DFM i konkurentno inženjerstvo

Konkurentni proizvod i inženjerski proces (eng. process engineering) je praktično simultano projektovanja proizvoda sa ciljem zadovoljavanja (ispunjavanja) specifičnih funkcija i procesa izrade sa kojim će proizvod biti napravljen. Uopšteno govoreći, konkurentno inženjerstvo je praktično simultano rešenja razvoja koji se odnosi na višestruka pitanja vezana za životni ciklus. U praksi, projektovani sistemi (eng. engineered systems) su obično previše složeni da bi se istinski razmotrala sva pitanja simultano. Najčešće, simultano inženjerstvo (i DFM) se ostvaruje kroz iterativni „spiralni (eng.spiral)“ proces projektovanja (prikazan na slici 1) u kojima marketinški stručnjaci, projektani, proizvodni inženjeri (eng. manufacturing engineers) i ostalo osoblje koje se kreće korak napred i korak nazad između identifikacije potreba potrošača, projektovanja proizvoda (eng. design of the product) i pitanja vezanih za procenu proizvodnje.

Prepreke za efikasnu primenu DFM-a i simultanog projektovanja nastaju onda kada ljudi koji obavljaju poslove marketinga, projektovanja proizvoda, proizvodnje i ne mogu međusobno da komuniciraju i razmenjuju znanja. Na primer, kada projektanti nisu detaljno upoznati sa trenutnim proizvodnim mogućnostima i kada proizvodni inženjeri nisu u stanju da im obezbede tu procenu, onda projektanti nisu dovoljno sposobni da izvrše procenu proizvodnje njihovog proizvoda. Kao rezultat ovoga može da proistekne proizvod koji je nepotrebno skup za proizvodnju.

U nekom pogledu, osnovni cilj DFM nije nov. Proizvođači i zanatlije (eng. craftspeople) su oduvek pokušavali da projektuju proizvod koji nije skup za proizvodnju. Pre industrijske revolucije, prodavac, projektant i zanatlija su često bili jedna ista osoba. Ova osoba je morala detaljno da razume potrebe kupaca, kako da konstrukcija proizvoda zadovolji njihove potrebe i kako bi se proizvod napravio. Naravno iz jedne takve osobe je proisteklo konkuretno inženjerstvo. Međutim, kako je industrija vremenom sve više rasla u pogledu dimenzija i složenosti, odeljenja marketinga, projektovanja i proizvodnje su se razvili u posebne organizacije, svaki sa sopstvenim prilagođenim znanjima. Dok ovo omogućava pojednostavljenje formiranja složenih proizvoda mogućim, ona takođe utiče na povećanje prepreka u pogledu znanja i komunikacija između ovih oblasti. Najnovi trend oko izmeštanja proizvodnih pogona u inostransvo je pogrošalo ove komunikacione teškoće. Posledica toga je da se DFM i DFX teže ostvaruju, kvalitet proizvoda i zadovoljstvo kupaca koje može biti ugroženo, kao i da se izgubi dosta vremena i novaca.

Svrha mnogih DFX alata je dopunjavanje projektanata saznanjima o proizvodnji, kvalitetu, o uticaju na životnu sredinu ili nekih drugih saznanja o životnom ciklusu proizvoda koji su inačne nedostupni. Ovo može biti ostvareno kroz mnoge metode kao što su (1) razvoj grupe pravila o proizvodnji koje će projektaniti primenjivati na svojim konstrukcijama (eng.designs), (2) softverski „revzori“ i „kritičari“ koji automatski primenjuju takva pravila u CAD paketima i daju savete za poboljšanja, analizu troškova i (3) simulacionih modela koji predviđaju vek trajanja proizvoda tokom različitih faza životnog ciklusa proizvoda. Primeri koji će biti opisani u sledećim poglavljima za različite načine u kojima se ove metode mogu primeniti na bilo koju ili za sve faze životnog ciklusa proizvoda su prikazani na slici 1.

