Автоматизированного завода: обоснование и внедрение
Мохсен Attaran профессор по управлению операциями в California State University, ударных.
Автоматизация производства может сделать плавным, быстрым и более экономичным. Его реализация является ключом к реализации этих преимуществ.
Завод будущего, похоже, наконец будет реализации longhoped-для производства чудес настроен и разнообразной продукции. Этот завод также предлагает гибкие процессы, оптимизировать ресурсы, в результате, сроки становятся все короче, запасы падают, использования машин растет, а качество, последовательность и производительность улучшается. Все эти результаты уже достигнуты в США фирм с использованием различных форм промышленной автоматизации.
Однако, как автоматизированная фабрика достижения довольно быстро в США, разочарование автоматизации поверхностей. Один за другим технология была осуждена пользователей после сообщениям отсутствии в качестве долгожданной панацеей от всех бед. Disaffections началось с потребности в материалах (MRP) и MRP II, переехал в роботов, и даже выразил в исследовании, которое показало, что 75 процентов опрошенных фирм заявили не поняли, стоимость улучшений от компьютерного проектирования (CAD) системы . Даже flexiblemanufacturing систем (ГПС), подвергались критике, не проживающих на нее надежды.
Эти проблемы приводят к следующим вопросам: Что это означает для руководства? Это автоматизированный завод увлечение? Если производители избегать инвестиций в новые технологии процесса? Каковы внутренние и внешние воздействия этих новых технологий? Какие приспособления препятствия? Как мы можем обеспечить успешное внедрение автоматизированной фабрике? Нижеследующие случаи показывают случаи, когда американские фирмы воспользовались преимуществами передовых технологий производства. Фирма может рассчитывать как внешних, так и внутренние преимущества автоматизированного завода, но он также может найти определенные препятствия для адаптации. Определенные шаги, однако, может помочь в реализации и помочь извлечь максимальную выгоду от инвестиций ФМС.
Allen-Bradley
На 45000 квадратных футов объекта в штаб-квартире Милуоки, Allen-Bradley используется автоматизированная система управления производством (CIM) операций для создания пускатели и электрические контакторы для мирового рынка. Фирма реализовала новую технологию, когда компании пришлось переключить линейки продуктов от электромеханических в твердом состоянии в 1979 году. ММК сократил прямые затраты труда на 1,5 процента продаж долларов, по сравнению с 15 процентов десять лет назад. Поскольку расходы на прямой труд стал не представляет собой проблему, рентабельность акцент сместился к управлению материалов стоимости. Allen-Bradley оказалась настолько успешной, что он работает с несколькими системных интеграторов на рынке ассортимент продуктов автоматизации как часть системы решений.
Континентальный Can Company, Inc
Это разделение континентального контейнерные системы в Чикаго теряла деньги, как в результате задержек поставок, длительные сроки, что старая техника, и административные проблемы. Компании было два варианта: продать подразделение выключен или сделать его выгодным снова. Фирма решила инвестировать $ 10 млн в CAD / CAM и МГК совершать операции разделения более эффективной. Сто старых станков были проданы и заменены 26 числовым программным управлением (ЧПУ) станки, некоторые с роботами. Сокращение запасов, сокращение сроков и более коротким временем подготовки машины к работе привели к увеличению прибыльности. Работа-в-процессе, сократилось в два раза общего времени на подготовку было сокращено на 30 процентов, а запасов уменьшился на 5 млн. долл. США; своевременную доставку ставка была увеличена с 50 процентов до 90 процентов.
Ex-Cell-O корпорации
Cadillac разделения клетки ExCell-O корпорации установили Applicon равноденствия автоматизированной производственной системы в июне 1984 года. Как Ральф Kalair, инженер-технолог по Cadillac Кейдж, заявил, что "наибольшее трата времени при ручном переносе программирование номера.... Теперь, с равноденствия, я просто скажу системы, которая отверстие Я хочу, чтобы развернуть после определения его один раз. Сама система вычисляет все координаты "(Терешко и др. др., 23 марта 1987). Основные преимущества новой системы мгновенной обратной связи по геометрии части и инструмент движется, а также 50-процентное увеличение производительности программирования. Это привело к общему увеличению производительности 200 процентов по сравнению с ручного программирования.
