Менеджмент инноваций управление исследованиями и разработками

♦Насколько новыми являются потребности, касающиеся взаимодействия с пользователем?

♦Какова роль вопросов безопасности?

Основные потребности, связанные с эстетикой:

♦Требуется ли визуальная дифференциация продукта?

♦Насколько важны чувство гордости от обладания продуктом, имидж, мода?

♦Повышает ли эстетическая привлекательность продукта мотивацию команды?

6.3. УПРАВЛЕНИЕ РАЗРАБОТКОЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СОВРЕМЕННЫХ МЕТОДОВ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Информационно-вычислительные системы (ИВС) являются технической базой, на основе которой осуществляется организация процессов проектирования, технологической подготовки производства, изготовления и эксплуатации изделий сложной техники, например, авиационной, аэрокосмической техники.

Стратегическое направление развития ИВС в авиационных конструкторских бюро (КБ) – создание и совершенствование информационной поддержки жизненного цикла изделий (ИПИ), или внедрение технологий PLM (Product Lifecycle Management).

Главный принцип PLM – информация, однажды возникшая на каком-либо этапе жизненного цикла, сохраняется в интегрированной информационной среде (ИИС) и становится доступной всем участникам этого и других этапов.

Ядром PLM-технологии является PDM-система. В КБ такой системой может являться Teamсenter Engineering (TCE) фирмы

Siemens PLM Software (предыдущее название фирмы – UGS).

Основными функциями PDM-систем являются:

♦управление структурой (составом) изделия;

♦управление данными САПР (интерфейсы к CAD/CAM

системам Unigraphics (NX), AutoCAD и др.);

♦управление базами данных стандартных изделий;

281

♦управление бизнес-процессами (согласование и утверждение конструкторских документов);

♦управление изменениями.

В системе реализован функционал электронного архива, где сегодня хранится вся электронная конструкторская информация по всем промышленным изделиям. ТСЕ обеспечивает создание электронной структуры и управление ее изменениями ассоциативно со структурой сборки в Unigraphics (NX).

Применение PDM-системы позволяет создать единую среду проектирования, в которой исключено дублирование информации и связанные с дублированием и постоянным копированием ошибки.

На этапах проектирования (техническое предложение, эскизный, технический, рабочий проекты) и подготовки производстваведущуюрольиграют программныесредстваCAD/CAM/CAE.

Базовой системой проектирования в КБ на предприятиях моторостроительного комплекса является система Unigraphics (NX), полностью интегрированная с PDM-системой TCE. Для выпуска чертежей используются AutoCAD и Компас.

Основные средства инженерного анализа, применяемые в конструкторском бюро: прочностные расчеты – ANSYS, LS-DYNA; в области CFD (вычислительной газовой динамики) используются пакеты CFX и Fluent, а также программы собственной разработки.

На этапах технологической подготовки производства также используются CAD/CAM пакеты, перечисленные выше. Кроме этого, используются специализированные средства:

♦пакет ProCAST для анализа процесса заливки металла;

♦пакеты формирования технологических процессов;

♦ПО для координатно-измерительных машин и др.

В основе подбора перечисленных выше компонентов CAD/CAM/CAE систем был положен принцип обеспечения поддержки концепции «мастер-модели». Этот принцип основан на том, что после создания конструктором трехмерная гео-

282

метрическая модель ассоциативно используется на остальных стадиях проектирования, подготовки производства, контроля, создания эксплуатационной документации, а также в маркетинговых целях. Принцип «мастер-модели» позволяет реализовать процесс параллельного инжиниринга, который заключается в одновременном участии конструкторов, расчетчиков, технологов в процессе создания изделия.

Трехмерная геометрическая модель – основа современного процесса проектирования. Параметры современного двигателя требуют от конструктора оптимизации конструкции с целью удовлетворения противоречивых требований (эффективность, прочность, вес, стоимость, ресурс, технологичность, ремонтопригодность). Поэтому детали изделия приобретают все более ажурную конструкцию. Именно при проектировании деталей сложной геометрической формы, а также при создании большого объема взаимосвязанной технологической оснастки проявляются преимущества использования средств трехмерного моделирования и принципа «мастер-модели».

В конструкторских бюро применяется технология разработки и сопровождения эксплуатационной документации на различные модификации изделия (в том числе на разных языках). Наполнение единой базы данных эксплуатационных документов проводится в многопользовательской сетевой среде.

