Konstrukciós tervezés és gyártás

Ez a szemelvény egy ismert tervezési/gyártási feladatnak mutatja be a professzionális megvalósítását a Mercedestől, majd a feladat informatikai vetületét elemezzük a „Termelésirányítási tanulmányrendszer” segítségével.

A konstrukciós gyártásnál a cél egy olyan rendszer felállítása, amely automatikusan biztosítja, hogy a termék megfeleljen a vevői és gyártási igényeknek is. A vevő bevonása a termék tervezésébe több iparágban is megszokott. A tervezést támogató rendszer feladata pedig mindenhol az, hogy biztosítsa a vevő által tervezett termék legyárthatóságát. Az ilyen termékeket maga a vevő konfigurálja, az eszköz pedig konfigurátornak nevezzük. Ez az ERP rendszerekben önálló modul szokott lenni.

Egyszerű a helyzet, ha a vevői tervezés egy megszemélyesítésre korlátozódik pl. egy konkrét embléma nyomtatása egy standard papírzacskóra. Sokszor szükséges azonban olyan rendszer kialakítása, amely az anyagfelhasználást, típus és norma szinten szabályozza, hozzátesz vagy elvesz műveleteket, módosítja normáit vagy engedélyek és tiltások segítségével szabályozza egyes elemek kiválaszthatóságát. Kifejezetten nehezíti a helyzetet, ha egy termék több gépen vagy gépcsoporton is legyártható, és ha a technológia függ a gépcsoportoktól. Jellegzetes feladat a színek és méretek kezelése is.

Ilyenkor célszerű egy vezértermékből (mestertermékből, mintából) kiindulni és ennek részleteit módosítani. Termékosztálynak nevezzük azon termékek halmazát, amely egy vezértermék variánsainak tekinthető. A vezértermékek megkeresése és a lehetséges opcióinak kidolgozása, azaz a technológiájának kialakítása meglehetősen összetett feladat. Ez a feladat a gyártáselőkészítési munkakörhöz tartozik, de nem ritka, hogy ehhez több szakember összehangolt munkája szükséges.
Amikor a konstrukciós technologizálást automatizáljuk, akkor a munkatársak fejében lévő tudást visszük át a számítógépbe, azaz nem a technológiát tároljuk, hanem a technologizálás tudását. Ennek egyik előnye, hogy a több órás technologizálási munka másodpercekre zsugorodik, másik előnye, hogy megszűnik a cég kitettsége. A GYEK egy igen összetett, hosszú betanulási időt igénylő munkakör, ahonnan egy hirtelen távozó munkatárs hosszú időre meg tudja fékezni a cég életét.
A technológia automatizálása, mint feladat annyira bonyolult tud lenni, hogy nehéz elképzelni egy általános megfogalmazást. A legjobb esetben is csak iparágankénti megoldás képzelhető el, de ennél sokkal valószínűbb, hogy a teljesen személyre szabott megoldás elkészítése a leghatékonyabb.
A technológia automatizálása és a hozzá szükséges technológiai adatok kezelése egy önálló feladatcsoport (modul), amelyet az értékesítés és a gyártás, mint önálló alkalmazást hív meg. A modul feladata, hogy az ERP rendszertől függetlenül automatikusan hozzon létre a cikktörzsben egy új cikket ha a vevő olyan terméket konfigurált, ami még nincs.

Van mód arra, hogy konstrukciós megoldásokat működés közben tanulmányozzuk. Pl. állítsunk össze egy számunkra megfelelő Mercedes gépkocsit.

A dolog érdekessége, hogy a teljesen automatizált gyártás nagyon hasonlít a kézműves gyártásra, legalább is annyiban, hogy a nincs a műveletek között átállási idő, ami lehetővé teszi, hogy a soron egymás mögött lévő autók jelentősen eltérjenek egymástól.

