Inżynieria produkcji to najmniej efektowna dyscyplina w tej domenie i ta, która ma największy wpływ na marżę.
Koszt decyduje się przed fabryką
Zanim produkt trafi do produkcji, większość jego kosztu jest już ustalona. Materiał jest wybrany, procesy dobrane, oprzyrządowanie istnieje, linia ma swój układ, a czas cyklu jest taki, jaki jest.
Ciągłe doskonalenie pracuje potem nad tym, co zostało – co jest realne, ale ograniczone.
Fabryka potrafi zetrzeć kilka procent. Decyzje podjęte, zanim fabryka w ogóle powstała, ustalają liczbę, do której te procenty się odnoszą.
Dlatego zdolność inżynierii produkcji to pytanie biznesowe, nie techniczne, i dlatego organizacje, które traktują ją jak funkcję wspierającą, a nie wkład w projektowanie, płacą za to przy każdej wyprodukowanej sztuce.
Co obejmuje ten kierunek
Zakres: procesy, sprzęt, planowanie i kosztorysowanie oraz sposób organizacji produkcji.
Cztery obszary.
Procesy produkcyjne. Obróbka skrawaniem, kształtowanie, łączenie, odlewanie, formowanie i wykańczanie – i w czym każdy z nich jest dobry, ile kosztuje i co ogranicza.
Planowanie procesu. Ustalanie kolejności operacji, dobór sprzętu, specyfikowanie oprzyrządowania i ustawianie parametrów.
Oprzyrządowanie i mocowania. Projektowanie tego, co trzyma i kształtuje część – często największy pojedynczy wysiłek inżynieryjny przy wprowadzaniu nowego produktu.
Inżynieria kosztów. Rozumienie, skąd bierze się koszt, szacowanie go przed podjęciem zobowiązania i wskazywanie, gdzie można go usunąć.
Cztery decyzje, które zamykają koszt
Konkretne, bo ten kierunek inaczej pozostaje mglisty.
Wybór procesu. To, czy część jest obrabiana, odlewana, formowana, kształtowana czy drukowana, decyduje o jej krzywej kosztu w zależności od wolumenu. Proces najtańszy przy stu sztukach rzadko jest najtańszy przy stu tysiącach, a wybór często zapada przy niskim wolumenie i nigdy nie jest weryfikowany.
Specyfikacja tolerancji. Tolerancje napędzają koszt nieliniowo. Zmniejszenie tolerancji o połowę może wymagać innego procesu, innej maszyny albo dodatkowej operacji. Nadmierne zawężanie tolerancji to najczęstszy kosztowny nawyk w inżynierii, biorący się z niepewności, a nie z wymagania – ten sam punkt, który artykuł o inżynierii mechanicznej stawia od strony projektowej.
Strategia oprzyrządowania. Twarde oprzyrządowanie jest drogie na starcie i tanie na sztukę; miękkie oprzyrządowanie odwraca tę zależność. Zły wybór dla rzeczywistego wolumenu i cyklu życia produktu to błąd, którego nie da się cofnąć po wycięciu narzędzia.
Układ linii i przepływ. Sposób przemieszczania materiału decyduje o produkcji w toku, powierzchni hali, koszcie transportu wewnętrznego i czasie realizacji. Tu spotykają się ten kierunek i kierunek lean.
Dlaczego projektanci i inżynierowie produkcji się spierają
Najbardziej konsekwentna dysfunkcja organizacyjna w produkcji, i to raczej strukturalna niż osobista.
Cele różnią się w pełni zasadnie. Projektowanie ocenia się po funkcji, masie, osiągach i czasie wejścia na rynek. Produkcję ocenia się po koszcie, wydajności i harmonogramie. Obie strony robią to, do czego zostały rozliczane.
Kolejność jest zwykle błędna. Projekt się kończy, a dopiero potem pyta się produkcję, jak to zrobić. Wtedy kosztowne decyzje są już na rysunku, a wkład produkcji przychodzi jako sprzeciw, a nie wkład – dlatego jest źle przyjmowany.
Pętla informacji zwrotnej jest wolna albo jej nie ma. Problemy znalezione na produkcji rzadko wracają do projektantów w formie, która zmienia kolejny projekt, więc te same problemy powtarzają się w kolejnych produktach.
Żadna ze stron nie ma wiedzy drugiej. Projektantów rzadko uczy się, ile kosztują procesy. Inżynierowie produkcji rzadko są angażowani wystarczająco wcześnie, by na cokolwiek wpłynąć.
Rozwiązaniem nie jest dokument procesowy. Jest nim znajomość produkcji wśród projektantów i znajomość projektowania wśród inżynierów produkcji – to interwencja szkoleniowa, nie reorganizacja.
Gdzie to mieści się w domenie
Inżynieria produkcji to pierwszy z dziesięciu kierunków w domenie zaawansowanej produkcji Astra Trainer, która obejmuje też automatykę przemysłową i sterowanie, Przemysł 4.0, lean i Six Sigma, technologie addytywne, jakość i niezawodność, CAD/CAM i PLM, Internet Rzeczy w przemyśle i cyfrowe bliźniaki, łańcuch dostaw i operacje produkcyjne oraz utrzymanie ruchu i zarządzanie majątkiem.