Шерман-Tex
Завод Texas Instruments оправдал ММК на основе ее влияния на бизнес-стратегии. Компания одновременно получил два основных правительственных контрактов и необходимы дополнительные возможности, складирование и производственных помещений. управления ТИ решил осуществить МГК, чтобы избежать завод и склад расширения. МГК реализации оказалась настолько успешной, что в 1987 году Т. получил Лидерство и передового опыта в применении и развитии МГК награду компьютерных и автоматизированных систем Ассоциации Общества инженеров производства.
General Motors
МГК усилий ГМ можно было увидеть в Понтиак, Мичиган грузовых автомобилей и автобусов группы заводе летом 1987 года. Завод оснащен оборудованием производства в том числе роботы, программируемые контроллеры, контроллеры ячейки и автоматизации производства протокола (MAP) системы связи, использующей 20 миль кабеля для запуска 800 интеллектуальных устройств. М. четко выражает надежду, что CIM, в сочетании с человеческим система управления производством (HIM), поможет компании стать наименьшими затратами производитель автомобилей. производительности цели ГМ 75 грузовых автомобилей на одного работника в год и от 50 до 54 машин в час.
Функциональные области автоматизированного завода
Автоматизированного завода интеграции передовых технологий производства, не все из которых компьютеризированы. Эти новые технологии интеграции компьютерной техники, программного обеспечения и баз данных с компьютерным управлением станков, автоматизированная обработка материалов и робототехники сформировать высокую степень автоматизации и гибкой производственной системы. Новые технологии могут быть классифицированы в зависимости от области их применения: проектирование, изготовление, производство и управление информацией. Эти технологии не являются взаимоисключающими, а, скорее, они должны быть интегрированы. Такая интеграция является одной из основных проблем, стоящих перед фирмами сегодня. Рисунок 1 иллюстрирует связь между четырьмя наборами компьютерных технологий, и функциональная разбивка этих новых технологий. Используются следующие термины на рисунке:
* Инженерии. Системы автоматизированного проектирования (САПР) позволяет разработчикам использовать огромную мощь и скорость современных компьютеров разработать дизайн продукта на экране просмотра и изменения и изменить дизайн в интерактивном режиме с компьютера. Компьютерная техника (CAE), позволяет для выполнения таких функций, как анализ инженерных стресса и модального анализа вибрации.
Группа технологий (GT) является формирование части семей на основе разработки или производства сходства или обоих. Классификация частей ускоряет разработки аналогичных частей на предприятии и обеспечивает более легкий проектирования и анализа.
* Методы производства. Гибкая система производства получила большое внимание в популярной прессе о технологиях завода в будущем. FMS использует информационные технологии для интеграции с компьютерным управлением станков, робототехники и погрузочно-разгрузочных сформировать высокую степень автоматизации производства и универсальные системы.
Автоматизация производства (CAM) технологии сделок с управлением машины, которые фактически делают процесс работы. Компьютерная программа руководства производство ленты содержащий инструкции для станков с ЧПУ. Macnine автоматически порезов, отверстий, мельницы, а также выполняет другие операции в соответствии с указаниями программы. Группа технология может также применяться для производства машин.
Сотовый производства предусматривает прокладку из заводского цеха в клетки машин и инструментов, где каждая ячейка посвящен производству одной семьи деталей. Это приводит к более высокой скорости производства и более эффективного использования техники.
Автоматизированного процесса планирования (CAPP) метод генерирует маршрутизации и обработки инструкций в сложный объект многопродуктовыми. Это особенно важно, когда процесс планирования требует огромное количество информации о ячейке схемы и механизмы требования для каждой части.
