5. Процесс НИОКР и стратегические задачи его отдельных этапов
5.7. Основные задачи, решаемые на этапе подготовки производства
Подготовка производства на серийном заводе-изготовителе обычно является заключительной частью инновационного процесса [22].
При успешном завершении функциональных испытаний нового товара многие фирмы производят рыночные испытания (пробный маркетинг). Проблема проведения рыночных испытаний новых товаров зависит от многих факторов, главные из которых следующие:
- цели и ресурсы фирмы;
- вид товара, предполагаемый объем выпуска и тип рынка;
- степень достоверности маркетинговой информации и исследований;
- степень уверенности фирмы в конкурентном успехе нового товара на рынке;
- политика фирмы в отношении к риску;
- оценка временной задержки полного комплекса работ по созданию и освоению нового товара.
Решение вопросов о проведении (или непроведении) рыночных испытаний, а также решения, по какой конструкторской документации (опытного образца, для серийного производства) и в каком производстве (опытном или серийном) будет изготовлена опытная партия нового товара для пробного маркетинга и следует ли приостановить или продолжить работы по подготовке производства до получения результатов рыночных испытаний зависит от конкретных условий функционирования фирмы, ее целей, ресурсов, методов работы и политики.
Цель рыночных испытаний – испытание товара в условиях реального использования, выявление мнений, замечаний потребителей и торговых работников об особенностях его использования и проблемах продаж, а также определение размеров рынка и общего прогноза сбыта, т.е. производственной программы.
Испытания в рыночных условиях дают руководству информацию для принятия окончательного решения о целесообразности выпуска нового товара. Если фирма будет приступать к развертыванию коммерческого производства, ей предстоят большие расходы на окончание подготовки производства, затраты на капитальное строительство и освоение производства, затраты на каналы распределения и стимулирование сбыта нового товара. При этом она должна решить следующие главные вопросы - когда, где, кому и как продавать новый товар.
КОГДА. Первым принимается решение о своевременности выпуска нового товара на рынок. Если новый товар будет подрывать сбыт других подобных товаров фирмы или в его конструкцию можно внести дополнительные усовершенствования, то, вероятно, выпуск нового товара на рынок будет отложен.
ГДЕ. Принимается решение о реализации товара на определенных географических рынках или в общенациональном или международном масштабах. При отсутствии достаточных уверенности в успехе, необходимых средств и возможностей для выхода с новым товаром на общенациональный рынок устанавливается временной график последовательного освоения рынков.
КОМУ. Выбираются наиболее выгодные рынки в группе осваиваемых, и для их освоения сосредотачиваются усилия по стимулированию сбыта.
КАК. Разрабатывается план действий для последовательного вывода нового товара на рынки (план маркетинга).
Ответы на эти простые по форме, но чрезвычайно сложные по своей сути вопросы оказывают влияние на дальнейший ход подготовки производства и промышленного освоения новых товаров, так как определяют:
– производственную мощность фирмы;
– тип производства;
– производственную структуру;
– график производства по годам.
Конструкторская подготовка производства на заводе является завершающей частью КПП. Цель конструкторской подготовки серийного производства – адаптировать конструкторскую документацию ОКР к условиям конкретного серийного производства предприятия-изготовителя. Как правило, конструкторская документация ОКР уже учитывает производственные и технологические возможности предприятий-изготовителей, но условия опытного и серийного производств имеют существенные различия, что приводит к необходимости частичной или даже полной переработки конструкторской документации ОКР.
КПП производится отделом главного конструктора серийного завода (ОГК) или серийным отделом НИИ, СКБ, ОКБ в соответствии с правилами «Единой системы конструкторской документации» (ЕСКД).
В процессе КПП разработчики в максимально допустимых пределах должны учитывать конкретные производственные условия предприятия-изготовителя:
– наличие унифицированных, стандартных деталей и сборочных единиц, изготовляемых предприятием или предприятиями-смежниками;
– имеющиеся средства технологического оснащения и контроля;
– имеющееся технологическое и нестандартное оборудование, транспортные средства и т.п.
Состав работ конструкторской подготовки производства предприятия-изготовителя:
1. Получение конструкторской документации от разработчика.
