скачать книгу бесплатно
ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ ЭТАП
Учитывая требования к решению задачи, как к поиску нового продукта, она была отнесена к классу решения инжиниринговых задач, для которых применима методика 1 (методика определения направлений совершенствования инжиниринговых продуктов в новых областях) с элементами методики 2 (методика повышения добавленной ценности инжиниринговых продуктов). Одновременно, учитывая, что завод специализируется на производстве в основном заготовок, применялась методика 3 (методика выполнения проектов по совершенствованию технологических процессов).
Из методики 1 были отобраны следующие инструменты:
– выбор продукта,
– анализ его по S-кривой,
– выбор направления развития продукта в зависимости от этапа, на котором находится продукт, техническая и бизнес-система потребителя и определяются уровни развития рынка (этапы жизненного цикла рынка), на который предлагается вывести инжиниринговый продукт.
Из методики 2 были отобраны следующие инструменты:
– анализ жизненного цикла продукта,
– определение этапа развития технической системы.
Из методики 3 были отобраны следующие инструменты:
– определение проблем технологии,
– определение ключевых недостатков и распределение их по технологическим операциям,
– проведение свертывания элементов, порождающих ключевые недостатки.
Используемыми видами анализа стали:
– анализ по законам развития технических систем (ЗРТС)
– ресурсный анализ.
Было предложено включать и другие виды анализа, предлагаемые в методиках, в случае необходимости.
Для решения задачи был применен АРИнЗ. Ниже пошагово рассматривается ход решения задачи.
ШАГ 1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СПОСОБНОСТЕЙ КОМПАНИИ И ПОТРЕБНОСТЕЙ ПОТРЕБИТЕЛЯ (РЫНКА)
1.1. СПОСОБНОСТИ КОМПАНИИ
На этом этапе уточнялась задача, чтобы оценить пространство решений. Для этих целей были уточнены производственно-технические, финансовые возможности предприятия, а также возможности внедрения и способность руководства и персонала внедрять новые технические решения. Были проанализированы:
– история компании
– партнеры компании
– парк оборудования
– опыт в налаживании новых производств и способности к внедрению инновационных технологий
– отчетность
Также были проведены интервью с руководителями коммерческого, конструкторского, технологического, финансового отдела и директоратом предприятия. По материалам анализа в общих чертах прояснилась общая инновационная стратегия предприятия.
Было выбрано направление центробежного литья, в котором у завода были опыт производства и возможности продвижения на рынок.
Рис. 1. Цех центробежного литья ЛМЗ
На основе анализа были выявлены основные разрывы, которые ограничивают предприятие в разработке и внедрении инновационных продуктов для арматуростроения.
Основными ограничениями стали:
– недостаточные возможности оборудования,
– отсутствие технологий,
– потребность в выпуске серийного продукта, без значительных колебаний по типу применяемой технологии и номенклатуре,
– проблемы с использованием в основном только дорогих материалов и невыгодностью использования дешевых материалов, не дающих желаемой прибыли,
– потребность в использовании имеющегося оборудования в связи с большой длительностью изготовления и стоимостью кокилей,
– необходимость работы на уже имеющемся рынке изделий из нержавеющих и специальных сталей и необходимость учета трудностей по выходу на слишком дальние от возможностей компании рынки.
В качестве основного продукта для дальнейшего развития были проанализированы основные конструкции шаровых кранов, как наиболее соответствующие осесимметричным центробежнолитым заготовкам для арматуры, рис.2.
Рис. 2. Общий вид шарового крана
Основной упор предложено было сделать на шаровые краны большого диаметра, где центробежное литье может иметь преимущество по основным комплектующим, рис. 6.3.
Рис. 3. Основные конструктивные элементы шарового крана с высокой степенью осесимметричности
Общая спецификация комплектующих узлов приведена ниже, табл. 1.
Табл. 1. Спецификация деталей шарового крана
Из общей спецификации изделий наибольший интерес экспертов, оценивающих возможности применения центробежного литья, вызвали:
– корпус
– крышка корпуса
– шар
– ось
– вал
– седло
– упорное кольцо
1.2. ПОТРЕБНОСТИ И ПРОБЛЕМЫ КЛИЕНТА
Учитывая способности предприятия по выполнению центробежных трубных отливок, было принято решение найти достаточную нишу рынка в области развеса литья до 3000 кг, что обеспечило бы максимально комфортные условия для работы литейного участка центробежного литья его термообработки, мехобработки, а также сочеталось бы с традиционными и доступными ресурсами по металлолому, поставке легирующих и пр.
Среди множества запросов, которые приходили в компанию, и на который мог бы быть достаточный спрос со стороны арматурных предприятий, были запросы на изготовление шаровых пробок крупных шаровых кранов, рис. 4.
Рис. 4. Шаровая пробка
Из других изделий вызывала интерес деталь типа "седло" с наплавкой стеллита, как правило, шабрирующее, в наибольшей степени отвечающее возможностям завода, рис. 5.
