Джеффри Лайкер
Система разработки продукции в Toyota. Люди, процессы, технология
Конкретная ситуация: Команда разработчиков кузова Lexus уменьшает допустимый предел погрешности вдвое
История Lexus дает простой пример выстраивания иерархии ценности и процесса декомпозиции ценности. Ведущим принципом создания бренда Lexus было неустанное стремление к совершенству. Однако на первых порах данные обратной связи говорили о том, что среди машин класса «люкс» потребители явно предпочитают автомобили BMW и Mercedes, разработанные в Германии и отличающиеся безупречным качеством. Именно эти компании были основными конкурентами для Lexus. Чтобы выйти на новый уровень качества, отвечающий запросам потенциальных покупателей Lexus, команда поставила цель снизить допустимый предел погрешности вдвое. Чтобы обеспечить достижение этой цели, группа разработки кузова должна была решить конкретную задачу – уменьшить зазоры между панелями кузова по отношению к действующему стандарту и вдвое снизить допустимое отклонение от величины зазора. В то время многие считали такой уровень точности изготовления деталей кузова недостижимым.
Команда Lexus понимала, что уменьшение зазоров благотворно скажется на аэродинамике автомобиля и значительно снизит шум при движении. Кроме того, это значительно улучшит внешний вид автомобиля и качество его исполнения, а именно эти параметры имеют решающее значение для владельцев машин класса «люкс». Перед командой разработки модулей, которая отвечала за узлы кузова (в частности, капот, двери и крышку багажника), стояла чрезвычайно сложная задача. Помимо уменьшения зазоров и снижения вариации, им следовало учитывать удобство открывания и закрывания. Межфункциональная команда первым делом внимательно изучила двери двух главных конкурентов. Члены команды выявили две проблемные зоны, которые видны на графике (рис. 3–1).
Проблемные зоны на графике соответствуют участкам двери, выделенным на рис. 3–2. Поскольку именно эти зоны определяют различия между изделиями, команда занялась их исследованием.
Как показывает рис. 3–2, верхняя и нижняя секции двери имеют сопоставимые вариации по зазорам. Максимальные различия между двумя дверьми выявлены на участке A, в зоне передней кромки двери, и на участке E, в зоне задней кромки двери. В процессе производства периметр двери формируется завальцовкой края внешней панели двери, как показано на рис. 3–3.
Хотя на первый взгляд передние кромки дверей похожи, внимательное изучение позволило выявить несколько важных различий. Острый излом кромки двери Lexus в точке A мог привести к деформации данного участка при завальцовке и стать причиной вариации зазоров между панелями кузова. Периметр двери компании-конкурента представлял собой полого поднимающуюся кривую, что сводило деформацию материала к минимуму. В той же зоне было обнаружено, что боковая линия кузова, пересекающая дверь, разрывает кромку и создает дополнительную возможность для деформации. В автомобиле компании-конкурента боковая линия кузова уходила вверх и сливалась с точкой крепления зеркала, не пересекая кромку.
Те же самые факторы команда разработки модулей обнаружила, исследуя заднюю кромку двери: две боковые линии кузова упирались в завальцованный край, а кромка верхней секции двери имела острый излом. Собранная информация позволила команде изменить конструкцию и добиться уменьшения зазоров между панелями кузова. Кроме того, команда обратила внимание на миллиметровый скос кромки по контуру внутренней панели двери (участок E). Члены команды пришли к выводу, что такая форма кромки повышает качество изготовления дверей, улучшает их прилегание и снижает вариацию зазоров. На данном этапе было совсем не сложно внести в конструкцию подобное изменение.
Затем команда разработки модулей посетила производственное предприятие, на котором осуществлялась завальцовка дверных панелей. Понаблюдав за происходящим и побеседовав с операторами, разработчики внесли еще одно усовершенствование. Изменив условия выполнения операции и уменьшив ширину припуска наружных панелей, они добились более жесткого контроля процесса завальцовки, что позволило снизить вариацию и уменьшить зазоры между панелями. В ходе дальнейших производственных испытаний команда определила оптимальный размер припуска и наилучшие условия выполнения операции, которые обеспечивали максимальную эффективность соединения деталей и минимальный постоянный зазор.