6.4. ПОДГОТОВКА ПРОИЗВОДСТВА К ВЫПУСКУ НОВОЙ ПРОДУКЦИИ

Успех технического продукта в значительной степени зависит от технологии производства. В этом случае дизайнеры могут подключаться к процессу разработки на более поздних стадиях. Активное участие дизайнеров в работе команды может способствовать более эффективному обмену информацией между группами, занятыми разработкой разных функций продукта.

283

Это упрощает координацию и, в конечном итоге, приводит к созданию инновационного продукта лучшего качества.

Потребительские нужды и технические требования полезны для выбора направлений на стадии создания концепции продукта, однако в ходе дальнейшей разработки у команды инновационного проекта нередко возникают трудности в определении связи потребностей и ТТ со специфическими вопросами проектирования. Поэтому многие команды применяют методологию

проектирования для производства (ПП). Эта методология имеет универсальное значение, поскольку напрямую связана как с затратами на производство, так и с обеспечением таких качеств нового продукта, как надежность, безотказность, удобство в обслуживании, влияние на окружающую среду и технологичность.

Затраты на производство – ключевой показатель, определяющий успех инновационного продукта. Число проданных единиц продукта и цена продажи в значительной степени определяются качеством продукта. Таким образом, для достижения экономического успеха конструкция продукта должна обеспечивать высокое качество и минимизировать затраты на производство.

Проектирование для производства – одна из самых комплексных методик в процессе разработки инновационного продукта. Оно использует информацию нескольких типов, включая: эскизы, чертежи, технические требования, альтернативные варианты конструкции; детальное понимание процессов производства и сборки; оценку затрат на производство, объем выпуска и времени, необходимого для постановки изделия на серийное производство. Таким образом, ПП требует участия большинства членов команды разработчиков, а также инженеров-технологов, экономистов, производственного персонала, экспертов со стороны.

Методика ПП может иметь пять этапов, представляющих собой итерационный подход: оценка затрат на производство; проведение работ по снижению стоимости комплектующих; проведение работ по снижению стоимости сборки; сокращение затрат на поддержку производства; изучение влияния решений, связанных с ПП, на другие факторы.

284

Оценка затрат на производство может быть осуществлена на основе использования простой модели типа «вход–выход» для производственной системы (рис. 6.4) [178].

Рис. 6.4. Модель «вход – выход» для производственной системы

Затраты на производство представляют собой сумму всех входных затрат и затрат на утилизацию отходов, производимых системой. В качестве меры затрат обычно используют затраты на производство единицы продукции, которые равны частному от деления общих затрат на производство в течение определенного периода на число единиц продукта, произведенных за этот период. Однако при этом возникает ряд вопросов. Где проходят границы производственной системы? Следует ли включать в ее состав техническое обслуживание на местах? Как быть с деятельностью по разработке инновационного продукта? Каким образом следует учитывать в стоимости продукта дорогостоящее оборудование общего назначения, которое служит в течение многих лет? Как распределять затраты в случае крупных производственных систем, в которых ведется выпуск многих продуктов?

Поскольку точная оценка затрат связана с большими трудностями, зачастую решения по ПП принимаются в условиях отсутствия подробной информации о затратах. При снижении стоимости комплектующих в качестве решения могут выступать

285

новые концепции конструкции компонентов или постепенное усовершенствование конструкции путем упрощения и стандартизации. Стоимость сборки может быть уменьшена за счет упрощения сборочных операций. Сокращение затрат на поддержку производства следует принимать с учетом существенного влияния дизайнерских и конструкторских решений. В качестве примера комплексного подхода к разработке продукта и подготовке производства, приведем пример из опыта работы компании

Hewlett-Packard (рис. 6.5) [178].

Рис. 6.5. Бизнес-стратегия создания новых продуктов компании Hewlett-Packard

286

В компании сформированы и работают на постоянной основе различные группы технологического профиля, которые функционируют параллельно и обеспечивают реализацию стратегии создания новых продуктов. Каждая такая группа занимается разработкой одной из технологий, наиболее важных для освоения новых видов продукции компании Hewlett-Packard.

Экономия времени за счет одновременного, а не последовательного выполнения разных этапов проекта может быть весьма значительной. Она достигается не только благодаря совмещению выполнения работ, но и благодаря сокращению количества ошибок, которые могут появиться на одной из фаз, и не обнаруживаются вплоть до последней стадии проекта. При совместном проектировании гибкое и быстрое устранение таких ошибок позволяют обеспечить определенные методы управления проектами.

