Szczupłe projektowanie - zastosowanie zasad Lean przy projektowaniu maszyn i urządzeń

Spis treści

(na podstawie pracy dyplomowej, napisanej w ramach Studiów Podyplomowych Zarządzanie Produkcją na Wyższej szkole Europejskiej im. Ks. Tischnera)

Wprowadzenie

Coraz częściej „szczupłe” podejście stosuje się nie tylko do procesów stricte produkcyjnych i poprodukcyjnych, ale rozszerza się je na wszystkie działy i procesy obecne w działalności biznesowej. W szczególności firmy budujące maszyny w coraz większym stopniu zwracają uwagę na korzyści, wynikające z zastosowania podejścia „lean” w trzech kluczowych obszarach: projektowanie maszyny, sama maszyna i Słownik pojęć proces jej budowy. Największe korzyści, wydaje się, uzyskać można przy zastosowaniu podejścia łączonego, z zastosowaniem zasad „lean” we wszystkich wymienionych obszarach. Ogólnie takie podejście nazwać będziemy „szczupłym projektowaniem” (Lean Design).

 

 

Japońskie słowo „ Słownik pojęć muda” oznacza stratę lub odpad. Kiedy mówimy o podejściu "lean" zazwyczaj oznacza to analizę istniejącego procesu, maszyny lub schematu i znalezienie miejsc oraz sposobów eliminacji „ Słownik pojęć muda”. Podejście „szczupłego projektowania” oznacza, że nie analizujemy gotowego produktu, ale poszukujemy możliwości wyeliminowania strat już w fazie projektowania.

Szczupłe projektowanie jest procesem skupiającym się na podejmowaniu dobrych decyzji wtedy kiedy jest to najważniejsze - już w fazie projektowania lub koncepcji. Przy projektowaniu maszyny oznacza to m.in. wybór i zastosowanie najbardziej wydajnych elementów realizujących daną funkcję oraz wybór zestawu komponentów, które razem będą stanowić najbardziej wydajny system z równoczesnym uwzględnieniem ograniczeń, które narzuca dostępny budżet. Poprzez analizę kompatybilności oraz wydajności poszczególnych komponentów systemu podczas fazy projektowania, eliminuje się późniejsze straty wynikające ze źle dobranych elementów. Dodatkowo, jeżeli uwzględni się pewną specyfikę działania projektowania maszyn specjalnych, mianowicie to, że produkcja jest jednostkowa, każda z maszyn jest budowana jednorazowo, na podstawie specyfikacji klienta, dla pewnego konkretnego produktu, to konieczność podejmowania prawidłowych decyzji na etapie projektowania jest zagadnieniem podwójnie ważnym i podwójnie trudnym. Oczywiście wytwórca działa z uwzględnieniem ograniczeń specyfikacji ogólnej klienta, ograniczonego budżetu oraz ustalonej, nieprzekraczalnej daty dostawy.

W artykule, po krótkim wstępie teoretycznym, na przykładzie kilku konkretnych projektów maszyn (stanowisk roboczych) postaram się pokazać drogi rozwiązywania niektórych problemów, które można napotkać podczas opracowania projektu nowej maszyny. Jako przykład posłuży linia montażowo-kontrolna, składająca się z kilkunastu maszyn, przeznaczona dla przemysłu samochodowego, z uwzględnieniem specyficznych wymagań tej gałęzi przemysłu.

3 mity szczupłego projektowania

Zastosowanie podejścia szczupłego projektowania - lub wyeliminowanie „ Słownik pojęć muda” zanim maszyna zostanie zbudowana, wydaje się prostym działaniem, ale pójście zbyt daleko w eliminacji strat może spowodować nadmierne uproszczenia oraz nieporozumienia. Poniżej zgromadziłem kilka błędnych stwierdzeń, które bywają kojarzone ze szczupłym projektowaniem.

Szczupły znaczy tani

Podejście „lean” jest często traktowane jako znalezienie najtańszych z możliwych sposobów robienia czegoś. To niekoniecznie prawda. Tak jak wyposażenia olimpijczyków nie kupuje się w lokalnym sklepie sportowym, producenci maszyn muszą opierać się pokusie zrównania szczupły = tani. Kluczem do sukcesu jest tu zrównoważenie kosztów z technologią. W systemach gospodarczych, koszty i zyski są prawie zawsze w sprzeczności. Coś, co nie kosztuje dużo rzadko przynosi znaczne zyski, a jeśli chcemy czerpać wielkie korzyści zwykle musimy dużo zainwestować. Ponieważ firmy chcą minimalizacji kosztów i maksymalizacji zysków, wyraźnie zaznacza się konflikt celów. Dodatkowo wykonawca z reguły porusza się w wynegocjowanym (narzuconym) budżecie co pociąga za sobą konieczność stosowania restrykcyjnej dyscypliny przy wydatkowaniu środków na wyposażenie maszyny oraz usługi.