A Mercedes esetében egy HTML alapú B2C rendszer áll rendelkezésünkre.
Első lépésben elindítjuk az önálló „Konfigurátor” modult, majd kiválasztjuk a kategóriát és a termékosztályt (pl. Limuzin/E-Class). Ezzel meghatároztuk az egész termékosztály alap technolóiáját is. A konstrukciós termék általában összeszerelő és vagy átépítő típus, azaz az alaptermékhez adunk vagy cserélünk elemeket. A kiválasztandó opciók száma nagyon sok is lehet, ezért célszerű csoportokat képezni, ami lehet egy lista, de lehet egy meghatározott tartományba/panelbe rendezett paraméterhalmaz is.
Ők így képzelik a navigációt:

Itt jegyezném meg, hogy – mint látható – a méregdrágán fejlesztett, egyébként kiváló rendszert is könnyedén meg lehet zakkantani picinyke rosszindulattal. Először csak elkezdett más nyelveken beszélni, majd összekeverte a választásokat, úgyhogy újra kellett indítani. Ez is a feladat bonyolultságára utal, mert mindössze az kell hozzá, hogy olyan járművet és úgy próbáljunk összeállítani, amire a cég nem számított. (Ha a vevőt ez összezavarta és elfordult a terméktől, akkor a veszteség momentán ~23 mFt lenne.  Valójában nem rosszindulatról van szó, hanem kíváncsiságról. Ez a szoftver olyan megoldásokat alkalmaz, amely itt-ott felkelti az ember érdeklődését, „hú ez tényleg klassz-de ekkor hogyan oldhatták ezt meg…?” – hát, sehogy. Tehát épeszű vevő azért nem fut bele ezekbe a hibákba.)

A navigáció egy olyan pont, amit nagyon el lehet rontani. Az egész megoldásnak az a célja, hogy lehetőséget adjunk a vevőnek arra, hogy maga határozza meg hogyan épüljön fel a kocsija. Ehhez nagyon logikusnak és érthetőnek kell lenni az eljárásnak ellenkező esetben a vevők elfordulnak a terméktől. Ha egy ilyen menüsávot hozunk létre, akkor a látogató fentről lefelé fogja a sort végig kattogni. Ha az opciók között nincs kölcsönhatás, akkor a csoportok lehetnek tetszőleges funkcionális csoportok, felül a leglényegesebb elemek és így kell lefelé haladni. Akkor sincs baj, ha a felső elemek egyértelműen meghatározzák az alattuk elhelyezkedő választási lehetőségeket, de ekkor már meg kell határozni az opciók közötti kölcsönhatást. Pl. ha a kerék színe követi a lakkozás színét, akkor a kerék választása csökkenti a választható színek számát. Ez nyilván rossz szerkezet, ugyanis felveti azt kérdést mi történjék, ha a karosszéria színválasztása után visszatérek a kerékválasztáshoz. Ekkor vagy a korábbi marad érvényben és az új választást nem engedélyezzük (részben vagy egészben) vagy töröljük a korábbi választás ütközést okozó elemeit vagy a függő elemet vagy az összes elemet.
A Mercedes ezt választotta:

Ha valamit kiválasztunk, akkor visszaírja, hogy a választásunk milyen korábbi választásokkal ütközik és lazán megjegyzi, hogy ezeket eltávolítom. Persze vissza is léphetünk, de nagyon kell érteni a termékhez, hogy értsük mi történik. Lássuk be, itt több baj is van. Először is nem világos, hogy most csak a DISTRONIC rendszer vagy az egész csomagot törölte, másrészt kissé érthetetlen, hogy miért szólt bele a választásomba. A magyarázat hiánya ismét elbizonytalaníthatja a vevőt (Nem beszélve az értelmetlen „Átvétel” fordításról). Ez megszüntethető lenne, ha a technológiának megfelelően kérnénk be az opciókat, de ekkor meg érthetetlen lenne az opciók sorrendje.
A probléma oka lehet azonban az is, hogy a technológia gráf nem fa-struktúrájú, ami a hibásan felvett termékosztályra vagy túlzottan nagy vevői szabadságra utal.

Ez már a konstrukciós tervezés kérdése, ugyanis arra, hogy a vevő fog konfigurálni, már a tervezésnél is gondolni kell. Pl. ha az alaptermékben a sárvédőre terveztek valamit, akkor egy 20”-os kerék esetén a nagyobb sárvédő miatt ezek a bizbaszok már nem férnek be a motortérbe, tehát ki kell venni a már konfigurált termékből.

