• внешние (специальные) – индивидуальные особенности работника, изменение температуры, влажности, запыленности, градиента потока воздуха и т. д.;
• внутренние (системные или общие) – изменение параметров станка, изделия, инструмента и т. д.
Суть робастного проектирования заключается в нахождении таких конструктивных вариантов, которые минимизируют зависимость конструкции от шумов. Чтобы действительно реализовать робастные подходы, Тагучи выделил неуправляемые факторы, назвав их факторами помех и разделив на три группы: внешние факторы, производственные несовершенства, деградация изделия.
Задача проектировщика – создать изделие, которое будет робастно ко всем факторам помех. Для этого функциональные характеристики изделия должны быть нечувствительны к разбросам и изменениям факторов помех. Эта деятельность осуществляется на соответствующих этапах проектирования, которых должно быть три: системное, параметрическое, проектирование допусков и создание конструкции и технологии.
Первый этап – системное проектирование. Заключается в разработке (с применением САПР) модели изделия, основанной на потребительских характеристиках и их номиналах, определенных по уровню чувствительности потребителей к отклонениям. В модели необходимо найти компромисс между требованиями потребителей и реальными возможностями производства.
Модель определяет варианты одновременного достижения требований потребителей и технических требований в концептуальном виде и устанавливает такие лимитные контуры для будущего изделия, которые позволят ему быть привлекательным с точки зрения набора ценностей, актуальных для потребителя (в том числе цены).
Второй этап – параметрическое проектирование. На этом этапе идентифицируются такие значения параметров изделий или процессов, которые снижают чувствительность конструкции к различным факторам, влияющим на нее. Другими словами, на данном этапе создается структура конструкторских и технологических параметров, обеспечивающих устойчивость к различным условиям эксплуатации у потребителя и к различным технологическим воздействиям на производстве исходя из статистически определенных разбросов.
Такой подход позволяет не только уменьшить себестоимость изделия при изготовлении, но и снизить совокупную стоимость владения им. На этом этапе устанавливаются номинальные значения конструкторских параметров, связанные с номинальными значениями потребительских характеристик и чувствительностью потребителя к их изменениям. Главная задача этапа – установить такие уровни регулируемых факторов, которые минимизируют влияние факторов помех на функциональные характеристики. На этом этапе становится понятным содержание подготовки производства.
Третий этап – проектирование допусков и создание конструкции и технологии. Суть его – в переносе в конструкции и технологии акцента с соответствия допускам на приближение к номиналам. Этап состоит в установлении допусков на технологические процессы и изделия по этапам переделов. Главная задача этапа – сузить допуски для факторов помех, влияющих на функциональные характеристики, которые невозможно робастно защитить конструкторскими и параметрическими методами.
Допуски должны позволять производству создавать изделия, параметры которых находятся в пределах отклонений от номинала, установленных на основе предыдущего этапа (т. е. в пределах чувствительности потребителя). Этот этап основан на понятиях вариабельности, воспроизводимости и функции потерь.
Чтобы с самого начала этапа в плоских бригадах, а также у производственников и инженерных служб возникло понимание того, что в конструкции и технологии акценты смещаются с соответствия допускам на приближение к номиналам, необходимо:
• выделить параметры и допуски, влияющие на воспроизводимость ПХ и расположение центров распределения в номинале;
• применить к этим параметрам и допускам технологию повышения робастности, основанную на управлении соотношения сигнал – шум с помощью матриц параметров проектирования и факторов помех;
• спроектировать конструкцию и определить пути оптимизации технологии, позволяющие минимизировать составляющую «шум» в матрице факторов для постоянного повышения воспроизводимости технологическими методами;
• установить допуски на технологические процессы и параметры продукции, основываясь на требуемых значениях среднеквадратичных отклонений, гарантированно обеспечивающих попадание производственных характеристик в пределы чувствительности потребителей с минимальным отклонением от заданного потребителем номинала.
Описанная последовательность действий требует специальных подходов.
9.5. Проектирование цепочек поставок и размещения логистических узлов и систем