Korzyści… wieki po zakończeniu projektowania

Nie ma wątpliwości, że decyzje na etapie projektu mają duży wpływ na ostateczny koszt i jakość maszyny. Szczupłe projektowanie skupia się na lepszych decyzjach podejmowanych wcześniej podczas fazy projektowania. Lepsze decyzje wcześniej oznaczają mniejsze zagrożenie kolejnymi restartami projektu, dokładniejszym określeniem dat dostawy, niższym kosztem ogólnym projektu i wyższym poziomem satysfakcji klienta.

Szczupły oznacza "cienki"

Ponieważ szczupłe projektowanie ma na celu redukcję lub eliminację strat, łatwo można w aplikacji posunąć się zbyt daleko - do punktu, w którym projekt jest tak szczupły, że przestaje być funkcjonalny. W budowie maszyn projekt, który jest zbyt szczupły zwykle jest automatycznie mało elastyczny, trudny do integracji, zawodny oraz posiada wysokie koszty obsługi i konserwacji.

O czym należy pamiętać?

Do kluczowych kwestii w podejściu szczupłego projektowania należą: oszacowanie ryzyka, osiągnięcie równowagi, osiągnięcie sukcesu. Firmy budujące maszyny i wykorzystujące praktyki szczupłego projektowania stają przed koniecznością oszacowania ryzyka i określenia odpowiedniej równowagi pomiędzy przeszacowaniem (over-engineering), a niedoszacowaniem (under-engineering) systemu.

Ryzyko koncepcyjne ogólnie przejawia się najczęściej na kilka różnych sposobów:

  • ryzyko techniczne skupia się na tym, czy wybrana przez nas technologia jest sprawdzona i niezawodna;
  • niezawodność rozumiana jako długookresowa pewność działania oraz powtarzalność komponentów, czy systemów wybranych do konstrukcji maszyny;
  • powtarzalność, która jest szczególnie istotna w aplikacjach wymagających dużej precyzji, jak np. montaż czy pakowanie;
  • ryzyko budżetowe (koszt elementów standardowych) musi być brane pod uwagę w oparciu o dostępne środki krótkoterminowe, ale musi być także
  • zrównoważone z długofalowymi konsekwencjami systemu, który może na dłuższą metę okazać się kosztowny w utrzymaniu, naprawie i rozbudowie. Producent maszyny gwarantuje poprawne działanie maszyny przez okres od 12 do 24 miesięcy, musi więc ponosić, już po dostawie, dodatkowe koszty wynikające z awarii podczas okresu gwarancyjnego.

 

ryzykoSzacując ryzyko przy projektowaniu maszyny na sposób „szczupły” dobrze jest odpowiedzieć sobie na następujące pytania, pomagające w przechodzeniu przez ten Słownik pojęć proces i wziąć pod uwagę pewne czynniki określające ryzyko.

  • Czy rozważane (przyjęte) rozwiązanie techniczne będzie faktycznie działać tak jak potrzebujemy ?
  • Czy zastosowana technologia jest dostępna i stabilna (przetestowana) ?
  • Czy projektowaną maszynę można zbudować w oparciu o dostępne środki techniczne ?
  • Czy maszyna spełni wymagania dotyczące minimalnej wydajności ?
  • Czy zastosowane komponenty i technologie gwarantują bezawaryjną pracę co najmniej przez okres gwarancji ?
  • Czy pozwoli na eliminację odpadów czy będzie je tworzyć ?
  • Ile maszyna będzie kosztować dziś ?
  • Czy może zostać wykonana na czas ?
  • Czy może być w łatwy sposób odtworzona (powtórzona) ?
  • Czy maszyna może być łatwo i niedrogo rozbudowywana oraz czy jest skalowalna do potrzeb użytkownika końcowego ?
  • Czy zastosowano zasady ergonomii odpowiednie dla typu maszyn i rodzaju pracy ?
  • Czy maszyna jest bezpieczna dla użytkownika ?
  • Czy maszyna spełnia krajowe i międzynarodowe przepisy (m.in. DyrektywaMaszynowa UE, krajowe normy, szczególne regulacje prawne dla określonych typów maszyn) ?
Wojciech Nowak

Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie obsługi JavaScript.
Region:
Branża:
 

Komentarze:

Komentarze   

 
Kaylene
0 # Kaylene 2017-01-18 19:57
It's no secret it's in your DNA as humans to want to look bigger, faster, and further.
Different knives have different features and serve different purposes.
Water and drinks, compass, toilet paper and
knife are some of the few items that are often brought.


Here is my web page :: best law enforcement flashlight: 163.ca/.../...
Odpowiedz
 

Dodaj komentarz

Zobacz również

Logowanie

Zapamiętaj mnie