Логика работы процессов конструкторско-технологической подготовки производства изделия

В конструкторско-технологической подготовке производства существует понятие жизненного цикла изделия. Этот жизненный цикл описывает ряд стадий существования некой конструкции – от момента появления идеи о создании новой продукции до вопросов, связанных с утилизацией произведенной продукции.

Выделяют следующие стадии жизненного цикла:

• Обоснование разработки нового изделия.
• Проектирование нового изделия.
• Производство продукции.
• Использование.
• Модернизация и ремонт.
• Утилизация устаревших/вышедших из строя изделий.

Данные пункты немного отличаются от того, что написано в ГОСТах, но не противоречат стандартам, более адаптированы к восприятию непосвященного читателя (более просто передают смысл тех или иных мероприятий).

Далее перечислены основные сущности, действия и события, которые связаны с этими стадиями.

Обоснование разработки

Сам процесс создания того или иного изделия может быть инициирован различными событиями:

• Предприятие производит и продает продукцию и увидело конкурентное решение, которое качественно лучше, чем существующие собственные изделия.
• Появилась новая рыночная ниша (новая мода, ушел производитель и т. д.), и ее можно попробовать занять.
• Продукция производится под заказ, и заказчик выставил качественно новые требования к продукции.

Вне зависимости от того, какое событие послужило отправной точкой, главное – результат, а он будет один и тот же: формирование списка потребительских качеств той продукции, которую планируют создать, производить и далее реализовывать клиентам.

Данные потребительские качества могут быть на практике оформлены совершенно по-разному – здесь не существует каких-то лучших практик: это могут быть просто ссылки на аналоги конкурентов, а может быть формализованный список требований.

Иногда (достаточно часто) требования звучат так: мы должны сделать продукцию лучше, чем у конкурента. Лучше в чем: должен быть больший ассортимент цветов у одежды, должна быть большей глубина погружения у подводной лодки, должна быть большая дальность полета у самолета? Так как требования зачастую выставляет отдел сбыта, а предназначены они для проектировщиков (конструкторов в первую очередь), то здесь есть потенциальная точка конфликта: каждый говорит на своем языке, и хотя вроде бы все стремятся к одному и тому же, договориться не могут.

Главный критерий, который должен применяться к требованиям: их выполнение можно проверить. То есть, если мы говорим, что изделие должно быть не более таких-то габаритов, мы можем измерить получившуюся продукцию и проверить, выполнено требование или нет.

Это хороший пример адекватного требования, которое понятно обеим сторонам. Стоит добавить, что проработка списка требований в таком виде достаточно трудоемка и может потребовать маркетинговых исследований для выявления и формализации итогового списка. Но без этого результат работы будет непредсказуем, а затраты могут быть значительными.

В итоге все требования объединяются в техническое задание для проектирования, которое передается исполнителям для подготовки технического предложения. Детали данного процесса и формат документов будут описаны более подробно позже – в отдельной статье.

Проектирование нового изделия

Процесс разработки нового изделия является основным процессом конструкторско-технологической подготовки производства.

Что здесь происходит (укрупненно): создается несколько версий нового изделия – начиная с прототипа (эскиза), заканчивая версией, эквивалентной будущей серийной продукции. Количество версий никак не лимитируется – они определены результатами: насколько они близки к исходным требованиям и ожиданиям. Можно выделить несколько этапов проектирования.

После того как техническое задание и техническое предложение (если оно есть как отдельный документ) согласованы и утверждены, начинается этап эскизного проектирования. На данном этапе начинается проработка будущего изделия, так чтобы получить общее представление о его конструкции, о том, какие ключевые технические решения будут использованы. В процессе проектирования может изготавливаться эскизный образец изделия – статический макет или макет с ограниченной ключевой функциональностью.

В этой статье намеренно не представлено описание тех или иных IT-решений, которые могут быть использованы в работе, чтобы не затруднять восприятие информации. В отдельных статьях вернемся к этим задачам, вооружившись необходимыми инструментами.

Глубина, детализация и вид эскиза определяются спецификой изделия: одно дело, когда речь идет о небольшом приборе, и совсем другое, когда мы проектируем автомобиль, самолет, корабль – в этом случае будет не только более сложный эскиз, но может быть и несколько подэтапов эскизного проектирования – от общего внешнего вида к деталям конструкции.

Также на этапе эскизного проектирования изделия осуществляется выбор материалов и покупных компонентов, которые будут использоваться в процессе производства. Может оказаться, что исходные решения конструктора неисполнимы или невыгодны с точки зрения закупки, и потребуется подобрать подходящие по цене и качеству альтернативы.

Результат эскизного проектирования – общее согласие с тем, как выглядит и будет функционировать будущее изделие.

