Бережливое производство 4.0: цифровые технологии в повышении качества продукции и услуг

Размещено на http://allbest.ru

БЕРЕЖЛИВОЕ ПРОИЗВОДСТВО 4.0: ЦИФРОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ПОВЫШЕНИИ КАЧЕСТВА ПРОДУКЦИИ И УСЛУГ

Горбашко Елена Анатольевна

модератор круглого стола «Актуальные тренды и технологии в управлении качеством как ответ на глобальные вызовы»

Титова Александра Викторовна

Санкт-Петербургский государственный экономический университет, Санкт-Петербург, Российская Федерация

Аннотация. В настоящей статье рассмотрена концепция бережливого производства 4.0. Выделены основные аспекты цифровизации, создающие новые возможности в повышении качества товаров и услуг на основе их интеграции в концепцию бережливого производства. Изучены результаты количественных и качественных исследований в области интеграции инструментов бережливого производства и цифровых технологий, изучены и характеризованы факторы успеха бережливого производства в наибольшей степени подверженные оптимизации в результате применения цифровых технологий, выделены ключевые цифровые технологии, способствующие совершенствованию процессов в рамках концепции бережливого производства, доказана возможность применения технологий индустрии 4.0 в повышении качества продукции и услуг. Статья опубликована при поддержке гранта РФФИ 20-010-00571 «Влияние цифровой трансформации на повышение качества и инновационности услуг».

Ключевые слова: бережливое производство, индустрия 4.0, цифровые технологии, большие данные, интеграция.

Gorbashko Elena, A.

moderator of the round table «Actual trends and technologies in quality management as a response to global challenges»

Titova Alexandra, V. Saint-Petersburg State University of Economics, Saint-Petersburg, Russian Federation

LEAN 4.0: DIGITAL TECHNOLOGIES IN IMPROVING THE QUALITY OF PRODUCTS AND SERVICES

Abstract. The paper discusses the concept of lean manufacturing 4.0. The main aspects of digitalization creating new opportunities for improving the quality of goods and services based on their integration into the concept of lean production are highlighted. The results of quantitative and qualitative research in the field of integration of lean production tools and digital technologies have been studied, the success factors of lean production that are most susceptible to optimization as a result of the use of digital technologies have been studied and characterized, key digital technologies that contribute to the improvement of processes within the framework of the concept of lean production have been identified, the possibility of application of industry 4.0 technologies in improving the quality of products and services is proved. The article was published with the support of the RFBR project number 20-010-00571 «The Impact of Digital Transformation on Improving the Quality and Innovation of Services».

Keywords: lean manufacturing, industry 4.0, digital technologies, big data, integration.

Цифровые технологии открывают новые возможности в повышении качества товаров и услуг от уровня отдельно взятого производства до национального масштаба. Обратим внимание, что информационно-коммуникационные технологии и электроника, обусловившие возможность автоматизации производства, в рамках которых развились единые информационные системы, специализированное программное обеспечение являются технологиями третьей промышленной революции. Основой четвертой промышленной революции являются кибер-физические системы, обуславливающие возможность взаимодействия огромного количества людей и машин в режиме реального времени. Данный факт имеет ключевое значение для производства и управления качеством, так как обуславливает возможность создания гибкого производства, реагирующего на постоянные изменения количественного и качественного состава спроса наиболее эффективным способом с учетом существующих ограничений и возможностей. Каждая промышленная революция может быть охарактеризована основными технологиями, обуславливающими изменение производственных и социальных отношений. Вместе с эволюцией технологий развиваются и подходы к управлению качеством. Исключение не составила и цифровизация концепции бережливого производства, что привело к созданию новой концепции «бережливое производство 4.0», интегрировавшей теоретические и методологические основы традиционного бережливого производства и возможности, создаваемые технологиями четвертой промышленной революции.

Основателем концепции «бережливого производства» является Тайити Оно, создававший производственную систему Тойоты в 1950-е годы. Суть этой концепции заключается в том, чтобы устранить потери и затраты, не создающие ценности для потребителя, тем самым обеспечить требуемое потребителям качество с минимально возможными затратами. Когда Тайити Оно изучал завод Тойоты, он использовал один очень полезный метод, а именно чертил круг мелом в определенном месте завода, становился в этот круг и наблюдал за производственным процессом. Данный метод известен как «Генти Гинцубу» или «Иди и смотри».

