NÁSTROJE MODERNÍHO INŽENÝRA PRO NÁVRHOVÁNÍ NOVÉ GENERACE

NÁSTROJE MODERNÍHO INŽENÝRA PRO NÁVRHOVÁNÍ NOVÉ GENERACE LIFECYCLE

INSIGHTS

JAK JSOU NA TOM INŽENÝRSKÉ ORGANIZACE DNES?

NÁSTROJE MODERNÍHO INŽENÝRA 2

Nepochybujeme o tom, že je dnes navrhování výrobků zcela snadné. Ba naopak. Inženýři mnohdy čelí protichůdným požadavkům a omezením. Řešit je lze pouze prostřednictvím kvalitních návrhů připravených za kratší čas. Tyto podmínky však nijak nesnižují nutnost pochopit, jak úspěšné jsou inženýrské organizace při dosahování svých cílů. Pochopíme-li, jak si většina inženýrských organizací vede v dnešním složitém prostředí, získáme odrazový můstek pro dosažení vyšší výkonnosti. Vzájemné srovnání skupin, které využívají různých metod a technologií, nám dává přehled o vlivech, které mají skutečný dopad na výkonnost organizace. Společnost Lifecycle Insights připravila analýzu The PLM Study. Zkoumala v ní inženýrské organizace z pohledu jejich organizační výkonnosti. Studie by měla poskytnout srovnání celkové úspěšnosti a vývoje výrobky. Výsledky, znázorněné na obrázku 1, ukazují překvapivě nízkou míru úspěšnosti. Organizace nesplňují vytýčené cíle při vývoji výrobků u většiny projektů, které realizují. Každý pátý inženýrský projekt je zrušen, přičemž náklady na vývoj se nikdy nevrátí. Téměř čtvrtina všech dalších projektů nestíhá termíny realizace, takže je téměř nemožné uvést nebo dodat výrobek včas. O něco méně než polovina zbývajících projektů je sice realizována včas, ale ne bez nouzového přesouvání zdrojů. Ve skutečnosti je pouze 15 % projektů realizováno včas a bez přesouvání zdrojů. Samozřejmě, takové výsledky nejsou žádoucí. Pro lepší pochopení příčin a nalezení některého z možných řešení si musíme položit jednoduchou otázku: Proč tolik inženýrských projektů selhává?

LIFECYCLE

INSIGHTS

PROJEKTY REALIZOVANÉ PODLE PLÁNU

ZRUŠENÉ PROJEKTY

Projekty včas realizované nebo dodané, aniž by došlo k 10% či vyššímu přesunu zdrojů.

15%

Projekty zrušené během vývoje.

20%

23% 42% PROJEKTY NESTÍHAJÍCÍ TERMÍN REALIZACE PROJEKTY S MINIMÁLNĚ 10% PŘESUNEM ZDROJŮ Projekty požadující minimálně 10% nárůst zdrojů pro splnění termínu dodání nebo uvedení na trh.

Obrázek 1: Rozdělení podle povahy projektů vývoj výrobků, The PLM Study, leden 2015, 760 respondentů

Projekty, které zcela nesplnily termín dodání nebo uvedení na trh.

TRENDY SNIŽUJÍCÍ EFEKTIVITU PRÁCE Abychom na zmíněnou otázku odpověděli, musíme vzít v úvahu trendy, které mají vliv na efektivitu inženýrských prací. Při vývoji výrobků dnes máme celkem pět převládajících trendů, které snižují produktivitu práce inženýrů a komplikují vývoj výrobků.

NAVRHOVÁNÍ JE STÁLE „DEMOKRATIČTĚJŠÍ“ Inženýři už nejsou jediní, kdo ovlivňují tvar, funkce a komponenty výrobku. Dnes se od nich očekává, že poskytují součinnost celé řadě interních a externích partnerů projektu, kteří mohou návrhy výrobků revidovat a připomínkovat. Inženýři proto potřebují technologii, která dokáže návrhové informace rychle a snadno sdílet – a zároveň chránit jejich duševní vlastnictví. Jejich kolegové také musí mít možnost navrhnout změny v návrhu a uzavřít tak připomínkování. Všechny strany, které v projektu hrají svou roli, potřebují nástroj pro sdílení jejich komentářů, nápadů a myšlenek týkajících se návrhu. Více informací o tomto trendu najdete zde na webu Lifecycle Insights.

