Статьиcегодня статей - 278

Российский стиль изобретательства

Дата публикации: 03.11.2010

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).

Очесывающая жатка компании Shelbourne Reynolds

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).

Эрик Тейлор и Кейт Шелбурн

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).

Секция очесывающих зубьев.

Фото 3. Секция очесывающих зубьев.

Отходы листовой стали

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).
Секции, вложенные друг в друга
Секции, вложенные друг в друга
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.


Отходы листовой стали после усовершенствования операции резки

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.

Добавить в блокнот

(Голосов: 0, Рейтинг: 0)


Добавить комментарий:

Комментарии: