Текст книги "Курс «Современный ТРИЗ». Модуль «Алгоритм решения инжиниринговых задач АРИнЗ»"
Автор книги: Станислав Горобченко
сообщить о нарушении
Текущая страница: 3 (всего у книги 7 страниц)
С самого начала необходимо оценить предполагаемый результат с экономических позиций и после этого решать, браться ли за работу с этим заказчиком или нет. Поиск наиболее горячих задач (на маркетинговом языке – потребностей) на производстве вместо слишком мелких, их отделение от крупных и ранжирование по степени приоритетности для предприятия является важным этапом оценки. На этом этапе нужно вскрыть, что предприятию нужно получить – снижение трудоемкости, экономию материалов, сырья, ресурсов, повысить технические характеристики, в целом снизить издержки производства или ответить на вызовы рынка. Ранжирование задач по критериям выступает содержанием этой части.
Пример. Подготовительный этап для арматурной продукции.
Выделим две ключевые задачи, связанные с нововведениями инжиниринговой арматурной продукции на предприятиях–потребителях. Первая задача – это снижение издержек на производство на предприятии-потребителе. Его роль возрастает в конкурентной борьбе по мере движения товара предприятия-потребителя в жизненном цикле. На этапе зрелости и насыщения ценовая борьба выходит на первый план и особенно ожесточается.
Вторая задача – это адаптация продукции предприятия-потребителя к их целевому рынку. Такие задачи часто связаны с изменением ассортимента, повышением качества продукции, и соответствующей точности и качества регулирования техпроцесса. Основные трудности – во вписывании арматуры в действующие или реконструируемые установки.
Если сравнивать предприятия–потребители с массовым выпуском продукции, средней и малой производительности, то есть свои особенности в задачах. Так, в массовом производстве каждый сбереженный рубль, помноженный на многотысячный выпуск, оборачивается миллионами рублей экономии. Для множества используемых однотипных элементов, которыми выступает арматура в технологических процессах, подходы на основе массового обслуживания будут весьма актуальны.
На мелкосерийных производствах, где создаются нишевые продукты, основной упор делается на повышение добавленной стоимости. Основной упор при анализе стоит делать на анализ технологии, организации производства, разработке унифицированных решений, повышении степени стандартизации отдельных контуров регулирования, способных отвечать требованиям широкоассортиментного технологического процесса, например, выпуска множества разных сортов бумаги. Необходимо выделять участки и узлы наиболее типовых методов производства. Пример задач, которые требуют решения на мелкосерийных производствах, приведен в табл.6.3.
Табл. 6.3. Задачи, решаемые на мелкосерийных производствах при поставках арматуры и КИП и А
После такого анализа в задание на подготовку технико-коммерческого предложения (ТКП) включаются основные характеристики, которые должны быть достигнуты, ожидаемые результаты, пределы возможных изменений объекта, допустимые затраты и примерные сроки работы. Цифры могут быть ориентировочными, но задающими тон принципам формирования решений.
Информационный этап
Этап включает сбор, систематизацию и предварительный анализ данных об объекте, его аналогах, в т.ч. данные по конструкциям, технологиям, затратам, нормативным материалам, тенденциям развития и применению оборудования поставщика и конкурентов на подобных объектах.
Очень полезно ознакомиться с патентными источниками, данными обзоров специализированных институтов, референцами компаний. Краткий перечень информации и порядок работы с ней для подготовки развернутого предложения на основе комплексного инженерно-стоимостного анализа приведен ниже в табл. 6.4.
Табл. 6.4. Источники при работе с информацией
Трудоемкость этого этапа велика из-за значительных затрат времени на сбор такой информации, разнообразия источников, трудности оценки важности для проведения анализа. Сбор и анализ такой информации необходим, поскольку появляется возможность быстро отыскать основные линии развития техники, технологии, производства и найти, как продукт поставщика может быть связан с улучшением характеристик основного производства потребителя.
