В любой системе есть скрытые резервы совершенствования.
Постулат метода "ФСА+ТРИЗ"
Кто только сегодня не говорит о том, что необходимо повышать качество продукции, снижать издержки. Существуют ли методы для решения этих задач?
Мы беседуем с Александром Скуратовичем, консультантом, который выполнил более 30 консультационных проектов для промышленных компаний Беларуси, России, Чехии, Южной Кореи, Великобритании, специалистом по одному из популярных в мире методов постановки и решения задач "ФСА+ТРИЗ" (1) .
- Вы консультировали британскую компанию Shelbourne Reynolds по производству сельскохозяйственной техники. Расскажите об этом проекте.
В 2007 году мы с моим коллегой Петром Чуксиным принимали участие в проекте по усовершенствованию очесывающей жатки для зерноуборочного комбайна, которую выпускает эта компания.
Уникальность этих жаток в том, что они повышают производительность уборки зерна в 2-3 раза, расходуется в полтора раза меньше топлива по сравнению с традиционной уборкой зерна. Поэтому она пользуется спросом в США, Австралии, Европе, Бразилии… Но применение очесывающих жаток компании Shelbourne Reynolds на российских полях ограничено малым количеством мощных иностранных комбайнов. Самая популярная 9-ти метровая очесывающая жатка весит около 3-х тонн. Российские комбайны не могут с ней работать. Поэтому российский землевладелец В.Н. Батурин поставил задачу: снизить вес жатки и, по возможности, ее себестоимость (фото 1).
Фото. 1. Очесывающая жатка компании Shelbourne Reynolds.
- Как приняли британские коллеги эту идею?
С недоумением. Ведь они совершенствуют машину в течение многих лет, знают ее до последней гайки. Конструкция кажется логичной и оптимальной. Жатка не ломается, хорошо себя зарекомендовала, фермеры с удовольствием ее покупают. Компания - лидер в производстве очесывающих жаток. А тут приезжают инженеры из России и говорят, что надо снизить вес жатки! Но как? За счет чего? Из жатки ничего выбросить нельзя! Все узлы и детали нужны!
Один из главных создателей этой жатки и бывший владелец компании Кейт Шелбурн сказал, что если мы снизим ее вес хотя бы на 5%, он лично пожмет нам руки. Но когда мы стали вместе работать, британские коллеги убедились в эффективности наши методов. В итоге мы нашли способы, как снизить вес на 30%, и Кейт не только пожал нам руки, но и поднял знамя фирмы в нашу честь (фото 2).
Фото.2. Консультанты "ТРИЗ-профи" (слева на право) Александр Скуратович и Петр Чуксин с главным технологом Эриком Тейлором и Кейтом Шелбурном.
- Как Вы достигли такого результата?
Из ТРИЗ известно, что технические системы развиваются закономерно. Основной закон - это повышение степени идеальности системы. У идеальной машины количество материала, ее размеры, потребляемая мощность и стоимость стремятся к нулю, а количество и качество выполняемых функций растет. Идеальная машина - это когда машины нет, а ее функция выполняется. Например, более идеальная жатка та, у которой меньше вес, габариты, потребляемая мощность, стоимость, а количество и качество выполняемых функций больше.
Технологический процесс это тоже система. И близкий к идеальному тот процесс, в котором количество операций, оборудования, материалов и время исполнения стремятся к нулю, но продукт получается с требуемым качеством и в требуемом количестве.
Вот мы и стремились повысить "идеальность" жатки и технологии ее изготовления. Например, мы обнаружили, что при изготовлении секций очесывающих зубьев жатки (фото 3) в отходы уходит 36% дорогостоящей стали (фото 4).
Фото 3. Секция очесывающих зубьев.
Фото 4. Отходы листовой стали.
Такое нерациональное расходование исходного материала ведет к увеличению себестоимости жатки.
Мы предложили изменить раскрой листа стали и вкладывать зубчатые секции друг в друга (фото 5).
Фото 5. Секции, вложенные друг в друга.
В итоге оказалось, что из одного листа вместо 34 секций а можно вырезать уже 48! Следовательно, можно сократить количество покупаемой стали. Более того, теперь за один проход режущий инструмент вырезает не одну, а две секции. Повышается производительность операции резки.
Только одно это предложение дало существенную экономию для компании. Предложение внедрили за неделю. Отходы металла снизились c 36% до 10% (фото 6). Операция вырезки секций стала более идеальной. Конечно, сейчас это решение кажется очевидным. Но никто в компании не видел здесь проблемы и не пытался ее решать, потому что никто не ставил задачу повысить идеальность процесса изготовления жатки.
Фото 6. Отходы листовой стали после усовершенствования операции резки
Понятно, что снижая вес и затраты, повышается идеальность конструкции. А как быть с прочностью?
Да, часто бывает, что попытки снизить вес конструкции приводят к снижению именно этой характеристики: ее прочности или жесткости. Например, у жатки есть крыша. Она изготавливается из листового металла. Ее длина - 9 метров. Это длинная и узкая деталь. И она должна быть жесткой, чтобы сохранять свою форму, когда ее открывают или закрывают. Конструкторы сделали крышу с большим поперечным сечением и дополнили ее ребрами жесткости. Они стремились упростить и облегчить конструкцию, но все равно крыша получилась тяжелой 230 кг.