2. Проверка документации на комплектность.
3. Внесение изменений в соответствии с особенностями предприятия-изготовителя.
4. Внесение изменений по результатам отработки конструкции на технологичность.
5. Внесение изменений по результатам технологической подготовки производства.
6. Техническое сопровождение изготовления опытной партии изделий.
7. Внесение изменений в конструкторскую документацию по результатам изготовления опытной партии.
8. Присвоение документации литеры О2 для изготовления установочной серии.
9. Техническое сопровождение изготовления установочной серии.
10. Перевод документации в литеру А для установившегося серийного производства.
11. Выпуск ремонтной, экспортной и иной документации.
12. Техническое сопровождение серийного производства.
Задачей ТПП является обеспечение полной технологической готовности фирмы к производству новых изделий с заданными технико-экономическими показателями (высоким техническим уровнем, качеством изготовления, а также с минимальными трудовыми и материальными издержками при конкретном техническом уровне предприятия и планируемых объемах производства).
В процессе ТПП решаются следующие основные задачи:
- отработка изделия на технологичность;
- разработка технологических маршрутов и процессов;
- разработка специальной технологической оснастки;
- технологическое оснащение производства;
- техническое сопровождение изготовления опытной партии, установочной серии и установившегося серийного производства.
Исходными данными для проведения ТПП являются:
1) полный комплект конструкторской документации на новое изделие;
2) максимальный годовой объем выпуска продукции при полном освоении производства с учетом изготовления запасных частей и поставок по кооперации;
3) предполагаемый срок выпуска изделий и объем выпуска по годам с учетом сезонности;
4) планируемый режим работы предприятия (количество смен, продолжительность рабочей недели);
5) планируемый коэффициент загрузки оборудования основного производства и ремонтная стратегия предприятия;
6) планируемые кооперированные поставки предприятию деталей, узлов полуфабрикатов и предприятия, их поставщики;
7) планируемые поставки предприятию стандартных изделий и предприятия, их поставщики;
8) предполагаемые рыночные цены новых товаров исходя из ценовой стратегии предприятия и его целей;
9) принятая стратегия по отношению к риску (с точки зрения наличия дублирующего оборудования);
10) политика социологии труда предприятия.
Технологическая подготовка производства регламентируется стандартами «Единой системы технологической подготовки производства» (ЕСТПП).
Содержание основных этапов ТПП и их исполнители приведены в табл. 5.17.
Таблица 5.17
Содержание и исполнители основных этапов ТПП
Этапы ТПП
Содержание работ ТПП
Исполнители
Планирование ТПП
Прогнозирование, планирование и моделирование ТПП
Отдел планирования подготовки производства (ОППП)
Отработка конструкции на технологичность
Отработка конструкции изделия, сборочных единиц на технологичность
Отделы главных специалистов (ОГТ, ОГС, ОГМет и др.),
Технологическое проектирование
Распределение номенклатуры деталей и сборок между цехами и подразделениями предприятия
ОППП
Разработка технологических маршрутов движения объектов производства
ОППП
Разработка техпроцессов изготовления и контроля деталей, сборки и испытаний и прочей технологической документации
Отделы главных специалистов (ОГТ, ОГС, ОГМет, и др.)
Типизация технологических процессов, разработка базовых и групповых процессов
-«-
Технико-экономическое обоснование технологических процессов
Отделы главных специалистов, экономический отдел
Выбор оборудования
Выбор и обоснование универсального, специального, агрегатного и нестандартного оборудования
Отделы главных специалистов
Выдача заданий на проектирование этого оборудования, а также на проектирование гибких автоматических, автоматизированных, роботизированных линий и комплексов, конвейеров, транспортных средств и т.п.
Выбор и технологическое конструирование оснастки
Выбор необходимого специального, универсального и унифицированного оснащения.
Проектирование (технологическое конструирование) оснастки.
Технико-экономические обоснования выбора и применения оснастки
Технологические и конструкторские отделы главных специалистов.
Экономический отдел
Нормирование
Установление пооперационных технических норм времени всех технологических процессов
Отдел труда и зарплаты (ОТ и З).