Однако информационный этап работы является в основном предварительным. Чтобы подойти к вопросу очень конкретно, необходимо собрать данные непосредственно с производства. Лучше использовать список контрольных вопросов и экспертных оценок.
Однако большее внимание должно быть уделено таким главным источникам информации как чертежи и технологическая документация, карты технического уровня, технические условия, стандарты, инструкции, нормативные документы, протоколы испытаний, сведения о поломках арматуры и рекламациях к качеству продукции заказчика со стороны потребителей и т.д. Полезно узнать о предложениях, которые были подготовлены конкурентами с целью уяснить, какие основные проблемы они пытались решать.
На этом этапе стоит познакомиться со всеми вовлеченными специалистами, чтобы понять, кто из них может быть вовлечен в процесс внедрения. Наибольшее внимание стоит уделять специалистам с большим опытом работы и ключевым пользователям продукции. Именно они подскажут, как лучше пользоваться продуктом, как избежать трудностей во внедрении и т.п. В качестве таких заинтересованных сторон в зависимости от вида продукта выделяют производство, технологический отдел, отдел качества, проектный отдел, основных пользователей, экономические службы.
Большим источником знаний и «открытий» может послужить свалка отходов, металлолома, неликвидов и т.п. при предприятиях, рис.6.2. Стоит узнать, сколько аварий происходит по вине используемого изделия, сколько людей требуется, каковы дополнительные внеплановые расходы на такие остановы. Это все пригодится на этапе анализа и подготовки предложений.
Рис.6.2. Свалка арматуры на ЦБК
В процессе работы приходится помнить, что будут затронуты интересы многих отделов. Во многих из них не окажется требуемых данных, многие сочтут предоставление такой информации ненужным или даже опасным, а данные, которые будут представляться, зачастую будут недостоверными. Это реальная жизнь и часто просто особенности текучки на предприятиях. Из-за нее специалисты сами, как правило, не имеют возможности провести комплексный анализ.
Особенно трудно найти информацию по остановам линий, в связи с проблемами в работе конкретного изделия и потреблении запчастей. Также весьма сложно получить экономические данные, касающиеся использования изделий и затрат на них. Это связано с особенностями учета на многих предприятиях, поскольку зачастую не выделяются детальные и пооперационные расходы. Также трудно и с трудоемкостью, выделением затрат на тепло и электроэнергию и пр.
Однако эти пути можно пройти, если знать, какие типовые решения применяются на предприятии, попытаться сверить их с нормативными, принятыми в отрасли. Эти данные легко обнаружить в обычных задачниках, примерах в учебниках, данных из курсового и дипломного проектирования и т.д. В крайнем случае могут проводиться и прямые замеры или прямая оценка затрат времени на проведение той или иной операции, снятие данных с датчиков, графиков АСУ ТП и пр.
В конечном итоге формулируются несколько основных проблем и задач, которые можно решить с помощью предлагаемого инжинирингового продукта. Далее с легкостью могут быть применены способы, принятые в традиционном инженерно-стоимостном анализе: объект разделяется на функциональные узлы, имеющие связь с внедряемым продуктом (изделием), и анализируется технологическая схема.
Результатом является структурная схема изделия и ее связь с технологическим процессом, обслуживанием и т.д. Делаются попытки определить основные технические противоречия и прогнозируются методы улучшения объекта с применением изделия поставщика.
Структурная схема должна отразить системное понимание объекта, а именно объект как систему, с его надсистемой (участки технологических схем, циркуляционные схемы, агрегаты) и подсистемами (узлы, детали), и связями между ними. Особенное внимание следует уделить тому, что зачастую понимание надсистемы, системы и подсистемы не соответствует традиционной разбивке объекта по конструкторской и технологической документации.
Определение последовательности операций и применения изделия в объекте также должно быть важным этапом анализа с целью выявления дополнительных экономических затрат. Самым простым может быть установление затрат при существующем и предлагаемом способе по этапам проектирования, изготовления, транспортировки, монтажа, эксплуатации, технического обслуживания и ремонта, модернизации, реновации и утилизации.
