Wydarzenia ostatnich lat mocno wstrząsnęły światowymi łańcuchami dostaw. Wiele firm boleśnie odczuło opóźnienia, całkowity brak dostępności towaru, wzrost kosztów komponentów, obniżenie jakości produktów czy zmieniające się przepisy i ograniczenia w imporcie. Rynek usiłuje minimalizować ryzyko niedoboru surowców i towarów korzystając z całego wachlarza powszechnie rekomendowanych narzędzi biznesowych – od dywersyfikacji źródeł zaopatrzenia poczynając, na rozbudowywaniu stanów magazynowych kończąc. Firmy dostają zadyszki próbując obsłużyć niekiedy jeden komponent niezbędny do zapewnienia ciągłości produkcji.

A co, gdyby pozbyć się problemu ostatecznie i raz na zawsze zakończyć „współpracę” z głównym winowajcą utrapień? Nie z dostawcą, nie z przewoźnikiem, ale z przyprawiającym o ból głowy komponentem. W niniejszym artykule opowiemy, jak przeprojektować produkt, by pozbyć się winnego, nie tylko bez straty dla całego systemu, ale nawet z dodatkowymi korzyściami. Czy nie brzmi to jak przepis na innowację?

Zacznijmy od pytania:

Do czego tak w ogóle potrzebne są komponenty?

Każdy produkt składa się z komponentów, a każdy komponent pełni w produkcie jakieś funkcje. Jeśli komponent nie pełni funkcji, oznacza to jedynie, że znalazł się w produkcie przez przypadek i oprócz niepotrzebnego zamieszania, nie ma w nim nic do roboty.

Przez pojęcie funkcji będziemy w naszych rozważaniach rozumieć takie oddziaływanie jednego komponentu na drugi komponent, które zmienia lub celowo zachowuje jakiś parametr tego drugiego. Mówiąc o parametrze, mamy na uwadze kolor, długość, wagę, położenie w przestrzeni, stan skupienia, temperaturę i całe mnóstwo tego, co daje się jakoś zmierzyć lub przynajmniej stanowi kryterium porównania. Dopóki zmiana lub celowe zachowanie parametru ma dla obiektu charakter korzystny, funkcja jest pożyteczna; jeśli nie jest działaniem pożądanym – funkcję nazwiemy szkodliwą.

Skoro tyle wysiłku wkładamy w ściągnięcie naszego nieszczęśnika z drugiego końca świata, to zapewne pełnione przez niego w produkcie funkcje muszą być nie tylko pożyteczne, ale też bardzo ważne! A to jak nic oznacza, że pozbycie się go niechybnie pociągnie za sobą daleko idące konsekwencje. I z pewnością tak właśnie jest. Tyle, że my nie zamierzamy się pozbywać funkcji, a jedynie usunąć ich materialny nośnik.

Aby zbadać, jak ważny jest dla nas przedmiotowy komponent i jakież to funkcje, których za żadne skarby pozbyć się możemy, ów pełni – posłużymy się narzędziem zwanym Analizą Funkcyjną. Pomoże nam ona zidentyfikować wszystkie funkcje pełnione zarówno przez niego, jak i jego kolegów z zespołu, zwanego dalej systemem technicznym.

W tym miejscu zauważyć należy, że istotną rolę w działaniu systemu technicznego odgrywają nie tylko komponenty samego systemu. Wchodzą one bowiem w interakcje z komponentami otoczenia, zwanego dalej supersystemem. Jedne z nich pełnią funkcje na komponentach supersystemu, inne stanowią obiekty funkcji pełnionych przez te drugie. Kompletna analiza wymaga, by zidentyfikowane zostały wszystkie funkcje, w których biorą udział komponenty systemu.

Aby łatwiej było zrozumieć teorię, posłużymy się może przykładem.

Firma X jest producentem medycznego urządzenia diagnostycznego, którego zasada działania urządzenia opiera się na wykorzystaniu fal z zakresu UHF. Jednym z kluczowych komponentów urządzenia jest antena, której dostawca – z przyczyn nie do końca od siebie zależnych – nie jest w stanie wywiązywać się z terminowych dostaw. Dla firmy X stanowi to nie lada problem, gdyż jej głównymi odbiorcami są placówki medyczne z całego świata oraz wojsko, a kontrakty, którymi jest związana, zakładają bardzo bolesne kary za nieterminowe dostawy.  Dział zaopatrzenia uruchomił wszystkie swoje moce, by znaleźć alternatywnego dostawcę. Na końcu rozłożono jednak ręce w bezsilności. Zapadła decyzja ostateczna i dział R&D otrzymał zadanie pozbycia się anteny.

