для обсуждения расчетных данных конкретных деталей и оптимизации про­ цессов с учетом реальных условий производства. Изучая процесс и статисти­ ческие данные по качеству и другим показателям, инженеры совершенствуют производственные процессы и оптимизируют конструкцию применительно к самым разным аспектам производства, включая работу кузовного цеха, окончательную сборку, покраску автомобиля, перемещение материалов и поступление комплектующих от поставщиков.

Используя данную технологию с самых ранних стадий процесса, Toyota следует второму принципу LPDS, который требует обеспечить правильный старт процесса разработки. Благодаря этому виртуальная сборка органично сочетается с прочими технологиями, которые применяют инженеры. При этом виртуальная сборка имеет огромное значение для поэтапной оценки проекта. Таким образом, виртуальная сборка не только упрощает обмен информацией между инженерами, но и способствует интеграции проектной команды в целом и ее подгрупп.

Анализ методом конечных элементов в NAC и в Toyota

Анализ формуемости методом конечных элементов (Finite Element Analysis, FEA) — чрезвычайно важный инструмент проверки структурных свойств материала. Компании используют FEA при разработке штампов для изго­ товления панелей кузова, чтобы оценить формуемость металла и эффектив­ ность вытяжного штампа. Вытяжные штампы (наряду с вырубными) имеют самое широкое применение при формовке листового металла, а операции штамповки весьма важны для производственного процесса в целом. В связи с этим огромное значение приобретает процесс создания штампов. Програм­ мное обеспечение для анализа формуемости методом конечных элементов помогает оценить механические напряжения, деформацию, сжатие, истон­ чение и разрушение в процессе формования.

Визуальное моделирование позволяет пользователю увидеть, на каком этапе появляется дефект, и понаблюдать за подачей материала в процессе обработки металла. Позднее можно воссоздать соответствующие условия в процессе отладки штампов. Принимая во внимание результаты анализа фор­ муемости методом конечных элементов, инженеры могут изменить конст­ рукцию детали или вытяжного штампа, чтобы оптимизировать процесс до изготовления штампов.

Хотя анализ формуемости методом конечных элементов — весьма мощ­ ный инструмент, его потенциал реализован в NAC не в полной мере. Несмот­ ря на то что FEA используется в 100% случаев, до сих пор нередки случаи разрушения заготовок при отладке штампов. Отчасти это объясняется тем,

что MAC не стандартизирует входные данные, которые обрабатываются с помощью программных средств. К тому же в компании прилагается не­ достаточно усилии для изучения значимости корреляции между данными FEA н фактической отладкой штампов. Надо отдать должное NAC, которая работает над обеими проблемами, стремясь сделать данный инструмент более эффективным. Поскольку в NAC отсутствует жесткая стандартиза­ ция процесса н конструкции, инженеры, которые занимаются разработкой штампов» применяют FEA для тестирования неунифицированных процессов и деталей» и такое использование дает определенные результаты. Более того, любое усовершенствование данного метода, которое повышает его эффек­ тивность» благотворно сказывается на технологии NAC.

Toyota тоже проводит анализ формуемости методом конечных элементов, но в куда более ограниченных масштабах, чем NAC. Здесь с помощью FEA тестируется менее трети деталей. Toyota использует этот метод главным об­ разом применительно к нестандартным деталям, это дополнительная опера­ ция» которая выполняется лишь в случае крайней необходимости, поскольку проведшие анализа требует времени. Благодаря жесткой стандартизации процесса и общей компоновки в Toyota редко возникает необходимость оценивать формуемость с помощью FEA. Его применение для тестирования стащдарттамх деталей будет просто потерей времени. Но даже в этих усло­ виях Toyota уделяет самое пристальное внимание стандартизации входных данных для ИЕАи разработке подробных контрольных листков по настройке прадраммшмго обеспечения и интерпретации результатов.

Инструменты, используемые при разработке технокогий и изготовлении оборудования

Лвкщи часто рассматривают процесс разработки через призму его влияния на производство. Действительно, любой процесс разработки продукции таш о связан с производством. Интеграция разработки продукции и технолкшгаческога процесса имеет решающее значение для продолжительности тщшпсла. Именно от уровня интеграции зависит, что будет получено на вы­ ходе— отлаженные процессы с непродолжительным циклом, которые дают нужный результат с первого захода, или длительный цикл, отягощенный бшоднечмымп конструкти вн ы м и доработками на этапе запуска в производ­ ствен. Кларе и Фудэдмогто (Clark and Fujimoto, 1991)* считают, что высокий

* Ь Е .О й ш £ Т а У ю Fupmoto,Product DevelopmentPerformance:Strategy,Organization, дшДМ ша^ттстйinn tdbeWorld Auto Industry, Boston: Harvard Business School Press, 1991.