DFM u konceptualnom projektovanju

Konceptualno projektovanje je proces putem kojeg se potrebe kupaca pretvaraju u funkcionalne zahteve (šta projektant mora da uradi) i bitnih karakteristika (koliko dobro to radi). Sloboda u projektovanju je na vrhuncu ovde, ta sloboda je „istrošena-spent“ time što preuzete obaveze u projektovanju čije su posledice u potpunosti ne mogu biti poznate dok proizvodnja ne počne. Često su dostupne samo grube procene pogodnosti o proizvodnosti u konceptualnom projektovanju. DFM mora pomoć usmeriti na odobravanje slobode u projektovanju prema dizajnu sa velikom pogonošću o proizvodnji. Ovde je ključan koncept „projektanti-designs“: Tojota uspešno upotrebljava grupu zasnovanu na projektovanju naglašenih vrednosti od odlaganja obaveza projektovanja kada očigleno ne postoji „najbolji“ dizajn (Sobek et al., 1999). Za DFM u konceptualnom projektovanju, to znači razvoj više funkcionalnih pristupa i rasprostranjivanja u dalje faze projektovanja, otklanjanje ili reviziju kandidata jer su dokazano lošiji. Projektovanje zasnovano na odlukama (Chen et al., 2003) omogućava normativni okvir za redukciju projektovane konstrukcije prema očekivanim pokazaeljima karatkeristika.

Pokazatelji karakteristika se stalno usavršavaju kroz proces projektovanja. Verovatno najčešće korišćeni DFM alat u svim fazama razvoja proizvoda je razvijanje funkcija kvaliteta (eng. Quality Function Deployment (QFD)). QFD je prvi put predstavljeno u radu obezbeđivanje kvaliteta od strane Akao i Oshiumi (videti, npr. Akao, 1990). Kasnija istraživanja koriste matricu za rešavanje tehničkih kompromisa u karakteristike kvaliteta tako što dodaju „krov-roof“ na vrh ove matrice, koja postaje „kuća kvaliteta-House of Quality“. QFD transformiše zaheve kupaca (WHATs) u karakteristike kvaliteta (HOWs) i sistemski razvija plan kvaliteta za razvoj gotovog proizvoda. U današnjoj praksi, QFD se koristi za tumačenje zahteva potrošača u skup elemenata projektovanja koji mogu biti raspoređeni vertikalno od vrha ka dnu pomoću četiri faze procesa: projektovanje proizvoda (eng. product planning), raspoređivanje delova (eng. part deployment), projektovanje procesa (eng. process planning) i projektovanje kontrole (eng. process control). Slika 2 prikazuje metodologiju toka četiri faze QFD procesa. Tokom svake faze jedan ili više pokazatelja su spremni da pomognu pri planiranju (eng.plan) i komunikaciji sa zahtevima kupaca, tehničkim karakteristikama, projektovanju i informacijama vezanim za procese.

Sa stanovništva razvoja tehnologija, DFM u konceptualnom projektovanju postavlja dva glavna pitanja: kako da se razviju funkcije kao odgovor na zajedničke DFM želje (npr. mali broj delova (eng. low part count), jednostavnost dela (eng. low part complexity), jednostavnost montaže (eng. ease of assembly) i široke i uske tolerancije (eng. loose tolerance)) i kako da se zatvori QFD „petlja“ isključivo za propargiranje standardne opadajuće zabrinutost nazad u konceptualnom projetovanju. Za projektanta, trenutno stanje je prikupljanje različitih konstrukcija proizvoda i različitih timova koji učestvuju u proizvodnji. Kako preduzeća postaju sve manje vertikalno integrisana, grupisanje (eng. collaction) postaje nepraktično, suprotno inženjerstvo (eng. reverse engineering) ne može da zameni način za stečeno proizvodno iskustvo (Verma and Wood, 2004). Dajući projektantima slobodan pristup, u skadu sa osnovnim iskustvom, suprotno inženjerstvo može poboljšati stepen iskorišćenosti gde jednostavnost za izradu može da oblikuje konceptualizaciju (eng. conceptualization).

Po drugim pitanjima, integrisanje DFM u QFD može da se ostvari kroz iterativni proces koji dostavlja rezultate projektovanja procesa i kontrole pokazatelja u delu raspoređivanja pokazatelja. Na primer, kada je sadržaj procesa koncipiran, karakteristike koji čine komponente jednostavnije za proizvodnju ili jednostavnije za montažu u gotov proizvod mogu se dodati na listu tehničkih karakteristika i karakteristika dela. Takve iteracije olakšavaju prelazak na detaljan dizajn i omogućavaju da se proizvodnja razmatra u najranijoj fazi projektovanja. Opet, stečeno iskustvo u ovom procesu ne samo da obezbeđuje ranu procenu pokazatelja od dna ka vrhu, već takođe pomaže u direktnom povezivanju pokazatelja karakteristika sa funkcijama (Dong and Wood, 2003).