Łączy się z domeną inżynierii i świata budowanego dla fundamentów mechaniki oraz z zaawansowanymi materiałami, bo wybór procesu i wybór materiału to ta sama decyzja widziana z dwóch stron. Lekcje trwają pięć minut, więc inżynierowie budują tę wiedzę wokół harmonogramów wdrożeń. Poznaj wszystkie dziesięć kierunków.
Role, po imieniu
Inżynierowie produkcji. Planowanie procesu, oprzyrządowanie i wsparcie produkcji.
Inżynierowie przemysłowi. Badanie pracy, układ, zdolności i przepływ. Zatrudnienie ma wzrosnąć o około 11 procent do 2034 roku.
Inżynierowie oprzyrządowania. Projektowanie uchwytów, przyrządów i form. W trwałym niedoborze.
Inżynierowie procesu dla konkretnych technologii, jak spawanie, formowanie czy obróbka skrawaniem.
Inżynierowie kosztów i estymatorzy. Niewielka populacja, bezpośredni wpływ na marżę.
Inżynierowie wprowadzania nowych produktów. Łączą projektowanie z produkcją – tu spór opisany wyżej zostaje rozstrzygnięty albo nie.
Programiści CNC. Zamieniają projekt na instrukcje maszynowe, bliżej inżynierii produkcji, niż sugeruje sama nazwa stanowiska.
Inżynierowie produkcji wspierający linię na co dzień.
Kogo można w to przeszkolić
Operatorzy obrabiarek i nastawiacze. Najmocniejsza konwersja. Wiedzą, co proces faktycznie utrzyma, ile trwa przezbrojenie i dlaczego dany rysunek jest trudny – dokładnie tej wiedzy potrzebuje planowanie procesu i nie da się jej nauczyć z podręcznika.
Narzędziowcy. W inżynierię oprzyrządowania, gdzie ich ocena tego, co da się wykonać i jak będzie się zużywać, przekłada się wprost i jest naprawdę rzadka.
Przełożeni produkcji. Wiedzą, gdzie linia naprawdę traci czas – dokładnie ten wkład jest najbardziej potrzebny inżynierii przemysłowej.
Programiści CNC. Krótki krok w planowanie procesu i inżynierię produkcji.
Inżynierowie mechanicy. Potrzebują warstwy procesu i kosztu, którą edukacja inżynierska omawia płytko.
Kontrolerzy jakości. Rozumieją, co idzie źle i jak często, co zasila pracę nad zdolnością procesu.
Zagrożenia maszynowe i procesowe. Środowiska produkcyjne niosą zagrożenia maszynowe, termiczne, chemiczne i ciśnieniowe, podlegające przepisom bezpieczeństwa z wymogami dotyczącymi osłon, izolacji energii i kompetencji do konkretnych zadań. Niektóre procesy podlegają dodatkowym reżimom, w tym dotyczącym dymów spawalniczych, pyłu wdychalnego i substancji niebezpiecznych. Szkolenie buduje rozumienie inżynierskie i świadomość zagrożeń. Nie nadaje uprawnień do przebywania na terenie zakładu, kompetencji do konkretnych zadań ani zgody na obsługę sprzętu.
Co z tego wynika
Większość kosztu produktu jest przesądzona, zanim ruszy produkcja, a ciągłe doskonalenie pracuje nad resztą.
Wybór procesu, tolerancje, strategia oprzyrządowania i układ linii to cztery decyzje, które ustalają tę liczbę.
Projektanci i inżynierowie produkcji spierają się, bo kolejność stawia wkład produkcji po kosztownych decyzjach, co zamienia wkład w sprzeciw.
Rozwiązaniem jest wzajemna znajomość obu dziedzin, a nie dokument procesowy, co czyni to problemem szkoleniowym o wyraźnym zwrocie.
A operatorzy obrabiarek, narzędziowcy i przełożeni mają praktyczną ocenę sytuacji, na której ta rola się opiera. To konwersja, która działa.
Gdzie naprawdę decyduje się koszt produkcji?
Zanim ruszy produkcja – przy wyborze procesu, specyfikacji tolerancji, strategii oprzyrządowania i układzie linii. Ciągłe doskonalenie pracuje nad tym, co zostaje po tych decyzjach.
Dlaczego nadmierne zawężanie tolerancji jest tak kosztowne?
Bo tolerancje napędzają koszt nieliniowo. Zmniejszenie tolerancji o połowę może wymagać innego procesu, maszyny lub dodatkowej operacji, a ciasne tolerancje często wynikają z niepewności, nie z wymagania.
Dlaczego projektowanie i produkcja się kłócą?
Ich cele różnią się zasadnie, a typowa kolejność sprawia, że produkcję konsultuje się po tym, jak kosztowne decyzje są już na rysunku, więc jej wkład przychodzi jako sprzeciw, nie wkład.
Kto przekwalifikowuje się do inżynierii produkcji?
Operatorzy obrabiarek i nastawiacze, którzy wiedzą, co proces utrzyma i dlaczego rysunek jest trudny; narzędziowcy w inżynierię oprzyrządowania; przełożeni produkcji w inżynierię przemysłową; programiści CNC w planowanie procesu.
Jak to się wpisuje w domenę?
Pierwszy z dziesięciu kierunków w domenie zaawansowanej produkcji Astra Trainer, łączony z inżynierią mechaniczną i zaawansowanymi materiałami. Zobacz je tutaj.