В этой ситуации, как говорят в ТРИЗ, мы столкнулись с противоречием: если использовать более тонкий металл или уменьшить размеры поперечного сечения крыши, то крыша станет легче, но и снизится ее жесткость. Как быть?
Чтобы снизить вес крыши, надо разрешить это противоречие.
Один из типовых изобретательских приемов, который помогает разрешить такое противоречие - использование ячеистых или пористых материалов. Это могут быть легкие пенометаллы или твердые пенопласты. Такие материалы обладают хорошей жесткостью и малым удельным весом, т.к. на 90% состоят из газа. Крыша, сделанная из таких материалов, будет легкой и жесткой. Вот еще одна возможность для снижения веса.
Всего же мы выдвинули более 60-ти предложений по упрощению конструкции жатки и снижению веса. Эти предложения разделили на две части. Первая часть - предложения, которые могут быть внедрены без больших изменений конструкции жатки и технологии ее изготовления. Их реализация позволит снизить вес жатки на 20%. Вторая часть предложений более радикальные изменения в конструкции жатки. Они позволят довести эту цифру до 30%. Сейчас фирма изготавливает опытные образцы усовершенствованной жатки.
- С какими трудностями может столкнуться приглашенный консультант?
Недостаток информации. Наш опыт показывает, что полную и точную информацию получить трудно. Казалось бы, конструктор знает все о своей машине, поговори с ним и все узнаешь. Но, к сожалению, это не так. Конструктор владеет лишь информацией об основных функциях машины, ее устройстве, принципе действия. Но он может не знать всех тонкостей процесса изготовления машины, ее эксплуатации, ремонта и хранения. А чтобы машина получилась хорошей, желательно учесть все требования, предъявляемые к ней на всех стадиях ее жизненного цикла.
Что касается работы с компанией Shelbourne Reynolds, в этот раз нам повезло. В нашей команде работали Кейт Шелбурн, начальник отдела маркетинга, ведущий конструктор и главный технолог. Кроме того, мы могли привлекать к работе любого специалиста компании.
- Могли ли специалисты компании сами решать задачи такого уровня?
Конечно, если бы владели эффективными методами анализа технических систем, постановки и решения изобретательских задач. Любой конструктор, используя обычные инженерные подходы, может найти, как улучшить систему на 5% по какому-либо ее параметру. Но, когда требуется существенно усовершенствовать систему, нужны специальные методы анализа систем, постановки и решения задач. Причем, методы не только эффективные, но и "быстрые".
Недавно я вернулся из командировки в Китай, где мы проводили серию тренингов по ТРИЗ. Один из специалистов по Six Sigma, популярному сегодня методу улучшения качества продукции, рассказал, что, чтобы выявить и устранить причины брака на производстве, им нужно длительное время. В среднем, проект с применением Six Sigma длится около 6 месяцев. За это время, например, производители мобильных телефонов разрабатывают новую модель телефона. И кому потом будут нужны эти устаревшие рекомендации?
Что касается нашего проекта, мы применяли ФСА (функционально-стоимостный анализ) и ТРИЗ. ФСА - эффективный метод комплексного исследования систем. Его цель оптимизация соотношения между качеством и себестоимостью производимого продукта. По статистике, на 1 доллар, вложенный в ФСА, можно получить от 7 до 20 долларов экономии за счет снижения себестоимости продукции. В нашем проекте одновременно со снижением веса жатки мы снизили ее себестоимость более чем на 30%.
Метод ФСА хорошо известен во всех развитых странах. Для многих компаний он стал своеобразным стандартом. Так, например, еще в 60-е годы в целях снижения расходов на производство военной техники Пентагон обязал промышленные компании использовать ФСА.
Что касается ТРИЗ, то еще 20 лет назад ничего подобного за рубежом не было! В конце 80-х ТРИЗ явился для иностранцев такой же сенсацией, как первый искусственный спутник Земли и выход человека в космос. А сегодня ведущие компании мира, например, такие как Intel, Ford, Boeing, Procter & Gamble, Samsung, LG и другие активно используют ТРИЗ при разработке своей продукции.
Сегодня ТРИЗ и ФСА и другие эффективные методы анализа и решения проблем становятся необходимыми инженерам и менеджерам технических проектов.
-Известно, что практики редко передают свои знания, потому что им некогда. Вы находите время для преподавания?
Да, мы с коллегами проводим семинары по разработке и внедрению инноваций. Большое внимание уделяем дистанционным методам обучения. Так мы можем охватить большее число слушателей. В частности, мы разрабатываем серию кейсов, описывающих решение производственных задач. Вообще, всегда есть возможность для повышения конкурентоспособности техники, процессов, технологий. Ведь, как утверждает один из постулатов ФСА и ТРИЗ, нет идеальных систем, в любой системе есть резервы совершенствования.
(1) Очесывающая жатка реализует перспективную технологию уборки зерновых культур – очесывание растений. Его суть –убираются лишь колосья с зерном, а стебли остаются на поле. Такие жатки экономят до 70% энергии, которую тратит комбайн при традиционном способе уборки. Производительность повышается в 2-3 раза, в 1,5 раза снижается расход топлива.
Рекомендуем прочитать статью: «История Галльской жатки». Оказывается, первый зерноуборочный комбайн «галльская жатка», который выполнял очес колосьев на корню, был изобретен в I веке нашей эры.