Аналитический этап
Этап направлен на выявление основных задач и формулировку проблем, которые предстоит решать устанавливаемому изделию. В совершенствуемом объекте фиксируются известные проблемы, которые решает изделие, формулируются новые задачи и проблемы, оценивается постановка задач в условиях существующих ограничений. Наиболее сложным этапом является преобразование задач из простых терминов, характерных только для эксплуатационников в многомерную задачу, дающую возможность увидеть дальнюю перспективу применения изделия.
Известные задачи легко определить из открытых источников и опроса специалистов. Среди них найдутся и те, которые в силу разных причин откладываются специалистами на второй план, не используется синергетика, есть тупиковые ответвления, излишне субъективные мнения специалистов и т.п.
Новые задачи возникают из несоответствия функций объекта новым требованиям, достигнутым показателям, например, при использовании лучших технологических процессов. Однако здесь вскрывается одна важная проблема. Как только говорится о новых возможностях, которые дает использование нового продукта, то степень понимания зависит от степени осознанности необходимости в нем.
Четко сформулировать задачу, цель и показать возможное решение при помощи использования изделия поставщика зачастую и является наиболее сложной задачей. Как вскрыть резервы, как более четко осознать возможные выгоды применения, на что обратить внимание в первую очередь, часто представляется очень неясным. Вскрытие резервов для сложных агрегатов, технологических линий, машин является еще более сложным, поскольку количество элементов, систем, подсистем и надсистем резко увеличивается. Для более простых элементов можно поочередно анализировать связи внедряемого изделия с функцией отдельных элементов объекта.
Чтобы выявить возможности внедрения продукта, можно использовать функциональный подход и его главный инструмент – функциональный анализ. Функциональный анализ – это анализ функций, выполняемых объектом, его узлами и деталями, их ранжирование по взносу в проблему, определение их приоритетности, проверка на выполнение функций, сравнение с «идеальными» деталями, поиск элементов, функции которых будут изменены, полезное действие которых будет усилено, а вредное – ослаблено. Анализ дополняется матрицей функций, где по вертикали обозначают функции, выполняемые системой и ее частями, по горизонтали – наименование частей системы, узлов и деталей, а при необходимости и элементов деталей в порядке их вхождения в систему и вклада в выполнение полезных функций.
Как правило, задача заключается в нахождении путей изменения изделий так, чтобы создать функциональную модель изделия, максимально соответствующей выполняемой функции, либо включая полезные, либо исключая излишние функции. Опросам и прямым дискуссиям со специалистами предприятия здесь отведена ведущая роль. Именно они позволяют выявить оптимальный набор функций, ранжировать их по значимости. Приведем пример. Если только 15% специалистов отметили функцию как важную, то ее полное исключение позволит избежать до четверти издержек на производство и сбыт. Такую функцию желательно исключить. Правда, нужно быть весьма осторожными, поскольку важность функции может быть неосознанна, пока ее не исключили. Примеров тому множество.
Основой функционального подхода является заранее выполненная структурная схема объекта. Функции должны быть разделены на основные, второстепенные и вспомогательные. Полезно выделить также и надсистемные функции. Выполнение основных функций обеспечивается вспомогательными, а последних – вспомогательными низших порядков. В конечном итоге должна быть построена схема функционирования объекта с деревом функций. Если это технологическая схема, то может быть построена структурно-процессная диаграмма, напоминающая «рыбий скелет». При использовании таких простых инструментов анализа объект рассматривается системно, не пропускаются важные элементы и их связи. В частности примерно так разрабатываются схемы надежности технологических схем и выявляются «танцующие» контуры в технологических процессах.
Второстепенные функции связаны с выполнением основных, и поэтому являются полезными. Задача состоит в том, чтобы определить, как новое изделие, устанавливаемое в объект, позволяет усилить полезную функцию и уменьшить вредную. Часто вредные эффекты являются следствием полезных. Анализ сочетаний полезных и вредных функций дает возможность спрогнозировать получение максимально возможного эффекта, разрешить технические противоречия, найти способ устранения или уменьшения вредных функций при сохранении полезных.