Рис. 5. Общий вид шабрирующего седла
Из других осесимметричных деталей были также рассмотрены штоки и собственно корпус крана. Формирование концепции полого штока с учетом возможностей завода было рассмотрено ранее (см. статья Горобченко С.Л, Прогноз развития конструктивных решений в арматуре: полый шток, www.armavest.ru). Корпус крана представлял интерес с точки зрения использования центробежного трубного литья для применения в условиях абразивных пульп.
В настоящее время в приведенных изделиях, несмотря на массовость производства, используются технологии, свойственные единичной обработке изделий, в частности, это наиболее характерно для наплавки корпусов, шаров и, особенно, для седел, рис. 6.
Рис. 6. Стенд наплавки седел шаровых кранов
Проблемой было то, что все эти детали значительно меньше по цене, чем цена, которую предлагал бы за них завод. Несмотря на перспективность продукции по возможностям производства, завод от него отказывался.
ШАГ 2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РЕСУРСОВ КОМПАНИИ И СИСТЕМООБРАЗУЮЩЕЙ ПРОБЛЕМЫ ПОТРЕБИТЕЛЯ
2.1. РЕСУРСЫ КОМПАНИИ
Ресурсами, которые были доступны компании ЛМЗ, могли бы стать достаточно разнообразные бизнес и технические ресурсы, а также ресурсы и тренды внешней среды и делового окружения.
В частности, были выбраны:
На уровне продукта:
– Возможность использования разнообразных сплавов в литейном производстве. При этом было возможно формировать разнообразные свойства отливок.
– Наличие легко реализуемых патентов и доступных разработок в области новых сплавов, прошедших как минимум опытно-промышленную апробацию.
– Возможность литья биметаллических трубных заготовок.
На уровне потребителя:
– Тренды к уменьшению массы и материалоемкости арматуры, повышению длительности срока службы и повышении уровня выполнения ими их главной полезной функции.
На уровне отрасли и рынка были выделены следующие ключевые факторы успеха:
• низкобюджетные цены на приведенные изделия
• растущие требования к надежности эксплуатации
• рост мероприятий по повышению безопасности
• внимание потребителей к уменьшению не только цены, но и стоимости за весь срок службы арматуры
• учет специфических требований потребителей.
2.2. СИСТЕМООБРАЗУЮЩАЯ ПРОБЛЕМА КЛИЕНТА
Было выделено многообразие решений по совершенствованию корпусов арматуры, шаровых пробок, штоков и седел шаровых кранов. Некоторые, наиболее часто применяемые решения, приведены ниже:
Шаровые пробки
– шаровая пробка выполняется из упрочненного материала
– шаровая пробка выполняется с хромовым покрытием для придания поверхностной твердости и коррозионностойкости
– шаровая пробка выполняется с плазменным (газоплазменным) напылением карбидов вольфрама, металлокерамическим покрытием или азотированием
– шаровая пробка выполняется с внутренней или внешней наплавкой
– шаровая пробка выполняется кованой для повышения прочности по сравнению с литой пробкой или пробкой, выточенной из проката
– пробка выполняется из трубной заготовки с гидравлической раздачей в сферу.
Корпуса шаровых кранов
– корпус выполняется раздельным
– корпус выполняется из трубной цилиндрической заготовки с дальнейшей раздачей
– корпус выполняется с наплавкой внутри
Седла
седла выполняются из отдельных заготовок с наплавкой на стенде
Анализ и обобщение выделенных решений показали основной тренд на совершенствование уже применяемых технологий. К ним можно было бы отнести повышение качества металла самой детали или переход к использованию биметаллической конструкции с наплавкой на базовый элемент детали более прочного материала с его дальнейшей термообработкой и шлифовкой.
Хотя последнее решение лучше решает вопрос повышения износостойкости, однако, в тоже время приводит ко многим другим недостаткам, ключевым из которых является увеличение трудоемкости и времени изготовления отдельных деталей. Вопрос качества износостойкости тоже может быть отнесен к спорным.
Экспертная группа выбрала для дальнейшего анализа шаровые пробки, как имеющие наибольший потенциал на рынке и максимально использующем ресурсы и производственные возможности предприятия.
ШАГ 3. УТОЧНЕНИЕ ЗАДАЧИ С УЧЕТОМ ЭТАПА ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА ПРОДУКТА, КОМПАНИИ И ПОТРЕБИТЕЛЯ (РЫНКА)
3.1. УТОЧНЕНИЕ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА ПРОДУКТА И КОМПАНИИ
Жизненный цикл продукта
Шаровые пробки
Анализ развития шаровых пробок показал, что, несмотря на то, что этот элемент, по сути, является основным рабочим органом (в зависимости от выбора главной полезной функции – регулирования или отсечки), однако, ему уделяется недостаточное внимание. Противоречие между необходимостью иметь цилиндрическую проточную часть и сферическую внешнюю часть пробки надолго определили основную направленность конструкции крана и достаточно большую материалоемкость кранов. Отметим, что способы решения этой проблемы при помощи простой раздачи трубной заготовки не прижились, поскольку уход от цилиндрической проточной части резко ухудшает состояние потока внутри ее.