Nagyon fontos, hogy a paramétercsoportok és maguk a paraméterek is, világos, egyértelmű nevekkel legyenek megnevezve. A megnevezés általában termékosztály függő. Ilyen csoportnév pl. a „Motorváltozatok”. A csoportokon belül kell megadni a konkrét választási lehetőségeket, pl.: „E 300 e 4MATIC limuzin Plug-in hybrid”. A paraméterek megadhatók egy felsorolással is, de a korszerűbb és szemléletesebb megoldás a csempékkel történő megadás.

Ez egy kiváló megoldás. A csempéket ábrákkal, magyarázatokkal lehet ellátni, ezzel világosabbá és pontosabbá téve a választást. Észre kell venni, hogy egyes csempék kiválasztása teljes csomagokat tesz hozzá, ugyanakkor másokat pedig kivesz a konfigurációból. Az eltávolított elemek is megjelennek a csempén. Ennek a hátterében a gyárthatóság követelménye van, ami meghatározza, hogy bizonyos csempéket milyen csempék követhetnek.
Érdekes az a megoldás is, hogy nem az osztályhoz, hanem az E-osztály+motor választáshoz rendelik az alapárat (és az alap konfigurációt), amivel az osztály alatt egy alosztályt képeznek (ez abból látszik, hogy a motor nem módosítható).
Áttanulmányozva a Mercedes megoldását senkinek nem jutna eszébe, hogy ugyanezzel a megoldással mondjuk cipőt gyártsanak, pedig a logikája annak is ugyanez, de pl. egy papírtáska gyártása legalább ilyen bonyolult, ha ugyan nem bonyolultabb, viszont az ára ~500 Ft.
Általánosságban azt mondhatjuk, hogy teljesen esélytelen meglévő megoldások paraméterezésével kialakítani egy új, felhasználóbarát és valóban használható konfigurációs megoldást. Miután a Mercedes a felhasználónak túl nagy szabadságot enged meg, a konfigurálás igen lassú az ellenőrzések miatt, ráadásul – mint látjuk – hibás is. Az eredmény az, hogy az ember a kattogás végén már nem nagyon tudja mit rendelt, mi van benne és mi nincs, ezért végül kapnunk kell egy összefoglaló táblát, ami meg már nem olyan, mint amit elképzeltünk. A Mercedes megoldása is csak azért működik jól, mert ezt a kattogást a szalonban, szakszemélyzet jelenlétében szokás végezni, akik már pontosan tudják, hogy mit szabad és mit nem tanácsos csinálni.
Tehát a konstrukciós rendszert nehéz jól megtervezni.

Fontos kérdés az új cikkek azonosítása is. A cikkeket egyrészt azonosítjuk egy hagyományos (egészszámmal megadott) cikkszámmal, de ez nem biztosítja cikkek összehasonlítását és az opciók visszakereshetőségét ezért egyidejűleg azonosítjuk egy beszélő termékazonosítóval (technológiai kóddal) is. Használható pl. a „BR-184.176.179.146.190” formátum, amely teljesen azonosítja a terméket, mert a tagok a választott elemek kódja. Hasonlóan jár el a Mercedes is, ami az összeállított autó azonosítójából látszik:
https://www.mercedes-benz.hu/passengercars/content-pool/tool-pages/car-configurator.html/configuration/CCci/HU/hu/hu_HU__2130831__AU-601_GC-421_LE-L_LU-197_MJ-802_PC-23P-30P-431-P09-P17-P21-P29-P31-P35-P47-P49-PBF-PBP-PYA-PYB-PYH-PYO_PV-D03-D04_SA-01U-20U-233-235-249-266-270-275-287-294-299-309-313-31B-33U-351-355-362-365-367-413-446-469-475-500-501-513-51U-537-540-543-546-549-550-580-628-642-645-677-737-772-79B-7U0-810-868-871-873-876-881-889-891-897-916-927-965-968-999-B01-B59-H41-K11-K33-K34-L5C-R66-RSN-U01-U09-U10-U16-U19-U22-U25-U26-U29-U60-U82_SC-0B3-1B3-2U1-2U8-3U6-502-51B-6P5-6S8-7B4-8U2-8U6-8U7-8U8-998-AA6-B10-K13-K26-K27-K31-LS1-PZB-V68/summary

Bonyolult feladat a névadás is. Általában több névre van szükségünk, van, amelyik a számlán jelenik meg, van, ami a belső anyagokon és mindig van egy rövid név is.
Szinte mindig kompozit neveket képzünk, amelyek a tartalmazzák a kiválasztott opciókat is. Ez lehet SKU típusú kompozit név és lehet olyan amikor az opció nevét is kiírjuk, nem csak az értékét. Ezek a nevek mindig több sort foglalnak el.
A Mercedes más megoldást választott, ők a számlán a végösszeg felett egyszerűen felsorolják a kiválasztott opciókat.

