DR. HEGEDÛS JÓZSEF* terméktervezõ, CVS értékelemzõ
Bevezetés Egy terméktervezést mutatunk be a mûanyagipar területérõl. Ez a terv megvalósult, bevezetésre került. Példánk az elmúlt évekbõl való, az értékelemzéssel segített terméktervezési módszer alkalmazását reprezentálja. Terméktervezõ tevékenységünk a termékvilág valamennyi területére kiterjedt, az alkatrészgyártástól kezdve a komplex termékekig bezárólag. Munkánk során valamennyi ismert terméktervezési módszert használtuk. Az értékelemzés hangsúlyozásának oka, hogy az leginkább kielégíti a fenntartható fejlõdés igényeit. Mielõtt a példa ismertetésébe kezdenénk, elméletimódszertani szempontból két megjegyzést teszünk, folytatva, illetve kiegészítve a „beköszöntõ"-ben leírtakat. 1. Az életciklus-elemzés megalapozása Kidolgoztunk és alkalmazunk egy általános sémát, amely − mint látni fogjuk − nagy segítségünkre van a mûanyagok-mûanyagtermékek életének végigkísérésében. Ezt a sémát az 1. ábrán láthatjuk. Az ábrán szereplõ D jeleknél döntenünk kell: újra felhasználjuk-e az adott szakaszból kikerülõ hulladékokat, vagy kidobásukkal a környezetet terheljük? A környezetterhelések pontjait Ο jelek mutatják. A termékek tervezése során, az 1. ábra alsó részének megfelelõen, a teljes ciklusra vonatkozó tervet készíthetünk. Az 1. ábra felsõ része szerint, a teljes ciklus egyes szakaszai külön-külön, egyenként tervezhetõk. A szabadon hagyott nyilak az adott (eredeti) termékkörön kívüli, a
Alkotóelemek, alapanyagok elõállítása
Alkatrészek, félkésztermékek gyártása
Elõgyártmányok készítése
„más helyen" történõ felhasználási lehetõségeket mutatják. Véleményünk szerint, az ismertetett sémát minden termék, illetve termékcsalád tervezésénél el kell készítenünk. Ez kiinduló pontja lehet az (itt nem részletezett) életciklus-leltárnak, vagy az erre épülõ hatáselemzésnek. Ezzel a tevékenységgel alapozhatjuk meg a hulladékgazdálkodást is. Arra számítunk, hogy a hulladékgazdálkodás fejlesztéséhez egyre inkább szükség lesz a hulladék-képzõdés helyeit, forrásait (térségenként, anyagonként, ágazatonként stb.) megismernünk. A teljes életciklus felvázolását a termék-koncepció megfogalmazása, majd a termékek tervezése követi. A terméktervezés egyre összetettebb folyamat. Ide tartozik a gyártástechnológia, a logisztikai folyamatok kialakítása, az elosztási (eladási) csatornák megválasztása. Ugyanakkor, a konstrukciót a leendõ eladási forma is befolyásolja, de erre ugyancsak hatást gyakorol az újrafelhasználás lehetõsége is. Láthatjuk, hogy a termékek tervezése miként válik egy komplex rendszertervezéssé, amelyben a visszacsatolások és az iteratív megközelítések nagy szerepet játszanak, de nagy lehetõségeket is nyújtanak [1]. 2. A komplex terméktervezés az értékelemzésre épül Második megjegyzésünk az értékelemzésre vonatkozik, amely „vörös fonalként" húzódik végig a teljes terméktervezési folyamaton. Az értékelemzés egy terméktervezési eljárás, amelyben integrálódnak a korszerû tervezési technikák és
Termékek gyártása
Termékek forgalmazása
Termékek felhasználása
1. ábra. A mûanyag termékek teljes életciklusa *Nyugat-Magyarországi
Egyetem, Sopron
2004. 41. évfolyam, 3. szám
MÛANYAG
ÉS
GUMI
81
Terméktervezés
Terméktervezési példa a mûanyagipar területérõl