* Методы производства. Робототехника, вероятно, наиболее популярный способ у завода-Of-The-технологии будущего. Роботы являются программируемыми, многофункциональные машины, способные двигаться материалы, часто с большим числом степеней свободы, а также выполнения повторяющихся задач. Их важных особенностей является то, что они являются гибкими, они исключают необходимость для операторов, и они обеспечивают неизменно высокое качество.
Данные технологии обработки применяется для контроля машин, хранения, поиска, или транспорта материалов. Автоматизированная руководствоваться бортовые системы (имея ввиду) используются для перевозки необходимых сырья или проект в ходе разработки и автоматической системы хранения и поиска (АСКР) были в эксплуатации в течение некоторого времени, чтобы найти и получить необходимые компоненты.
* Информация, методы управления. Выделение ресурсов завода для максимизации прибыли или производительности рассматривается как один из краеугольных камней автоматизированного завода. Завод будущего спроса сжатые контроль над ресурсами предприятия.
Планирования производственных ресурсов (MRP II) прогнозирует спрос на каждый подэлемент в сложном процессе производства, и тем самым оказывает помощь в планировании рабочей силы, материалов, машин раз, и других элементов ресурсов, которые составляют готовой продукции. Важным преимуществом MRP II является то, что позволяет компании быстро реагировать на меняющиеся условия рынка.
Just-In-Time (JIT) является производителем философии, направленной на выявление, контроль и ликвидацию всех видов отходов. JIT является средством производства части только тогда, когда они необходимы. Это помогает производственной системы для сведения к минимуму инвестиции в товарно-материальные запасы, сократить время выполнения заказа, быстрее реагировать на изменения спроса, а также выявления каких-либо проблем с качеством.
Канбан является "вытащить" типа порядок системы в том, что власть для производства или поставки идет снизу, операций. Части производятся как они уполномочены картона карты (канбан). Вывод канбан, с другой стороны, разрешить снятие и перемещение деталей.
Система поддержки решений (DSS) собирает, организует и объединяет как внутренних, так и внешних потоков данных и дает систематическое, своевременной, точной и полезной информации. DSS обеспечивает средства для оценки сложных, плохо определенной проблемы путем систематического mehtods. Наиболее впечатляющие характеристики этих систем является их гибкость, открытие ориентации, а также простота в использовании. Некоторые из важных функций типичной DSS включают что-если "анализ, целенаправленное, анализ чувствительности, а исключением докладов анализа.
Экспертные системы (ЭС) являются А. И. инструментов, используемых для решения некоторых типов сложных, неоднозначных проблем, традиционно занимаются специалисты человек. Программы или наборы программ содержать подробные знания в данной области и эмпирическим правилам, которые человек будет использовать экспертов делать выводы и делать выводы в этой области. Наиболее важной функцией является ES разведки консультирование. Оно может выявить проблемы, анализировать информацию, а также рекомендовать альтернативы.
Комплексная ES / DSS можно повысить эффективность принятия решений властью, комбинируя лучшие черты обеих технологий. ES может добавить обоснование и объяснение возможности для внутренних и внешних данных, собранных DSS. Благодаря способности рассуждать и делать выводы, ES позволяет DSS взять на себя роль консультанта.
ВНУТРЕННЕЙ И ВНЕШНЕЙ ДЕЙСТВИЕ Factory Automation
Автоматизация обеспечит преимущества в трех широких областях: эффективности, производительности и управления. Ниже перечислены некоторые из выгод, полученных в каждом районе.
Эффективность
* Инвентарь уровней свести к минимуму, особенно, если концепция JIT встроен. Управление запасами усиливается и требования к капиталу сокращается.
* Долгосрочное планирование запасов и улучшения координации поставщиком уменьшить отставание.
* Детали сокращения расходов в результате сокращения отходов и снижение запасов на всех этапах приведет к сокращению капитальных затрат.
* Сокращение запасов и количества необходимых машин снижает физические требования к пространству.