Ранжирование функций по степени важности позволяет выделить долю вклада их в выполнение главной функции и общий полезный эффект. Если один и тот же элемент позволяет выполнить разные функции, то мы находим поле для синергии, или если имеются варианты выполнения разных функций, то получить альтернативы. Степень детализации предстоит определить в процессе анализа и выделения иерархии структуры объекта.
На этом этапе полученные схемы и матрицы отразят внутренние взаимосвязи в выполнении функций системы. Также важно построить функциональные схемы, отражающие и внешние связи с другими системами, получив отдельные взаимосвязи с жизнью объекта на стадиях проектирования, производства, транспортировки, монтажа, эксплуатации, ремонта, модернизации и утилизации. К примеру, для арматуры основными факторами, ограничивающими применение ее как изделия, являются нормативные документы, стандарты, а также руководящие технические материалы (РТМ) надзорных органов.
Чтобы определить очередность внедрения и направления использования тех или иных изделий, можно составить диагностическую таблицу. В ней суммируются разные оценки системы, выделяются наиболее важные противоречия и проблемы. Обычно значимость может быть присвоена методом экспертных оценок, а также анализом частоты появления проблемы, степени головной боли, аварийности и т.п. Дополнительными показателями должны стать экономические затраты и стоимость выполнения функций данным узлом и его роль в выполнении функций всем объектом в целом. Если значимость узла велика при относительно малых издержках, его можно считать благополучным, и при отсутствии особых причин он рассматривается в последнюю очередь. Если малозначащий узел имеет повышенную стоимость, заниматься им необходимо. В дополнение необходимо определить степень организационных трудностей, связанных с этим узлом. Для этих целей полезно обратиться к разным специалистам, от диспетчера, работников ОТК, лабораторий, до снабженцев и специалистов по ремонту.
Вместе с такой диагностической таблицей по структуре объекта может быть построена таблица значимости и по технологическим процессам, учитывающая значимость операций, материальные и трудовые затраты, уровень беспокойства, степень брака и т.п. Стоит учесть особенности разных процессов.
Пример. Для непрерывных технологических процессов важность аварийности и брака нарастает к концу процесса. Так, стоимость бумажной массы, и соответственно стоимость поддержания точной концентрации на мокром конце бумагоделательной машины перед напорным ящиком и сеточной частью значительно выше, чем после гидроразбивателя. Такие же способы материальной оценки в целом по технологической схеме применимы и для энергетики (стоимость энергетической воды возрастает к клапану питательной воды), в схемах водоочистки (стоимость очищенной воды наиболее высока на последних ступенях технологических схем очистки). Клапаны, установленные в конце процесса, должны быть значительно больше вовлечены в технологический процесс или иметь более высокую надежность.
Полученные таблицы, схемы и диаграммы полезно проанализировать с помощью таблиц выявления резервов, составленных по результатам многочисленных анализов внедрения изделий в сложные объекты. Также полезно использовать методики прогнозирования развития технических систем.
Оценка правильности постановки, преобразование и отбор задач для решения – это окончательная стадия аналитического этапа. Бесполезно применять наиболее эффективные инструменты анализа и решения задачи при установке нового изделия, если сама задача является надуманной. В конечном итоге и потребитель это поймет.
Причины неправильной формулировки кроются в сложностях и самого объекта. Болезнь может проявляться не там, где «болит». Могут даваться неправильные, надуманные причины и объяснения, и следующие из них надуманные решения проблемы.
Чтобы четче определить проблему, необходимо определить ее симптомы и показать нежелательные эффекты, возникающие при ее развитии. Нежелательными эффектами могут быть: недостаточная эффективность полезных функций; наличие вредных или ненужных функций; сложность системы; потребность в дорогих и дефицитных материалах; высокая трудоемкость; большая доля ручного труда; несоответствие реакции человека производственным скоростям; недостаточная надежность конструкции и т.п. Проблемы описываются вместе с ее владельцем – определенной деталью, узлом, агрегатом, участком технологического процесса.