Вариация припусков, равномерность зазоров и точность стыковки панелей отслеживались на протяжении реализации проекта и внимательно проверялись при поэтапной оценке проекта, а результаты всех проверок документировались. Команда разработала систему измерения целевых показателей (зазор 4 мм и вариация), определила средства решения проблем (изменение конструкции, ширина припуска, условия, предшествующие завальцовке) и на протяжении всего проекта отслеживала результаты и принимаемые меры, вывешивая несложные графики там, где собиралась проектная команда. Отслеживая результаты и принимаемые меры, команда могла оперативно проверить, используются ли соответствующие методы и средства решения проблем и позволяют ли они улучшить результаты. Коллективно решая отдельные задачи добавления ценности для потребителя, команда сумела создать автомобиль класса «люкс», который превзошел стандарты своего времени. Наверняка многие читатели помнят рекламный ролик Lexus, демонстрирующий качественно новый уровень точности изготовления автомобиля, – по кузову катится шариковый подшипник, беспрепятственно минуя стыки панелей.
Чтобы добиться непревзойденного качества разработки продукции, руководителям проекта нужен метод, который позволяет ставить перед всеми членами команды конкретные согласованные задачи и координировать работу всех функциональных групп (команд разработчиков), участвующих в создании ценности для потребителя. Команды берут на себя обязательства по выполнению поставленных целей на ранних этапах проекта, а это обеспечивает осмысленное участие, дает возможность устранить потери в ходе проектно-конструкторских работ и наладить стабильный процесс создания ценности на производстве.
Почему этот принцип стал первым?
Данный принцип системы бережливой разработки продукции показывает, как важно четко определить ценность с точки зрения потребителя, проинформировать о ней проектную команду и декомпозировать общие цели на отдельные задачи. Определить, в чем ценность с точки зрения потребителя и разбить ее на составляющие – первый и чрезвычайно важный этап при формировании процесса бережливой разработки продукции. Чтобы воплотить базовое представление о ценности с точки зрения потребителя в жизнь, вам будет нужен сильный руководитель по типу главного инженера, который поставит стратегические цели и на ранних стадиях проекта свяжет их с конкретными задачами межфункциональных команд. В Toyota считают, что очень важно дать команде разработки модулей время, чтобы выявить, обдумать и проанализировать возможные варианты. Без этого невозможно успешно достичь главных целей создания автомобиля, поставленных группой главного инженера.
Кроме того, определяя ценность с точки зрения потребителя, вы разграничиваете работу по добавлению ценности и потери. Именно на ранних этапах процесса разработки продукции компания имеет максимальные возможности улучшить конечный продукт. При бережливой разработке, так же как и при бережливом производстве, цель – устранить операции, не добавляющие ценности потребителю.
В главе 5, посвященной третьему принципу LPDS, рассказывается о том, как в Toyota минимизируют второй тип потерь, которые возникают в процессе разработке продукции. Toyota добивается этого, обеспечивая правильный старт процесса разработки силами опытных специалистов из разных функциональных подразделений. Они занимаются самыми важными и сложными вопросами разработки, заблаговременно выявляя и решая потенциальные проблемы.
Резюме принципа 1
Определить, в чем ценность продукта для потребителя, чтобы отличать добавление ценности от потерь
Бережливая система разработки продукции начинается с потребителя. Сначала нужно определить ценность с точки зрения потребителя, учитывая особенности конкретного продукта. Затем информацию об этой ценности (еще до начала работ) следует без потерь донести до всех участников процесса. Основное внимание в работе лидеров уделяется самому продукту и ожиданиям потребителя, после чего начинается тщательное исследование конкурентов и глубокий технологический анализ. Главный инженер излагает свое представление о концепции будущего автомобиля, после чего все команды, отвечающие за разработку подсистем, формулируют согласованные, достижимые цели, которые утверждаются главным инженером. Движение к этим целям отслеживается на протяжении всего проекта.