За эскизным проектированием следует этап технического проектирования, на котором мы получаем полную конструкцию изделия и весь объем применяемых технических решений. В рамках этого этапа может быть запущено опытное производство изделия, в процессе которого окончательно уточняется конструкция, происходят выработка и уточнение технологии производства. Также по итогам опытного производства утверждается итоговый набор покупных компонентов и материалов, которые будут использоваться при серийном производстве.

Результат этапа технического проектирования – опытный (предсерийный) образец изделия, который прошел все необходимые испытания и соответствует исходным требованиям, описанным в техническом задании.

Перед началом серийного производства изделия наступает этап разработки технической документации на изделие, включая необходимые чертежи узлов и деталей, материальные спецификации, технологические карты производственного процесса, описание процессов контроля и испытаний и прочее.

Так, кратко, выглядит стадия проектирования нового изделия, но мы еще неоднократно будем возвращаться к ней – потому что, как и было сказано ранее, эта стадия как раз и является основой конструкторско-технологической подготовки производства.

Дополнительно к ознакомлению рекомендуются ГОСТ 2.103-2013 «ЕСКД. Стадии разработки» и ГОСТ 3.1102-2011 «ЕСТД. Стадии разработки и виды документов».

В следующих статьях будет представлен пример использования отраслевого решения «1С:PM Управление проектами» для управления работами по проектированию сложных изделий, когда задействовано большое количество сотрудников различных служб и требуется координировать и контролировать их работу. Данное решение может быть также интегрировано с системой 1С:PDM – таким образом сотрудники предприятия получают единое комплексное рабочее пространство, которое объединяет инженерные инструменты и механизмы организации рабочих процессов предприятия.

Производство изделия

Процесс конструкторско-технологической подготовки производства не заканчивается после того, как изделие отправлено в производство. При изготовлении продукции происходят регулярные изменения конструктива изделия, а также технологии его производства.

Изменения могут происходить:

• На основании обратной связи от производства – в том случае, если, например, избранная технология производства не оптимальна (появляется большое число брака) или она устарела (появилось новое оборудование/субподрядчики).
• На основании доступности для закупки тех или иных покупных компонентов или материалов.
• По обращениям службы сбыта – например, в случае появления массовых рекламаций от клиентов или если выпускаемая продукция не соответствует ожиданиям рынка.

В связи с тем, что изменений достаточно много, требуется управлять процессом обработки изменений – для того чтобы понимать, какое исполнение изделия или его компонент мы сейчас производим/используем для сборки. А также для того, чтобы понимать, что делать с существующими производственными заделами и существующими запасами покупных компонентов и материалов.

Общая схема процесса управления изменениями следующая:

• Инициатор (производство/сбыт/закупки) обращается к конструктору-проектировщику с описанием причины/потребности в изменениях.
• В том случае, если изменения затрагивают конструктив изделия, конструктор вносит необходимые изменения и передает новую версию изделия или его составной части на проработку технологу. Если изменения не относятся к конструктиву, изменения сразу передаются технологу.
• Технолог обрабатывает изменения и создает или уточняет под них технологию производства.
• Результаты работы конструкторов и технологов передаются службе закупок (если изменились используемые покупные компоненты или материалы) и производству для ознакомления.
• Могут быть инициированы изменения в пользовательской документации на изделие.

В следующих статьях будут даны подробности и практические рекомендации по организации процесса управления изменениями в конструкторско-технологической документации.

Использование изделия

Подготовка к использованию товаров их покупателями зачастую начинается еще на этапе проектирования изделия. Для того чтобы покупатель мог безопасно и комфортабельно использовать приобретенную продукцию, он должен быть ознакомлен с тем, как она работает и как она в целом устроена. Поэтому на этапе разработки технической документации проектировщиками (техническими писателями в составе проектировщиков) готовятся руководства (инструкции) по эксплуатации продукции.

Эти руководства могут быть иметь различную детализацию в зависимости от сложности самого изделия. В том случае, если продукция достаточно сложная, дополнительно к руководствам по эксплуатации могут быть представлены инструкции/рекомендации по обслуживанию изделия – например, рекомендуемый производителем регламент прохождения регулярного технического обслуживания для автомобиля.

Также в руководстве по эксплуатации могут быть представлены рекомендуемые или обязательные расходные материалы, которые используются в процессе работы изделия – например, марка топлива или смазочных материалов для автомобиля. Кроме того, может быть дан список запасных частей, которые используются для локального ремонта (например, тип установленных ламп).

Вся пользовательская документация должна актуализироваться по мере выхода новых модификаций продукции.

Модернизация и ремонт

Прежде чем говорить о роли конструкторско-технологической подготовки производства в процессе ремонта, следует произвести определенную классификацию.

