Жизненный цикл изделий

Введение

Для материально-виртуальной бизнес-среды (МВБС) современной экономики характерно широкое использование информационно-коммуникационных технологий (ИКТ). Они необходимы для решения не только технико-технологических, но также социально-экономических и организационно-управленческих задач промышленных предприятий. Компетентное применение ИКТ в их системах менеджмента актуализирует разрешение проблемы управления жизненным циклом наукоемкой продукции таких предприятий. Данная проблематика представляет особый научный интерес применительно к современным условиям гиперконкуренции в МВБС [1,2].
В работе [3] рассмотрены особенности этих условий, что важно, в частности, для строительства промышленных объектов, предназначенных для производства высокотехнологичной продукции. Такие условия можно охарактеризовать как «турбулентные» [4], что предполагает необходимость совершенствования систем менеджмента по созданию и реализации такой продукции на всех этапах ее жизненного цикла.
Поэтому здесь рассмотрим такие вопросы:
-роль информационно-коммуникационных технологий при управлении современными промышленными предприятиями;
-создание новых объектов машиностроительной отрасли в современных условиях по основным этапам жизненного цикла инвестиционно-строительной деятельности;
-подходы к применению авторской концепции для совершенствования управления жизненным циклом машиностроительных предприятий и их продукции в условиях материально-виртуальной бизнес-среды.
1.1. Управление качеством изделий машиностроения на всех этапах их жизненного цикла
Под управлением качеством изделий машиностроения на всех этапах их жизненного цикла понимается система технических, технологических, метрологических и организационно-управленческих мероприятий по обеспечению и повышению качества изделий машиностроения на следующих этапах: маркетинга; проектирования; технологической подготовки производства; изготовления материалов, заготовок, деталей и их сборки; эксплуатации; ремонта; утилизации [1, 2].
Особое внимание следует уделять техническим и технологическим мероприятиям, так как они оказывают основное влияние на обеспечение и повышение качества изделий машиностроения.
В то же время разрабатываемые в нашей стране различные системы управления качеством, например «саратовская», «львовская», присвоение «Знака качества», да и в настоящее время существующие системы, в основном базируются на организационно-управленческих мероприятиях. Еще в начале 1970-х гг. была объявлена пятилетка качества, и начали разрабатываться опережающие стандарты, которые при правильном их использовании в определенной мере давали возможность технически и технологически повышать качество изделий машиностроения. Однако службы стандартизации на предприятиях не стимулировали своевременную конструкторско-технологическую подготовку для правильной реализации этих опережающих стандартов. В итоге через 2-3 года реализации этих стандартов предприятия оказались не готовы к этому, и произошло формальное их внедрение.
В качестве примера можно привести ГОСТ2789-73 "Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики», вышедший в 1973 г., а внедрение предусматривалось в 1975 г. Получив этот стандарт, предприятия ничего не делали по подготовке производства для его внедрения в 1975 г. Поэтому конструкторы пользовались приложением к этому стандарту по соотношению классов шероховатости, предусмотренных в старом ГОСТе 2789-59 и параметрами шероховатости Ra и Rz, и практически остались на техническом уровне требований старого ГОСТа. Хотя в новом ГОСТе предусматривались ряд новых параметров шероховатости, таких как Rmax, Sm, s, tp, которые оказывают основное влияние на долговечность рабочих поверхностей деталей. К сожалению, до сих пор этот ГОСТ не внедрен в полной мере, в то же время в 2017 г. он вышел в качестве Межгосударственного ГОСТа с некоторыми "неудачными" редакционными правками. Хотя сеть весь необходимый справочный материал для конструктора-технолога и метролога для успешного его внедрения [2].
На этапе маркетинга:
1.Определяется потребность рынка в соответствующих изделиях машиностроения.
2.Технически определяется конкурентоспособность выпускаемых изделий [3, 4]:
3. Разрабатывается техническое задание на проектирование с указанием коэффициента конкурентоспособности на изделия, превышающим его значение для аналогичных выпускаемых изделий.