Глава 4
Обеспечить правильный старт процесса разработки, чтобы на ранней стадии проектирования досконально изучить альтернативные варианты
Обязанность руководителя – не допускать, чтобы решения принимались слишком быстро. Если же решение принято, мы можем изменить его лишь в случае крайней необходимости
Генеральный менеджер Toyota по разработке кузова
Самая большая возможность повлиять на успех проекта имеется в начале работы. Чем дальше от начала, тем больше ограничений накладывается на принятие решений. По мере реализации проекта пространство проектных решений заполняется, деньги тратятся и смена курса становится все более дорогостоящей и трудоемкой и наносит ущерб целостности изделия.
Эмпирические данные показывают, что неудачные решения на ранних этапах процесса отрицательно сказываются на затратах и сроках и их негативное воздействие возрастает экспоненциально по мере реализации проекта. Это знают все, но очень немногие, включая Toyota, понимают, как воспользоваться уникальными возможностями правильного старта и разумно вложить средства на раннем этапе.
Второй принцип модели LPDS, обеспечить правильный старт процесса разработки, чтобы на ранней стадии проектирования досконально изучить альтернативные варианты, – основа безупречной реализации проекта. Этот принцип сравним с народной мудростью: семь раз отмерь, один – отрежь. Он подчеркивает ценность основательной подготовки и заставляет проектную команду сконцентрировать усилия на начальном этапе работ. Хотя первоначальные планы часто меняются, продуманное планирование жизненно важно для успеха проекта по бережливой разработке продукции. Принцип действует на протяжении всего процесса планирования. Он помогает объединить самых квалифицированных и талантливых инженеров из всех функциональных подразделений, которые совместно обдумывают важные детали проекта, выявляют потенциальные проблемы с учетом накопленного опыта, разрабатывают точные планы и определяют контрмеры, применяя системный подход. Все эти меры жизненно важны для успеха проекта и развития бережливой системы разработки продукции.
Девиз Toyota в области разработки продукции – «тщательно планируй, точно выполняй», ведь именно тщательное планирование позволяет Toyota обеспечить исключительную слаженность процесса разработки продукции. На этой стадии проекта компания должна привлечь лучшие ресурсы для правильного старта.
Поскольку правильный старт позволяет устранять первопричины проблем на ранних этапах процесса, он помогает избежать запоздалых изменений на последующих стадиях, – традиционной проблемы разработчиков. Такие изменения обходятся очень дорого и, обеспечивая частичную оптимизацию, снижают качество продукта и общие результаты. Запоздалые технические изменения подобны латанию дыр на скорую руку и не имеют ничего общего с непрерывным совершенствованием. Такие изменения представляют собой наихудшую разновидность потерь. Согласно философии бережливого производства, работа по непрерывному совершенствованию начинается на ранних стадиях проекта. Правильный старт дает возможность в значительной мере взять под контроль вариацию, присущую процессу разработки продукции. Поскольку вариация на ранних стадиях разработки продукции порождает максимальные очереди и задержки в работе других систем на этапе выполнения работ, Toyota стремится изолировать или минимизировать вариацию на начальных этапах процесса одним из двух способов:
1. Стандартизовать компоновку, процессы и конкретные виды деятельности и предельно точно формулировать цели и задачи.
2. Выделить начальный этап разработки продукции (кенто) для решения проблем, разрешения конфликтов, выявления первопричин вариации и ее изоляции. Это позволяет участникам сосредоточиться на выполнении конкретных задач.