DFM u embodiment projektovanju

Za mnoge proizvode, ograničenja procesa igraju značajnu ulogu u određivanju karakteristika konačnih oblika delova. Prema tome, konačni oblici delova mogu da se odrede tek nakon izbora najpogodnijeg procesa i sastava materijala. Embodiment projektovanje uključuje proces i izbor materijala i obuhvata niz složenih problema. Na primer, proces proizvodnje, vrsta materijala i veličina delova su veoma međuzavisni. Deo može da zahteva više procesa sa ciljem da se postigne traženi i završni oblik, tako da procesi moraju biti izabrani isovremeno, što čini troškove procene znatno složenijim. Dodavanje ovog problema je poteškoća u proračunu nepreciznosti u parametrima projektovanja. Tokom embodiment projektovanja, projektanti tradicionalno vrše odabir procesa i materijala na osnovu sopstvenog iskustva ili iskustva proizvodnog inženjera. Većina projektanata su upoznati sa samo nekoliko proizvodnih procesa i tamo postoji veliki broj složenih proizvodnih procesa i materijala koji su u širokoj upotrebi u celom svetu. Prema tome, ako se projektanti oslanjaju na sopstvena znanja, oni možda ne razmišljaju o nepoznatim proizvodnim procesima koji su zanimljiva alternativa više poznatim procesima. Brze promene u proizvodnim tehnologijama čine ovaj problem još više ozbiljnim. Nedavno su, razvijeni nekoliko različitih softverskih sistema za podršku pri izboru materijala i procesa tokom detaljnog projektovanja. Skorašnji reprezentativni sistemi uključuju WiseProM (Gupta i sar.., 2003), MAS (Smith, 1999), i CES (Ashby i Esawi, 1999). S obzirom na zahteve projektovanja u pogledu ne samo jednostavnosti za proizvodnju već i za poslovanje (eng. business), materijale, zahteve u pogledu oblika (eng. form requirements), ovi sistemi pomažu projektantima da izaberu pravilan sastav materijala i procesa sa ciljem zadovoljavanja zahteva projektovanja pre početka detaljnog projektovanja.

Trenutni sistemi koriste pojednostavljenje aproksimacije za glavna vremena izrade i obim proizvodnje, koji zavise od proizvodnih pogona. Sistemi narednih generacija će morati da sadrže ove parametre sa mnogo boljim mogućnostima. Štaviše, sadašnji sistemi služe samo za procenu troškova proizvodnje i izbor materijala. Pošto, troškovi životnog ciklusa proizvoda imaju veliku ulogu u odlučivanju, oni bi trebali da budu razmatrani u sistemima naredne generacije.

DFM u detaljnom projektovanju

S obzirom na izbor materijala i procesa u toku embodiment projektovanja i suočavanja postojećih izdanja konstrukcija proizvoda (eng. design product) za proizvodnju, mnoštvo DFM tehnika se najčešće primenjuju u naporima da se indentifikuju problemi, pronalaženje greška (eng. catch mistakes) i izbegnu promene od dna ka vrhu (eng. avoid downstream changes). Tokom detaljnog projektovanja, integracija sa alatima za računarom podžanim projektovanjem CAD postaje od ključne važnosti za analizu proizvoda i procesa. Na primer, integracija sa režimima kvara i efekata analiza (eng. Failure Modes and Effects Analysis (FMEA)) i računarom podržane proizvodnje (CAM) u CAD sisteme je uobičajena.Detaljno projektovanje se odnosi na oblik i toleracnije dela. Primena DFM-a za oblikovanje je visoko zavistan (zahtevan) proces i može da se ostvari kroz standarde projektovanja ili ekspertne sisteme. Za sve procese opštije je razmatranje tolerancija i njihov uticaj na karakteristike.