* Лучше использования машин, меньше аварий машина, и в меньшей степени процесса инвентаризации внести увеличение пропускной возможности.
* Классификация частей GT ускоряет разработку подобных частей. Стандартные конфигурации продукта, унифицированных деталей, и более точный, гибкий дизайн частей предоставляемый CAD являются важными факторами в лучшем продукта.
* Лучше планирования производства, улучшение дизайна продукта, а нижний уровень дефекта достигнуто путем автоматизированного оборудования приводит к улучшению качества продукции.
* Улучшение предсказуемости производственных операций и более полной информации позволит обеспечить более тесную управленческого контроля.
* Эффективное планирование и сокращение отставания будет уменьшаться количество пропущенных или задержки поставок.
Производительность
* Эффективное планирование в результате применения MRP II и JIT систем, беспилотных и непрерывного робототехники операций и снижением переработать и проверок снизить прямые и косвенные труда.
* Управление выступает в качестве посредника, и тратит меньше времени реагирования на проблемы и больше времени на управление.
* Использование различных инженерных методов и практики, наладки снижается до 90 и более процентов.
* Управление создает новую среду, где высококачественной рабочей силы непосредственно заинтересован в производительности, а работает как команда для ее улучшения.
Функции управления
* Относительно небольших изменений, необходимых инструментов с гибкой автоматизации позволяет оперативно реагировать на сигналы смещения спроса на рынке. Эта функция позволяет отделов маркетинга обещать более быструю доставку продукции. Меньшей жизненные циклы товаров и рост национальной и международной конкуренции силовые ведомства маркетинга в тесной связи с разработкой и производственных функций. Чтобы успешно конкурировать на более высоком уровне, менеджеры по маркетингу должны стать более осведомленным в технических аспектах бизнеса.
* Автоматизированная фабрика очень капиталоемкие. процедуры Капитал бюджета должны быть расширены для costjustify нематериальных выгод от гибкости, повышения эффективности и повышению производительности труда. Необходимое оборудование жизнь должна быть основана на технологической жизни (время до износа), а не функциональные жизни. В связи с быстро меняющейся технологической среде, это продолжительность жизни значительно меньше функциональных жизни.
* Существующие процедуры расчета следует перестроить. В автоматизированных завода, стоимость соответствующих инвестиций в предприятия, оборудование и программное обеспечение произойти до того, производство может начаться. эти расходы не только постоянные издержки, но и в значительной степени невозвратные издержки. Кроме того, прямые затраты труда будет уменьшаться, а общезаводских накладных расходов, будут расти. Это увеличение накладных расходов за счет найма высокооплачиваемых специалистов и вспомогательного персонала. Как накладных расходов, продолжает расти, и задача борьбы с ними становится все труднее. Сокращение прямых затрат труда делает "поглощение стоимостью" имеет смысл только стоимостью подхода. Этот метод баз себестоимости продукции на переменные издержки-основном расходы на материально-с трудом компонента в автоматизированном заводе в основном исправлены.
Внешние выгоды
Автоматизированная фабрика будет иметь значительного и долгосрочного воздействия на общество, предоставление льгот с точки зрения технологии, экономии на масштабе, а также быстрое реагирование рынка.
Технологии. Инновации и технологические достижения рождают новые приложения, которые в свою очередь, порождает дальнейшее технологии. Как автоматизированного завода становится все более передовые, более высокие требования будет сделан на машины и оборудование. Эти требования будут стимулировать дальнейшие исследования и разработки для улучшения оборудования.
Экономии на масштабе. Основные возможности автоматизированного завода лежит в сфере экономики, а это означает, что то же оборудование может производить несколько продуктов дешевле в комбинации, чем по отдельности. Эффективность достигается за счет различных, а не повторяемость. Это позволяет повысить уровень гибкости производителя сделать гораздо шире линейка продуктов, стимулирует дизайна нового продукта, составляет изменений в образе простой, и делает эффективной обработки на малых производственных циклов возможно.