Отделы главных специалистов
Расчеты норм расходов материалов (подетальные и сводные)
ОГТ
Отработка изделий на технологичность (технологический контроль) производится на всех этапах создания конструкторской документации:
– на стадии эскизного проекта производится анализ конкретных конструкторских решений, в том числе анализ целесообразности применения выбранных материалов, рациональности и технологичности членения конструкции на сборочные единицы, блоки, агрегаты, обеспечения простоты сборки, разборки и т.п.;
– на стадиях технического и рабочего проектов принимаются окончательные решения о технологичности изделия и точности изготовления его элементов;
– на стадии изготовления опытного образца и опытной партии завершается отработка конструкции на технологичность (конкретизируются условия обеспечения технологичности, в том числе возможность использования типовых технологических процессов, унифицированной переналаживаемой оснастки и имеющегося или производимого оборудования).
В различных вариантах технологических процессов изготовления новых изделий могут применятся разнообразные заготовки, оборудование, технологическая оснастка и т.д., что приводит к различным трудоемкости, производительности и использованию рабочих различной квалификации. Основными критериями для выбора оптимального технологического процесса являются себестоимость и производительность. Для упрощения расчетов используют технологическую себестоимость, которая является частью полной себестоимости и учитывает затраты, зависящие от варианта технологического процесса:
,
где Зт – технологическая себестоимость; – условно-переменные затраты на одну деталь (изделие); – условно-постоянные затраты на годовую программу; Q – годовая программа выпуска.
Рассмотрим технико-экономическую оценку возможных вариантов на примере изготовления полупроводниковых микросхем.
Типовая укрупненная последовательность технологического процесса изготовления полупроводниковых микросхем включает девять основных операций (химическая обработка, окисление, фотолитография, диффузия, разделение пластин на кристаллы, монтаж кристалла в корпус, присоединение выводов, герметизация и испытания), каждая из которых может быть осуществлена 3 – 7 способами.
Даже объединение процессов по группам операций дает представление о многовариантности технологического процесса изготовления микросхем. Помимо способов реализации каждой операции в реальных условиях разработки и производства приходится учитывать и выбирать: методы изоляции компонентов схемы, методы технологии, степень интеграции прибора, а также решать многие другие конструктивно-технологические вопросы.
Реализация каждого способа на определенной операции предполагает различные затраты на основные материалы и комплектующие изделия Мij, на основную заработную плату Lij, амортизационные отчисления Аij, капитальные затратыКijи ведет к достижению разных уровней коэффициента выхода годных изделий Рij.
Перечисленные исходные данные по группам операций удобно представить в виде матрицы операционных показателей.
В связи со сложностью анализа вся совокупность операций технологического процесса разбивается на три крупные стадии, а именно: обработку, сборку и испытания изделий.
Число возможных способов выполнения каждой стадии ограничим также тремя. В результате получается укрупненная матрица показателей стадий процесса изготовления изделий, представленная в табл. 5.18.
Расчет сводится к тому, чтобы из заданной совокупности возможных способов выполнения стадий процесса выбрать рациональный вариант проведения всего технологического процесса, удовлетворяющий минимуму издержек.
Таблица 5.18
Матрица показателей стадий технологического процесса
Стадии
Варианты выполнения группы операций
1
2
3
Обработка
M11L11Р11
A11K11
M12L12Р12
A12K12
M13L13Р13
A13K13
Сборка
M21L21Р21
A21K21
M22L22Р22
A22K22
M23L23Р23
A23K23
Испытания (измерения)
M31L31Р31
A31K31
M32L32Р32
A32K32
M33L33Р33
A33K33
Функции организационной подготовки производства:
1) плановые (в том числе предпроизводственные расчеты хода производства, загрузки оборудования, движения материальных потоков, выпуска на стадии освоения);
2) обеспечивающие (кадрами, оборудованием, материалами, полуфабрикатами, финансовыми средствами);
3) проектные (проектирование участков и цехов, планировка расположения оборудования).
В процессе организационной подготовки производства используются конструкторская, технологическая документации и данные для проведения технологической подготовки производства. Основные этапы ОПП, их содержание и исполнители приведены в табл. 5.19.