Konkretno, FMEA je DFM metod koji je korišćen tokom detaljnog projektovanja, koji je postao toliko rasprostranjen da je sada vojni patent (eng. military specification), MIL-STD-1629. U FMEA, razvojni tim sistematski procenjuje i dokumentuje režime kvara (eng. failure mode), kao i njihov potencijalni uticaj na karakteristike sistema, bezbednost, održavanje. Svaka greška u režimu kvara (eng. failure mode) se potom rangira po težini njenog uticaja sa ciljem pružanja odgovarajućih korektivnih mera koje se mogu preduzeti da bi se uklonile ili kontrolisale visoko rizične stavke. Nakon toga, projektanta detaljnog, embodiment ili čak konceptualnog projektovanja može se tražiti da uklone otkrivene nedostatke. Trenutna istraživanja (Chao i Ishii, 2003) nastoje da smanje opterećenje sprovođenja FMEA kroz automatizaciju sa obučenim kadrom dok proširuje i potvrđuje svoju korisnost. FMEA može oponašati proizvodne procese sa ciljem definisanja načina u kojima konstrukcija proizvoda (eng. product design) može dovesti do problema u proizvodnji.

Analiza tolerancija i širokih i uskih tolerancija i dalje su važna. Ranije, industrijski standardi su bili slepo prihvaćeni kao ograničenja na konstrukciju proizvoda (eng. product design) i proizvodnju. Trenutno, Šest sigma (eng. Six Sigma) pristupi promovišu karakterizaciju (eng. characterization) i klasifikaciju proizvodnih procesa, sa statističkim podacima od dna ka vrhu kao povratnu spregu za podešavanje tolerancija dela tokom detaljnog projektovanja. Istovremeno, inženjeri su počeli da koriste tehnike analiza kao što je Monte Carlo analiza za predviđanje raspodele karakteristika projektovanja, umesto da naprosto prihvate ili odbace dizajn zasnovan na najgorem mogućem slučaju. Korišćenjem ovih tehnika, inženjeri mogu pravilno da prepoznaju, odrede i kontrolišu malobrojne tolerancije koje upravljaju karakteristikama proizvoda, što dovodi do poboljšanja karakteristika proizvoda po niskoj ceni.

Pored FMEA, CAD/CAM softveri su važan DFM alat za detaljno projektovanje koji koristi CAD softver za opisivanje geometrije delova, npr. definisanje putanje alata tokom obrade na mašini alatki sa ciljem dobijanja gotovog dela. Danas, većina novih mašina alatki uključuje i tehnologije numeričkog upravljanja (NC). Da bi se dodatno olakšao DFM, CAD/CAM sistemi mogu biti integrisani sa projektovanjem tehnoloških procesa i drugih tehnologija, kao što su grupna tehnologija (eng. Group Technology (GT)) i Cellular Manufacturing. Konačno, fleksibilni tehnološki sistemi (FTS) i proizodnja tačno na vreme

(eng. Just-In-Time Production (JIT)) su važni koncepti omogućeni od CAD/CAM sistema, koji utiču na integraciju proizvodnih ćelija (eng. manufacturing cells), proizvodnosti i kvaliteta u širokom spektru stateške industrije

(e.g.,http://www.gsd.harvard.edu/inside/computer_resources/manual/cadcam/whatis.htm).Bez obzira na fazu u procesu projektovanja, DFM je prepoznata kao važna komponenta u razvoju proizvoda. Kao takva, praksa i teorija su se razvili u veoma specifične oblasti DFM, uključujući tu Design for Quality, Design for Production, Design for Life Cycle Cost, and Design for Environment, as described below.

Projektovanje za proizvodnju

Karakteristike proizvodnih linija, fabirka, lanci snadbevanja zavise od konstrukcije proizvoda (eng. product design). Brzo uvođenje novih proizvoda znači da postojeće kapacitete treba prilagoditi novom proizvodu. Umesto da se proizvodni pogon projektuje oko proizvoda, proizvod mora projektovan tako da stane u proizvodni pogon. Na primer, dužina šasije jednog novog automobila je kritična promenljiva pri projektovanju, koja mora biti definisana na početku razvojnog procesa vozila. U cilju izbegavanja skupih modifikacija linija za montažu pomoću industrijskih robota (eng. robotic assembly line) koja će izrađivati vozilo, dužina šasije je ograničena veličinom postojeće automatizovane instalacije (eng. automated fixtures).