Дальнейшее рассмотрение начальных этапов разработки разбито на две части. В первой пойдет речь о том, как Toyota использует правильный старт применительно к группе проектов, превращая этот этап в «фабрику идей», и создает условия, в которых любой проект имеет максимальные шансы на успех. Здесь же рассказывается о том, какие преимущества дает Toyota использование платформ, унификации конструкции и единых компонентов, а также как компания распределяет общие ресурсы и оценивает новые технологии, сводя к минимуму вариацию и неопределенность при разработке продукции. Во второй части приводятся примеры правильного старта при реализации отдельных проектов. Рассматривается этап, который в Toyota называют кенто или этап изучения, наряду с другими важными концепциями, в частности мидзен боси (встроенное качество). Кроме того, в этой главе освещается параллельное проектирование на базе альтернатив, которое предполагает одновременное рассмотрение ряда проектных и производственных решений с последующим сужением круга возможных вариантов. Данный подход помогает учитывать внешние условия, повышает практическую осуществимость разработки, позволяет избежать запоздалых технических изменений, способствует выявлению и решению проблем на самых ранних этапах и гарантирует, что отличительные черты продукта, в том числе возникшие в результате компромиссов, которых не избежать при разработке продукции, определены осмысленно. Глава завершается рассмотрением принципа «правильный человек, правильная работа, правильный момент», который призван охладить пыл некоторых компаний сделать слишком много слишком быстро. Такая тактика ведет к перепроизводству и порождает чудовищные потери, поскольку на более поздних этапах процесса неизбежно возникает необходимость массовой переделки из-за того, что ранее были приняты неверные решения.
Правильный старт как фабрика идей: разработка разных продуктов на основе единой платформы
Каждый отдельный проект по разработке определяет лишь малую толику ассортимента продукции компании и служит одним из элементов единой стратегии разработок. Чтобы добиться успеха, предприятие должно эффективно применять то, что Кусумано и Нобеока (Cusumano and Nobeoka, 1998) называют управлением несколькими проектами, – стратегией оптимизации общих ресурсов для одновременной реализации множества проектов. Это эффективный способ разрешения технических трудностей при разработке сложных и разнообразных продуктов.
Проекты разработки продукции могут быть самыми разными. Одни связаны с выдающимися техническими достижениями и изобретениями мирового уровня, другие сводятся к регулярной модернизации существующих продуктов. Можно выделить четыре категории разработки новых продуктов.
1. Разработка революционного продукта, который представляет собой радикально новое изделие или технологию. В этом случае продукт создается с нуля. Это самый редкий вид проектов в автомобилестроении, как и в любой другой зрелой отрасли.
2. Создание новой платформы, которая требует качественно новых систем и компонентов. В автомобильной промышленности к ним может относиться новый двигатель, трансмиссия, шасси, днище кузова, система вентиляции и кондиционирования воздуха, электрика. Реализация подобного проекта приводит к созданию нового автомобиля, изготовление которого требует совершенствования существующих систем и часто – их инновационной комбинации. Такие проекты тоже довольно редки, в особенности в Toyota, где делают все, чтобы сохранить единую платформу для производных моделей.
3. Разработка производного продукта, создаваемого на основе существующей платформы. В автомобильной промышленности для создания производных моделей может понадобиться новый дизайн кузова, салона, синтез технологий второстепенного характера, новый тип отделки и декоративных элементов. Данная разновидность продуктов получает все большее распространение в автомобилестроении.
4. Пошаговое совершенствование продукта. В автомобильной промышленности речь может идти о новой отделке, новых видах покрытий, замене отдельных панелей кузова или салона или обновлении применяемых технологий. Подобных «омолаживающих процедур» в свое время было вполне достаточно для модернизации выпускаемых моделей, однако обострение конкуренции, ускорение смены технологий и повышение информированности потребителей сделали этот подход менее жизнеспособным как в автомобильной промышленности, так и во многих других отраслях, выпускающих продукты на единой платформе.
Ниже и в следующих главах речь пойдет главным образом о третьем виде проектов. Мы покажем, что Toyota стремится обеспечить правильный старт процесса разработки на самых ранних стадиях и досконально изучать альтернативные варианты.
