичное возвращение на предыдущую стадию при выявлении недостатков в изделии, требующих проведения дополнительных исследований и испытаний, корректировки конструкторской документации, уточнения технологических процессов изготовления и др.
Затем изделие передается потребителю для эксплуатации, при этом выделяется заключительная стадия жизненного цикла машиностроительной продукции.
Имеется еще одна дополнительная стадия, связанная с проведением капитального ремонта сложных изделий машиностроения. Данная стадия появляется в том случае, когда капитальный ремонт предусмотрен еще при проектировании изделия.
Следует отметить, что работы, проводимые на стадиях жизненного цикла изделий, могут пересекаться, то есть следующая стадия жизненного цикла может начинаться до полного завершения предыдущей. Конечно, это относится только к типоразмеру изделия, а не к конкретному образцу машиностроительной продукции.
Взаимосвязь стадий жизненного цикла изделий по времени выполнения видов работ показана на рис. 1.3.
Названия стадий жизненного цикла продукции приводятся в редакции комплекса стандартов ГОСТ РВ 15 "Система разработки и постановки продукции на производство".
Рассмотрим более подробно типовой состав работ, которые выполняются на стадиях жизненного цикла машиностроительной продукции. Работой применительно к понятию "жизненный цикл" принято называть часть стадии ЖЦ, являющуюся самостоятельным объектом планирования и финансирования, в процессе которой проводятся действия для достижения целей и решения задач, относящихся к данной стадии.
Отметим, что приводимый ниже состав работ в полном объеме относится к достаточно сложным изделиям машиностроения (для простых изделий некоторые виды работ могут быть пропущены).
Первая стадия жизненного цикла продукции "Исследование и обоснование разработки" характеризуется совокупностью работ по формированию исходных требований к изделию и обоснованию принципов его создания. При этом обычно выделяют три основных вида работ: проработки заказчика и исполнителей работ по созданию изделия, научно-исследовательская работа (НИР) по созданию изделия и выполнение аванпроекта (рис. 1.4).
Вид работ "Проработки заказчика и исполнителей работ по созданию изделий" предполагает, что заказчик должен на основе выполненных им исследований сформулировать исходные технические требования к планируемому к разработке изделию. Затем исполнители работ на основе анализа технических требований формулируют свои заявки на выполнение научно-исследовательских работ по определению перспективного облика создаваемого изделия. Заказчик и исполнитель разрабатывают и утверждают техническое задание на выполнение НИР. Следующий вид работ на первой стадии ЖЦ посвящен непосредственному выполнению исполнителями научно-исследовательской работы по созданию изделия. При этом обычно выделяются следующие три типовые работы:
- выбор направлений исследований;
- теоретические и экспериментальные исследования;
- обобщение и оценка результатов исследований.
В процессе научно-исследовательской работы производится изыскание принципов и путей создания новых или модернизации существующих изделий и исследование вопросов их возможного применения. При этом производится изготовление макетов, моделей и экспериментальных образцов для принятия эффективных и обоснованных решений по результатам их испытаний. По результатам выполненной НИР заказчик принимает решение о целесообразности проведения дальнейшей разработки изделия.
В том случае, если выводы и обоснования отчета о научно-исследовательской работе заказчик счел достаточно убедительными, то выполняется разработка аванпроекта изделия. Выполнение этого вида работ крайне важно с точки зрения оценки будущей востребованности создаваемого изделия в сфере эксплуатации.
В общем случае исполнитель аванпроекта должен провести исследования по выявлению и обоснованию технической возможности и экономико-социальной целесообразности создания изделия. В случае положительного ответа на эти вопросы проводятся теоретические и экспериментальные исследования по синтезу рационального облика создаваемого изделия. При этом производится составление проекта технического задания на разработку изделия. Выполнение аванпроекта завершается обобщением и оценкой результатов. Отчет о выполненном аванпроекте принимается заказчиком. Результатом работ на первой стадии являются материалы (отчет о выполненном аванпроекте) с обоснованием возможности и целесообразности создания конкретного изделия.
Вторая стадия жизненного цикла характеризуется выполнением совокупности работ по разработке технической документации на изделие, изготовлению и испытанию опытных образцов, корректировке и утверждению документации после проведения испытаний (рис. 1.5).
Результатом работ на стадии "Разработка" (общепринятой аббревиатурой наименования данной стадии жизненного цикла служит ОКР – опытно-конструкторская работа) являются опытный образец изделия и конструкторская документация (КД), утвержденная главным конструктором изделия для организации и ведения промышленного производства, приемки и поставки изделий заказчикам.
Причем в качестве заказчика могут выступать и другие промышленные предприятия, использующие данное изделие в качестве составной части к производимым ими другим изделиям более высокого уровня конструктивной иерархии.