Вначале по видам ремонта:

• Самый простой случай – это текущий локальный ремонт, который производится пользователем изделия в процессе его эксплуатации. Например, замена тех или иных осветительных элементов, которые выходят из строя.
• Следующие по сложности ремонтные мероприятия – это техническое обслуживание изделия, которое может производиться в зависимости от тех или иных параметров наработки. Например, для автомобиля таким параметром является пробег.
• Далее идут отзывные кампании – если производитель выявил какую-то существенную проблему, которая, например, связана с безопасностью эксплуатации продукции. В такой ситуации производитель может произвести отзыв проданных изделий для замены дефектных деталей и узлов.
• Модернизация изделия не является ремонтом в прямом смысле слова, но процесс ее выполнения во многом схож с отзывными кампаниями – также есть распоряжение или предложение производителя по проведению мероприятий по модернизации, которые осуществляются сервисной компанией или производителем.
• Самый сложный вариант ремонта – это капитальный ремонт изделия. В процессе капитального ремонта осуществляется полная переборка изделия и устранение всех выявленных дефектов.

В зависимости от вида ремонта отличается место проведения ремонта.

Локальный ремонт может производиться по необходимости самим пользователем.

Техническое обслуживание или капитальный ремонт могут выполняться самим производителем или сервисными организациями по поручению производителя. Так же обстоят дела в случае отзывных кампаний и модернизации.

Для того чтобы осуществлять все перечисленные виды ремонта, требуются инструкции, которые описывают технологию разборки/сборки изделия, необходимые инструменты/оборудование и технологию устранения тех или иных дефектов. Для разных видов ремонта инструкции и их объем отличаются: для текущего ремонта пользователям будет предоставлен соответствующий раздел информации в руководстве по эксплуатации изделия. Для технического обслуживания готовятся руководства по обслуживанию и ремонту. Документы готовятся проектировщиками (конструкторами и технологами) на этапе разработки технической документации.

Для отзывных кампаний ситуация иная – производителем по мере выявления проблем выпускаются технические бюллетени, где указаны критичность события (например, срочно провести ремонт, если дефект может угрожать безопасности пользователя), масштаб отзывной кампании (период выпуска изделий или диапазоны серийных номеров изделий, где обнаружена проблема), вариант выявления проблемы и способ устранения дефекта.

Модернизация выполняется по схеме, схожей с отзывными кампаниями: есть программа модернизации, которая формируется или самим производителем по собственной инициативе, или по запросу пользователей изделия. В программе содержится информация о тех изделиях, которые могут быть модернизированы (период выпуска или диапазон серийных номеров), а также технология проведения работ по модернизации.

В случае капитального ремонта заранее точно неизвестен объем работ, а также детали и компоненты, подлежащие замене. Это становится понятно только после того, как изделие полностью разобрали и увидели его текущее состояние. В такой ситуации проектировщик не может заранее предусмотреть все возможные варианты работ по исправлению выявленных дефектов. Поэтому руководства по техническому обслуживанию и ремонту от производителя в данном случае недостаточно, и в тех местах, где производится капитальный ремонт, присутствуют технологи, которые в зависимости от выявленного дефекта, по требованию, готовят технологию его исправления.

Кроме руководства по техническому обслуживанию и ремонту важным является каталог запчастей, который готовит проектировщик/производитель. Данный каталог содержит информацию о тех комплектующих, которые могут быть заменены в изделии, и их обозначения (коды) для возможного приобретения.

И руководство по техническому обслуживанию, и каталог запчастей должны регулярно обновляться проектировщиком/производителем по мере выхода новых модификаций изделий – эту задачу мы должны обязательно учесть в процессе управления изменениями, который работает на стадии производства продукции.

Утилизация устаревших/вышедших из строя изделий

На стадии утилизации конструкторско-технологическая подготовка может понадобиться в том случае, если к утилизируемому изделию предъявлены специальные требования – например, в этом изделии присутствуют опасные материалы или комплектующие, которые требуют особых условий разборки, особых условий хранения и транспортировки.

Также технология утилизации может потребоваться, если предполагается, что после разборки какого-то изделия из него могут быть получены материалы или компоненты, которые могут быть повторно использованы при производстве новой продукции.

Технология утилизации, по сути, состоит из двух вещей: это технология разборки, которая описывает порядок и глубину разборки, и необходимые инструменты/оборудование, а также технологии хранения и транспортировки для тех компонентов, для которых это необходимо (химически активные или радиоактивные вещества и т. п.).

Технология утилизации должна создаваться на этапе разработки технической документации на изделие. Документация по утилизации должна актуализироваться в процессах управления изменениями.