módszerek. Az értékelemzés alkalmazása során, a vevõ igényeibõl kiindulva, meghatározzuk a termék funkcióit, ezt kínáljuk a vevõnek igényei kielégítésére arra törekedve, hogy a funkcióhordozókért a vevõ annyit fizessen, amennyit azok számára érnek. Arra is kell törekednünk, hogy a funkciók elõállítására annyit fordítsunk, amennyit ezekért a vevõ hajlandó áldozni. Az a termékünk lesz versenyképes, amely a vevõ elvárt igényeit elégíti ki: nem kevesebbet és nem többet. Nincs mód arra, hogy az értékelemzést ezen a helyen részletesebben ismertessük. Lényeges tehát az, hogy az igény-kielégítést egy absztrakt eszközzel modellezzük. Ezt az eszközt termékfunkciónak, az eljárást funkcióelemzésnek nevezzük. A termékfunkciók gyakorlati megvalósítására nagyszámú változatot dolgozunk ki. Ebbõl a nagyszámú változatból a már említett életciklus-leltárra épülõ hatáselemzéssel választhatjuk ki az ökológiai szempontoknak legjobban megfelelõ termékváltozatot. Ezért írtuk korábban azt, hogy az értékelemzésre alapozott terméktervezési módszer elégíti ki leginkább a fenntartható fejlõdés igényeit, szempontjait. A 2. ábra a vázolt gondolatmenet alapján kidolgozott komplex terméktervezés egyszerûsített folyamatát szemlélteti. Tekintve, hogy ez a folyamat alapvetõen az értékelemzésre épül, ezért a bemutatott példában az értékelemzés alkalmazását emeljük ki. Termék koncepció kidolgozása
Teljes életciklus felrajzolása (tervezése)
Termék tervezése
Újrafelhasználás tervezése, hulladékkezelés
Konstrukció véglegesítése, gépgyártástechnológia tervezése, logisztikai folyamatok összeállítása, elosztási csatorna kiválasztása
Életciklus-leltár összeállítása
Hatáselemzés
2. ábra. Komplex terméktervezési folyamat egyszerûsített vázlata
3. Egy terméktervezési példa bemutatása A terméktervezõ team feladatul kapta egy mûanyagipari vállalkozás egyik fontos termékének továbbfejlesztését [2]. A termék megnevezése: PVC-ablakprofil. Az ablakprofilból a konfekcionálók ablakokat gyártanak, az ablakokat az építõipar építi be az épületekbe.
82
MÛANYAG
ÉS
GUMI
Kiindulásként a feladat megoldására szervezett teamnek az igényeket kellett „harmonizálnia”. Itt ugyanis a következõket kellett összehangolni: − az ablakgyártó igényei, − az ablakokat beépítõ igényei, és − az épületet használók igénye (pl. lakók). A terméktervezés (továbbfejlesztés) céljai: − funkciók javítása (minõségjavítás), − import anyag (költség) csökkentése, − gyártási költségek csökkentése (5%), − eszközkihasználás javítása (10%), − profilválaszték csökkentése a konfekcionálók gazdaságosabb mûködési feltételeinek biztosítása érdekében, − szerszámköltség csökkentése (élettartam növeléssel 4%), − hulladék-visszanyerés és újrafeldolgozás 100%-os elérése. Ezeken kívül még más vállalati adminisztratív célok is szerepeltek a feladatkitûzésben, amelyeket most nem említünk. A feladat végrehajtásának ismertetéséhez több cikk terjedelmére volna szükségünk, itt most csak néhány momentumot emelünk ki. A tervezési folyamat az 1. és 2. ábra szerint alakult. A célok megvalósítását nehezítette a már említett horizontális igénystruktúra, azonban könnyítette az, hogy a hulladék-visszanyerést, -újrafelhasználást a vállalkozás saját maga szervezte (illetve tervbe vette a teljes körû megoldást). Egyébként a vállalkozás életében a termék milliárdos nagyságrendû, tehát jelentõs mértékû gyártott, forgalmazott volumennel kellett számolnunk [2]. A terméktervezés folyamatának lépései a következõk (2. ábra): − a termékkoncepció megfogalmazása, − a konkrét életciklus felvázolása, − az igények megfogalmazása, az ezeket hordozó funkciók megfogalmazása, − a funkcióteljesítés mértékeinek (mivel meglévõ termék továbbfejlesztésérõl van szó) meghatározása, a gyenge pontok kiválasztása, − az új funkcióhordozók (változatok a funkciókra) megfogalmazása, a legjobbak kiválasztása (hatáselemzése alapján), − a gyártási, a komplex logisztikai folyamatok körvonalazása, − a team javaslatok elkészítése. Amint azt már érintettük, a team fontos feladata volt az igények összefoglalása. Ezt szemléltetjük a 3. ábrán. Láthatjuk, hogy pl. a vízvédelem a teljes életciklus valamennyi szereplõjének fontos igénye, az alkotó elemek kiválasztásától a lakóig bezárólag (ez csaknem minden igénynél így van).