Третья стадия жизненного цикла характеризуется выполнением совокупности работ по организации и осуществлению промышленного изготовления изделий (рис.1.6).
Данная стадия охватывает процессы подготовки производства заданного типа и разработки технологической документации (ТД), освоения производства вновь разработанного изделия, ведения установившегося производства заданного типа, выпуска и поставки изделий заказчикам, включая процесс прекращения производства.
Стадия "Производство" характеризуется изменением состояния изделия от изготовленного опытного образца до полностью отработанного изделия, а также формированием структуры производства (единичное, серийное, массовое), объема выпуска изделий, изготавливаемых непрерывно или периодически повторяющимися партиями продукции.
На данной стадии обеспечивается заданный научно-технический уровень и качество разработанного изделия.
Результатом работ на стадии "Производство" является завершение создания и выпуск изделия, его поставка заказчику (потребителю).
Первый три стадии жизненного цикла имеют обобщающее наименование "Создание изделия".
Четвертая стадия жизненного цикла (рис. 1.7) начинается с момента приема изделия заказчиком (потребителем, эксплуатантом), включающим проверку их внешнего вида, количества изделий, комплектности и работоспособности.
Затем осуществляется совокупность работ по вводу изделия в эксплуатацию, приведению его в заранее определенную степень готовности к использованию по назначению. В период использования по назначению должны быть осуществлены работы по поддержанию изделия в установленной степени готовности к этому использованию. Кроме того выделяются работы по обеспечению в процессе эксплуатации изделия его хранения и транспортирования.
Стадия "Эксплуатация" характеризуется изменением состояния изделия от приемки и начала его применения по назначению (или хранения) до прекращения применения (хранения) и вывода из эксплуатации.
На данной стадии реализуется, поддерживается и восстанавливается качество изделия. Основное содержание работ состоит в осуществлении поставщиком системы мер по послепродажной поддержке изделия. Результатом работ при этом является технико-экономический эффект от применения изделия по назначению.
Стадия "Эксплуатация" является заключительной стадией жизненного цикла изделий. Прекращение эксплуатации изделия осуществляют при:
- истечении установленных значений показателей ресурса, срока службы, срока хранения;
- моральном и физическом старении;
- утрате заинтересованности потребителя в применении изделия и др.
Снятие с эксплуатации изделия должно быть оформлено документально с принятием решения о виде списания изделия: утилизация, уничтожение, передача.
Под утилизацией понимается работа по обеспечению полезного использования отдельных составных частей и материалов утилизируемого изделия, которое непригодно для своего прямого применения и не подлежит для восстановления для других нужд. Утилизация кроме экономической функции по рациональному использованию имеющихся ресурсов и поддержанию сырьевой базы, является одним из средств охраны окружающей среды. При этом такие способы уничтожения, как сжигание или захоронение, строго говоря, не являются утилизацией. Передача списанного изделия предусматривает оформление акта дарения другой организации (например, учебному заведению или другой некоммерческой организации).
Для сложных изделий машиностроения может быть определена еще одна дополнительная стадия "Капитальный ремонт" (рис.1.8).
Эта стадия характеризуется выполнением совокупности работ по разработке ремонтной документации на изделие, проведению опытного ремонта одного или нескольких изделий, их испытаний, корректировке и утверждению ремонтной документации, а также выполнением совокупности работ по организации и осуществлению ремонтного производства изделий.
Стадия "Капитальный ремонт" определяется изменением состояния изделия от приемки в капитальный ремонт, выработавшего свой межремонтный срок (ресурс) в процессе эксплуатации, до выпуска отремонтированного изделия, соответствующего требуемому уровню качества с восстановленными показателями срока службы (ресурса). Кроме того, эта стадия характеризуется организационными особенностями разработки ремонтной документации и специфическими особенностями ремонтного производства. В качестве основного результата работ выступает разработанная конструкторская и технологическая документация на изделие и средства технологического оснащения для организации и ведения ремонтного производства, непосредственно сам капитальный ремонт и поставка отремонтированных изделий.
С помощью капитального ремонта осуществляют технически возможное и экономически целесообразное восстановление характеристик (свойств) изделия.
С учетом вышесказанного содержание работ на стадии "Капитальный ремонт" аналогичны содержанию соответствующих работ, выполняемых на стадиях "Разработка" и "Производство".