SOUČASNÉ VÝROBKY JSOU STÁLE SLOŽITĚJŠÍ Výrobky dnes obsahují výrazně větší podíl elektroniky a softwaru než dřív. Především požadavky zákazníků vedou společnosti k přechodu k výrobkům se softwarem a ekosystémem služeb, tedy na ucelenou kombinaci výrobků a služeb. Zákazníci také chtějí ovlivňovat vzhled výrobků a získávat „řešení“ na míru . Výrobci reagují na tyto požadavky ve snaze získat větší podíl na trhu. Hledají proto cesty, jak vyhovět těmto požadavkům. Prakticky ve všech aspektech návrhu výrobku tak inženýři čelí větším a složitějším požadavkům než dřív.

LIFECYCLE

INSIGHTS


PRÁCE INŽENÝRA JE Z PODSTATY CHOULOSTIVÁ Zůstanou-li v hotovém návrhu konstrukční chyby, mohou mít pro inženýry katastrofální následky. Na jejich stoly se tak vracející požadavky na provedení změn, které způsobují zmatky a mimořádné situace. To pak vede k přepracovávání návrhů a selhávajícím prototypům. Konstrukční chyby odebírají zdroje potřebné k dalšímu vývoji projektů. Ve skutečnosti 60 % respondentů studie The Simulation Driven Design nestihlo splnit projektové termíny kvůli selhání prototypů. Inženýrům zde mohou pomoci technologie ověřující chování výrobků prostřednictvím simulací již v raných fázích navrhování, stejně jako technologie podporující rychlou tvorbu prototypů. Umožňují také snadné a rychlé úpravy z geometrie při přípravě modelů pro simulace a tisk. Více informací o tomto trendu najdete zde na webu Lifecycle Insights.

NÁSTROJE MODERNÍHO INŽENÝRA TRENDY SNIŽUJÍCÍ EFEKTIVITU INŽENÝROVY PRÁCE

4

KRATŠÍ TERMÍNY, PRVNÍ PROVEDITELNÉ NÁVRHY

POZNATKY O TRENDECH OVLIVŇUJÍCÍCH INŽENÝRY

Zkracování termínů při vývoji výrobků je vděčným tématem diskusí. Kratší lhůty nutí inženýry uplatnit již první proveditelný konstrukční návrh, se kterým přijdou. V nejhorším případě splňuje podobný návrh cíle projektu jen okrajově. Společnost tak ale přichází o šanci, jak snížit náklady na výrobek, připravit výkonnější výrobek nebo splnit všechny požadavky zákazníka. Inženýři potřebují technologii, která jim umožňuje plně prověřit všechny varianty návrhu – a najít tu nejlepší. Taková technologie zahrnuje také manuální postupy pro snadnější manipulaci s geometrií, ale také automatizované prověřování variant návrhu.

Mnoho faktorů podkopává produktivitu inženýrských prací – a tedy i efektivitu samotných inženýrských organizací.

ČINNOSTI BEZ PŘIDANÉ HODNOTY JSOU STÁLE ROZŠÍŘENY Mnohé firmy zavedly tzv. zeštíhlující přístupy, které si už našly cestu i do projekčních a inženýrských organizací. Základní princip zeštíhlení volá po odstraňování činností bez přidané hodnoty. A ačkoli se jej mnozí pokusili nasadit i v inženýrské oblasti, napříč celým navrhováním dosud vidíme řadu činností bez přidané hodnoty – například manuální správu návrhových dat či opakovanou tvorbu návrhových dat tam, kde nebyly dohledány již existující zdroje. Patří sem také import a čištění návrhových dat pocházejících z dodavatelského řetězce. Jak ukázala studie The 3D Collaboration and Interoperability, 49 % inženýrů tráví alespoň 4 hodiny týdně opravováním poškozené geometrie návrhu. Aby mohli inženýři věnovat víc času navrhování, potřebují technologie k automatizaci těchto činností.