Таблица 5.19
Этапы ОПП и их содержание
Этапы и содержание работ ОПП
Исполнители
Планирование и моделирование процессов ОПП
Отдел планирования подготовки производства (ОППП)
Изготовление специальной технологической и контрольной оснастки
Отдел инструментального хозяйства (ОИХ)
Инструментальные цехи
Расчеты количества и номенклатуры дополнительного оборудования, составление заявок и размещение заказов на оборудование
ОГТ (бюро мощностей)
ОКС (или ОМТС)
Расчеты движения деталей и хода будущего производства; расчеты поточных линий; загрузки рабочих мест; расчеты оперативно-плановых нормативов, циклов, величин партий, заделов
Планово-диспетчерский отдел (ПДО)
Отделы главных специалистов (ОГТ, ОГС, ОГМет и др.)
Планирование работы вспомогательных цехов и служб, а также обслуживающих подразделений
ОИХ, отдел главного механика (ОГМ), отдел главного энергетика (ОГЭ), транспортный отдел, отдел складского хозяйства
Расчеты и проектирование планировок оборудования и рабочих мест, формирование производственных участков
Отделы главных специалистов (ОГТ, ОГС, ОГМет и др.); ООТ и З
Проектирование и выбор межоперационного транспорта, тары, оргоснастки и вспомогательного оборудования; составление заявок и размещение заказов
Отдел нестандартного оборудования (ОНО) или отдел механизации и автоматизации (ОМА)
Отделы главных специалистов (ОГТ, ОГС, ОГМет и др.), ОМТС
Изготовление средств транспорта, тары, оргтехоснастки и прочего вспомогательного оборудования
Цехи вспомогательного производства, ОМА
Приемка, комплектация и расстановка основного, вспомогательного оборудования, средств транспорта и оргтехоснастки на рабочих местах
ОГМ, ОГЭ, ОМА, цехи вспомогательного производства
Обеспечение материалами, заготовками, деталями и узлами, получаемыми по кооперации
ОМТС, отдел внешней кооперации (ОВК), отдел комплектации (ОКП)
Подготовка и комплектование кадров
Отдел кадров (ОК), отдел подготовки кадров(ОПК), ООТ и З
Организация изготовления опытной и установочной партий; свертывание выпуска старой продукции и развертывание производства новых изделий
Производственный отдел (ПО)
Производственные цехи, отделы главных специалистов
Определение себестоимости и цены изделий
ПЭО, отдел маркетинга
Подготовка обеспечения товародвижения, распространения новых изделий и стимулирования сбыта
Отдел маркетинга
Как видно из изложенного, подготовка производства – сложный процесс, состоящий из многих стадий и этапов. Решения, принимаемые на каждом из этих этапов, влияют на последующие этапы и общую эффективность НИОКР. Все это делает целесообразным сквозное внутрифирменное планирование жизненного цикла изделия. Подготовка производства – та стадия жизненного цикла изделия, когда эти обстоятельства становятся решающими. Ранее подчеркивалось решающее значение сокращения времени проведения НИОКР и подготовки производства. Одним из методов достижения этого является максимальное запараллеливание процессов разработки и подготовки производства. Один из вариантов осуществления этого показан в табл. 5.20. Разумеется, для конкретных ОКР такие совмещения требуют соответствующей корректировки.
Таблица 5.20
Распределение работ по КПП, ТПП и ОПП на различных этапах ОКР (примерное)
Этапы ОКР
КПП
ТПП
ОПП
ТЗ на ОКР
Составление комплекта документов, необходимых для разработки
Определение базовых показателей технологичности
Техническое предложение
Предварительные расчеты и уточнение требований ТЗ
Метрологическое обеспечение разработки и производства
Разработка проекта комплексного графика мероприятий по подготовке производства (КГМП).
Анализ технического уровня производства предприятия-изготовителя
Эскизный проект
Разработка комплекта документов
Отработка конструкции на технологичность с участием предприятия-изготовителя.
Определение номенклатуры техпроцессов, подлежащих разработке
Согласование КГМП.
Анализ уровня организации производства
Технический проект
Разработка комплекта документов.
Разработка конструкторской документации на спецоснастку, технологическое оборудование, средства контроля и испытаний опытного образца.
Разработка программы обеспечения качества
Отработка конструкции на технологичность.