Često se, kapaciteti proizvodnih sistema zanemaruju tokom projektovanja proizvoda, jer se strogo razmatra model. Međutim, nedavno su istaživači i proizvodne kompanije napravili i primenjuju nekoliko konkretnih, izvodljivih postupaka projektovanja za proizvodnju (eng. Design for Production (DFP)). Tim za razvoj proizvoda može proceniti uspešnost jedne proizvodne linije, fabrike ili lanca snadbevanja pre početka proizvodnje. Oni mogu da primene ove informacije da bi izbegli probleme (kao što su uska grla u proizvodnji, eng. bottlenecks) i smanjenja troškova. Herrmann i Chincholkar (2001/2002) dali su detaljan pregled DFP pristupa, a Chincholkar i sar. (2003) su ispitivali čitav niz DFP studija u detalje.

Boeing je razvio DFP pristup za vazduhoplovne cevi (opisano od strane Wei i Thornton, 2002). Proizvodne faze uključuju savijanje, odsecanje, zavarivanje pomoću mlaznica (eng. connector welding) i test pod pritiskom. Faza montaže obuhvata postavljanje cevi u avion. Delimično završeni proizvodi se skladište između dve faze i kontrolišu se od strane reorder point policy. DFP alat se odnosi na ukupnu cenu (usled lošeg kvaliteta cevi u procesu izrade, zaliha gotovih proizvoda), geometrije cevi, opsega tolerancija (eng. gauge tolerance) i veliko serijske proizvodnje.

Hewlett Packard su koristili model zaliha za određivanje da li redizajn deskjet štampača može doprineti boljim karakteristikama lanca snabdevanja (opisano u radu Lee i sar. 1993). Redizajn je opšta verzija štampača sa modulima koji distributivni centri koriste za kreiranje varijanti proizvoda za različita tržišta. Model zaliha pokazao je da će promene smanjiti investicije u lanac snadbevanja zaliha za osamneast odsto.

Projektovanje platforme za pristizanje proizvoda na tržište (eng. PLATFORM DESIGN FOR TIME-TO-MARKET)

Većina DFM aplikacija do sada su se usredsredili na određeni model proizvoda u određenom vremenskom trenutku. Skorašnji izazovi u brzom pojavljivanju proizvoda na tržištu privlače pažnju na konstrukciju proizvoda, tj., postizanje platforme koja pokriva različite tržištne segmente tokom različitih generacija. Ovaj izazov, je takođe poznat i kao „Projektovanje za raznolokost- Desig for Variety (DFV)“, je privukla značajnu pažnju gotovo svake industrije, kako karakteristke platforme direktno utiču na profitabilnost posla.

Kritičan korak predstavlja indentifikovanje pokretača (eng. drivers) za projektovanje platforme. Tipični pokretači sadrži investicioni oporavak (važan u visokim investicionim projektima kao što su poluprovodnici i avioni motora), kao odgovor na brze promene tržišnih potreba i napredak u tehnologijama (odnosi se na računare i komunikacije) i efikasan odgovor na potrebe prilagođavanja (telekomunikaciona infrastruktura, automatizovane proizvodne fabrike).

Sistem i održavanje proizvoda predstavljaju dodatne izazove. Platforma za projektovanje hardverskih proizvoda je razvijena fokusirajući se na standardnim komponentama koje čini bazu (osnovu) platforme, dok se za proizvodnju izvedenih proizvoda koristi razlikovanje elementata (eng. differentiating elements). Za automobilske sisteme, šasija i pogonski sistemi predstavljaju bazu, dok karoserija i enterijer predstavlaju razlikovane elemente. Za sistem proizvoda, kao što su medicinske usluge (eng. medical imaging services), često nije jasno šta bi trebalo da bude baza platforme.

Ključ platforme projektovanja je definisanje standardnih elementarnih rešenja koja obuhvataju široku oblast tržišnih segmenata tokom različitih generacija, dok je potreba za prilagođavanje svedena na kraća vremena (razvoj, proizvodnja i dostava). Studije o različitim složenostima (Martin i Ishii, 2002) i modularnosti proizvoda (Yang i Ishii, 2003) su pokazale da efikasno definisanje „standardno nasuprot razlikovanje (eng. standard vs. differentiating)“ elemenata i interfejsa među njima vodi do uspešnih platformi proizvoda. Drugi važan aspekat je baza znanja od najboljih praktičnih iskustava koja podržava sistemski koncept generisanja za efektivne platforme. U narednoj deceniji, prošireni DFM alati za platforme projektovanja će biti ključne za ostaviranje konkurente proizovdnje.