LIFECYCLE

INSIGHTS

Za některými z těchto faktorů stojí oborové trendy. Patří sem třeba připomínkování návrhů partnery, kteří sami nejsou inženýry. Spadají sem také stále složitější a na míru přizpůsobované návrhy, jež požadují zákazníci. A nesmíme zapomenout ani na zkracování termínů pro navrhování. Inženýři tak nemají čas plně prozkoumat varianty návrhu a svůj čas musejí trávit nad odstraňováním chyb. Dokonce ani trend, který na pohled inženýrům pomáhá – principy zeštíhlování – nebyl přijat tak, jak inženýrské organizace zamýšlely. Inženýři stále dělají práci navíc. Pokud se na tyto trendy podíváme souhrnně, není překvapením, jakým způsobem přispívají k neefektivitě inženýrských organizací. Mají bohužel přímý dopad na schopnost odevzdávat návrhy včas a bez nouzového přesouvání zdrojů. V průběhu své dvacetileté kariéry zaznamenal Alex Paradiang, technický šéf spol. Sunkist, změny v tlacích vyvíjených na inženýry. „Inženýři občas špatně vnímají věci v širší perspektivě,“ říká Alex. „Opravdu chtějí navrhovat zajímavé věci, ale můžou taky ztratit ponětí o skutečných potřebách uživatele. To je důvod, proč jsme začali shromažďovat připomínky od mnoha lidí hned na začátku, dokud se ještě málo investuje do návrhu, takže se dokážeme přizpůsobit změnám.“

TECHNOLOGICKÉ NÁSTROJE INŽENÝRA: STARÉ A NOVÉ Technologie již dlouho umožňují inženýrům efektivně navrhovat výrobky, vyvíjet skvělé věci a dosahovat při tom výrazných úspěchů. Obtížím, které přinášejí současné trendy, však zastaralé nástroje neobstojí. Nové technologie mohou dnes efektivitu inženýrů výrazně zvýšit. Podívejme se společně na potřeby moderního inženýra a porovnejme tradiční technologie s těmi nově se objevujícími.

ZKOUMÁNÍ ITERACÍ NÁVRHU Inženýři vždy musí najít funkční návrh. Bez možnosti prověřit jednotlivé varianty však riskují, že vezmou první proveditelný konstrukční návrh – místo toho, aby našli ten levnější, snadněji vyrobitelný či přinášející inovativní vlastnosti. V tomto ohledu je propast mezi tradičními a moderními technologiemi velmi výrazná. • Prověřit různé varianty návrhu znamená v tradičním pojetí vycházet při úpravě modelů z přístupů na základě vlastností. Čím víc vlastností je ale do modelu přidáno, tím víc vzájemných vztahů obsahuje. To činí model méně flexibilním z pohledu změn a přináší velkou pravděpodobnost selhání. Inženýři mohou skončit i tak, že namísto skutečného zkoumání alternativ návrhu stráví značné množství času potýkáním se s CAD aplikací. • Moderním doplňkem pro zkoumání alternativ návrhu je využití přístupů přímého modelování pro okamžité tlačení, tažení a přetahování geometrie. Tato metoda nevyužívá vlastností. Urychluje a usnadňuje modifikace geometrie bez rizika ztráty času z důvodu selhání. Dostupnost obou přístupů – na základě vlastností a přímého modelování –

LIFECYCLE

INSIGHTS


umožňuje inženýrům použít ten pravý nástroj v pravou chvíli. Cloudové generativní navrhování navíc automatizuje prověřování alternativ díky množství variant připravených podle uživatelem definovaných podmínek. Výsledkem je množství variant - iterací, které by inženýři jinak nikdy nemohli vzít v úvahu. Moderní technologie tedy umožňují inženýrům zkoumat víc variant návrhu, což zvyšuje pravděpodobnost nalezení lepšího řešení a odstraňuje některé z činností bez přidané hodnoty z navrhování.