В настоящее время продукция становится все более сложной и высокотехнологичной, что отражается на количестве и сложности производственных процессов. Увидеть и распознать неэффективность процессов своими глазами становится практически невозможным, тем более для предприятий, уже оптимизировавших свою деятельность методами традиционного бережливого производства. Цифровые технологии сегодня открывают новые возможности в использовании методов бережливого производства.

Наряду с тем, что исследователи и практики признают необходимость внедрения цифровых технологий в бережливое производство, сомнения не вызывает и тот факт, что цифровые технологии могут не принести желаемого эффекта или нанести вред функционированию производства и качеству продукции.

Необходимо понимать, что бережливое производство есть глобальная концепция, в основе реализации которой лежит организационно-личностный подход, в то время как Индустрия 4.0 и цифровые технологии концепцией не являются, это лишь набор аппаратных и программных средств, способных обеспечить взаимодействие физического и киберфизического мира в режиме реального времени.

Бережливое управление ориентировано на внедрение методов самими сотрудниками. Основа этих методов заключается в том, что сотрудники должны быть вовлечены в процесс изменений, только тогда будет иметь место процесс непрерывного улучшения. Основа бережливого производства увеличение ценности за счет организационных изменений, активного вовлечения и непрерывного развития сотрудников. Напротив, Индустрия 4.0 представляет собой технологический подход. С помощью киберфизических систем, датчиков и программных кодов все производственные системы связаны через Интернет вещей. Внедрение цифровизации в производственные системы создает киберфизические производственные системы, которые обеспечивают единообразное представление продукта, средств производства и производственных систем с учетом меняющихся процессов в цифровой среде. Большая часть процессов станет самооптимизирующейся без непосредственного участия сотрудников. Осознание данного противоречия важно при внедрении цифровых технологий в бережливое производство [1].

В то же время стабильность производства и стандартизация процессов являются также основой бережливого производства и, когда стандартизация будет поддержана цифровыми технологиями и наоборот, цифровизация создаст возможности для гибкости и адаптивности.

Принцип контроля также реализуется с использованием цифровых технологий более эффективно, позволяя организации динамично реагировать на изменения. Сбор, обработка и анализ информации станет доступен на постоянной основе в режиме реального времени без использования рабочих, улучшения станут основаны не на субъективных представлениях персонала, а на значительных объемах проанализированных данных.

Рассмотрим матрицу инструментов цифрового бережливого производства компании «Бэйн» (рис. 1). На основании своего многолетнего опыта в области стратегического и операционного менеджмента и практики реализации концепции бережливого производства компания разработала матрицу интеграции цифровых технологий и рычагов повышения эффективности производства на цеховом уровне и уровне предприятия. Данная матрица представляет интерес не столько с точки зрения комплексности представленных на ней технологий и рычагов, сколько с точки выбора классификационных признаков для анализа. Необходимо понимать, что аналитики «Бэйн» отразили в матрице результаты ограниченного практического опыта и представили лишь основные технологии и рычаги, матрица не претендует на академичность, но позволяет сделать ряд интересных выводов.

Матрица цифрового бережливого производства компании «Бэйн» помогает нам взглянуть на особенности применения цифровых технологий в бережливом производстве с точки зрения уровня и масштабности решаемых задач: цифровые технологии могут быть применены для оптимизации работы цехов, отдельных цехов, групп цехов, групп оборудования и рабочих. При этом технологии могут быть применены к работе отстающих цехов и участков, в целях их вывода на определенную результативность, так и к работе передовых цехов для демонстрации и дальнейшей диссеминации лучшего опыта. Конечно, наибольший эффект будет давать применение цифровых технологий на уровне предприятия в целом. Обратим внимание, что ряд цифровых технологий, включающий в себя аддитивное производство, автономные транспортные средства, робототехнику может быть использован в настоящее время исключительно на уровне цеха. Более широкое применение у таких технологий, как интеллектуальная автоматизация. Технологии умного и адаптируемого производства и Интернета вещей применяются на всех этапах от получения заказа до отгрузки товара покупателю, тем самым обеспечивая постоянный рост соответствия продукции и услуг гибким требованиям потребителей.

Следующей мы рассмотрим модель интеграции инструментов бережливого производства и цифровых технологий, предложенную научным сообществом. Немецкие исследователи в качестве измерения матрицы по оси бережливого производства предложили использовать основные инструменты бережливого производства, а цифровые технологии разделили на три основные группы: обеспечивающие сбор и обработку информации, взаимодействие машин с машинами и взаимодействие человека с машинами.