Projektovanje za sistem kvaliteta

Mnogi proizvodi i održavanja zahtevaju danas kombinaciju hardvera i sofvera kao i spoljnu infrastrukturu. Tipični primeri uključuju mobilne telefone koji koriste internet (IP telefoni). Primena DFM tehnika na takve proizvode mora se odnosi ne samo na telefone sa slušalicom, već i na složene softvere koje kontroliše uređaj i komunikacionu infrastrukturu. Oprema za medicinsku dijagnostiku i održavanje su još jedan primer.

Ključni cilj je ostvarivanje ultra visoke (eng. ultra-high) pouzdanosti i raspoloživost celokupnog sistema za dostavljanje funkcija i uvažavanje kupca (Kmenta i Ishii, 2000; Rhee i Ishii, 2003). Dok tradicionalni DFM alati efikasno indentifikuju potencijalni režim kvara (eng. failure mode) u sistemu hardvera, postoji akutna potreba za efikasnije metode za indentifikovanje režima kvarova (eng. failure mode) koji su međuveza između različitih

modula, a koji sačinjavaju sistem: hardver, softver i infrastruktura. Alati kao što su QFD i FMEA imaju velike mogućnosti u rešavanju sistema kvaliteta, ali struktura studije ostvarivanje ovog cilja su ograničene na datum. Definisanje i opisivanje sistema predstavljaju ključ efikasnih alata. Za razliku od hardvera, proizvodni sistemi su amorfni (bezobličeni) elementi. U mnogim slučajevima, proizvod ne može imati razvijenu (eng. mature) strukturu, tako da jedan mora da definiše strukturu sistema primenom strukture razvijenih tehnika (eng. concept development techniques) pre primene tehnika analiza, kao što je FMEA. Oba alata predstavljaju sistem i primenu niza strateških DFM alata koje su neophodne za uspostavljanje čvrste teorije za DFM sistem.

Projektovanje troškova životnog ciklusa proizvoda

Postoje mnoge dobro poznate metodologije modeliranja koje se bave proračunom troškova proizvodnje proizvoda: tok procesa zasnovanog na modelima, modeli tehničkih troškova, cene vlasničkih modela i cena izrade (eng. activity based costing). Oni se često dopunjuju modeliranjem tolerancija i proizvodnjom, modeliranjem krivih linija, testiranje i prerađivanje ekonomskih modela. Međutim, proizvodnja je samo jedna faza životnog ciklusa proizvoda.

Dok proizvodnja obračunava troškove koji su relativno razvijeni, modeliranje troškova životnog ciklusa proizvoda je mnogo teže. Za mnoge korisnike proizvoda, proizvodnja predstavlja dominatne troškove. Međutim, čak i za proizvode široke potrošnje, proizvođač mora biti zabrinut za troškove razvoja proizvoda, uticaji do pojave na tržištu (eng. time-to-market impacts), distribucija, odgovornost, marketing i prodaja kao i mesta za odlaganje i recikliranje proizvoda na kraju njegovog životnog veka (ponovno prerađivanje). Za ostale tipove proizvoda, npr., avione, fotokopir mašine, semafore, pa čak i za računarske mreže, životni ciklus (sadrži) troškove kao što su garancije, pouzdanost, održavanje, nadogradnju, kao i zastarelost može da dominira. Pogledati, npr., sliku 3. Osim toga, samo dvadeset posto (20%) troškova životnog ciklusa borbenog aviona F-16 predstavljaju proizvodni trošak. Ove ukupne (eng. sustainment) troškove snose i proizvođač i kupac.

Troškovi životnog ciklusa je mnogo teže odrediti, jer različite klase proizvoda imaju različite tipove životnih ciklusa. Na primer, proizvodi koji imaju dugačak radni vek (eng. long field life) su posebno podložni da tehnološki zastere. Konkretno, zasterelost elektronskih delova je zajednički problem za elektronske sisteme (Solomon i sar.., 2000). Na primer, većina elektronskih delova imaju kratak životni vek (eng. lifetimes) (iz perspektive raspoloživosti) u odnosu na projektovani ciklus aviona, a kamoli u odnosu na životni vek aviona. U takvim industrijama, zahtevi u pogledu kvalifikacije i sertifikacije mogu da zamene zastarele tehnologije i delove sa novijim delovima koji nisu preterano skupi. Potreba da se kvantifikuju i smanje troškovi održivosti je dalo povoda za projektovanje učestalosti planiranja (eng. design refresh planning) (Singh i sar., 2002) i analizu sistema promenljivih (Sandborn i sar. 2003). Održivost je mera proizvodnosti (eng. producibility), mogućnosti podrške (supportability) i evoulacije sistem (evolvability) i može da posluži kao pokazatelj za procenu obe održivosti proizvoda i mogućnosti tehnologija postavljanja (eng. technology insertion opportunities.

