Операционный технологии
Технология – это невероятно важный ресурс не только для отдельных операций производственного процесса, но и для роста и повышения эффективности работы фирмы в целом. Недаром говорят, что именно технологический прогресс привел к большинству перемен в мире. Технология оказывает значительное влияние на уровень конкурентоспособности как отдельных компаний, так и общенациональной экономики. Такие гиганты, как Hewlett-Packard, McDonald's, Ford и General Motors (врезка "Программа автоматизации ARCH компании McDonald's"), достигли огромных успехов именно благодаря умелому использованию новых технологий. Любопытно, что, по мнению экспертов, будущий успех двух компаний, совершивших настоящую революцию в области информационных технологий, Intel и Microsoft, в основном зависит от их роста в международном масштабе.
Фирмы, выбирающие технологию для обеспечения конкурентоспособности, эффективно объединяют свою технологическую стратегию с бизнес-стратегией. По мере того как такие компании изобретают и разрабатывают новые технологии, они осваивают и предлагают потребителям новые виды продукции и услуг. Как правило, это фирмы, которые работают в среде, где товар, полгода существующий на рынке, считается устаревшим, а жизненный цикл продукции измеряется месяцами.
В результате широкомасштабного распространения информационных систем, основанных на использовании Internet и Web, значительные изменения произошли в сфере информационных технологий. Стоимость информационного обеспечения, сбора информации и электронной связи в последние годы резко сократилась, и, по мнению специалистов, эта тенденция будет усиливаться в геометрической профессии. Кроме того, вследствие смещения бизнеса в сторону информационной интеграции постоянно меняются способы его ведения. Это ведет к тому, что сегодня все подразделения компании могут пользоваться одним и тем же источником данных, будь то сведения об объемах продаж, ресурсах, товарно-материальных запасах или о фабричных производственных графиках. Мир, в котором мы сегодня живем, – настоящий рай для людей, приветствующих прогресс в области технологий, и ад для тех, кто сопротивляется этому процессу.
Технологический прогресс не ограничивается только использованием компьютерной техники, а определяется также многочисленными новинками, которые появились в результате создания новых материалов и способов изготовления продукции, появления различных научных открытий (например, в генной инженерии). Достаточно вспомнить, что реальная перспектива создания автомобиля, не требующего замены масла, стала прямым результатом разработки нового синтетического масла в сочетании с применением новых материалов для изготовления деталей двигателя и усовершенствованных методов их обработки. Одной из важнейших сфер технологического прогресса является вторичное использование промышленной продукции. Сегодня в США разработаны и действуют правительственные программы, согласно которым компоненты многих видов продукции, особенно изготовленные из пластика, после окончания их срока службы подлежат вторичной переработке. Эти программы налагают на компании ответственность за уничтожение или повторное применение выпускаемой ими продукции. Специалисты предсказывают, что основную роль в реализации этих программ будет играть разработка новых технологий в материаловедении.
Следует особо отметить, что ни на одну отрасль экономики развитие технологии не повлияло столь же сильно, как на сельское хозяйство. Во врезке "Фермеры пожинают плоды информационного прогресса и повышают урожайность своих полей", посвященной технологии GPS, рассказывается о новациях, знаменующих, по всей видимости, новую эру в фермерском бизнесе. Не менее значительный прогресс наблюдается также в массовом переходе на передовые технологии сотовых телефонов и цифровые стандарты телевизионного вещания высокой четкости.
Технологии в производстве
Технологические изменения происходят практически во всех отраслях промышленности, но многие из них уникальны и применяются исключительно в конкретных сферах. Например, железобетонные блоки с предварительным напряжением являются технологическим новшеством только для строительного производства. Основное требование к проектированию автомобилей заключается в том, что машины должны производиться из комплектующих, подлежащих вторичной переработке.
За последние несколько десятков лет в технологии появилось много новшеств и достижений, оказавших значительное влияние на работу компаний во многих отраслях промышленности. Эти достижения, которые и стали предметом рассмотрения в данном дополнении, можно разделить на две большие категории – системы технического обеспечения и системы программного обеспечения.
Основным результатом появления новых технологий в техническом обеспечении стал более высокий уровень автоматизации процессов; благодаря им создается оборудование, выполняющее трудоемкие операции, которые раньше выполнялись людьми. В качестве примеров можно назвать станки с числовым программным управлением, обрабатывающие центры, промышленные роботы, автоматизированные системы подачи материалов и гибкие производственные системы. Все это оборудование, которое управляется компьютером, широко применяется в производстве. Технологии, основанные на разработках программного обеспечения, широко используются при проектировании продукции, а также для анализа и планирования производственной деятельности. Наиболее известны из них системы автоматизированного проектирования и автоматизированные системы планирования и управления производством. Все вышеупомянутые технологии подробно описываются дальше, в этом дополнении к главе 4.
Системы технического обеспечения
Станки с числовым программным управлением(станки с ЧПУ– Numerically Controlled Machine) состоят из (1) обычного станка, который применяется для обточки, сверления или шлифовки всевозможных деталей, и (2) компьютера, управляющего последовательностью операций, выполняемых машиной. Станки с ЧПУвпервые стали применять в 60-х годах компании в аэрокосмической промышленности, и с этого времени они широко используются во многих других отраслях. В самых современных моделях станки с ЧПУимеют замкнутые системы автоматического управления с обратной связью, которые определяют положение инструмента и детали в процессе обработки, постоянно сравнивают фактическое положение с запрофаммированным и при необходимости корректируют его. Такой процесс часто называют адаптивным управлением.