TECHNOLOGICKÉ NÁSTROJE INŽENÝRA: STARÉ A NOVÉ SDÍLENÍ A SPOLUPRÁCE NA NÁVRZÍCH Inženýři nepracují uvnitř vzduchoprázdna. Navrhování je stále demokratičtější, je třeba zapracovat zpětnou vazbu od různých technických i netechnických pracovníků a partnerů projektu v rámci firmy – pro snížení nákladů, zvýšení výkonnosti i splnění požadavků. To znamená, že inženýři musejí mít prostředky ke sdílení návrhů a k podpoře interakce mezi partnery projektu. Jde o další z oblastí, jež v posledních několika letech zaznamenaly výrazný pokrok. • Podle The PLM Study 90 % respondentů používá e-mail pro sdílení návrhových dat mezi interními návrháři a dodavateli. To bohužel představuje značné riziko z pohledu ochrany duševního vlastnictví, protože modely mohou být cestou zachyceny. Ale hrozí i další škody. Partnerům projektu tento způsob nepřináší žádné prostředky k bezprostřednímu zobrazení návrhu – nutí je stáhnout, nainstalovat a používat neznámé technické aplikace. Kromě toho, e-mailem zaslaná návrhová data mohou bez upozornění rychle zastarat, takže ostatní riskují práci s neaktuálními daty. Co víc, e-maily se snadno ztratí nebo můžou být smazány. E-mail je špatnou cestou pro získávání zpětné vazby, protože zúčastnění pracovníci mohou být během dopisování odebráni či opomenuti a připomínky nejsou zřetelně vidět v kontextu s modelem. Shrnuto: e-mail není adekvátním prostředkem pro sdílení a spolupráci na návrzích v rámci společnosti. • Pragmatickou náhradou, která se objevila v posledních pěti letech, je cloudová správa CAD dat. Služba umožňuje inženýrům spravovat návrhy v odlehčených cloudových aplikacích nebo prostřednictvím prohlížeče. Mnohem důležitější však je, že návrhy spravované v cloudu mo-

LIFECYCLE

INSIGHTS


hou být sdíleny přímo, takže jsou jediným pravdivým a vždy aktuálním zdrojem. Jakmile jsou sdíleny, partneři projektu si mohou modely prohlížet prostřednictvím vizualizace v prohlížeči. Připomínky jsou zachyceny přímo v modelu, takže jsou vždy v kontextu s modelem a dohromady s podněty ostatních zúčastněných. Celý postup nabízí lepší metody ochrany duševního vlastnictví, protože využívá přísnějších bezpečnostních protokolů. Shromažďování a zapracování připomínek od širokého spektra spolupracovníků je pro inženýry novou realitou. E-mail je pro tento účel zastaralou a nebezpečnou technologií. Cloudové CAD aplikace, které zahrnují i správu dat, nabízejí rychlejší, snadněji použitelné a bezpečnější prostředky.

VIRTUÁLNÍ TESTOVÁNÍ CHOVÁNÍ VÝROBKU V dnešní éře zkrácených termínů musejí návrhy výrobků projít prvním kolem fyzického prototypování a testování. Digitální či virtuální testování je přístup, který umožňuje inženýrům ověřovat a vyhodnocovat chování výrobku předtím, než nastoupí velmi nákladné fyzické prototypování a testování. Jde o technologickou oblast, která v posledních deseti letech zaznamenala výrazný pokrok, jenž nadále pokračuje. • Inženýři dnes ke kontrole chování výrobku využívají různých metod. Jednou z nejběžnějších jsou ruční výpočty zapisované na milimetrový papír nebo do tabulek. Tento postup je užitečný v začátcích, avšak postrádá přesnost pro detailní provedení návrhu a není možné jej využít pro automatické zkoumání širší škály návrhů. Dalším způsobem kontroly chování výrobku je zapojení odborných analytiků uvnitř firmy nebo přes externí konzultanty.

TECHNOLOGICKÉ NÁSTROJE INŽENÝRA: STARÉ A NOVÉ I když tato cesta poskytuje velmi přesné výsledky, získat reakci včas je náročné – tito pracovníci jsou často zavaleni dalšími podobnými úkoly. Kvůli tomu je tento přístup stěží vhodný pro rychle se měnící návrh, kde potřebujete odpovědi v řádu hodin, ne týdnů. Mnozí inženýři nakonec spoléhají také na dlouholeté zkušenosti. Zatímco jsou takové zkušenosti nenahraditelné, dostupnost osvědčených inženýrů, kteří by se mohli aktivně účastnit všech projektů, je často špatná. • Simulace přímo v CAD řešení umožňují inženýrům samostatně nastavovat a realizovat analýzy. Simulace poskytují vodítka pro běžná návrhová rozhodnutí a volbu variant. Simulační metody využívající distribuovaných výpočetních prostředků, včetně těch cloudových, navíc mohou dramaticky zlepšit prověřování všech možných variant návrhu. Virtuální testy chování výrobku podporují rozhodování nad návrhem i zkoumání alternativ. Jsou klíčovou metodikou, která umožňuje organizaci vyhnout se selháním při prototypování a testování. Moderní technologie zde přinášejí významná zlepšení ve srovnání s tradičními postupy.