Из определения нежелательного эффекта следуют две задачи – на «исправление» и на «недопущение». Новое изделие должно по возможности не допускать нежелательные эффекты. Исправление нежелательного эффекта, как менее эффективное решение, должно относиться к задачам второго эшелона, т.е. желательно их решать, если решение задачи на недопущение по каким-то причинам невозможно или нецелесообразно.
Также из множества выявленных проблем и вытекающих из них задач нужно выбрать наиболее приоритетную, т.е. дающую максимальный эффект. Такая задача:
– снижает максимальное число нежелательных эффектов;
– устраняет максимальное число исправительных операций и вспомогательных элементов для их выполнения;
– исключает подготовительные и вспомогательные операции, не связанные с конечным продуктом или главной функцией.
Эффективным приемом является функционально-идеальное моделирование – свертывание. (Подробнее см. ГоробченкоС. Л., Как происходит свертывание арматуры, ТПА 52012 стр.115–118). В этом случае предполагается формирование объекта с минимальным количеством элементов, но выполняющих основные функции и максимально приближенных к идеальному выполнению. Это достигается путем ликвидации всех вспомогательных элементов, всех вспомогательных операций и второстепенных функций. Последние передаются элементам, выполняющим основные функции и не подлежащим свертыванию.
Свертывание происходит по следующей схеме:
– для конструкции наиболее эффективно свертывать соседние по отношению к свертываемым элементам подсистемы;
– для технологических процессов – операции, предшествующие свертываемой, вплоть до поставки материалов, либо последующие, включая сборку и транспортировку.
Этап подготовки предложений
На этом этапе вырабатываются предложения по совершенствованию объекта с применением изделий поставщика. Сначала задачи сортируются с выделением нескольких основных групп:
– Задачи, не содержащие противоречий, т.е. решаемых обычными средствами с минимальными изменениями в системе. Это задачи на устранение излишков неоправданных усложнений, завышенных параметров, нерационального использования материалов. Такие задачи легче всего решаются, и изделие легче всего внедряется с быстрой экономией.
– Задачи с противоречиями, допускающими компромиссное решение, и частично удовлетворяющее противоречивым требованиям. Основная проблема и техническое противоречие не устраняется, но его последствия сглаживаются. Такие задачи – это снижение массы конструкции при сохранении прочности и надежности, подбор оптимальных материалов, формы, химического состава и т.д. Решения требуют трудоемкого обоснования, применения специальных методик оптимального проектирования, проведения экспериментов по выбору наилучшего варианта.
– Задачи с противоречиями, не допускающими компромиссных решений. Такие задачи можно решать с применением всего опыта в т.ч. и из других отраслей, являющимися надсистемами, где подобные задачи могут быть уже решены. Внедрение решений является весьма трудоемким делом, зато эффект будет максимальным.
В результате поиска появятся решения с разной степенью достижения идеального конечного результата, разрешения проблемы, противоречия, соответствия закономерностям развития продукта, экономической эффективности и т.п. Они должны быть окончательно оценены экономистами.
Особенно важно выделить сверхэффекты, вредные эффекты и системные свойства, проследить возможные изменения по всей технологической цепочке, которые произойдут при внедрении изделия.
Сверхэффектам нужно найти применение, и развить их с получением максимальной пользы. Для вредных эффектов, возникающих в процессе внедрения, необходимо найти способы их недопущения и, в крайнем случае, исправления. Чтобы выявить их еще до внедрения, полезно использовать «диверсионный» и «инверсный» подход. Не вдаваясь в подробности методов, скажем, что при их применении задача решается как бы наоборот, т.е. ищутся проблемы, которые могут возникнуть при внедрении изделий.
Экспертиза предложений
После выработки предложений необходимо провести их экспертизу. При этом все предварительные предложения разбиваются на 3 группы:
– не требующие при внедрении серьезных изменений конструкций и технологии, в частности перепланировок, замены дорогостоящего оборудования, изготовления сложной оснастки, деталей трубопроводов и пр. Такие предложения быстро внедряются, особенно те, которые направлены на отмену операций и устранение деталей, например, при унификации.