На протяжении жизненного цикла решение таких задач, как формирование, достижение, поддержание высокого научно-технического уровня и качества изделия, влияющего на получение технико-экономического эффекта от его применения, достигается за счет:
- формирования и совершенствования системы менеджмента качества на предприятиях, участвующих в работах на стадиях жизненного цикла этого изделия;
- осуществления перехода от одного вида выполненной работы на стадии ЖЦ к последующему виду работы с учетом обоснованных оценок и принятых решений, базирующихся на результатах выполненных комплексных экспертиз, проведенных испытаний и других видов контроля качества, а также результатах приемки этих работ;
- планирования и использования для контроля и подтверждения принимаемых конструкторско-технологических решений макетов, физических, информационных и математических моделей, экспериментальных и опытных образцов изделия;
- формирования оптимального состава испытаний с целью получения объективных и достоверных сведений о состоянии изделия на различных стадиях жизненного цикла;
- решения актуальных задач метрологического обеспечения процессов исследований, разработки и производства (включая испытания), а также эксплуатации изделий;
- объективного определения показателей надежности (безотказности, долговечности, сохраняемости, ремонтопригодности), показателей гарантийных обязательств по ресурсу, срокам службы, хранения и др.;
- реализации результатов патентных исследований;
- выполнения законодательно установленных требований безопасности, а также внедрения прогрессивных, экологически безопасных, ресурсосберегающих технологий;
- использования в составе изделия ранее созданных комплектующих изделий, включенных в федеральный каталог продукции;
- учета результатов работ по подтверждению соответствия, как самого изделия, так и его составных частей;
- осуществления эффективной стратегии входного контроля комплектующих изделий и материалов;
- проведения авторского контроля конструкторской организацией в процессе производства изделия;
- обеспечения предприятием-изготовителем процессов эксплуатации изделия потребителями (проведение авторского и технического надзора, выполнение рекламационных работ, доработок по бюллетеням, создание системы поставок запасных частей и расходных материалов);
- осуществления работ планово-предупредительной системы технического обслуживания в процессе эксплуатации;
- проведение работ по утилизации изделия посредством применения экологически безопасных технологий;
- поддержания и восстановления технического уровня изделия в процессе эксплуатации;
- придания, находящемуся в эксплуатации изделию, новых характеристик посредством проведения модернизации.
В процессе создания изделия существует тесная связь между основными ипостасями проектирования: созданием новых технических решений (изобретательством), использованием имеющихся технических решений (стандартизацией) и оптимизацией ресурсов (экономикой).
Зачастую изобретательство и стандартизация рассматриваются как антагонистические виды деятельности, ничего общего между собой не имеющие и даже препятствующие друг другу. На самом деле любой процесс конструирования основан на диалектическом взаимодействии изобретательства, формирующего инновационную часть проекта по созданию изделия, и стандартизации, способствующей удержанию в новых проектах разработанных ранее технических решений, многократно проверенных и составляющих важнейшую часть накопленного в данной области техники научно-технического потенциала.
Следует иметь в виду, что изобретательство и стандартизация являются двумя взаимно дополняющими друг друга и активно взаимодействующими составными частями единого процесса проектирования изделия машиностроения.
Именно в организации их эффективного взаимодействии кроется ключ к обеспечению оптимальной преемственности разрабатываемых изделий, повышению их технического уровня продукции при существенном сокращении сроков создания и освоения новой техники и экономном использовании труда, энергии и материалов.
Можно утверждать, что немыслим ни один процесс конструирования без применения стандартных допусков, посадок и соединений, а также широкого использования типовых, унифицированных и стандартизованных изделий общемашиностроительного применения.
Тенденция к сбалансированному использованию результатов технического творчества и стандартизации усиливается интенсивно ведущимися работами по формализации инженерных задач и привлечения к их решению средств вычислительной техники и систем автоматизированного проектирования.
Современная наука о проектировании технических систем базируется на комплексном использовании по сути трех теорий: научно-технического творчества, стандартизации и экономики создания и эксплуатации изделий машиностроения (рис. 1.9).
Основные принципы и закономерности развития технических систем, исследуемые в рамках указанных теорий, должны закладываться в формализованном виде в структуру алгоритмов решения изобретательских, стандартизационных и экономических задач.
Для реализации этих алгоритмов следует использовать содержащиеся в арсенале каждой теории методы, приемы и положения, которые позволяют упорядочить и оптимизировать многообразие разрабатываемых и совершенствуемых изделий машиностроения, устранить возникающие при этом противоречия физической, технической, экономической и социальной природы и обеспечить ускорение технического прогресса.
Следовательно, полноценным инженером может считаться работник, органически сочетающий в себе изобретателя и стандартизатора одновременно и в полной мере владеющий основами экономики проектирования.
Сочетание этих свойств позволяет инженеру устранять основное профессиональное противоречие между техническим творчеством (стремлением к "сплошной новизне") и стандартизацией (стремлением к "сплошному единообразию").