Istota i założenia metody DFMA

Pełen tekst

(1)w. Daniel Gach KDłedro. Metod Orga.b:ac11 I Zarsqcba ..la. Istota i założenia metody DFMA l . Uwagi. wstępne. Wzra stająca. globalizacja d z iałań poszczególnych firm oraz szyb ko ść zmian odbiorców s prawiają , że kluczowym czynniki em sukces u staje s i ę za równ o właśc i we dopasowanie produktu do wymagaJl danego rynku, jak i skrócenie czas u reakcji na zmian y zac h odzące w otoczeniu . W większości organi zacj i samodzielnie prow adzących działalność badawczo- rozwojo wą istnieją wyrażnie wyod rębnione d zia ł y, które prowad zą badania nad nowymi produktami i przygo towują ich projekty oraz o kreś l ają sposób ich wytwarzania [Slcwarl 1996. s. 366]. W tak zorgani zowanych firmach zdarza się, że projektanci mają ograniczone kontakty z osobam i zatrudni onymi w innych jednostkach organi zacyjnyc h, a w szczegó ln ośc i z dzia łe m produkcyjnym . Po o pracowani u nowego wyrobu prze ka z ują go do wdrożenia i przy s t ępują do prac nad jego na s t ę pcą. Cykl projektowania i wytwa rzani a tego samego produktu są wyraź ni e oddzielone od siebie. Ta sekwe n cyj no ść powoduje. że po pewny m czasie m ogą uka zać s ię ukryte w wyrobie wady lub niedoc i ągni ęc ia projektowe. Dodatkowo projektanci mogą nie zwróc i ć uwag i na probl emy zw ią za n e z metodam i wytwarzania poszczegó ln ych czę ści sk ład o wych nowego produktu . Prowadzi to do wzrostu kosztów projek tu i wyd łu że nia czasu jego rea lizacj i, co może dopro wadzi ć do nie wykorzystan ia krót kotrwałych okazji rynkowych oraz do pogorszenia w ła s n ej pozycj i na rynku . ocze ki wań. 2. Istota I. załoienla. metody. R óżne przeds i ębi o rs twa pod ejm ow ały. próby przezwyc i ęże nia tych ograni Jedny m ze sposobów jest stosowanie metody OFMA (Des ign For MalU/!acturi"g a" d Assembly). Jest ona połącze ni e m dwóch stosowanych częs t o samodzielnie technik : DFM (Design For Mallufacturillg) i DFA (Desig" For Assembly) [Aschley 1995, s. 75]. Technika OFM jest wy korzystywan a do czeń..

(2) Daniel Gach. porównywania sposobów wytwarzania poszczególnych częśc i danego produktu przy u życiu różnych materiałów i surowców. Celem jej stosowania jest wybór takiego procesu produkcyjnego. który będzie optymalny pod względem wydaj ~ ności , czasu trwania i ergo nomii. Natomiast technika DFA stosowana jest w celu ob ni żenia kosztów projektowanego wyrobu poprzez zmniejszen ie liczby częśc i sk ład owyc h i uproszczenie sposobów ich łączenia. Uważa s i ę. że koncepcja ta narodziła s ię w Wielkiej Brytanii pod koniec lat 70. , w wyniku prac nad odpowiednią reorganizacją procesów produkcyjnych w ce lu dostosowania ich do wykorzystywania automatów produkcyjnych [Aschley 1995 , s. 75]. Okazało się, że założenia tego pod ejścia mogą być s t o~ sowane do dowolnego sposobu reaJizacji pracy , a su kcesy firm s to s ującyc h je przyczyniły się do popularyzacji koncepcji w Slanach Zjed noczonych . Na początku lat 80. pojawiło się na rynku specjali styczne oprogramowanie wykorzystywane w metodzie DFMA i było z powodzeniem stosowane m.in. przez takie firmy jak: Oigital Equipment, Gencra l Electric. Westinghouse Electric i Xerox. W literaturle wymienia s ię następujące założenia metody OFMA: - integracja jednostek organizacyjnych zajmujących się zarówno opracowywaniem nowych wyrobów, jak i ic h produkcją, - odpowiednie projektowanie wyrobów, mające na celu m.in. zmniejszenie liczby. CZ9ści ,. cl inlinacj9 kosztownych. połq czen. itp .,. - równoczesne projektowanie procesu technol og icznego dla nowego produktu przy zachowaniu uwag pł y nących ze strony innych jednostek organizacyjnych, - szerok ie wykorzystanie technologii informatycznej zarówno podczas projektowania wyrobów, procesów produkcyjnych,jak i wyboru optymalnego rozwiązania [Ashley 1995, s. 76]. Integracja wydziałów badawczo-rozwojowego i produkcyjnego może przebiegać na różnych poziomach. Jako najproslsZY sposób proponuje s i ę przyzna nie kierownikom odpowiedzialnym za produkcję prawa do zg ła szania sprzec iwu w przypadku zaprojektowania wyrobu lub nowych procesów produkcyjnych. które z ich punktu widzenia są wadliwe [Dean, Susman 1989, s. 29]. W tym przypadku oceniany może być tylko gotowy projekt, kierownicy liniowi nie biorą udziaJu w jego opracowywaniu, a jedynie wyrażają swoje opinie na jego temat. Bez ich aprobaty nie moż e być wd rożony żaden nowy proj ekt. Zaletami tego podejścia są: ni ewielkie koszty jego wdroże ni a, krótki czas wprowadzenia niezbędnych zmian w organizacji oraz ich niewielki zasięg. Największą wadą tego sposobu integracji jest brak wspólpracy pomiędz y zainteresowanymi stronami podczas opracowywania projektu. Następny z poziomów integracji polega na utworzeniu nowego stanowiska "integratora" [Dean, Susman 1989, s. 29]. Jego zadanie sprowadza s i ę do peł nienia roli ł ącznika pomiędzy zespo łem projeklOwym i komórkami produkcyjnymi. Osoba, która będzie zatrudniona na tym stanow isku zobowiązana jest do przygotowania opracowania przeznaczonego dla projektantów, a zawierają -.