На этапе проектирования [2, 5, 61:
1. Выбирается или разрабатывается новый технологический процесс, для реализации которого проектируется изделие. Если на этой стадии проектирования выбран устаревший неконкурентоспособный технологический процесс, то изделие никогда не будет конкурентоспособным. В качестве примера можно привести проектирование рельсо-шлифовального комплекса (Брянский машиностроительный завод, конец 1980 гг.) для обработки рабочей поверхности рельса в процессе эксплуатации. В 1980 гг. в нашей стране была осознана необходимость введения скоростных поездов. Для этого требовалось подготовить железную дорогу для движения скоростных поездов. Так как рабочие поверхности рельсов наших железных дорог имели продольную волнистость порядка 100...200 мкм, а для скоростных дорого она не должна превышать 10...20 мкм, то необходимо было производить обработку рабочих поверхностей рельсов в пути. С этой целью для начала производства рельсо-обрабатывающих комплексов был закуплен в Швейцарии рельсо-шлифовальный комплекс для обработки рабочей поверхности рельса в пути методом шлифования торцовыми кругами. Он был передан Брянскому машиностроительному заводу в качестве образца.
Однако этот рельсо-шлифовальный комплекс базировался на технологии, спроектированной еще в 1950 гг. и, естественно, не учитывал научных достижений последующих 30 лет. В соответствии с запроектированной технологией, при рельсо-шлифовке предусматривалось возвращение приработанного поперечного профиля рельса к исходному. Это приводило к необходимости снятия более высоких припусков при ремонте. В тоже время, развитие трибологии в эти годы убедительно показало, что сформировавшийся в процессе приработки поперечный профиль рельса на каждом участке дорог является оптимальным и, его необходимо сохранять при ремонте, что позволяет значительно снизить припуск на обработку.
Учитывая это, была предложена новая технология обработки рабочих поверхностей рельсов в пути:
- игло-фрезерование для снятия перенаклепанного с микротрещинами поверхностного слоя рельса по его контуру;
- шлифование абразивными брусками с поперечной асциляцией по всему поперечному профилю для снятия продольной волнистости и доведения ее до 10...20 мкм;
- шлифование лепестковыми кругами для обеспечения требуемой шероховатости.
Причем предложенный технологический процесс мог быть реализован при скорости рельсо-обрабатывающего комплекса 20...25 км/ч. Тогда как рельсо-шлифовальный комплекс по устаревшей технологии производил обработку рабочих поверхностей рельсов в пути со скоростью 8...9 км/ч.
Однако предприятие уже затратившее на копирование швейцарского рельсо-шлифовального комплекса и производство своего аналога несколько миллионов государственных средств, отказалось от проектирования рельсо-обрабатывающего комплекса под реализацию нового технологического процесса обработки рабочих поверхностей рельсов в пути.
В результате долгих лет доработки устаревшего рельсо-шлифовального комплекса и огромных материальных затрат предприятие обанкротилось. Этот пример убедительно говорит о необходимости тщательного выбора или проектирования нового конкурентоспособного технологического процесса, для реализации которого предназначено изделие на начальной стадии его проектирования.
2. Разрабатывается кинематическая схема изделия, позволяющая реализовывать принятый технологический процесс.
3. Производится выбор узлов, соединений подшипников и других комплектующих деталей, обеспечивающих реализацию работы разработанной кинематической схемы изделия.
4. Выбирается или разрабатывается электронная система управления и диагностики проектируемого изделия.
5. Формируется сборочный чертеж проектируемого изделия.
6. Определяется коэффициент конкурентоспособности спроектированного изделия и, при необходимости его повышения, осуществляется соответствующая корректировка проекта.
7. Устанавливается оптимальная экономически целесообразная долговечность отдельных узлов и деталей спроектированного изделия.
8. Определяются эксплуатационные свойства и их значения, лимитирующие оптимальную долговечность деталей и их соединений.
9. Осуществляется выбор материалов для изготовления отдельных деталей изделия, исходя из необходимости обеспечения требуемых значений эксплуатационных свойств.
10. Рассчитываются размеры, их точность и параметры шероховатости рабочих поверхностей деталей, обеспечивающие требуемые значения эксплуатационных свойств.
11. Разрабатываются рабочие чертежи отдельных деталей проектируемого изделия.