– предусматривающие значительные изменения в технологии, но не требующие переутверждения технических условий, внесения изменений в стандарты, нормативные документы, регистрации в поднадзорных органах и т.п.
– серьезно изменяющие конструкцию, технологию, внедрение возможно только при серьезной модернизации.
На основании выбора того или иного предложения необходимо разработать план-график внедрения, определить ответственных со стороны поставщика и потребителя и включить предложения в план организационно-технических мероприятий по повышению эффективности производства, планы по новой технике, планы по экономии материалов, снижению трудоемкости и т.п.
Этап внедрения
Подразделения и службы предприятия, получившие плановые задания по внедрению изделия поставщика, выполняют его. Контроль осуществляется в плановом порядке.
Хочется сказать, что скептиков всегда будет много. Их основные высказывания сводятся к следующему:
– улучшать ничего не надо, все и так отлично и проблем у нас нет;
– улучшать нужно, но все равно не удастся;
– возможно, внедрение вашего продукта что-то и даст, но кто его захочет внедрять;
– захотеть, может, и захотят, но все равно не внедрят;
– если внедрят, то все равно экономического эффекта не будет;
– это работает на других предприятиях, а у нас особые условия;
– мы и без вас совершенствовали агрегаты, технологические схемы и т.п.;
– сначала докажите, что это реально, потом и внедрим;
– для внедрения вашей продукции нужны специально обученные особенные специалисты. У нас таких нет.
– Денег нет.
– Это слишком ново для нас.
– Дайте в опытную эксплуатацию, потом и решим.
По традиции и трудностей хватает. Ниже приведен их перечень на примере арматуры.
Этап мониторинга
По сути, этот этап является уже «последействием» продажи. Однако от его прохождения зависит, станет ли этот клиент для вашей компании постоянным, а ваше решение – стандартом для отрасли. На этой стадии резко возрастает роль сервиса, как с точки зрения оперативного реагирования на технические вопросы, дополнительного обучения, снижения возможных претензий и пр.
Хорошо проведенный мониторинг при первоначальном внедрении продукции зачастую дает одновременно и ответы на вопросы первоначальной эксплуатации и хорошие референцы и сторонников решения. Это оказывает большую поддержку продавцам в дальнейшем.
Мы подробно рассмотрели возможности применения одного из главных инструментов АРИнЗ – инженерно-экономического анализа для целей выбора наиболее эффективной продукции, способной быть и технически, и экономически состоятельной. Основой анализа является создание функциональной модели, отображающей неудовлетворенные и прогнозируемые потребности потребителей в инжиниринговом продукте, и нахождение технических решений, которые по своим потребительским свойствам будут превосходить существующие решения.
Для этих целей важно не только не пропускать ни одного основного этапа в разработке сложных технико-коммерческих предложений, но и внимательно изучать «расстановку сил» и организационно-технические трудности на предприятии. Важно и чаще практиковаться, как показано, например, в статье Горобченко С. Л. (см. ГоробченкоС. Л., Как разработать технико-коммерческое предложение с применением инженерно-стоимостного анализа в журнале ТПА экспресс №12013 стр. 53–59).
Чтобы добиться успеха в условиях конкуренции, анализ применимости предлагаемых решений по представленному механизму должен стать неотъемлемой частью подготовки внедрения сложных инжиниринговых решений.
Использованная литература
1. АльтшуллерГ. С., ЗлотинБ. Л., ЗусманА. В.. Поиск новых идей: от озарения к технологии (теория и практика решения изобретательских задач). – Кишинев: Картя Молдовеняскэ, 1989.
2. Герасимов В., ЗлотинБ. Л., ФСА в действии в журнале техника и наука, 1982 №11, с.10–12.
3. Горобченко С. Л. Как разработать технико-коммерческое предложение с применением инженерно-стоимостного анализа в журнале ТПА экспресс №12013 стр. 53–59.