Projektovanje za okruženje

Pored procene troškova i drugih tradicionalnih karakterističnih mera proizvodnje, proizvodna preduzeća su zainteresovana za procenu i smanjenje uticaja na životnu sredinu svojih proizvoda. Preduzeća žele da smanje energiju koju koriste proizvodni pogoni i opasne materije koje proističu iz proizvodnje. Takođe preduzeća su zabrinuta i po pitanju prevencije zagađenja i upravljanja zaštitom životne sredine (ISO 14000), očekivanja kupaca za proizvode koji koriste manje energije i zahtevaju manje održavanje, kao i regulativne mere (eng. regulatory efforts), posebno u Evropi, sa ciljem poboljšanja korišćenja recikliranih materijala i recikliranja proizvoda. Do danas, većina napora je usmerena na razvoj projektovanja za okruženje (eng. Design for Environment (DFE)) i procena životnog ciklusa (eng. Life Cycle Assessment (LCA)) alata i softvera za određene proizvode i odeljenja za sve faze projektovanja.

Tokom konceptualnog projektovanja, liste za proveru materijala ili opravdanost šema za visok uticaj materijala i tabličnih procena (eng. matrix assessments) koji uzimaju u obzir više uticaja za svaku fazu životnog ciklusa proizvoda su zajednički DFE alati. Kako su izabrani materijali i procesi tokom embodiment i detaljnog projektovanja proizvoda, softversko rešenje kao što je IDEMAT za izbor materijala, CAD alati zasnovani na demontaži proizvoda kao što su Boothroyd i Dewhurst’s DFE alati i softveri za procenu životnog ciklusa (LCA) koriste se za analiziranje uticaja na životnu sredinu dizajna proizvoda (eng. product designs). U stvari, trenutni trend je razvijanje alata i softvera za specifične proizvode i odeljenja za sve faze projektovanja.

Zbog potreba da se uravnoteže ekološki problemi sa drugim DFX zahtevima, DFE pogled na životni ciklus (eng. DFE’s life cycle view), je ostvario eksplicitivne veze sa lancima snabdevanja, prevencijom zagađenja i standardima za upravljanje zaštitom životne sredine (ISO 14000) i očekivanja kupaca za proizvode koji koriste manje energije i zahtevaju manje održavanja, regulativnih mera, posebno u Evropi, sa ciljem poboljšanja korišćenja recikliranih materijala i recikliranja proizvoda. Kao takvi, mnoge kompanije su integrisale povezane DFE napore u svoje poslovne modele (eng. business models). Primeri uključuju Supplier Sceening at AT&T, obuku dobavljača kod General Motors, registraciju ISO 14000 dobavljača kod Ford-a, 3M’s Pollution Prevention Pays Program, i Xerox’s Asset Recycle Management Program.

Zanimljivo je, Rounds i Cooper (2002) istaživali su razvoj i upotrebu DFM i DFE zahteva pri projektovanju u konstruisanju proizvoda (eng. product design). Oni su pronašli da najveći broj određenih (eng. assessed) DFM zahteva primenjivo i na DFE kao i obrnuto. Konkretno, imajući u vidu značaj DFM u smanjenju troškova, smanjenje vremena proizvodnje proizvoda ne doprinosi samo smanjenju troškova, već i smanjenje u korišćenju energije (Ufford, 1996). Slično tome, poboljšanja u materijalima i smanjenje energetske efikasnosti pripremaka i troškova energije kao i materijala i troškova upravljanja otpadom.