2004. 41. évfolyam, 3. szám
Az elemzés tárgya
Konfekcionáló (ablakgyártó) vállalat
Profilt készítõ vállalat alkotóelemek
Mûanyag profil elõállítása (extrudálás) BE
KI
extrudált profil
Ablakgyártás
BE
KI
Építõipari vállalat ablak
lakás
Lakásépítés
BE
Lakó
KI
Lakáshasználat (benne élés) BE
KI
hangszigetelés vízvédelem javíthatóság szerelhetõség súly stb, stb.
3. ábra. Néhány igény kiemelése
A sokrétû igényhalmazból érdemes néhányat részletesebben is kiemelnünk (az áttekinthetõség segítésére az értékeket elhagytuk). Az ablakgyártó igényei, pl. − szállítás (programozott egységcsomag, egységrakomány, csomagolás stb.), − profilválaszték, − alak-geometriai hûség, mérettartósság, − színhûség, színtartósság, − darabolhatóság, hegeszthetõség, − felületkiképzés, ütésállóság, szívósság, szilárdság, − vegyszerállóság, idõjárás-állóság, hõterhelés, − formajelleg, minõségjelzés, − portaszítás stb. Az extrudálási technológiával szemben támasztott igények, pl. − termelésprogramozás (ütemezés, szállítás, tárolás), − porkeverék minõség, − szerszám minõség, költségcsökkentés, kihasználás javítása, − minõség-költség kapcsolat, − a termelés programozása, − hulladékkezelés, − kezelõ személyzet betanítása, − technológiai paraméterek, − extruder-szerszám összhangjának optimalizálása, − szerszámjavítás ütemezése, − adminisztráció racionalizálása, kifejezõképes költségek meghatározása stb. Ezek az igényhalmazok jelentették a funkcióelemzés
2004. 41. évfolyam, 3. szám
kiinduló pontjait. A terjedelmi korlátok miatt a funkcióelemzésbõl is csak néhány kiemelést végezhetünk. A funkcióelemzés folyamán egyébként a teljes funkciórendszer megfogalmazása után rangsoroltuk a funkciókat, majd ütköztettük a meglévõ termék tulajdonságaival (ne felejtsük: a feladat egy meglévõ termék továbbfejlesztése). Így jutottunk el a funkció és költségkritikus pontokhoz (ezeket neveztük korábban gyenge pontoknak), ezek javítása eredményezte az új, továbbfejlesztett terméket, vagyis a feladatunk megvalósítását. A funkciók, amelyeket az ablakprofil-gyártásnak teljesítenie kell, a következõk: F0 ablakprofilt elõállít F1 porkeveréket készít F2 porkeveréket mozgat F3 alakot ad F4 hulladékot elkülönít F5 hulladékot visszatáplál F6 elõírásoknak megfelel F7 szállítást elõkészít Az „F" betûvel az egyes termékfunkciókat jelöljük. Az indexekkel fejezzük ki az egyes funkciók részeit (részfunkcióit). Pl. az F21 az F2 részfunkciója. Az F23nak két részfunkciója van, ezek F231, valamint F232, és így tovább. A funkciók absztrakt kifejezések, nem megoldásokat, hanem a termék szolgáltatásait, teljesítményeit, tulajdonságait fejezik ki. Természetesen minden itt felírt funkciót tovább kellett bontani részeire (termékünk összesen 110 funkciót hordoz). Példaképpen ismerjük meg az F2 funkció részfunkcióit:
MÛANYAG
ÉS
GUMI
83
F2
porkeveréket mozgat F21 porkeveréket adagol F211 porkeveréket tart F212 keveréket áramoltatáshoz juttat F22 keverékáramlást létrehoz F221 erõhatást átvesz F222 keveréket továbbít (elõretol) F23 energiaszintet növel F231 hõt felvesz F232 nyomást növel F24 keverékáramlást irányít F241 teret határol F242 alakadáshoz vezet A kiemelt példa tanulmányozása azért is fontos, mert ez a funkció-részhalmaz csaknem valamennyi mûanyag alakformáló technológiában elõfordul (vagy ehhez hasonló).
− nyilvántartás, − mérések, minõsítések telepítése, − átállás (más profilra) szervezése. Ezután a gyenge pontok kiváltására a team ötleteket gyûjtött (brain storming). Látványos lenne az ötletgyûjtést, az elemzést, az optimalizálást ismertetni, de terjedelmi korlátok miatt ezt nem tehetjük. Pl. az F11 „alkotókat tárol” gyenge pont javítására 52, vagy az F13 „alkotókat kiválaszt” költségkritikus pont javítására 57 ötlet született. Az ötletek mindegyikét elõny-hátrány elemzéssel értékeltük, majd a team megfogalmazta javaslatait. Összesen 21 átfogó javaslat született, ebbõl példaképpen négyet kiemelünk (1. táblázat). A kialakult gyakorlatnak megfelelõen a team a következõ összeállításban terjesztette elõ javaslatait: − beruházás nélkül, azonnal bevezethetõ javaslatok, − funkció (minõség) javítást eredményezõ javaslatok, − beruházást és kísérleteket igénylõ javaslatok (beruházás megtérülési ideje 1,5 év).