На этапе технологической подготовки производства [2, 7-9]:
1. Определяются технологические способы получения заготовок для изготовления деталей проектируемого изделия исходя из их конфигурации и их функционального назначения.
2. Выбираются технологические методы окончательной обработки рабочих поверхностей деталей, обеспечивающие требуемую точность и качество поверхностного слоя.
3. Рассчитываются оптимальные режимы для выбранных методов окончательной обработки рабочих поверхностей деталей машин.
4. Производится сравнение технологической себестоимости по выбранным методам и режимам окончательной обработки рабочих поверхностей деталей машин.
5. Устанавливаются технологические методы и оптимальные режимы рабочих поверхностей деталей машин, обеспечивающие требуемую точность и параметры качества поверхностного слоя с наименьшей технологической себестоимостью.
6. Определяются предварительные технологические методы обработки рабочих поверхностей, а также окончательные и предварительные методы остальных поверхностей деталей проектируемого изделия. При этом следует учитывать, что каждый предыдущий метод обработки позволяет получать точность размера на 1 - 2 квалитета и высотные параметры шероховатости в 3 - 4 раза выше последующего метода обработки.
7. Формируются технологические процессы изготовления деталей, обеспечивающие требуемую точность размеров и качество поверхностного слоя с наименьшей технологической себестоимостью.
8. Разрабатываются схемы сборки изделия.
9. Проектируются технологические процессы сборочных единиц и изделия в целом. При этом особое внимание необходимо уделять выбору методов и оптимальных режимов сборки ответственных соединений, оказывающих влияние на долговечность изделия [2].
10. Проектируются технологические процессы изготовления электронных систем управления и диагностики изделий.
11. При необходимости проектируются и изготавливаются станочные приспособления и инструменты или осуществляется их закупка.
Следует отметить, что последние годы в брянской (БГТУ) и рыбинской (РГАТУ имени П.А. Соловьева) технологических школах проводятся исследования по установлению непосредственной взаимосвязи эксплуатационных свойств деталей машин с условиями их обработки

. Результатом этих исследований являются теоретические и эмпирические уравнения взаимосвязи различных эксплуатационных свойств (статическая и усталостная прочность; износостойкость; контактная жесткость; коррозионная стойкость; герметичность соединений; прочность посадок) рабочих поверхностей деталей с режимами при различных методах их обработки. Это позволяет частично объединить и сократить время на проектирование и технологическую подготовку производства.
На этапе изготовления [2]:
1.Введение

повременной оплаты труда, в соответствии со сложностью выполняемой работы на отдельных предприятиях и производствах.
2. Строжайшее соблюдение технологической дисциплины. Соблюдение технологической дисциплины должны контролировать цеховые мастера, технологи и контролеры. Немаловажную роль в необходимости соблюдения технологической дисциплины играет разъяснительная работа среди исполнителей. Соблюдение технологической дисциплины способствует автоматизации производства, внедрению активных методов контроля и адаптивных систем управления качеством на рабочих местах. Этому также способствует синхронное обеспечение рабочих мест режущим инструментом в соответствии с его стойкостью.
3. Своевременная диагностика и ремонт технологического оборудования. Так как основное влияние на точность размеров и качество обрабатываемых поверхностей деталей оказывает динамическая жесткость станков, то при диагностировании целесообразно производить ее контроль.
4.Введение

пооперационного контроля.
На этапе эксплуатации [3]:
1. Строгое соблюдение технических условий эксплуатации изделий. Нельзя превышать допустимые нагрузки, мощности и скорости, предусмотренные в паспорте изделия.
2. Транспортировка и хранение изделий должны выполняться в соответствии с техническими требованиями.
3. Своевременные диагностирование и поднастройка изделий.
На этапе ремонта [3]:
1. Своевременные текущий и капитальный ремонт изделий.
2. Строгое соблюдение технологической дисциплины при текущем и капитальном ремонте.
3. При необходимости производится замена отслуживших свой срок деталей или их восстановление с целью повышения их долговечности.
На этапе утилизации [3]:
1. Полная разборка изделий.
2. Рассортировка деталей и тщательная дефектация с целью их использования в новых изделиях. Практика японских предприятий показывает что, в зависимости от наличия ресурса работоспособности деталей из старых изделий, примерно 40 % этих деталей могут быть использованы в новых изделиях.