Быстрое реагирование на рынке. Движущей силой внедрена автоматизированная фабрика является искомым способность реагировать на меняющиеся условия рынка. Быстрее пропускной способности, лучшего дизайна продукта и смеси, короче установок и автоматических обработки материалов позволяют подключать быстрое реагирование на изменения рыночного спроса. В десятилетие, которое видел среднем жизненные циклы товаров сократился на 50 процентов, продукции настройки, опытные образцы, а также более эффективного реагирования на требования рынка приведет к увеличению прибыли. Кроме того, автоматизированная фабрика позволяет производителям распространяться конструкции изделий и войти в сегментах рынка, которые не являются экономически целесообразно с использованием традиционных технологий.
АДАПТАЦИЯ ПРЕПЯТСТВИЙ
Хотя потенциальные преимущества автоматизированного завода делать инвестиции очень привлекательным, для достижения высоких целей завода будущего, необходимо преодолеть ряд препятствий. Некоторые из этих вопросов, которые указаны ниже.
Экономическим вопросам. В настоящее время производители все еще медленно с внедрением автоматизированной фабрике. Часть сопротивления технологии неопределенность в результате выгоды. Руководство зачастую не хотят брать на себя обязательства до автоматизации производства, если существует сильная уверенность, что необходимые внутренние возвращения компании в области инвестиций, будут достигнуты. Невозможность количественного стратегические преимущества, неопределенность в отношении применения, а также отсутствие информации о потенциальных выгодах наиболее часто упоминаемых причин для отсрочки принятия этих инвестиций в технологии.
Технологические барьеры. Подключение куски автоматизированного завода представляет собой серьезную технологическую проблему. Компьютеров, роботов и сложных машин есть, но необходимое программное обеспечение, системы и общих баз данных для контроля и ссылка оборудования еще не достаточно развит. Еще одной серьезной проблемой является отсутствие экспертных знаний в области-руководителей, так и технических. Поэтому крайне важно для поставщиков предоставлять большую помощь для пользователей автоматизированных завода по разработке и реализации технологий.
Неправильного использования. В ходе недавнего опроса, поставщиков оборудования для автоматизации указал, что большинство производителей не искушенных пользователей этого оборудования. Большинство из этих клиентов купить автоматизированного оборудования без четкого понимания либо затрат и выгод или осуществления планирования и эффективного использования автоматизированного оборудования.
Подход "сверху вниз. Одним из наиболее распространенных причин, автоматизированная фабрика делает, на самом деле, натолкнулось на значительные внутреннее сопротивление, что эти новые технологии часто являются задуман отдельными лицами или комитетами на более высоких уровнях организации, а затем толкнул вниз на менеджеров среднего звена и руководителей предприятий.
Сопротивление переменам. Осуществление автоматизированного завода создает тревоги для сотрудников, которые будут затронуты. Некоторые предлагают сопротивление из-за боязни учиться использовать робота или, того хуже, быть заменен.
Внедрению автоматизированной ЗАВОД
Планирование и внедрение автоматизированных завода требует долгосрочных инвестиций финансовых ресурсов и подготовленных людей. Тем не менее, чтобы конкурировать на мировом рынке, эти инвестиции должны быть сделаны. Чтобы обеспечить успех автоматизированного завода, в следующих областях должны быть рассмотрены.
Оценка текущих операций. Оценка текущей практики с точки зрения цели, потребности и приоритеты фирмы. Определите те мероприятия, которые тормозят вашу способность достигать цели. Определение этих проблем и потребностей имеет важное значение для успешной адаптации к новым технологиям.
Лонг-Run целей. Выполнить анализ внутренней организации, с точки зрения ее целей и задач. Список улучшений ожидать от автоматизации. Эти усовершенствования должны быть совместимы с общих корпоративных целей и стратегий. Внедрение новой технологии является долгосрочным решением. Долгосрочные планы должны обеспечивать возможности для технологического и возможного физического разложения.
