Планируем жизненный цикл продукции

По определению, приведенному в стандарте ISO 9004-1, ЖЦП – это совокупность процессов, выполняемых от момента выявления потребностей общества в определенной продукции, до момента удовлетворения этих потребностей и утилизации продукции.

Таким образом, ЖЦП включает в себя множество этапов, начиная от маркетингового анализа на предприятии-изготовителе и заканчивая утилизацией продукции (рис.1).



При этом весь ЖЦП состоит из нескольких этапов (рис.1): ЖЦП_П – ЖЦП на этапе производства продукции (этап предприятия); ЖЦП_Р – ЖЦП на этапе реализации продукции (этап дистрибуции, реализации продукции); ЖЦП_Э – ЖЦП на этапе эксплуатации продукции (этап потребителя); ЖЦП_РМ – ЖЦП на этапе ремонта продукции (этап восстановления и ремонта продукции); ЖЦП_У – ЖЦП на этапе утилизации продукции (этап утилизации). За каждый из этих этапов отвечают различные структуры – производители, предприятия торговли, ремонтные предприятия, потребители и предприятия, отвечающие за утилизацию продукции.

В большинстве случаев [1, 2, 3 и др.] концепция CALS-технологий в настоящее время отражает только вопросы интеграции информации о продукции на протяжении всего ЖЦП, т.е. под управлением понимается только информационная составляющая ЖЦП (классификация и состав информации на этапах ЖЦП, интеграция, отображение и управление информацией на всех этапах ЖЦП). Такая трактовка понятия ЖЦП отражает только часть задач автоматизации производства, в том числе использование специальных технологий – CALS, суть которой сводится не только к интеграции информации о продукции на всех этапах ЖЦП, а, прежде всего, к сокращению ЖЦП на этапе производства – ЖЦП_П (см. рис.2).



Именно эта главная идея всегда изначально лежит в основе любых концепций и инструментов компьютеризации производства.

Надо отметить, что практически все остальные этапы ЖЦП сокращаются из года в год. Реализация продукции (этап ЖЦП_Р) – это уже не вылеживание дефицитного товара на складах в ожидании «своих» покупателей. Очень часто автомобиль, сходящий с конвейера, уже имеет своего заказчика (и этой ситуации много лет, - вспомним «Колеса» Артура Хейли), собираемый компьютер также могут ожидать нетерпеливые покупатели.

Этап эксплуатации изделий также сократился до неузнаваемости, - ежегодно иной покупатель не меняет разве что несущие стены своего дома. Укоренившееся понятие морального старения продукта и желание следовать моде резко сокращает длительность этапа ЖЦП_Э.

Расширение сети сервисных служб, оснащение их современной техникой и модульный принцип конструкций большинства изделий резко сокращают длительность ремонта – ЖЦП_РМ.

Таким образом, сокращение большинства этапов ЖЦП заставляет производство все быстрее и быстрее выводить на рынок новые товары. Разве что этап утилизации (ЖЦП_РМ) не оказывает какого-либо существенного влияния на современное производство, находящееся в непростых условиях динамично меняющейся рыночной среды. Белка товарно-денежных отношений вертится в колесе все быстрее и быстрее. И выживает в этой гонке тот, кто быстрее выбросит на рынок новый товар, кто быстрее заберет деньги у потребителя.

В работах [4, 5] уже говорилось о том, что действенным средством сокращения длительности производственного цикла является планирование производства с помощью специализированных систем управления классов MES и APS. Но если внимательно вглядеться в этап ЖЦП_П, то окажется, что он состоит не только из механической обработки и сборки продукции. Производству предшествует … другое производство, интеллектуальное.

Если не учитывать этап маркетинга, этап ЖЦП_П, укрупненно, включает в себя следующие основные этапы (рис.3.а): этап конструкторской разработки изделия – ЖЦП_К, этап разработки технологического процесса – ЖЦП_Т, этап технологической подготовки производства – ЖЦП_ТПП и непосредственно сам этап изготовления продукции – ЖЦП_И. Таким образом, упорядочению и планированию с целью сокращения общей длительности этапа ЖЦП_П подлежит не только цикл механической обработки (изготовления), но также все предшествующие ему этапы. При этом между этими этапами зачастую возникает сложная взаимосвязь во времени, обусловленная порядком выполнения всего комплекса работ, принятыми на предприятии особенностями организации производства. Могут встречаться как строго последовательные варианты этапов (рис.3.а), так и с перекрытием во времени (рис.3.б).



Последняя возможность возникает в том случае, если после утверждения сборочного чертежа изделия, конструктор (или несколько конструкторов) разрабатывает чертежи отдельных деталей, которые, после разработки, он может отдать технологу, который, не дожидаясь полного окончания деталировки изделия, сможет приступить к разработке технологического процесса (ТП) изготовления той или иной детали. Такая возможность появляется с использованием систем классов PDM/PLM – в том или ином проекте изделия всегда можно увидеть готовность тех или иных документов (чертежей, ТП и других документов).