A rend kedvéért meg kell jegyeznem, hogy a Mercedesnél is a homlokára csapott valaki és áttervezték az egész rendszert. Megszűnt a kutyulmány, szebb lett, de sokkel kisebb a vevő választási lehetősége.

Most már csak kiválasztani lehet és a választás miatt nem vesz el tőlünk részegységeket, csak megmondja, hogy mi változott az alaptípushoz képest. Ez azt mutatja, hogy az autót is újra tervezték, hogy könnyebb legyen jól gyártható konfigurációkat összeállítani.

Nézzük meg, hogy mit lehet összeállítani a fenti rendszer költségének a ~ 0,5-1%-ból.
Ez a „Termelésirányítási tanulmányrendszer” megoldása. A tanulmányrendszerben nem szempont a dizájn és semmilyen csicsamicsa nem rontja az áttekinthetőséget, kizárólag az algoritmusra koncentrálunk.

Ezzel a rendszerrel most belső megrendelésre székeket tervezünk. Ez jól jön, ha az egyedi vevői megrendelésre történt gyártás során sem adtunk rátartást a rendelésre és hirtelen felindulásból snájdig selejteket gyártottunk., de itt lehet készletfeltöltő gyártási megrendeléseket feladni, ha nincs elég megrendelés.

A gyártási osztály megadásával kell kezdeni, mert ettől függ, hogy milyen komponenseket lehet megválasztani. Ezek között vannak, amelyek megadása kötelező és van, ami kihagyható.
Idáig egyszerű a feladat. Most azt kell megvizsgálni, hogy bármi bárhogyan kiválasztható-e.
Általában nem.

Rendszerint a választásnak szabályokat kell kielégíteni, pl. ha ezt választom, akkor azt már nem választhatom. Három lehetőségünk van:

• úgy konstruáljuk meg a terméket, hogy ne legyen tiltó lista,
• megszerkesztünk egy gyárthatósági mátrixot az engedélyezett kombinációkhoz,
• megszerkesztünk egy tiltó mátrixot a nem engedélyezett kombinációkhoz.

A gond az, hogy egy teljes gyárthatósági mátrixnak lehet akár több millió eleme is ezért nem mindig használható megoldás. A tiltó mátrixszal sem jobb a helyzet. Úgyhogy a feladatot szokás egyszerűsíteni. Első lépésben meg kell állapítani, mely dimenziók között van összefüggés. Ha ezeknek a száma magas, akkor választhatósági csoportokat kell létrehozni a gyártási osztályon belül. Minden csoporthoz saját vezértechnológia tartozik. A csoportok közötti választás mindig az első lépés.

Ezt követte a Mercedes is. Kiemelte és első helyre tett a motort, így a csoportot és a vezértechnológiát az osztály és a motor együtt határozza meg, amiben már eleve csökkenthették a választható opciók számát.
A fenti szék példa opcióit tanulmányozva már ránézésre látszik, hogy hibásan adták meg a választható egységeket. Ezen ne csodálkozzunk, ami elsőre nem ment a Mercedesnek, abban nyugodtan hibázhat más is. Általában csak az tudja jól felosztani az opciókat, aki tervezte a terméket vagy jól érti a konstrukciós tervezés logikáját.