Определение номенклатуры технологических процессов, подлежащих разработке применительно к условиям серийного производства.
Работы по совершенствованию существующих техпроцессов. Метрологические экспертиза и обеспечение производства
Утверждение КГМП.
Разработка проекта организации производства нового изделия.
Расчет потребности в дополнительном оборудовании.
Расчет потребности в производственных мощностях.
Разработка предложений по кооперации производства заготовок, деталей, изделий.
Рабочий проект, изготовление и испытания опытного образца
Разработка комплекта документов.
Изготовление и предварительные испытания опытного образца на соответствие ТЗ
Отработка конструкции на технологичность.
Уточнение номенклатуры техпроцессов, подлежащих разработке.
Разработка техпроцессов изготовления новых деталей и сборочных единиц.
Разработка конструкторской документации на спецоснастку, средства автоматизации производства.
Испытание средств технологического оснащения и средств механизации и автоматизации.
Разработка технологической документации для условий серийного производства
Размещение заказов на материалы и комплектующие изделия.
Уточнение дополнительной потребности в оборудовании и производственной мощности.
Разработка вопросов технического, материального обеспечения основного производства.
Разработка проекта организации труда и заработной платы.
Разработка системы расходных норм и нормативов.
Изготовление головных образцов, специальной технологической оснастки, средств контроля
Отработка документации по результатам испытаний опытного образца
Комплект отработанных документов
Уточнение комплекта технологической документации для условий серийного производства
Разработка расходных нормативов и составление нормативных и плановых калькуляций себестоимости изделия
Подготовка производства
Техническая помощь предприятию зготовителю со стороны разработчика в подготовке производства.
Отработка конструкторской документации для условий серийного предприятия-изготовителя
Работы по освоению новых техпроцессов
Изготовление оснастки в объемах серийного производства.
Переподготовка кадров для новых техпроцессов.
Разработка проектов установки оборудования.
Дооборудование цехов и участков.
Планирование изготовления опытной партии
Примерный упрощенный сетевой граф (а не график!) подготовки производства приведен в приложении 1.
С целью фиксации стратегической роли подготовки производства используем модель нормативной структуры системы управления [8].
Единицей оргструктуры может являться структурный модуль. Основные требования к нему:
– выполнение определенной цели,
– совместимость с другими составными частями,
– возможность использования в разных сочетаниях.
Моделирование взаимодействия структурных модулей предусматривает три среза:
– по разнообразию результатов (промежуточный, замыкающий, исходный),
– по видам деятельности (реконструкция функции, выбор режима, защита режима),
– по элементам функционирования системы (вход, выход, процессор).
В результате получается некоторая структурная решетка размерностью , каждый узел которой - совмещение определенного вида деятельности, типа результата и элемента функционирования системы (не все они реально обязательно существуют).
В зависимости от вида деятельности решения и управление в процессе их реализации связаны:
– с реконструкцией функции (инновационная деятельность),
– с выбором режима (инфраструктурная деятельность),
– с защитой выбранного режима (эксплуатационная деятельность).
Соответственно инновационная деятельность может быть связана с промежуточными полезными результатами, инфраструктурная деятельность – со всеми видами результатов, а эксплуатационная деятельность - только с исходными и замыкающими полезными результатами. В структурных модулях и системе можно выделить два типа входов: материальный и информационный и один тип выхода.
Группы структурных модулей, объединенных сильной зависимостью от одного фактора, составляют пять структурных блоков (табл. 5.21):
У1 – привязка ограничений внешней инфраструктуры к условиям деятельности фирмы;
У2 – реализация тиража продукции (услуг);
У3 – синтез образцов изделий, услуг;
У4 – обеспечение процесса создания тиража продукта;
Z – общее руководство фирмой.
