них, которые наиболее существенны для процесса разработки продукции. Наша задача — показать, как Toyota удается избежать технических просчетов, придерживаясь принципов, описанных выше. Мы сравним модели Toyota и NAC, демонстрируя их совместимость или несовместимость с принци­ пами бережливой разработки продукции. Важно еще раз подчеркнуть, что бережливая культура Toyota позволяет компании: 1) найти подходящий инструмент, 2) без помех интегрировать его в эффективный процесс, и 3) нацелить технологии и инструменты на совершенствование разработки продукции и производства.

Автоматизированное проектирование в Toyota

Toyota использует интегрированный комплекс средств автоматизирован­ ного проектирования на протяжении всего потока создания ценности в процессе разработки продукции. Компания начала внедрять систему ав­ томатизированного проектирования в отделе разработки продукции и создала ряд высокоэффективных инструментов, которые облегчают работу инженеров на всех этапах разработки. Данный комплекс, получивший название V-Comm, включает САПР, программные средства для модели­ рования поверхностей и виртуальной сборки, многочисленные базы дан­ ных, в том числе базу данных по ноу-хау и базу данных по стандартным процессам, стандартную последовательность сборки и ряд инструментов коммуникации.

На протяжении последних десяти лет Toyota последовательно внедря­ ет средства автоматизированного проектирования. Начав с программного обеспечения для сборки кузова автомобиля и разработки приборных пане­ лей и штампованных деталей в 1996 году, к 1998 году компания добралась до моторного отсека и комплектующих, разрабатываемых поставщиками. В 1999 году Toyota ЬВ или «черная коробка»* стал первым автомобилем, при создании которого комплекс новых программных средств использовался в полном объеме.

Совсем недавно Toyota освоила систему автоматизированного проек­ тирования CATIA V-5 и внесла значительные усовершенствования в пакет программ для виртуальной сборки, что позволяет более интенсивно исполь­ зовать их на ранних стадиях процесса разработки.

*Автомобиль получил название «черная коробка» (black box) потому, что эти автомоби­ ли окрашены преимущественно в черные цвета, имеют небольшие габариты и углова­ тую квадратную форму. — Прим. ред.

Технология проектирования в Toyota

Toyota тратит немало времени, чтобы адаптировать программное обес­ печение к собственным потребностям с учетом особенностей процесса и применяемых методов, и лишь после этого использует его для выполне­ ния проектов по разработке продукции. К примеру, в компании считают чрезвычайно важным, чтобы программное обеспечение позволяло осу­ ществлять проектирование детали с учетом ее рабочей зоны и предус­ матривало нужный обзор окружающего пространства в соответствии с потребностями создания сложного продукта. Преимущества такой техно­ логии очевидны, поскольку, как отмечалось в главе 5, одна из важнейших составляющих процесса проектирования в Toyota — это решение проблем интеграции и совместимости систем до завершения разработки. При не­ обходимости инженер может ознакомиться с различными вариантами конструкции детали и получить представление о конфигурации смежных деталей, выбирая интересующую его рабочую зону с помощью команды «показать все детали на заданном расстоянии от исходной». Выбрав соот­ ветствующий идентификационный код в ведомости материалов, инженер может оценить альтернативные комплексы характеристик и т.п. Все это помогает сократить количество запоздалых технических изменений. И за­ воды-изготовители, и дилеры используют единые идентификационные коды, что способствует интеграции и упрощает коммуникацию в рамках предприятия в целом.

Кроме того, САПР в Toyota способствует соблюдению четвертого прин­ ципа LPDS: «применение жесткой стандартизации для снижения вариации». Создавая модели деталей с помощью САПР, инженеры Toyota могут без труда изменять стандартные модули в соответствии с новыми конструктив­ ными параметрами согласно заданным правилами проектирования. Так, дуга крыши кузова (roof bow), от которой зависит его жесткость, определяется с помощью аналитического моделирования опрокидывания автомобиля. Если при разработке нового дизайнерского решения автомобиля форма крыши меняется, инженеры могут изменить дугу, сохранив важнейшие пропорции кузова.

Инженеры используют данные функции программного обеспечения и при разработке штампов и технологической оснастки, изменяя стандартные детали инструментов с учетом новых конструктивных требований. Это ус­ коряет разработку продукции и инструмента, повышает эксплуатационную надежность и способствует соблюдению еще одного важного принципа дао Toyota — многократно использовать единые компоненты и обеспечивать тесную интеграцию проектирования и производства.

Последняя важная особенность САПР в Toyota — система извещений об изменениях. Если изменения, внесенные одним инженером, отражаются на конструкции, разработанной другим инженером (неважно, идет ли речь о продукции или производстве), сопряженные детали также корректируются. Внесенные изменения — им присваивается особый код — выделяются цве­ том, чтобы разработчик сопряженной детали знал, что внесенные изменения отразились на его работе. Оперативно проанализировав новую информацию, он может связаться со своим коллегой, если увидит, что тот допустил про­ счет. На практике это способствует соблюдению третьего принципа LDPS, поскольку выровненный поток требует бесперебойного взаимодействия функциональных подразделений, которое помогает значительно снизить объем переделок и доработок. Кроме того, это позволяет разработчикам взаимодействовать в режиме реального времени и синхронизирует парал­ лельное проектирование.

Виртуальное производство и цифровая визуализация в NAC

В полной мере оценить достоинства подхода Toyota, нацеленного на интег­ рацию технологии, людей и процесса, можно, сравнив его с подходом NAC к виртуальному производству и цифровой визуализации. Эти инструменты, предназначенные для проверки расчетных параметров новых и модифи­ цированных конструкций, позволяют суммировать допуски для проверки зазоров и посадок и оценивать удобство сборки и продолжительность про­ изводственного цикла.