Немецкие исследователи задались вопросом о том, насколько сильное действие оказывают цифровые технологии на реализацию инструментов бережливого производства. С целью нахождения объективного ответа на данный вопрос был проведен семинар для 24 представителей лидеров автомобильной промышленности, занимающихся руководством проектами в сфере Индустрии 4.0. На настоящем семинаре авторы матрицы ознакомили представителей бизнеса с представленным видением возможных пересечений и попросили оценить силу влияния цифровизации на бережливое производство. Результаты исследования представлены в форме таблицы, где один плюс означает низкое влияние, а три плюса сильное влияние (табл. 1).

Условные обозначения:

OEE Overall Equipment Effectiveness общая эффективность оборудования; S&OP Sales and Operations Planning планирование продаж и операций; E2E End-to-end управление полным циклом от заказа до поставки.

Рис. 1. Матрица инструментов цифрового бережливого производства [2]

бережливое производство цифровизация качество товары услуги

Таблица 1

Влияние цифровых технологий на эффективность использования инструментов бережливого производства [3]

Таким образом, исследователи пришли к выводу, что все цифровые технологии поддерживают инструменты бережливого производства в той или иной степени, обеспечивая рост качества процесса производства, сокращение потерь, не приводящих к созданию дополнительной ценности для потребителя. К схожим выводам пришли исследователи Бразилии, изучившие результаты сторонних исследований в области бережливого производства 4.0 [5].

Исследователи Германии, Англии, Италии поставили вопрос о поддержке цифровыми технологиями практик бережливого производства и выявили 8 основных механизмов повышения качества продукции и услуг за счет интеграции бережливого производства и цифровых технологий. В целях количественной оценки влияния технологий на выделенные механизмы, исследователи провели 12 фокус групп, в которых приняли участие эксперты, имеющие в среднем 14-летний опыт работы на таких должностях, как менеджер цепи поставок, менеджер операций или старший консультант (табл. 2). В графе баллы отмечено совокупное влияние выбранных цифровых технологий на реализацию механизма бережливого производства.

Таблица 2

Количественная оценка поддержки цифровыми технологиями механизмов бережливого производства [6]

Результаты настоящего исследования ещё раз доказывают существенные возможности, открываемые цифровизацией в оптимизации механизмов бережливого производства. Особое значение приобретают технологии, обуславливающие возможность проведения расширенной аналитики и взаимодействия объектов управления в режиме реального времени (Интернет вещей). Что касается механизмов, то, по мнению экспертов, больших успехов цифровизация добивается в области повышения видимости, точности и скорости исполнения.

Технологии индустрии 4.0 сегодня действительно способны повысить качество выпускаемой продукции и услуг, что доказано исследователями на примере интеграции концепции бережливого производства и цифровых технологий. В настоящей статье мы показали, как именно цифровые технологии обеспечивают рост качества, за счет сочетания каких инструментов и механизмов организации способны добиться наибольших успехов. Тем не менее, необходимо помнить, что бережливое производство является основополагающей концепцией, а цифровые технологии способны лишь совершенствовать уже оптимизированные процессы, создавая возможность реагирования на изменения во внутренней и внешней среде в режиме реального времени с минимальным участием человека, тем самым обусловливая возможность создания производственных систем будущего гибких адаптивных систем, реализующих исключительно полезные функции производства и управления в целях максимального удовлетворения потребностей потребителей с минимальными затратами.

Список литературы

1. Industrie 4.0 meets Lean. Guideline to increase added value holistically. VDMA. Industrie 4.0 Forum. industrie40.vdma.

2. Digital Lean: A Guide to Manufacturing Excellence l Bain & Company, Inc.

3. Wagner T., Herrmann C., Thiede S. Industrie 4.0 impacts on lean production systems. In: The 50th CIRP Conference on Manufacturing Systems (2017) 125-131.

4. Prinz Ch., Kreggenfeld N., Kuhlenkotter B. Lean meets Industrie 4.0 a practical approach to interlink the method world and cyber-physical world. Procedia Manufacturing Volume 23, 2018, Pages 21-26.

5. Akkari A., Valamede L. Lean 4.0: A New Holistic Approach for the Integration of Lean Manufacturing Tools and Digital Technologies. International Journal of Mathematical, Engineering and Management Sciences. May 2020.

6. Cifone F.D, Hoberg K., HolwegM., Staudacher A.P. `Lean 4.0': How can digital technologies support lean practices? International Journal of Production Economics, Volume 241, 2021.

Размещено на Allbest.ru