Таблица 5.21
Перечень структурных модулей, входящих в модель нормативной структуры системы
Тип структурного модуля
Тип результата, обеспечиваемый данным модулем
Характер принимаемых решений
Направление деятельности
Область ответственности
Подразделения управления завода, реализующие модуль
У1
Промежуточный
Выбор режима
Привязка ограничений внешней инфраструктуры к условиям данной хозяйственной системы
Уровень использования хозяйственного потенциала данной хозяйственной системы
Главный экономист
У11
-"-
-"-
Привязка ограничений внешней инфраструктуры к элементам входа данной хозяйственной системы
Соответствие установленных ограничений по элементам входа потребностям функционирования данной хозяйственной системы
ПЭО
У12
-"-
-"-
Привязка ограничений инфраструктуры к элементам выхода данной хозяйственной системы
Соответствие установленных ограничений по элементам выхода возможностям данной хозяйственной системы
ПЭО, Финансовый отдел
У13
-"-
-"-
Привязка ограничений внешней инфраструктуры к элементам процессора данной хозяйственной системы
Соответствие установленных ограничений по элементам процессора мощности данной хозяйственной системы
ПЭО, ПДО, ОТЗ, ОГМ, ОГЭ
У14
-"-
Защита режима
Компенсация возможных изменений внешних и внутренних условий
Изменение свойств образцов изделий (продуктов, услуг) для удовлетворения более эффективным образом возникших потребностей
Соответствие потребительских свойств образца изделий (продукта, услуги ) предъявляемым требованиям
ОГК, Отдел маркетинга
У4
Исходный
Защита режима
Обеспечение условий реализации процесса преобразования образца изделия (продукта, услуги) в соответствующий тираж изделия
Мера обеспеченности процесса преобразования образца изделия (продукта, услуги) в соответствующий тираж изделия
ОГТ, ОИХ, ОГМ, ОМТС, Отдел кооперации
У41
-"-
-"-
Создание резервов ресурсов для обеспечения процессов преобразования образца изделия (продукта, услуги) в соответствующий тираж изделия
Уровень запасов ресурсов
ОМТС, Отдел кооперации
У42
-"-
-"-
Регулирование ресурсов во времени
Время пополнения (возобновления) запаса
ОМТС, Отдел кооперации
У43
-"-
-"-
Обеспечение процессов преобразования образцов изделий (продуктов, услуг) в соответствующий тираж изделий (продуктов, услуг) элементами оснащения
Изменение технических характеристик элементов оснащения во времени
ОГТ, ОКС
Z1
Промежуточный
Выбор режима
Компенсация возможных возмущений по элементам входа и процессора
Соответствие достигнутых результатов деятельности установленным ограничениям
Руководство, финансовый отдел, бухгалтерия
Z2
-"-
Защита режима
Создание условий деятельности руководства в хозяйственной системе
Качество обслуживания руководства
АСУП, Канцелярия
На основе структурных модулей можно построить контуры принятия решений для различных видов деятельности фирм. В общем случае такой контур представлен на рис. 47.
Мы видим, что инновационная деятельность связана в первую очередь с реконструкцией функции. Подготовка производства, которая выполняется ПЭО, ОТК, ОГТ, ПДО, ОГМ, ОГЭ (расшифровка сокращенных названий отделов управления в приложении 1), отделом маркетинга, службами снабжения, решает задачи выбора режима реконструкции функции и защиты режима.
Рис. 47. Контур принятия решения
Практически подготовка производства обеспечивает тиражирование продукции, технологичность изделия, необходимую организацию производства, а, следовательно, и возможность использовать конкурентоспособную цену (см. гл. 4).
В заключение следует отметить, что, как мы видели, все стадии НИОКР вносят свой вклад в решение стратегических задач фирмы. Поэтому пренебрежение каким-либо аспектом НИОКР может повлечь тяжелые последствия для рыночной позиции фирмы и для решения задачи создания и защиты ее долговременного потенциала. Часто так называемые “мелочи” служили “камнем преткновения” даже для фирм с опытным менеджментом. Считать, что некий из бизнес-процессов – важнейший, а другим можно уделять меньшее внимание, поскольку, как раньше говорили у нас: “все решится в рабочем порядке” – глубокое заблуждение.
,
– условно-переменные затраты на одну деталь (изделие); 
– условно-постоянные затраты на годовую программу; Q – годовая программа выпуска.
показателей стадий процесса изготовления изделий, представленная в табл. 5.18.
, каждый узел которой - совмещение определенного вида деятельности, типа результата и элемента функционирования системы (не все они реально обязательно существуют).