NAC использует эту технологию для виртуальной сборки автомобиля после выпуска конструкторской документации, чтобы проверить точность и полноту расчетов. Виртуальная сборка проводится в большом помещении, где несколько дней подряд собираются специалисты разного профиля, что­ бы проанализировать выявленные проблемы. Серия собраний завершается итоговой проверкой, которую проводит высшее руководство. К сожалению, эти мероприятия изначально приурочены к слишком поздним этапам про­ цесса разработки и целиком и полностью контролируются изолированными группами специалистов. В результате инженеры воспринимают «виртуальное производство» скорее как дополнительный инструмент контроля, нежели как средство выявления проблем. Хотя данная технология позволяет выявлять проблемы, нередко это происходит слишком поздно, и оптимизировать конструкцию можно лишь частично. Инженеры не воспринимают данный инструмент как средство обучения и совершенствования конструкции, счи­ тая, что он лишь повышает их уязвимость, — ведь из-за него они подверга­ ются критике за допущенные ошибки.

Toyota использует эту технологию в начале процесса, чтобы выявить проблемы на ранних стадиях разработки. Важно подчеркнуть, что проблемы выявляют инженеры, а не компьютерная программа. Программное обес­ печение — это лишь инструмент, генерирующий изображение объектов, который помогает знающим, опытным инженерам находить и решать про­ блемы. В Toyota использование таких инструментов сочетается с высоким профессионализмом и безупречно отлаженным процессом решения задач, что помогает компании соблюдать второй принцип LPDS: обеспечить пра­ вильный старт процесса разработки, чтобы на ранней стадии проектиро­ вания досконально изучить альтернативные варианты.

Виртуальная сборка в Toyota

С начала 1990 годов Toyota использует виртуальную сборку (DA, Digital Assembly), начиная с самых ранних стадий разработки — этапа кенто. Осу­ ществляя сканирование поверхности на ранних стадиях процесса и используя стандартизированные проектные данные, единые компоненты и моделиро­ вание производственных операций, Toyota оценивает зазоры, качество под­ гонки деталей кузова, эргономичность, сборку, время циклов, планировку рабочих мест, отделку технологической оснастки, принципы крепления, а также качество внутренней и наружной отделки автомобиля. Трехмер­ ные изображения ячеек, рабочих мест, прессов и т.п. точно соответствуют фактическим параметрам цеха и учитывают все расстояния и препятствия, которые приходится преодолевать производственным рабочим. Помимо прочего виртуальная сборка в Toyota позволяет инженерам:

всесторонне изучить процесс сборки автомобиля и выявить потенци­ альные проблемы задолго до завершения разработки. Оценить альтер­ нативные варианты суммирования допусков и обеспечить идеальное конструктивное соответствие деталей с помощью специальных под­ программ;

определить, как изменения конструкции скажутся на эргономичности сборки автомобиля. Осуществляя виртуальную сборку совместно с пилотной командой сборочного завода (рабочих с почасовой оплатой, которые в течение двух лет работают над запуском нового автомобиля в производство) на этапе кенто, инженеры решают существующие и потенциальные проблемы, связанные с человеческим фактором. Так выявляется самый безопасный и эффективный метод сборки;

досконально изучить производственные процессы, такие как штампов­ ка или сварка, используя данные о новом продукте. Технологи могут

оценить доступность зон сварки и время цикла и продумать планиров­ ку рабочей зоны сборочного цеха. Эта работа выполняется параллельно с разработкой продукции;

оптимизировать конструкцию технологической оснастки, выявляя зоны упругой деформации деталей и оценивая удобство доступа с помощью специальной подпрограммы для технологической подготовки произ­ водства.

В прошлом Toyota имела возможность изучить многие из этих вопросов лишь после изготовления первого опытного образца, а это, как считали в компании, слишком поздно, поскольку внесение изменений на этом этапе обходится очень дорого и вызывает сбои в процессе. Виртуальная сборка позволяет разработать контрмеры, устраняющие причины потенциальных проблем, задолго до изготовления опытного образца. Обычно это дает воз­ можность сократить количество опытных образцов (а иногда и не изготав­ ливать их вовсе) и повысить качество продукции, сэкономив время и деньги. Это в свою очередь не только ускоряет запуск продукции в производство, но и помогает обеспечить точное соответствие конструктивных требований условиям конкретного завода-изготовителя.

Вооружая инженеров данной технологией, которая доступна как разра­ ботчикам, так и технологам, Toyota соблюдает свои принципы отношения к людям. Доступность данных о текущем состоянии разработки и производ­ ства позволяет отделу организации производства подключиться к работе на самых ранних стадиях процесса. Инженеры проверяют последовательность производственных операций, оценивают продолжительность их выполне­ ния, сравнивая ее с временем такта, и оптимизируют производственные операции с помощью виртуального моделирования. Все это говорит о том, что с самого начала потока создания ценности в процессе разработки ори­ ентиром для данной технологии служит бережливое производство, а значит, она изначально способствует формированию бережливого мышления.

В главе 6 мы говорили о силе стандартизации, благодаря которой Toyota собирает восемь видов кузова на одной производственной линии, исполь­ зуя универсальные платформы для разных кузовов. Это избавляет ее от необходимости изготавливать и складировать дорогостоящие платформы для каждого вида кузова и менять их при переходе с одной модели на дру­ гую. Инструменты виртуального моделирования помогают использовать эту возможность при разработке новых автомобилей. Электронный обмен информацией в масштабах предприятия дает возможность проводить вир­ туальные совещания специалистов разных функциональных подразделений