уровень инженеров-производственников и технологов является определяю­ щим фактором непревзойденного качества разработки продукции. Многое зависит от того, как используются инструменты и технологии подготовки производства на ранних стадиях разработки продукции. Это наглядно по­ казывает сравнительный анализ использования таких инструментов и тех­ нологий в Toyota и NAC при разработке технологии, станочной обработке, сборке и отладке оборудования.

Контрольные листки и инструменты стандартизации в Toyota и NAC

На страницах этой книги неоднократно подчеркивалась важность примене­ ния контрольных листков по проектированию при разработке продукции и в ходе организации производства. В Toyota контрольные листки используются также при разработке технологии и изготовлении инструмента. Фактически в системе разработки продукции Toyota есть контрольные листки для всех деталей и операций. Все листки включены в базу данных по ноу-хау, которая обновляется специалистами функциональных подразделений при выпол­ нении каждого проекта на этапе подготовки производства. Как отмечалось выше, такой подход распространяется даже на инструменты и средства про­ граммного обеспечения (FEA), и само собой, контрольные листки исполь­ зуются на всех этапах разработки, подготовки и отладки штампов. В NAC инструменты стандартизации и контрольные листки начали использовать лишь недавно (пытаясь учиться у Toyota), и пока их применяют лишь участ­ ники пилотных проектов. Чтобы создать систему бережливой разработки продукции, NAC придется должным образом освоить эти инструменты и применять их повсеместно.

Создание трехмерных твердотельных моделей при разработке штампов в NAC и в Toyota

NAC понимает важность трехмерного моделирования при разработке штам­ пов и располагает техническими возможностями для создания твердотельных моделей. Однако компания лишь недавно стала применять этот метод при разработке всех штампов. NAC начала применять трехмерное твердотельное моделирование при создании штампов с 2001 года, но внедрение нового метода шло медленно. Разработкой штампов для NAC занимались исключи­ тельно поставщики, которым не хотелось делать крупные капиталовложения в новую технологию, что мешало NAC перейти к созданию твердотельных моделей при разработке штампов. Была и другая проблема — NAC настаи-

вала, чтобы поставщики использовали для разработки штампов собственное программное обеспечение и разрабатывали вспомогательные приложения, а не покупали готовые программные средства.

Toyota использует твердотельное моделирование при разработке конст­ рукции всех штампов с конца 1990-х годов. В свое время она очень энергично взялась за освоение этой технологии, понимая, что она ощутимо повысит эффективность разработки штампов и последующих операций. По своему обыкновению Toyota работала в тесном контакте с компанией-разработчиком ПО, адаптируя пакет программ к внутренним техническим требованиям. Это сотрудничество оказалось взаимовыгодным, поскольку в итоге поставщику ПО удалось повысить качество обслуживания прочих клиентов. Уровень проектирования и изготовления штампов в самой Toyota к тому времени был достаточно высок, и у компании не было нужды убеждать сторонних исполнителей, которые занимались разработкой штампов, в необходимости использовать новую технологию.

Преимущества трехмерного твердотельного моделирования очевидны. В сочетании со стандартизированными производственными процессами Toyota эта технология становится мощным инструментом синхронизации ра­ боты функциональных подразделений и позволяет осуществлять параллель­ ное проектирование без последующих переделок и доработок. Имея доступ к библиотеке стандартизированных компонентов, разработчики штампов могут выбрать подходящий компонент, готовый к использованию, до того как будет принято окончательное решение о конструкции изделия. Система трехмерного моделирования штампов не требует преобразования проект­ ных данных, а значит, позволяет избежать потерь информации, связанных с таким преобразованием.

Используя твердотельные модели, проектная группа может проверить зазоры и функциональные возможности штампа и отрегулировать авто­ матик}7. Инженеры осуществляют моделирование процесса штамповки, перемещения деталей и удаления отходов и выполняют анализ литейных напряжении. Моделирование в сочетании с контрольными листками и стан­ дартами Toyota устраняет необходимость множества традиционных прове­ рок и сокращает объем доработок, привычных для NAC. Все это позволяет Toyota повысить качество проектирования штампов. Моделирование дает возможность не только оценить эксплуатационные качества штампов, но и усовершенствовать процесс их изготовления. Toyota осуществляет мо­ делирование операций станочной обработки штампов, создает подробные ведомости материалов для их изготовления и разрабатывает стандартизиро­ ванную последовательность сборки. Это в свою очередь создает условия для бережливого производства штампов, о котором пойдет речь далее. Другое