Производные модели на основе существующих платформ
Решающее значение для реализации проектов этой категории имеют стандартные производственные процессы, надежные платформы и хорошо продуманная унификация конструкции. Все эти факторы позволяют повысить темпы разработки, снизить затраты и заметно улучшить качество автомобиля. Существует много определений платформы автомобиля, но обычно считается, что она включает как минимум следующие компоненты: силовой агрегат (двигатель и трансмиссия), кузов, состоящий в свою очередь из передней и задней частей и днища, передняя и задняя оси и подвески, рамы и подрамники, электрооборудование и тормозная система, бамперы и топливный бак. Эти компоненты составляют механическую систему автомобиля, или его «внутренности». Большая часть затрат приходится именно на эти компоненты, они же определяют общую функциональность, эксплуатационные характеристики и надежность легкового автомобиля, грузовика или внедорожника. Поскольку поведение машины при столкновении зависит от конструкции передней и задней частей кузова, использование единой платформы позволяет сократить количество повторных испытаний. Таким образом, в контексте бережливого предприятия разумно заниматься разработкой стандартных платформ, которые в значительной мере определяют качество и надежность автомобиля и совместимы с разными кузовами и салонами. Хотя потребитель не видит платформу и не знаком с принципами данного подхода, такой метод обеспечивает качество и надежность автомобиля, что привлекает потребителя. В Toyota в полной мере используют платформенный подход для совершенствования разработок.
В качестве примера можно привести подход Toyota к уменьшению шума и вибрации, так как эти параметры существенно влияют на ценность автомобиля с точки зрения потребителя. На уровень шума и вибрации, воспринимаемых потребителем, влияет способ установки двигателя, и с точки зрения Toyota это одна из определяющих характеристик платформы. Когда платформа проходит испытания и получает одобрение, она становится основой для создания самых разных производных моделей. Toyota подходит к использованию платформ очень гибко, меняя их габариты в зависимости от модели. Так, хотя Camry, Sienna Minivan и Avalon имеют различные размеры и на первый взгляд представляют собой совершенно разные машины, они построены на одной платформе. При этом все составляющие платформы, от днища кузова и силового агрегата до деталей из листового металла и внутреннего оборудования, адаптированы к требованиям конкретной модели. На самом деле в разных автомобилях нет ни одной одинаковой детали из листового металла.
Одна из причин, по которым Toyota выгодно отличается от своих конкурентов по количеству моделей, изготавливаемых на базе единой платформы, в том, что она разрабатывает платформы, рассчитывая использовать их длительное время – до 15 лет. В среднем на основе одной платформы компания производит семь разных автомобилей. Toyota уделяет самое пристальное внимание заблаговременной разработке надежных в эксплуатации и максимально гибких платформ, что позволяет использовать готовые платформы при выполнении отдельных проектов. Разработка платформ опережает создание конкретных автомобилей. Благодаря подобной практике автомобили Toyota славятся надежностью и безопасностью. Кроме того, такой подход резко сокращает время и затраты на разработку продукции, а порой и избавляет от необходимости создавать опытные образцы.
Помимо использования общих платформ, Toyota уделяет много внимания единству геометрических характеристик автомобилей. Компания выявляет оптимальную конфигурацию, форму и типы отверстий в отштампованных из листового металла панелях, которые позволяют повысить эффективность производства (или безопасность при столкновениях). Выявленные параметры стандартизируются для нескольких модельных рядов или разных поколений одной модели. К значимым геометрическим характеристикам такого рода относятся параметры внутренних панелей капотов и дверей, плоские поверхности и отверстия для установки деталей при сборке в кузовном цехе и отношение высоты деталей к ширине.
Кроме того, стандарты Toyota оставляют простор для творчества, – основное внимание уделяется характеристикам невидимых деталей, а там, где это возможно, используются показатели соотношения и кривые компромиссных характеристик. Это позволяет разработчикам проявлять максимальную гибкость при принятии решений. Данные стандарты закреплены в многочисленных документах, которые более подробно рассматриваются в главах 6 и 15. Пока важно подчеркнуть, что информация, которая содержится в этих документах, доступна участникам всех проектов и служит важным средством обмена знаниями и опытом, накопленными при выполнении других проектов. Все эти приемы позволяют резко сократить длительность обучения при реализации отдельных проектов и высвобождают время и ресурсы, что дает проектным командам возможность решать дополнительные задачи и изучать альтернативные варианты в период старта процесса разработки.