Zespół rozpoczął pracę od stworzenia Analizy Funkcyjnej produktu:

Analiza systemu wykazała, że antena faktycznie jest dość ważna, bowiem kieruje i formuje (a konkretnie zmienia fazę i amplitudę) fali padającej. Dokładne przyjrzenie się systemowi pozwoliło również zidentyfikować aż trzy funkcje szkodliwe pełnione przez antenę (odbija i osłabia falę padającą, zmienia kierunek fali odbitej). Do tej pory niespecjalnie zwracano na nie uwagę, teraz jednak wartość anteny w oczach inżynierów nieco osłabła.

Jak usunąć komponent, by system dalej działał?

Jak już wcześniej wspomnieliśmy, nie można tak bezkarnie usunąć komponentu z systemu bez należytego zaopiekowania się pełnionymi przez niego pożytecznymi funkcjami (funkcje szkodliwe z radością usuniemy razem z komponentem). Do rozwiązania pozostaje zatem kwestia ustalenia, któremu z pozostałych komponentów zdelegować zadanie ich realizacji.

W wyborze nowego wykonawcy powierzonych funkcji obowiązują pewne zasady. Zgodnie z nimi, nośnik pożytecznej funkcji można usunąć, jeśli (A) usunie się również obiekt tej funkcji, (B) obiekt będzie w stanie sam wykonać funkcję lub (C) inny komponent przejmie wykonywanie funkcji na dotychczasowym obiekcie. Zasada (C) posiada nieco więcej niuansów, ale nie będziemy ich tutaj teraz omawiać.

Wyposażony w narzędzia teoretyczne, zespół przystąpił do wycięcia anteny z systemu. Od razu okazało się, że uruchomiło to falę możliwości pozbycia się kolejnych komponentów, których istnienie w systemie uzasadnione było wykorzystaniem anteny. W rezultacie usuniętych zostało aż 6 komponentów. Poniższy diagram przedstawia model funkcyjny „odchudzonego” urządzenia:

Zespół R&D zderzył się jednak z dość poważnym zadaniem. Samo przeniesienie linii na diagramie nie wystarczy, żeby inny komponent ot tak zaczął realizować funkcję, do wykonywania której nie został zaprojektowany. Jak zatem „nauczyć” generator kontrolować samego siebie? Albo, jak ten sam generator może zatrzymać falę odbitą? A co z kierowaniem fali padającej…?

Nie będziemy się tutaj zagłębiać w szczegóły procesu rozwiązywania wszystkich zidentyfikowanych problemów. Wystarczy nam informacja, że zespół, po przeanalizowaniu baz efektów naukowych, ostatecznie zdecydował się zastosować diodę Gunna, tj. urządzenie wykorzystujące efekt Gunna do generowania oscylacji elektromagnetycznych o wysokiej częstotliwości. Aby całkowicie uniezależnić się od dostawców, opracowano własną technologię wytwarzania diod z wykorzystaniem galwanizacji – procesu nie dość, że prostego, to jeszcze nie wymagającego żadnego skomplikowanego sprzętu, a wręcz możliwego do wykonania we własnym zakresie.

Wypracowane rozwiązanie pozwoliło nie tylko obniżyć koszty wytwarzania urządzenia i uniezależnić się od kluczowych dostawców. Efektem wyeliminowania wielu podzespołów okazało się znaczne zmniejszenie gabarytów urządzenia. Zespół R&D przystąpił więc do opracowania zupełnie nowego modelu przenośnego.

Jakby tego było mało, zaprojektowanie technologii produkcji diod Gunna z wykorzystaniem galwanizacji pozwoliło firmie X wypłynąć na dużo szersze wody, otworzyło bowiem drzwi do zupełnie nowych branż, z branżą kosmiczną włącznie.

Postscriptum

Przytoczony powyżej projekt zrealizowany został zgodnie z metodyką TRIZ (Theory of Inventive Problem Solving). TRIZ służy do uporządkowanego, wręcz algorytmicznego rozwiązywania problemów technicznych, ulepszania i tworzenia produktów, poprawiania i przeprojektowywania procesów technologicznych. Metoda doposaża zespoły projektowe nie tylko w cały zestaw narzędzi do gruntownej analizy produktów i procesów, ale też dostarcza narzędzi do generowania nieoczywistych rozwiązań, nierzadko skutkujących patentami.

Narzędziem służącym do usuwania komponentu przy zachowaniu w systemie pełnionych przez niego pożytecznych funkcji jest Trimming. Niemniej Trimming nie jest jedynym narzędziem, które wykorzystać można do radzenia sobie z problemami w łańcuchach dostaw. Więcej na ten temat opowiemy Państwu podczas najbliższego webinaru, na który niniejszym zapraszamy