Следует отметить, что утилизацией своих изделий должны заниматься их производители.
Реализация приведенных выше технических и технологических мероприятий на всех этапах жизненного цикла позволит промышленным предприятиям выпускать высококачественные и конкурентоспособные изделия. Для этого разрабатываемые системы управления качеством на промышленных предприятиях для их работоспособности должны включать должностные обязанности всех исполнителей, начиная от генерального директора до рабочего, по обеспечению и повышению качества изделий машиностроения на всех этапах жизненного цикла.
1.2. Подход к совершенствованию управления машиностроительными предприятиями и жизненным циклом их продукции
Роль информационно-коммуникационных технологий при управлении современными промышленными предприятиями. При строительстве новых и совершенствовании действующих объектов промышленной сферы, предназначенных для создания высокотехнологичной продукции, широко используются разнообразные бизнес-объединения и, в частности, бизнес-объединения строительной сферы [1—3]. Такие бизнес-объединения реализуют сетевые взаимодействия [1, 2, 5], а также:
1) они формируются из различных функциональных подсистем — хозяйствующих предпринимательских структур (ХПС), которые обычно географически рассредоточены и удалены друг от друга;
2) взаимодействия с бизнес-партнерами в них осуществляются в информационно-коммуникационной среде (ИКС) с использованием новейших ИКТ в турбулентных условиях МВБС;
3) основными ресурсами в их системах менеджмента являются такие нематериальные ресурсы, как данные, информация, знания, распределяемые и используемые с применением ИКТ и глобальной сети Интернет.
Системам менеджмента современных бизнес-интеграций, которые выпускают высокотехнологичную продукцию, особенно важно компетентно использовать и наращивать указанные интеллектуальные ресурсы для управления ХПС в ИКС на базе применения ИКТ. Поэтому для определения путей совершенствования управления жизненным циклом продукции рассматриваемых предприятий авторами настоящей публикации предлагается применять «матрицу гиперконкуренции» [1]. На основе ее использования по соответствующей процедуре, указанной в [5], были получены основные составляющие концепции (рис. 1). Они представляют собой систему принципов (см. работу [3]), полученных в итоге исследования пяти движущих сил гиперконкуренции, которые оказывают влияние на функционирование системы менеджмента рассматриваемых предприятий и их объединений. В связи с этим их менеджменту в условиях МВБС необходимо концентрировать внимание на семи факторах успеха, которые должны совершенствоваться с учетом влияния гиперконкуренции [5].

Рис. 1. Схема исследования по «матрице гиперконкуренции» [5, с. 90] (обозначения приведены в тексте)
На рис. 1 изображена МВБС бизнес-объединения и схема выполненного исследования влияния, которое оказывается пятью движущими силами гиперконкуренции (1ДС-5ДС) на функционирование системы менеджмента в ИКС [3, 5]. Поясним эти пять движущих сил:
1ДС — процесс глобализации в условиях формирования мирового информационно-коммуникационного пространства;
2ДС — поляризация рынков;
ЗДС — процесс размывания отраслевых границ;
4ДС — дерегулирование рынков;
5ДС — быстрое распространение и совершенствование информационно-коммуникационных технологий.
При этом менеджеры концентрируют внимание на таких семи факторах успеха (1ФУ-7ФУ):
1ФУ — непрерывное обновление оценок рынка;
2ФУ — рамочные условия для объединения в общую сеть бизнес-партнеров;
ЗФУ — правильная оценка временного параметра конкуренции;
4ФУ — создание стратегических союзов (альянсов, объединений);
5ФУ — способность гибкой адаптации к быстро меняющейся рыночной среде;
6ФУ — организационная культура, профессиональная культура участников бизнес-процессов и управленческих процессов;
7ФУ — развитие организационного управления.
В работе [6] нами предложена классификация полученной системы принципов, схема которой в общем виде представлена на рис. 2. Такая классификация удобна для работы в практике указанного совершенствования систем менеджмента. В работе [5] на основе соответствующих критериев классификации было определено именно такое их триединство, которое позволило определить класс общих, класс особенных и три подкшсса специфических принципов рассматриваемой концепции.