Разные заказы могут иметь, в зависимости от степени конструкторско-технологической проработки, разные точки входа на временной оси цикла ЖЦП_П (рис.4). Ряд предприятий имеют до 40% своих объемов сторонние заказы. При этом выполнение ряда заказов начинается с разработки конструкции изделия. Часто встречаются случаи, когда имеется конструкция изделия, но не имеется технологии изготовления. И в ряде случаев заказы уже обеспечены конструкторской и технологической документацией, для них на предприятии требуется осуществить этап ТПП и последующее изготовление.



Макропроцессы проектирования конструкции и технологии, представленные на рис.3, относятся ко всей номенклатуре выпускаемой предприятием продукции, и поэтому, если посмотреть на детальную картину этих процессов, то мы увидим, что они представляют собой сложную взаимосвязь расписаний работы соответствующих служб (рис.5).

Этап разработки ТП очень часто может начинаться до момента полного окончания этапа конструирования, – после разработки и утверждения сборочных чертежей изделий разработка ТП на отдельные детали могут начинаться по мере завершения разработки чертежей тех или иных деталей. Такая же картина может наблюдаться для этапов ТПП и непосредственного изготовления деталей. С помощью такого последовательно-параллельного способа планирования работ возможно сокращение ЖЦП отдельных изделий - .



При этом длительность ЖЦП тем меньше, чем меньше разница между моментами начала смежных этапов ЖЦП для каждого i-го изделия – величины времени

Сокращение этих величин возможно только в одном случае – если модель планирования будет включать в себя как все этапы ЖЦП, так и все исполнительные устройства, отвечающие за выполнение тех или иных работ ЖЦП – множества инженеров-конструкторов, технологов, специалистов отделов АСТПП и множества рабочих центров (РЦ) по всей технологической цепочке (технологическое оборудование предприятия). При этом диаграмма этапа ЖЦП_И будет представлена всеми производственными подразделениями предприятия (цехами) с последующей дифференциацией на расписания отдельных подразделений.

Решение таких задач сквозного комплексного планирования ЖЦП лежит в области межцеховых расписаний работы [6]. При этом каждое подразделение может иметь критерии и ограничения модели планирования, отличные от критериев и ограничений другого подразделения.

Такие задачи, ввиду большой размерности назначения, лучше всего решать с помощью APS-систем [4], которые, в силу упрощенных алгоритмов планирования, позволяют составить расписания для больших размерностей за приемлемое время.

Но контроль и исполнение расписаний работы каждого из подразделений лучше всего возложить на MES-системы, которые обладают функциями диспетчирования и корректировки расписаний в режиме реального времени.

При этом необходимо отметить, что на сокращение указанных величин времени сильно влияет возможность альтернативного назначения той или иной работы (разработки чертежа детали, ТП, выполнение операции и т.п.) на как можно большее число взаимозаменяемых устройств (конструкторов, технологов, РЦ), которые могут выполнить эту работу. Чем выше коэффициент альтернативности назначения той или иной работы, тем плотнее получается расписание и тем меньше длительность того или иного этапа ЖЦП.

Таким образом, мы видим, что если поставить задачу планирования не только производственного цикла, но и всех этапов ЖЦП на предприятии, можно существенно сократить длительность ЖЦП, а значит – быстрее поставить продукцию на рынок.

Автор: Загидуллин Равиль Рустэм-бекович © 2008
докт. техн. наук, профессор кафедры «Автоматизация технологических процессов» Уфимского государственного авиационного технического университета (УГАТУ)
 

Литература

1. Колчин А.Ф., Овсянников М.В, Стрекалов А.Ф., Сумароков С.В. Управление жизненным циклом продукции. – М.: Анахарсис, 2002. – 304.
2. МС ИСО 9004:2000 Системы менеджмента качества. Руководящие указания по улучшению деятельности.
3. Судов Е.В. Интегрированная информационная поддержка жизненного цикла машиностроительной продукции. М.: ООО Издательский дом МВМ, 2003. - 264 стр.
4. Фролов Е.Б., Загидуллин Р.Р. MES-системы, как они есть или эволюция систем планирования производства. ERPNEWS, 2007, erpnews.ru/doc2592.html
5. Фролов Е.Б., Загидуллин Р.Р. MES-системы. Вид «сверху», взгляд изнутри, ERPNews, 2007, ERPNEWS, erpnews.ru/doc2689.html
6. Загидуллин Р.Р. Построение моделей межцеховых расписаний в подсистемах оперативно-календарного планирования автоматизированных производств. СТИН, №8, 2004, с.3 – 8.

© Издание 12NEWS (ИП Маринин А.Л.), 2008