Az elemzés végeredményének rövid összefoglalása: A legmagasabb költségeket „hordozó" technológiai folyamat- (illetve termék) részek: A5 keverés A7 porkeverék 1. táblázat. A8 extrudálás Példák a javaslatokból A9 alakadás Javaslat Hatás A10 kalibrálás A porkeverék anyagfajlagosának csökken- költségek csökkenése Az „A" betûk a termékrészeket jelölik. Példánkban a tése a veszteségforrások feltárásával és megszüntetésével termék egy technológiai folyamat, az A1, A2 stb. ezek részeit fejezi ki. A profilok csomagolásának egyszerûsítése élõmunka megtakarítás a fóliázás csökkentésével a gyártóhelyen és az Gyenge pontok a kritikus pontok alapján (a költségablakgyártóknál nagyság sorrendjében): A profilok hõkezelésének elhagyása, a fel- gyártási hulladék csökF32 alakot rögzít szabadult hõkezelõ kemence felhasználákenése, energia-megF14 alkotókat kever sa az adalékanyagok elõmelegítésére takarítás F31 alakot formál Ablakprofil-gyártás teljesítményének nö85%-os teljesítmény F13 alkotókat kiválaszt velése a kaliberek számának növelése útnövekedés, fajlagos ján költségcsökkenés Gyenge pontok a funkcióteljesítés mértékének elemzése alapján (a teljesítés hiá2. táblázat. nyának sorrendjében): A célkitûzés megvalósításának értékelése F64 technológiai követelményeket Terv Team javaslat kielégít Beruházás nélkül, azonnal megvalósítható javaslatok esetében F53 hulladékot megszüntet gyártási költségek csökkentése 5,0% 30% F42 hulladékot eltávolít anyagköltség csökkentés 3,3% 14% F72 készterméket véd importanyag kiváltás 5,0% 10% F74 készterméket tárol kapacitásnövelés 10,0% 20% F11 alkotókat tárol szerszámköltség csökkentése 1,0% 8% (deviza) F52 hulladékról dönt szerszámélettartam növelése 4,0% 5% F22 keverékáramlást létrehoz profilminõség javítása megvalósul A gyártott profilok elemzése alapján hulladék visszadolgozása 50% 100% megállapítást nyert: a profilok száma szükBeruházást igénylõ javaslatok esetében kapacitásnövelés 10,0% 30% ségtelenül nagy, a szerszámféleségek csökprofilminõség javítás megvalósulhat kenthetõk. profilválaszték csökkentése megvalósulhat A team üzemgazdasági és szervezési hisaját konfekcionálás megvalósítása megvalósulhat ányosságokat is feltárt, ezek pl. tervezett kapacitások és költségek felhasználása
84
MÛANYAG
ÉS
GUMI
a tervezett érték alatt
2004. 41. évfolyam, 3. szám
A célkitûzés megvalósításának értékelését a 2. táblázat foglalja össze. 4. Összefoglalás Tanulmányunkban az értékelemzéssel segített terméktervezés módszertanát ismertettük. Rámutattunk, hogy ez elégíti ki leginkább a fenntartható fejlõdés szempontjait. A fenntartható fejlõdésnek megfelelõ fenntartható fejlesztés egyik fõ szempontja: funkciókat tervezünk, a funkciókat megvalósító termék-megoldásokat értékeljük, és ennek alapján választjuk ki a környezetünket legkevésbé terhelõ változatokat. Hasonlóan tervezzük a piaci szempontok figyelembe vételét. A termékmegoldások közül a vevõ igényeit legjobban kielégítõ változatot választjuk ki. A két szempontrendszert az értékelemzés hangolja össze egységes szemléletû terméktervezési folyamattá. Irodalomjegyzék [1] Hegedûs, J.; Kõ, F.: Az értékelemzésre alapozott terméktervezés módszertana, Kecskeméti Fõiskola, Kecskemét, 2001. [2] Hegedûs, J.; Érsek, L.; Ivacsné Horváth, M.; Sebestyén, P.: Technológiai folyamatok értékelemzése, Prodinform Mûszaki Tanácsadó Vállalat, Budapest, 1983.
2004. 41. évfolyam, 3. szám
MÛANYAG
ÉS
GUMI
85