Рис. 2. Схема классификации принципов совершенствования системы менеджмента современных организаций в условиях гиперконкурентной материально-виртуальной бизнес-среды [6, с. 52]
Создание новых объектов машиностроительной отрасли в современных условиях по основным этапам жизненного цикла инвестиционно-строительной деятельности. В отмеченных выше работах (например, [1, 3]) указано, что сегодня особенно важно совершенствовать управление организациями в условиях современной бизнес-среды, учитывая это, в частности, на всех этапах жизненного цикла при создании новых промышленных объектов. Это важно для нашего исследования, поэтому отмеченная выше классификация рассмотрена применительно к соответствующим этапам инвестиционно-строительной деятельности [7], что актуально при строительстве новых машиностроительных объектов и создании бизнес-кооперации в промышленности.
Таким образом, авторы воспользовались схемой основных этапов жизненного цикла на примере города Москвы, присущих современному способу организации инвестиционно-строительной деятельности, представленной на рис. 3 [7, с. 237].
Кратко охарактеризуем указанные в этой цитируемой нами работе этапы таких проектов.
I. Предынвестиционное исследование или предпроектный этап (концептуальная фаза), как правило, включает в себя анализ рынка (например, маркетинговые исследования) и представляет собой процесс планирования. Этот этап должен учитывать аспекты влияния внешней среды на организацию с целью учета всех потребностей рынка ради определения свойств будущей продукции. К примеру, на этом этапе устанавливаются ориентиры, то есть границы итогового результата, что является основой для мероприятий следующего этапа.
II. Этап оформления земельных отношений между городскими властями и инвестором сегодня является ключевым фактором осуществления инвестиционно-строительного проекта при строительстве новых машиностроительных объектов. На этом этапе определяются характеристики показателей значимости инвестиционной привлекательности между собственником земельного участка и собственником будущего строения [7, с. 236].

Рис. 3. Этапы жизненного цикла инвестиционно-строительной деятельности на примере г. Москвы [7, с. 237]
III. На основе предыдущего этапа жизненного цикла реализации проекта осуществляется этап разработки проекта и технико-экономического обоснования, а именно детальное проектирование с изготовлением проектной документации. На этом этапе учитываются заданные на предыдущем этапе значения (параметры, характеристики), окончательно определяются субъекты инвестиционной деятельности, т. е. заинтересованные лица создаваемого объекта (поставщики, подрядчики и др.). Другими словами, должно быть детально определено взаимодействие всех заинтересованных лиц и их затраты (определение сметной стоимости проекта). Кроме того, утверждается проектно-сметная документация для перехода к следующему этапу.
IV. Этап строительства (реконструкции) является основным и одним из самых продолжительных этапов, где осуществляется активирование заинтересованных лиц (субъектов инвестиционно-строительной деятельности) ради ввода создаваемого объекта строительства в эксплуатацию.
V. Этап оформления документации, как правило, предполагает обмер представителями бюро технической инвентаризации, сдачу объекта, оформление прав и передачу на баланс заказчику.
VI. Этап реализации построенных (реконструированных) площадей представляется нами как специфический. Он должен учитываться от осуществления этапа разработки проекта, этапа начала строительства, а также после сдачи объекта (этапа оформления документации) [7, с. 236].
Подходы к применению авторской концепции для совершенствования управления жизненным циклом машиностроительных предприятий и их продукции в условиях материально-виртуальной бизнес-среды. Рассмотренные аспекты в разделе 2 актуальны для строительных объектов промышленной сферы. Поэтому отмеченные (см. выше и работу [3, с. 349]) классы и подклассы принципов нашей концепции должны быть соответственно учтены на этапах инвестиционно-строительного проекта.
Другими словами, специфика каждого класса и подкласса должна:
- учитываться на этапах инвестиционно-строительной деятельности с учетом их особенностей;
- при этом рассматриваться одновременно с учетом специфики каждого этапа;
- предопределять их применение конкретно к тому или иному этапу.
Так, можно выделить отмеченную в работе [7] особенность этапа реализации, которая присутствует также в этапах строительства и оформления документации (см