Przegląd inżynierii systemów lean

Zarówno LSE, jak i LSE powinny rozpocząć się w fazie projektowania.

David Wilhite, mąż autora, z pracy magisterskiej na temat platform Stewarta

Co to jest inżynieria systemów Lean?

Inżynieria systemów to projektowanie, tworzenie i konserwacja złożonych systemów. Inżynieria systemów zwykle odnosi się do programów komputerowych, komputerów typu mainframe, kontrolerów, czujników, urządzeń zdalnych i sieci, które nimi sterują, bezprzewodowo lub za pomocą kabli.

Lean Engineering odnosi się do zasady celowego upraszczania projektów. Może to odzwierciedlać konsolidację stu części w 20 wielofunkcyjnych części, zmniejszając liczbę etapów tworzenia produktu, usprawniając kod, który go uruchamia lub kombinację wszystkich powyższych.

Lean Systems Engineering (LSE) to połączenie szczupłej inżynierii i inżynierii systemów. Zasadniczo stara się zbudować system z pełnym zestawem funkcji, ale z minimalną liczbą elementów lub komponentów. LSE prawie zawsze koncentruje się na redukcji złożoności, przy założeniu, że ma to szereg korzyści, takich jak lepsza jakość, większa niezawodność lub mniej odpadów.

Krótko mówiąc, celem LSE jest zachowanie prostoty całości, od deski kreślarskiej, przez halę produkcyjną, po utylizację.

Czy Lean Systems Engineering poprawia jakość?

Inżynieria systemów odchudzonych jest produktem ubocznym zasad Lean Engineering lub inżynierii przemysłowej. Na przykład zastosowanie zasad odchudzonej produkcji na linii produkcyjnej może skutkować mniejszą liczbą etapów operacyjnych. Przy mniejszej liczbie transferów materiałów i operacji produkcyjnych system produkcyjny jako całość powinien widzieć mniej błędów, ponieważ jest mniej okazji do ich wystąpienia. Jeśli części są obsługiwane rzadziej, prawdopodobieństwo upuszczenia lub zgubienia czegoś jest mniejsze. W przypadku połączenia etapów montażu lub produkcji prawdopodobieństwo wystąpienia defektów może być mniejsze.

Kiedy zasady inżynierii systemów lean i lean są stosowane do produktu, niezawodność i jakość nie zawsze rosną. Gdy projekt produktu jest uproszczony zgodnie z zasadami Lean Engineering, takimi jak łączenie wielu komponentów w jeden, wskaźnik niezawodności zwykle rośnie, ponieważ jest mniej punktów połączeń, które mogą zawieść.

Jednak bardzo złożona część zastępująca pięć prostych może mieć wyższy wskaźnik wadliwego działania niż inne, co zwiększa prawdopodobieństwo, że inżynieria systemów odchudzonych stworzyła produkt końcowy z większym prawdopodobieństwem awarii niż jego poprzednik. Podobnie, bardziej złożona część może być trudniejsza do wykonania niż kilka prostych, więc poziomy jakości nowej części są trudniejsze do spełnienia, ponieważ trudniej jest ją wyprodukować prawidłowo.

Innym przykładem jest eliminacja nadmiarowości w projekcie. Jeśli masz mniej czujników lub komponentów zapasowych, prawdopodobieństwo ogólnej awarii rośnie, ponieważ jest mniej komponentów zapasowych do użycia. Nawet jeśli prawdopodobieństwo awarii poszczególnych nowych komponentów jest mniejsze, wyeliminowanie jednej trzeciej z nich nadal zwiększa ryzyko awarii całej jednostki.

Inżynieria systemów odchudzonych zastosowana w inżynierii oprogramowania nie zawsze poprawia jakość. Ponowne użycie modułów kodu z defektami obniży jakość programu. Uproszczenie procedur testowania oprogramowania w celu wykluczenia rzadko występujących awarii może oznaczać, że nie jest ono w ogóle testowane pod kątem tej awarii.

Zmniejszenie liczby wymagań stawianych systemowi może oznaczać niespełnienie oczekiwań klientów, ponieważ nie starasz się już spełnić ich pełnej listy oczekiwań. Po wyeliminowaniu kontroli systemu lub nadzoru system może być prostszy, ale ryzyko niepowodzenia może wzrosnąć. Zatem systemy odchudzone nie zawsze są równoznaczne z wyższym produktem.

Łatwiej jest wdrożyć iteracyjny program Six Sigma dla produktu niż przebudować cały obiekt.

By Wayiran (praca własna), za pośrednictwem Wikimedia Commons

Dlaczego LSE nie jest tak powszechny jak Six Sigma?

LSE wymaga odwzorowania całego przepływu pracy operacji, aby można ją było usprawnić jako całość. Projekty produkcji odchudzonej mające na celu poprawę konkretnego wąskiego gardła produkcyjnego lub problemu związanego z odpadami mają mniejszy zakres, są tańsze w realizacji i bardziej prawdopodobne, że szybko przyniosą wymierne rezultaty. Wysokie ryzyko i wysokie koszty inżynierii systemów lean są wspólne dla lean six sigma lub LSS i dlatego żadna z nich nie jest powszechnie wdrażana.

Ryzyko i koszty są zwiększane przez iteracyjny charakter metodologii doskonalenia procesów. Łatwiej jest zmieniać jedną zmienną na raz, aby zmniejszyć liczbę awarii części lub komponentów wykraczających poza specyfikację, niż okresowo przestawiać fabrykę w nadziei, że będzie ona lepsza.

LSE jest trudny do wdrożenia, gdy części pochodzą od dostawców. Możesz zaprojektować dla nich nowe, skonsolidowane komponenty, ale masz niewielką kontrolę nad tym, jak je zbudują, poza specyfikacjami jakości, testami produktów i testami systemów.

Mapowanie wartości do systemów biznesowych może pomóc w zidentyfikowaniu działań nie wnoszących wartości dodanej, które można wyeliminować lub skonsolidować, takich jak przeniesienie obsługi materiałów bliżej obszaru produkcji lub połączenie kontroli i testów na linii montażowej. Menedżerowie zwykle opierają się stosowaniu tych narzędzi do pracowników, z wyjątkiem zatrudniania tańszych pracowników w celu zwolnienia ekspertów. A to, co LSE postrzega jako złożoność, menedżerowie mogą myśleć o rozwiązaniach.

Na przykład pomyśl o dziwacznych etykietach ostrzegawczych na tak wielu produktach, które są skutkiem tego, że ktoś faktycznie robi to, czego nakazuje ostrzeżenie. Etykieta ostrzegawcza jest prostym rozwiązaniem administracyjnym, które w innym przypadku jest złożonym rozwiązaniem inżynieryjnym. Więcej etapów procesu jest zwykle rozwiązaniem problemów, zwiększając złożoność systemów w imię zapobiegania problemom w przyszłości.

LSE wymaga stosowania zasad szczupłej inżynierii do projektowania produktu, a uruchomienie go, a następnie obniżenie ceny produktu to najwyższe priorytety.

Certyfikaty INCOSE i LSE

Grupa INCOSE posiada grupę roboczą LSE założoną w 2005 roku. Eksperci LSE certyfikowani przez INCOSE nazywani są Lean Enablers for Systems Engineering (LEfSE). Jest to podobne do czarnych pasów six sigma i lean six sigma, oferowanych przez takie grupy, jak Institute of Industrial and Systems Engineers (IISE).