По сравнению со станками с ЧПУ обрабатывающие центры обеспечивают еще более высокий уровень автоматизации. В таком оборудовании не только выполняется автоматическое управление процессом работы, но и осуществляется автоматический выбор и установка инструмента, в зависимости от того, какой инструмент нужен для выполнения той или иной операции. Кроме того, такой центр можно оборудовать автоматической транспортной системой челночного типа, которая позволяет в процессе обработки какой-либо детали на станке автоматически загружать в специальные приспособление необработанные детали, а готовые – выгружать.
Промышленные роботы(Industrial Robots) используются для замены человека при выполнении многократно повторяющихся операций, а также опасной, вредной и рутинной работы.
Роботы– это перепрограммируемые многофункциональные машины, оснащенные так называемым рабочим органом робота. Примером таких рабочих органов могут служить захваты (захватные устройства) для поднятия деталей либо таких инструментов, как гаечный ключ, сварочный аппарат или краскораспылитель.
Современные роботы оснащены устройствами, обеспечивающими визуальную, сенсорную и ручную координацию. Кроме того, существуют модели, которые можно "научить" определенной последовательности движений в трехмерном пространстве. Для этого рабочий совершает необходимые для данной операции конкретные движения совместно с рабочим органом робота, а вычислительная машина регистрирует эти движения в своей памяти и по команде может точно воспроизвести их. Как видно из врезки "Формула окупаемости промышленного робота", расходы на приобретение такого оборудования зачастую быстро окупаются благодаря экономии затрат на рабочую силу. Автоматизированные системы подачи материаловслужат для повышения эффективности транспортировки, хранения и пополнения материальных запасов. Примерами могут служить компьютеризированные транспортеры и системы автоматизированного хранения и пополнения запасов в которых компьютеры определяют автоматическим погрузчикам, какой груз следует поднять и куда переместить. Разработаны также системы автоматически управляемых транспортных средств в которых для направления так называемых робокаров (машин, движущихся без водителя) на различные участки завода используются проложенные под полом электрические провода. Системы АМН обладают целым рядом преимуществ, в частности они обеспечивают быстрое перемещение материалов и материальных запасов, сокращается площадь склад! помещений и процент повреждения продукции и значительно повышается производительность.
Перечисленные выше элементы автоматизации мо объединить в так называемые производственные ячейки и даже в целые гибкие производственные системы.Производственная ячейка может состоять, например одного робота и одного обрабатывающего центра. Р( можно запрограммировать таким образом, чтобы он автоматически вставлял детали вобрабатывающий центр и затем тем удалял обработанную деталь, что позволяет заменить оператора. FMS – это полностью автоматизированная производственная система, состоящая из обрабатывающих центров с автоматической подачей и выгрузкой деталей, системы автоматически управляемых транспортных средств для перемещения деталей от машины к машине и других элементов автоматизации, позволяющих организовать производство, в котором практически не участвует человек. Чтобы обеспечить бесперебойную работу таких систем, в них широко применяются сложнейшие системы автоматизированного управления.
Оценка окупаемости инвестиций в технологии
Современные передовые технологии, такие как гибкие производственные системы или системы компьютеризированной обработки заказов, требуют значительных капиталовложений. Следовательно, прежде чем приобрести какую-либо из таких технологий, фирма должна тщательнейшим образом проанализировать финансовые и деловые выгоды данного приобретения. Оценка экономической целесообразности инвестиций – задача очень сложная, особенно потому, что целью приобретения новой технологии является не только сокращение затрат на рабочую силу, но и повышение качества и расширение ассортимента продукции, сокращение сроков подготовки новой продукции к выпуску и повышение гибкости производственного процесса. В силу того, что некоторые из этих преимуществ не влекут за собой прямого сокращения издержек на рабочую силу, оправдать их выбор бывает очень сложно. Кроме того, стремительное развитие новых технологий приводит к тому, что приобретенное оборудование устаревает в течение каких-нибудь нескольких месяцев, что делает оценку затрат и выгод еще более сложной задачей.
Не следует считать, что внедрение новых технологий непременно ведет к снижению издержек производства. Иногда бывает, что выгоды автоматизации не вызывают ни малейшего сомнения, но их внедрение оказывается экономически нецелесообразным. Например, в недавнем прошлом многие специалисты предсказывали, что интегрированные системы CAD/САМ станут решением всех проблем, связанных с производством. Однако немало компаний, вложившие в них средства, потеряли свои деньги. Основная цель, которую они преследовали, заключалась в удалении из процесса станочной обработки как можно большего количества квалифицированной рабочей силы и в ускорении технологического процесса3. Но в современном производстве нередки ситуации, когда быстрее, например, вручную фрезеровать сложные детали, выпускаемые небольшими партиями, чем запрограммировать фрезерный станок на выполнение этой операции. Кроме того, рабочее время программиста стоит намного дороже, чем рабочее время оператора фрезерного станка. Далее, зачастую оказывается сложно перенести весь опыт и знания, полученные оператором станка на протяжении многих лет, в компьютерную программу.