Достоверной информации. Убедитесь, что вы понимаете, новые технологии и то, что они связаны. Получить точную стоимость и оперативной информации через поставщиков, конкурентов и профессиональных организаций.
Выбор поставщика. Выберите правильный поставщика. Убедитесь, что продавец не знает производственных операций, а также информационных систем. Такие вопросы, как виды поддержки, репутация, послужной список, приверженность клиентов, умение связать ваши существующие системы в их предлагаемого оборудования, а также типы коммуникационных технологий, их использование необходимо решать.
Люди участие. Права людей должны быть вовлечены в планирование, а также процесс установки уменьшить сопротивление и управления рабочей силы скептически. Важно, что люди из цехов, приобретение материалов, финансов, техники и маркетинга всех участвовать в проекте в качестве команды. Важно также, что эти работники получали информацию и сделал частью процесса планирования для улучшения их восприятие изменений в рабочей среде вызвало путем внедрения автоматизированной фабрике.
Технический прогресс, усложнение компьютерных аппаратных средств и программного обеспечения, а также увеличение объема национальных и международных соревнованиях всех стимулирования занятости автоматизированного завода в США Тем не менее, успешная разработка и внедрение требуют тесной интеграции и координации широкого спектра переменных. Эти переменные включают в себя не только технические вопросы, но человек и управленческие вопросы.
Производство администраторы должны признать, внутренние и внешние воздействия новых технологий. Производство стратегии будет зависеть от внедрения новых технологий. Управление следует рассматривать как автоматизация производства и проект с участием широкого круга людей и ведомств в целях создания надлежащих условий для беспрепятственной интеграции новых технологий в производство системы.
Ссылки
Эверетт Е. Адама и Рональд Эберта J., производства и оперативного управления, концепции, модели и поведения (Englewood Cliffs, NJ: Prentice Hall, 1986).
"Равноденствие Applicon повышает производительность 200%," Industry Week марта 23,1987, стр. 53.
Мохсен Attaran и Хосейн Bidgoli ", CBMFIS: Core завода будущего," Производственный менеджмент
Хосейн Bidgoli и Мохсен Attaran, "Повышение эффективности принятия стратегических решений Использование интегрированной системы поддержки принятия решений," Информационные технологии и программное обеспечение, 30, № 5 (1988).
David M. Дилтс и Грант В. Рассел, "Бухгалтерский учет для завода будущего", управленческий учет, апрель 1985, с. 3440.
Carey В. английском, "заводы, поверните гайки в Болты," Ю.С. ньюс энд уорлд рипорт ", 14 июля 1986, стр. 44.
Григорий Фарнум ", FMS-глобальная перспектива", Производства, 29 апреля 1986, с. 59-60.
Дональд Джервин ", и не следует делать компьютеризированных Производство", Harvard Business Review, март-апрель 1982, с. 107-116.
Joel D. Goldhar и Марианн Елинек, "План по экономике Сфера", Harvard Business Review, ноябрь-декабрь 1983, pp.141148.
Дональд Е. Хегленд "CIM - Фонд Factory Automation", технология производства, май 1985, с. 36-42.
Малколм Р. Хилл, "ФМС" Управление возможности для дальнейшего исследования ", Международный журнал операций
Дуглас К. "Макбет", "Гибкие Миссия Производство: Некоторые последствия для управления," Международный журнал операций
Стивен Р. Розенталь, "Прогресс К завода будущего", журнал операций управления, май 1984, с. 203-229.
Джон LTeresko, aMark Голдштейн, Уильям Пат Паттерсон, "Связь Pieces МГК" Industry Week марта 23,1987, с. 37-42.
Джон Терешко, "Обеспечение МГК работать с людьми," IndustryWeek, 2 ноября 1987, с. 50-65.
Mark A. Vonderembse и Грегори С. Wobser, "шаги по реализации гибкой производственной системы," Промышленная инженерия, апрель 1987, с. 38-48.
Верл А. Уильямс ", FMS в действии", "Производство, январь 1985, с. 41-43.
