Огляд технології ощадливих систем

Як бережливе проектування, так і LSE повинні починатися на стадії проектування.

Девід Вілхіт, чоловік автора, зі своєї магістерської роботи на платформі Стюарта

Що таке Lean Systems Engineering?

Системна інженерія - це проектування, створення та обслуговування складних систем. Системна інженерія, як правило, посилається на комп'ютерні програми, мейнфрейми, контролери, датчики, віддалені пристрої та мережі, які ними керують, бездротово або кабельно.

Бережливе проектування посилається на принцип навмисного спрощення конструкцій. Це може відображати консолідацію сотні частин у 20 багатофункціональних частин, зменшення кількості етапів побудови продукту, впорядкування коду, який його запускає, або поєднання всього вищезазначеного.

Бережлива системна інженерія (LSE) - це поєднання бережної інженерії та інженерії систем. По суті, він прагне побудувати систему з повним набором функціональних можливостей, але з мінімальним обсягом деталей або компонентів. LSE майже завжди орієнтований на зменшення складності, припускаючи, що це має ряд переваг, таких як поліпшення якості, більша надійність або менша кількість відходів.

Коротше кажучи, мета LSE - зробити все це простим - від креслярської дошки до заводських підлог до утилізації.

Чи покращує якісна інженерія систем якість?

Інженерія ощадливих систем є побічним продуктом принципів ощадливої ​​інженерії або промислового машинобудування. Наприклад, застосування принципів ощадливого виробництва до виробничої лінії може призвести до меншої кількості операційних етапів. За меншої кількості передач матеріалу та виробничих операцій, виробнича система в цілому повинна бачити менше помилок, оскільки менше можливостей для їх виникнення. Якщо з деталями обробляти менше, менше можливостей щось упустити або втратити. Якщо комбінувати етапи складання або етапи виготовлення, можливо, буде менше можливостей для виникнення дефектів.

Коли до продукту застосовуються принципи інженерної спроможності та ощадливих систем, надійність та якість не завжди зростають. Коли конструкція продукту спрощується відповідно до принципів ощадливого проектування, наприклад, поєднання декількох компонентів в один, рівень надійності зазвичай зростає, оскільки менше точок підключення, які можуть вийти з ладу.

Однак дуже складна деталь, що замінює п’ять простих, може мати вищий рівень несправностей, ніж інші, - підвищуючи ймовірність того, що інженерна система з низьким рівнем спроможності створила кінцевий продукт з більшою ймовірністю виходу з ладу, ніж його попередник. Подібним чином складнішу деталь може бути важче виготовити, ніж кілька простих, тому рівні якості нової деталі важче задовольнити, оскільки важче виготовити правильно.

Інший приклад - усунення надмірності в конструкції. Якщо у вас менше датчиків або резервних компонентів, шанси загальної несправності зростають, оскільки використовується менше резервних компонентів. Навіть якщо нові компоненти рідше виходять з ладу окремо, усунення третини з них все одно збільшує шанси відмови всього блоку.

Легка системна інженерія, що застосовується до програмної інженерії, не завжди покращує якість. Повторне використання модулів коду з дефектами погіршить якість програми. Спрощення процедур тестування програмного забезпечення для виключення рідко виникаючих збоїв може означати, що воно взагалі не перевіряється на цю несправність.

Зменшення кількості вимог до системи може означати невиконання сподівань споживачів, оскільки ви більше не намагаєтесь виконати їх повний перелік очікувань. Коли системні перевірки або нагляд усуваються, система може бути простішою, але шанси на збій можуть зростати. Таким чином, ощадливі системи не завжди відповідають вищому продукту.

Простіше впровадити ітеративну програму із шістьма сигмами для продукту, ніж модернізувати весь об’єкт.

Вейран (власна робота), через Wikimedia Commons

Чому LSE не так поширений, як Six Sigma?

LSE вимагає відображення всього робочого процесу операції, щоб її можна було впорядкувати в цілому. Спрощені виробничі проекти для покращення конкретного вузького місця або проблеми відходів менші за обсягом, дешевші у реалізації та, швидше за все, швидко дають вимірювані результати. Високий ризик і великі витрати на енергозберігаючу інженерію систем поділяють на компактні шість сигм або LSS, і тому жодна з них не застосовується зазвичай.

Ризик та вартість посилюються ітеративним характером методологій вдосконалення процесів. Простіше змінювати по одній змінній за раз, щоб зменшити дефекти деталей або специфікації, ніж періодично переставляти завод, сподіваючись покращити його.

LSE важко реалізувати, коли ваші деталі постачаються від постачальників. Ви можете розробляти нові консолідовані компоненти для їх побудови, але ви мало контролюєте, як вони будують їх, виходячи за межі специфікацій якості, тестування продуктів та системних тестів.

Зіставлення вартості із системами бізнесу може допомогти визначити діяльність, що не додає вартості, яку можна було б усунути або консолідувати, наприклад, переміщення поводження з матеріалом ближче до виробничої зони або поєднання перевірки та випробування на конвеєрі. Менеджери, як правило, чинять опір застосуванню цих інструментів до людських працівників, забороняючи наймати дешевих працівників, щоб звільнити експертів. І те, що LSE розглядає як складність, менеджери можуть сприймати як рішення.

Наприклад, подумайте про химерні попереджувальні наклейки на стількох продуктах, і це результат того, що хтось насправді робить те, що застереження заперечує. Попереджувальний ярлик - це просте адміністративне рішення того, що в іншому випадку є складним технічним рішенням. Більше етапів процесу, як правило, є рішенням проблем, додаючи складності системам в ім'я запобігання майбутнім проблемам.

LSE вимагає застосування принципів ощадливого проектування до дизайну продукту, коли його робота, а потім зниження ціни на товар є найвищими пріоритетами.

Сертифікати INCOSE та LSE

Група INCOSE має Робочу групу LSE, засновану в 2005 році. Експерти LSE, сертифіковані INCOSE, називаються Lean Enablers for Systems Engineering (LEfSE). Це схоже на шість сигма-чорних поясів та пісні шість сигма-ременів, пропонованих такими групами, як Інститут інженерів промисловості та систем (IISE).