(3) Istota i zafoienia. DFMA. cego sugest ie kierowników liniowych dotyczące przygotowywanego projektu. Dodatkowo integrator ma za zadanie przygotowanie prezentacji komórkom produkcyjnym tych e lementów projektu, które mają decydujący wpływ na jego p r acochłonność i koszty realizacji . Również jego zadaniem jest nadzór nad opracowaniem procesu produkcyjnego, pozwalają cego na systematyczne kontrole. Zaleca s i ę. aby na to stanowi sko powoływać osoby. które po trafią zachować właściwe proporcje pomiędzy funkcjami projektowymi i produkcyj nymi. Załetami lego sposobu są niskie koszty jego wdrożenia i odpowiednia elas t yczność. Wadą jest możliwości wystąpienia tzw. "syndromu guru " , czy li przerzucenia odpowiedziaJności za projekt tylko na jedną osobę. Kolejnym, wyższym poziomem integracji jest utworzenie mieszanego zespołu projektowego [Dean, Susman 1989, s. 29J. W jego sk ł ad powinni wchodzić zarówno przedstawiciele działu projektowego,jak i wydziałów produkcyjnych, sprzeda ży, marketingu czy też przedstawiciele najpowa ż ni ejszyc h klientów. Cz łonkowi e tego zespołu s potykają się regularnie lub tcz pracują w tym samym biurze. W tym przypadku osoby spoza komórki projektowej już od samego początku biorą ud z iał w pracach nad nowym wyrobem. Dzięki temu mozliwe staje się uw zg lędnianie na bieżąco ich uwag. Częste kontakty i wymiana poglądów przez osoby pełniące różne funkcje w organizacji sprzyja ich rozwojowi i samo k ształcen iu , co moze być bardzo przydatne w przy sz łych pracach. Niestety to rozwią zanie jest bardzo kosztowne, wymaga bowiem oddelegowan ia do pracy w zespole poszczególnych pracowników i zapewnienia im odpowiedniego pomieszczenia do spotka ń . Dodatkowo w zespole tym m ogą pojawi ć s i ę konflikty pomięd zy osobami oddelegowanymi z różnych komórek oraz opory ze strony projektantów przed tworzeniem takiego zespołu. Mogą oni twierdzić, iż przeszli odpowiednie szkolenie i posiadają wymaganą wiedzę i ni e ma sensu tworzyć instytucji wspomagających ich pracę fO ean, Susman 1989, s. 29]. W metodzie OFMA, podczas projektowania poszczegó lnych wyrobów, na lezy koncentrować s ię na ich uproszczeniu, w celu uł atwienia ich wytwarzania. Jednakże nic wolno z mniejsza ć funkcji s pełnianych przez produkt. Wyróż nia s ię szereg następujących zasad, które nale ży przest rzegać przy opracowywaniu róż ny ch alternatywnych projektów: - minimalizuj li czbę części poprzez ich łączenie, - redu kuj reorientacje w przestrzeni, - eliminuj łącz enie częśc i , - projektuj części łatwe do ustawienia , - projektuj wyroby o ł atwym dostępie do wszystkich podzespoł ów, - korzystaj z zalet grawi tacji, - projektuj częśc i łatwe do przenoszenia i przytrzymywania [Green, Reder. 1993,s.63]. Powyższe zasady dotyczą tradycyjnego podej śc ia w metodzie OFMA , jednakże na podstawie doświadczeń płynących z jej stosowania proponuje się Sło sowan ie odmiennych sposobów postępowania w zal eż nośc i od d ł u gośc i cyklu.

