Александр Воронин - Управление операционной логистической деятельностью

Роль САПР и ТРИЗ в процессе разработки.Сегодня ни одна успешная фирма в мире не обходится без САПР и ТРИЗ в процессе разработки. Их применение дает возможность:

• избавить разработчиков от рутинного труда;

• исключить глупые ошибки;

• значительно повысить скорость разработки и внедрения.

Многие считают, что программное обеспечение САПР сегодня можно купить на рынке, установить в компьютерной сети на предприятии и эффективно его использовать. Однако для действительно эффективного использования этого продукта необходимо иметь базу данных и базу знаний, которые позволяют применять ТРИЗ.

Для применения ТРИЗ необходимо создавать специальные базы данных и базы знаний, содержащих решения задач различного творческого уровня (изобретений). Поэтому удобно интегрировать САПР и ТРИЗ в единую систему, что дает возможность использовать их и для постоянных улучшений, и для прорывов.

Метод Тагучи, известный еще как робастное проектирование, задействует экономический фактор, вводя функцию потерь, связывающую стоимость и качество в одну характеристику. Анализ и управление процессом осуществляются на основе идеальной функции параметров изделия, определяемой отношением между сигналом на входе и сигналом на выходе с помощью установления и минимизации шумовых составляющих процесса, приводящих к нарушению устойчивости и отклонениям. Управление осуществляется с помощью специальных таблиц и упрощенного дисперсионного анализа. Воздействующие факторы, шумы, приводящие к искажению сигналов и идеальной функции, У. Шухарт и Э. Деминг разделяют на внешние и внутренние по отношению к рассматриваемой системе:

• внешние (специальные) – индивидуальные особенности работника, изменение температуры, влажности, запыленности, градиента потока воздуха и т. д.;

• внутренние (системные или общие) – изменение параметров станка, изделия, инструмента и т. д.

Суть робастного проектирования заключается в нахождении таких конструктивных вариантов, которые минимизируют зависимость конструкции от шумов. Чтобы действительно реализовать робастные подходы, Тагучи выделил неуправляемые факторы, назвав их факторами помех и разделив на три группы: внешние факторы, производственные несовершенства, деградация изделия.

Задача проектировщика – создать изделие, которое будет робастно ко всем факторам помех. Для этого функциональные характеристики изделия должны быть нечувствительны к разбросам и изменениям факторов помех. Эта деятельность осуществляется на соответствующих этапах проектирования, которых должно быть три: системное, параметрическое, проектирование допусков и создание конструкции и технологии.

Первый этап – системное проектирование.Заключается в разработке (с применением САПР) модели изделия, основанной на потребительских характеристиках и их номиналах, определенных по уровню чувствительности потребителей к отклонениям. В модели необходимо найти компромисс между требованиями потребителей и реальными возможностями производства.

Модель определяет варианты одновременного достижения требований потребителей и технических требований в концептуальном виде и устанавливает такие лимитные контуры для будущего изделия, которые позволят ему быть привлекательным с точки зрения набора ценностей, актуальных для потребителя (в том числе цены).

Второй этап – параметрическое проектирование.На этом этапе идентифицируются такие значения параметров изделий или процессов, которые снижают чувствительность конструкции к различным факторам, влияющим на нее. Другими словами, на данном этапе создается структура конструкторских и технологических параметров, обеспечивающих устойчивость к различным условиям эксплуатации у потребителя и к различным технологическим воздействиям на производстве исходя из статистически определенных разбросов.

Такой подход позволяет не только уменьшить себестоимость изделия при изготовлении, но и снизить совокупную стоимость владения им. На этом этапе устанавливаются номинальные значения конструкторских параметров, связанные с номинальными значениями потребительских характеристик и чувствительностью потребителя к их изменениям. Главная задача этапа – установить такие уровни регулируемых факторов, которые минимизируют влияние факторов помех на функциональные характеристики. На этом этапе становится понятным содержание подготовки производства.

Третий этап – проектирование допусков и создание конструкции и технологии.Суть его – в переносе в конструкции и технологии акцента с соответствия допускам на приближение к номиналам. Этап состоит в установлении допусков на технологические процессы и изделия по этапам переделов. Главная задача этапа – сузить допуски для факторов помех, влияющих на функциональные характеристики, которые невозможно робастно защитить конструкторскими и параметрическими методами.

Допуски должны позволять производству создавать изделия, параметры которых находятся в пределах отклонений от номинала, установленных на основе предыдущего этапа (т. е. в пределах чувствительности потребителя). Этот этап основан на понятиях вариабельности, воспроизводимости и функции потерь.

Чтобы с самого начала этапа в плоских бригадах, а также у производственников и инженерных служб возникло понимание того, что в конструкции и технологии акценты смещаются с соответствия допускам на приближение к номиналам, необходимо:

• выделить параметры и допуски, влияющие на воспроизводимость ПХ и расположение центров распределения в номинале;

• применить к этим параметрам и допускам технологию повышения робастности, основанную на управлении соотношения сигнал – шум с помощью матриц параметров проектирования и факторов помех;

• спроектировать конструкцию и определить пути оптимизации технологии, позволяющие минимизировать составляющую «шум» в матрице факторов для постоянного повышения воспроизводимости технологическими методами;

• установить допуски на технологические процессы и параметры продукции, основываясь на требуемых значениях среднеквадратичных отклонений, гарантированно обеспечивающих попадание производственных характеристик в пределы чувствительности потребителей с минимальным отклонением от заданного потребителем номинала.

Описанная последовательность действий требует специальных подходов.

Проектирование предприятия, которое будет выполнять определенные бизнес-функции, необходимые для достижения стратегических целей компании, начинается с осмысливания и проектирования цепочек поставок, в которых предприятие будет функционировать.