DFX THROUGH NON-TECHNOLOGICAL SOLUTIONS

Efiksano ostvarivanje primene DFM i DFX može zahtevati više od tehnološkog rešenja u vidu skupa pravila ili računarskih programa. To može zahtevati dodatne promene:

Organizacija (Ko kome podnosi izveštaje?); Obaveze dodeljene projektantima i inženjerima (Koji od njih prima ljutinu kad se

pojavi problem od dna ka vrhu (eng. downstream)? A ko treba da snosi agoniju rešavanja problema?);

Izvršiti obuku marketing osoblja, projektanata i inženjera i Kultura unutar organizacije.

Sve ovo utiče na kako znanje i informacije prenose između ljudi koji se bave poslovima marketinga, projektovanja i funckijama proizvodnje. Razumevanje protoka informacija i donošenja odluka u razvoju proizvoda organizacije je od ključnog značaja za uspešno sprovođenje novih alata za projektovanje (Herrmann i Schmidt, 2002).

Na primer, čak i ako je procena pogodnosti za proizvodnju deo verifikacije projektovanja, često postoji sklonost projektanata da izvrše procenu pogodnosti za proizvodnju nepravilno iz brojnih razloga. Proizvodne aktivnosti nisu verovatno područje stručnog znanja projektanta, zgusnuti raspored može ostaviti malo vremena za analizu i postoji sklonost projektanta dela da veruje da proizvodni ljudi mogu da reše sve probleme koji se javljaju. Osnovni problem nije u tome da li je razmatranje pogodnosti za proizvodnju bilo odsutno iz verifikacije projektovanja, već u tome da li su ljudi za vršenje analiza imali dovoljno proizvodnog iskustva (eng. sufficient manufacturing training) da to urade dobro, a odgovornost za rešavanje proizvodnih problema ne pada na teret projektanta. Dakle, postoji malo motivacije da se to uradi dobro. Pored toga, geografska udaljenost, jezičke prepreke i kulturne praznine između projektanta i kadrova u proizvodnji smanjuju verovatnoću da će projektanti potražiti pomoć proizvođača.

Dakle, rešavanje DFX problema u praksi može zahtevati proučavanje celokupne organizacije, a ne samo pojedičnog projektanta. Rešenja za opisane probleme su sledeća: organizacione promene u timu za projektovanje tako da su proizvodni kadrovi uključeni u tim za verifikaciju projektovanja; obezbeđivanje uporedne (eng. with cross) obuke projektanata i proizvođača, tako da se mogu međusobno bolje razumeti; i da uzajamno koriste sugestije i dodeljivanje zajedničke odgovornosti za probleme koji se kasnije javljaju. Timovi za projektovanje i proizvodnju moraju imati zajedničku odgovornost i nadležnost (eng. accountability) za uspeh proizvoda.

Međutim, takve promene zahtevaju dugoročnu investiciju u obuku, putovanje i obrazovanje (izgradnju) timova. Nažalost, ne postoji uvek jaka sklonost da se žrtvuju dugoročne investicije u korist kratkoročnih okolnosti. Što je najvažnije, organizacija mora da ima jaku posvećenost DFX-u sa najvišeg nivoa da bi se te investicije mogle ostvariti, potpomugnute metodama za procenu troškova pogodnosti specifičnih DFX investicija.

Zaključci

Delokrug DFM alata je proširen na mnogo načina: aplikacijama za različite faze projektovanja, karakteristikama proizvodnih sistema, platforme za projektovanje i sistema kvaliteta, kao i troškova životnog ciklusa i zaštite životne sredine. Iako je ova raznovrsnost ogromna, postoje neke opšte smernice koje sugerišu proizvodnim preduzećima koju korist imaju od DFM alata. Korisni, efikasni DFM alati su zasnovani na specifičnim proizodima i različitih karakterističnih mera od interesa i koje se koriste u fazama projektovanja koje imaju najveći uticaj na karakteristike. Kreiranje DFM alata treba da uzme u obzir dostupne ingformacije, napore uložene u te informacije kako bi bile dostupne, informacije potrebne za procenu proizvoda i donošenje odluka i vremensko ograničenje za korišćenje alata.

Naravno, tim za razvoj proizvoda treba da razmotri ceo životniciklus proizvoda. Različite tehnike razmatraju različite faze životnog ciklusa i mogu dati kontradiktorne predloge za poboljašne projektovanja. Stoga, uspešno korišćenje tehnika kao što su DFM zahteva njihovo koordinisano korišćenje tako da projektujete više profitabilan proizvod.