A másik trükk a visszalépés tiltása. Ha engedik az ide-oda lépés a konfiguráció közben, akkor áll elő, hogy a rendszer annyira megzavarodik, hogy elkezd többnyelven beszélni, aztán padlót fog. Ezt a mi modellünknél úgy lehet megoldani, hogy a választást követően tiltjuk a mező módosítását és csak ekkor engedélyezzük a következő mező kitöltését. Azaz sem a visszalépést, sem az ugrálást nem engedjük meg és az összeállítható megoldásban meg sem jelenik olyan opció, ami nem választható ki. Ez megoldható, ha az opciókat megnevezett csoportokba soroljuk és megadjuk, hogy egy adott tételhez milyen opciók tartozhatnak. Az alábbi ábrán a Cikk 4 nevű termék kiválasztása után csak a Cikk 114, Cikk 115 és Cikk 117 termékek közül választhatunk, mert már csak ezek jelennek meg a legördülő listában.  A többi opció meg tiltva van. A Cikk 114 és Cikk 115 azért jelenik meg mert a 4B csoport választható, a Cikk 117 pedig azért, mert a 4C csoport is engedélyezett. Ha Cikk 1-et választjuk, akkor minden megjelenik, amit az első opcióhoz rendeltünk (pl. 1A, 1B stb.) nincs korlátozás (ezek nincsenek az ábrán). Ugyanez a helyzet a Cikk2, Cikk5, Cikk6 esetében is, nincs korlátozás. Ha a cikk 3-at választjuk, akkor harmadik szint minden megjelenik lehetősége megjelenik kivéve a megadott 3A és 3C csoportot.
Ha egy opció szinthez a termékeknél nincs csoport megadva, akkor minden cikk megjelenik. Minden opcióhoz meg van adva, hogy kötelező a választás vagy nem. Ha nem kötelező, akkor a választás nélküli opció kimarad a technológiából. Pl., ha a technológiában van egy dobozolás művelet és csak lehet dobozt választani nem pedig kötelező, akkor, ha nem választunk, a „Dobozolás” művelet és minden ehhez kapcsolódó tétel (tűzőkapocs, címke stb.) kimarad a technológiából.

A + jel azt jelenti, hogy ezek választhatók a – pedig, hogy azok nem választhatók. A korrekt választás biztosítása nagyon fontos ebből ne engedjünk.
A következő lépés a technologizálás, amikor a rendszer – a mestertechnológia alapján – elkészíti a megrendeléshez tartozó konkrét technológiát.
A belső megrendelésnél ugyan mindegy, de ha raktárról azonnal szállítható (24 órás) termékeket is akarunk gyártani, akkor annak illik adni tisztességes nevet és kereskedelmi listaárat is. Ebben a modellben négy eltérő célú névvel dolgozunk.

Ezt követően megadható a legyártandó mennyiség és a rátartás, a szállítási idő pedig alapértelmezésben az aktuális nap, ami módosítható.

Most már elkészíthetők a digitális munkalapok. Mindig lehetőséget kell adni a munkalapok kinyomtatására is. A munkalap elkészítése után önköltségi árat kalkulálhatunk az új termékhez, ez alapján módosíthatjuk a listaárat és gyártásba adhatjuk a belső megrendelést.

Ha örömet akarunk szerezni magunknak, akkor megnézhetjük az anyagszükségletet és annak készletét is. A zöld azt jelenti, hogy rendelkezésre állt az anyag és le is foglaltuk. Ha nem így lenne, akkor már a gyártási lap kiállításába belepirult volna és nem lehetne gyártásba adni.

Ha egy másik gyártási osztályt választunk, akkor egy másik (bár nagyon hasonló) képernyő jelenik meg. A megadandó paraméterek és azok nevei tehát a gyártási osztálytól függenek.

A gyártásba adás után az összeállított belső megrendelés közvetlenül a finomprogram elejére kerül, tehát azonnal gyártható.

Ha egy egészen más terméket választunk, akkor egészen más képernyőt kapunk.

Ennél már gépsort, műveletet, méretet és részegységet is lehet konfigurálni. Bár a rendszer logikája marad, de ez már mindenképpen egy másik modul. A konfigurációs rendszerek gyakorlatilag sohasem paraméterezhetőek át egy másik termékre. Új termékhez mindig új, egyedi fejlesztésű modul tartozik, de a részegység használhatók maradnak.
Természetesen be lehet illeszteni képeket, csempéket, magyarázatot és másfajta választást is tervezni

Valójában ugyanez a megoldás található egy B2B lapon is, de ott csak a mennyiség adható meg. A határidőt pedig már az értékesítési osztály adja az összeállításra küldött ajánlatban.