(4) I życ ia. Daniel Gach. wyrobu oraz od poziomu traktowania czasu projektowania jako krytycz-. nego czy nnika sukces u. Te poszczególne strategie przedstawiono w tabeli l . Dodatkowo projektanci zobowiązani s ą do uwzględniania uwag po zo s tałych osób prac ują cyc h w zespole , a doty cz ąc y c h ewentualn yc h przeszkód przy wdra żaniu. do produkcji , problemów z testowaniem poszczególnych częśc i czy. t eż. utrudni e ll przy później szyc h naprawach i likwidacji wyrobu. Aby przyś pi eszyć czas opracowywania projektu wykorzystuje s ię szereg specjalistycznych programów, zarówno do okreś l ania parametrów wyrobu, jak i do szacowania kOszlów wytwarzania poszczególnych alternatywnych rozw iąza ll . Na lej podstawie dokonuje s i ę n as tępnie wyboru wariantu optymalnego. Podobnie postępuje s i ę przy okreś l aniu altern atywnych procesów wytwarzania projektowanego wyrobu . Prace zarówno nad produktem , jak i procesem technol og icznym przebiegają równocześ ni e. Wszelki e zmiany zac h odzące w projekcie wyrobu są natychmiast uwzg lędnian e w projekcie sposobu wytwarzania. Projektanc i mając do dyspozycji odpow iednie oprogramowan ie opraco wują ró ż n e warianty procesu technologicznego, uwzględniające zmiany w wykorzystywanych surowcach, pod ziale na podze s poł y itp . Podczas tych anali z zwraca s i ę rów nież szczegó lną uwagę na warunki pracy wykonawców Tabela l . Podzia ł ogólnych zasad stosowanych w metodzie OFMA w za l eż no ś ci od długości życia wyrobu i czasu projektowani a Długość. W yS1.cZC-. g6lnienie. •. ,". '§. -~. ~~. e• c. ~. Przy kładowe produkty: - komputery - wyposażenie telekomunikacyjne. ", ~. ~. o o o. ~'" ,o o•. .-. •". Zasady DFMA : - wykorzystywanie standardowych komponentów - minimalizacja ryzyka wytwarzania - odchodzenie od podzespołÓw o długim czasie projektowania. ~. Przykładowe. -~. gs Eo. ~-. .2~. N·~. <l:. życia. wyrobów długi. Przy kładowe. produkty:. - komputery - zabawki. przeno~ne. :>. o ~. "• o •. cyklu. krótki. -. "" E. podzespoły. produkty: maszyn. Zasady DFMA: - unikanie drogich metod wytwarzania - wykorzystywa nie standardowyc h komponen tów. Zasady DFMA: -zmniejs7.anie złożoności poszczeg61nych części - zastorwanie tradycyjnych zasad. DFM - wykorlystywanie dla złożonyc h części szybkich sposobów wytwal7.ania Pl7.ykladowe produkty: - czyste kasety wideo Zasady DFMA : - kombinowanie i łąc zeni e części - wprow ad zanie automatycznego wytwarzania podzespolÓw o dużej wartości. 2 r6<110: lUtrich. Sartoriu, Pearso n 1993, s. 4421 ..