Давление различных стоимостных факторов, с которым сталкиваются компании, становится все более сильным. Ключевой отличительной чертой наиболее преуспевающих фирм является способность поставлять свои изделия на рынок быстро и дешево. В работе К. Фиоре [180] процесс разработки новых продуктов рассматривается с применением двух самых популярных на сегодняшний день концепций: шесть сигм плюс бережливое производство (табл. 6.1).

Хорошим примером организации процесса разработки новой продукции может быть опыт компании Toyota [45]. В компании Toyota разработка новой продукции включает три категории: разработка новой модели; полная модификация существующей модели; ее частичная модификация. Как правило, компания нечасто создает совершенно новую модель, поэтому разработка новой продукции представляет собой главным образом модификацию модели. Обычно полная модификация осуществляется раз в четыре года, частичная – раз в два года. Следовательно, как только объем производства и продаж модели достигает максимума, разработчики начинают планировать концепцию ее преемника. С этого момента и до выхода модели-

287

преемника на максимальный объем производства проходит еще четыре года, т.е. этот процесс равен периоду предполагаемого жизненного цикла продукта.

Таблица 6 . 1

Направления для ускоренной разработки новых продуктов

Фундаментальные исследования осуществляются в главном Центре исследований и разработок в г. Тойода. Специальные исследования и разработки для конкретных моделей вы-

288

полняются в других центрах НИОКР, например, Хигаси Фудзи и Центре разработки узлов.

Для каждой модели автомобиля назначается главный инженер, играющий ключевую роль в команде по планированию новой модели, которая входит в отделение планирования продукции. Именно ему передают свои разработки различные исследовательские центры и отделение исследований и разработок главного офиса Toyota. Он также получает информацию, собранную отделом планирования ассортимента и отделом продаж. Такая передача технологий и информации происходит приблизительно за три года до того, как модель будет полностью разработана.

После этого более детальная разработка модели выполняется инженерно-техническим отделом головного офиса, а внешние поставщики участвуют в некоторых областях разработки: например, поставщики деталей для кузова автомобиля принимают участие в разработке кузова, а поставщик узлов – в разработке соответствующих узлов.

Обычно главные инженеры при разработке новой модели автомобиля выбирают один из следующих двух подходов:

1.Децентрализованный подход, при котором Центр планирования продукции играет главную роль, но различные связанные с ним отделы работают с относительно высокой степенью автономии.

2.Централизованный подход, когда за организацию разработки нового продукта отвечает проектная команда под руководством главного инженера.

Первый подход более применим для стандартной работы

впроцессе разработки нового продукта. Второй подход дает возможность главным инженерам держать под личным контролем разработку нового продукта.

Новая модель разрабатывается исходя из рыночных и технологических тенденций. Исследование рынка начинается с изучения реакции потребителя на недавно появившиеся на рынке модели. Помимо простого сбора данных главный инженер лич-

289

но берет интервью у внутренних дилеров или иностранных импортеров, чтобы узнать мнения продавцов и покупателей автомобилей в различных регионах. Кроме того, сотрудники отдела планирования ассортимента опрашивают местных и заграничных дилеров, а менеджеры по сбыту высказывают свое мнение, которое может быть учтено при планировании следующей модели.

Маркетинговые данные описывают реакцию рынка и потребителей только на ту продукцию, которая производилась в прошлом или производится сейчас. Поэтому те, кто занимается планированием, пытаются предугадать будущие изменения социальной среды и те тенденции, которые могут повлиять на конкурентоспособность продукции. Типичный график разработки и запуска новой модели автомобиля, начиная с его последнего этапа– выхода наполныйобъемпроизводства, показаннарис. 6.6.

При разработке нового продукта всегда бывает необходимо создание прототипов и их испытания. Прототип – это приближенное представление одного или нескольких аспектов продукта, представляющих интерес. Прототипы могут быть физическими или аналитическими. Физические прототипы обычно лучше подходят для демонстрации и обмена информацией. Аналитические прототипы обладают большей гибкостью, чем физические. Для обнаружения непредвиденных обстоятельств необходимы физические прототипы. Создание прототипов может уменьшить риск дорогостоящих операций и ускорить другие шаги разработки. Технологии трехмерного компьютерного моделирования и синтеза объемных моделей помогают существенно сократить относительную стоимость прототипов и время, необходимое для их создания. Для планирования прототипов может быть использована методика, состоящая из следующих шагов: определение назначения прототипа; определение степени приближения, которую обеспечивает прототип; составление плана экспериментов; составление графика закупок комплектующих, создание прототипа и проведение испытаний.

290