(5) Istota i. założellia. DFMA. poszczególnych czynnośc i, dążąc do projektowania ro związa ll ergonomicznyc h czy wręcz komfortowych. Ze względu na dążenie w metodzie DFMA do skracania czasu projektowania nowych wyrobów korzysta s i ę bardzo szeroko z niezbędnego oprogramowan ia. Jest ono wykorzystywane zarówno bezpośrednio do prac projektowych, jak do szacowania kosztów i czasu trwania alternatywnych propozycji rozwiązań. Nowe programy nie tylko s łu żą do wykreślania proponowanych wyrobów, obliczania ich parametrów, ale również k orzystając z własnej bazy danych proponują surowce i sposoby ich obróbki, odpowiednie dla danego produktu [Ovorak 1992, s. 103]. Istnieją również programy dedykowane wyłącznie metodzie DFMA. Słu żą one do projektowania różniących się międ zy sobą procesów wytwarzania danego wyrobu i jego podzespołów. Dodatkowo są one wyposażone w mechanizmy wykorzystywane do szacowania kosztów i czasu trwania alternatywnych rozwiązaó. Niektóre z nich same odszukują elementy węzłowe danego procesu i odpow iednio je zaz n aczają, aby zwróc i ć na nie uwagę projektantów. Na podstaw ie danych dostarczanych przez te programy i uwzględniając uwagi zgłasza ne przez cały zespół projektowy wybiera się rozwiązanie optymalne.. 3. Etapy. postępowania. w metodzie DFMA. Autorzy op i s ujący metodę DFMA nie prezentują w jednoznaczny sposób etapów składającyc h się na nią. Jednakże biorąc pod uwagę wskazówki zawart e w pracach J .W. Dean'a, N. Green'a i D.E. Whitney'a [Dean, Susman 1989, s. 28- 36]. [Green, Reder 1993, s. 6 1- 64]. [Whitney 1988, s, 83- 91J, można zap roponować następujące etapy post ę powani a w lej metodzie: - budowa zes połu projektowego, - szkolenie czło nk ów zes po łu , - zakup ni ezbęd n ego oprogramowania . - projektowanie alternatywnych rozwiqzań, - prezenlacja poszczególnych propozycji połączona z wyborem rozw ią zania optymalnego. - wdrożenie wybranego projektu wyrobu i jego procesu produkcyjnego.. 4. Uwagi. końcowe. Biorąc pod uwagę d oświadcze nia krajów zachod nioeuropejsk ich i Stanów Zjed noczonych stwierdza s i ę, że prezentowana metoda sprawdzi ła się w praktyce. Jest ona stosowana zarówno przez przedsiębiorstwa produkujące zabawki, samochody ,ja k t eż tak skom plikowane urządzenia,jak np. olbrzymie samoloty pasażerskie.. Firma Douglas Commercial Aircraft wykorzystała tę m e todę do przeprojektowani a jed nego z podzespołów samolotu MD- I I [Ashley 1995, s. 75]. W c i ągu.

(6) Dalliel C(lch. dwóch tygod ni opracowano nowy podzespó ł , który sk ł ada ł s i ę z mniejszej liczby części (od 2172 do 1383), zredukowano l iczbę operacji montażowyc h o 34% (z 4038 do 2649) oraz ob ni żono jego wagę O ok. 75 kilogramów. Badania ws kazują. że w przedsięb i o r st wach s tosującyc h tę m e todę obniżo n o od ok. 40 do 80% liczbę częśc i sk ł adających się na dany wyrób, co prowadzi do ok. 20% redukcji kosztów ich wytwarzania [Venkatachalam 1992, s. 7-8 ]. Dodatkową korzyśc i ą ze stosowani a metody DFMA jest skrócenie czasu opracowywania i przygotowania do produkcj i nowego wyrobu. Dodat kowo poprzez ł ączenie w jedny m zespole osób zatrudnionych w różn yc h wydzia ł ac h osiąga s i ę większą i n tegrację pracowników, co prowadzi do ich samodoskonalenia i rozszerzani a posiadanej wiedzy. Lite ratura Ashley S. [19951, Omillg Com and Time with DFMA, "Mechanical Engincering", nr 3. Dean I .W. , Susman G.I. [1 989], Organizing for Manufacwrable Design , "Harvard Business Review", nr I. Dvorak P. [1992J, Designers Cet Smart about Manufacwrillg, "Machine Design" , August 20. Green N., Reder M.l l993]. DFM Boom U.S. Car Quality, "Machine Oesign", May 14. /lrcluding Ihe Va/ue of Time in Desigmr ·for-mal1ufacwri"g Dedsioll Mak/lig r 1993], K. Ulrich, D. Sartoriu. S. Pearson. M. Jakiela, "Management Science", nr 4. Praktyka kierowania [1996], pod red . D.M. Stewart. PWE. Warszawa. Venkatachalam A.R. 119921, Desigll for Malllifar:torabiliIY: a Sllrvival Strategy for rhe AmeriClm MWlllfacwri/lg ' /ldustry, "Industrial Management". May/June. Whitney D.E. [1988 1, Mmwfacwrin,g by Design, ..Harvard Business Review", nr 4.. The Ma in Features and Princ1ples ot the OFMA Method This anicie presents the main feat ures and principles or the Design for Manufacturing and Assembly Method (OFMA). The method is used to reorganise planning and production departments, with the aim or planning new prodUCIS and beginning their production more quick ly and errectively. The author gives some examples or the procedures used in this method, as well as the benefits to be gained from ils application..

(7)