STAVBA PROTOTYPŮ A FUNKČNÍCH DÍLŮ Možnost virtuálně otestovat výrobek neznamená, že inženýři nemohou zlepšit také stavbu a testování fyzických prototypů a funkčních dílů. Také zde nové technologie nabízejí zásadní výhody oproti tradičním metodám.

LIFECYCLE

INSIGHTS


• Tradiční postupy prototypování a testování cestou postav a rozbij s sebou nese potenciální riziko. Vzhledem k rostoucí složitosti dnešních výrobků jsou prototypy nákladné – a to jak z finančního, tak i časového hlediska. Kromě toho ale test na selhání odhalí pouze počáteční režim poruchy, nikoli sekundární či terciární poruchové stavy. Ke všemu jsme limitováni omezeními tradičního obrábění a produkce nástrojů používaných k výrobě dílů. V některých nejsou dostatečné pro realizaci inovativních dílů nové generace. • Rostoucí počet organizací proto přechází na přírůstkové a rychlé prototypování a testování. Záměrem je častěji stavět částečné prototypy menšího rozsahu a postupně kontrolovat jejich chování. Důležitou roli zde hraje 3D tisk, který umožňuje inženýrům tisknout díly – a dokonce je kompletovat do podsestav. To vše během několika hodin, přímo od pracovního stolu. Dramaticky se tím zkracuje čas a snižují náklady při přechodu od virtuálního testování do skutečného prostředí. Prototypování a testování se stávají finálním krokem. Nové výrobní postupy navíc kombinují aditivní a obráběcí technologie výroby, díky čemuž je dnes možné vyrábět dříve nerealizovatelné díly. Mizí díky tomu řada tradičních omezení výroby souvisejících s navrhováním dílů. Stavba fyzických, funkčních prototypů bude vždy klíčovým krokem v procesu navrhování. Moderní technologie však umožňují tento tradičně obtížný postup urychlit a usnadnit.

TECHNOLOGICKÉ NÁSTROJE INŽENÝRA: STARÉ A NOVÉ ZÍSKÁVÁNÍ ČISTÝCH MODELŮ Z JINÝCH CAD ŘEŠENÍ Inženýři pracují s geometrií z celé řady zdrojů – mimo jiné od dodavatelů a zákazníků, z nichž každý může používat úplně jinou CAD aplikaci. Chtějí-li však inženýři s těmito modely pracovat, musejí najít způsob, jak získat čisté a přesné znázornění návrhu ve své vlastní CAD aplikaci. Interoperabilita bývala dlouholetým a tradičním problémem, došlo zde však k výraznému posunu. • Tradiční cestou, jak pracovat s modely pocházejícími z jiných CAD aplikací, bylo importovat nebo převádět geometrii. Bohužel, následkem bývá poškozená geometrie s mezerami mezi posunutými entitami, plochami či křivkami – nebo dokonce se zcela chybějícími částmi. Aby inženýři získali čisté a přesné znázornění původního návrhu, museli do nápravy těchto chyb investovat značné úsilí. Jak ukázala studie The 3D Collaboration and Interoperability, 49 % inženýrů tráví alespoň 4 hodiny týdně opravováním poškozené geometrie. • Naštěstí máme nové technologie, které umožňují CAD aplikacím otevírat modely vytvořené v ostatních nástrojích v jejich nativním formátu, tedy bez převádění. Tato funkčnost, podporovaná možnostmi 3D vizualizace, přináší čisté a přesné znázornění návrhu, i když pochází z jiné CAD aplikace. Co víc, jakmile jsou provedeny změny v původní CAD aplikaci, projeví se i v přeneseném modelu.

LIFECYCLE

INSIGHTS


Opravování poškozené geometrie pocházející z ostatních CAD aplikací představuje významnou činnost bez přidané hodnoty. Rozptyluje inženýry od zkoumání dalších variant návrhu a od konstrukčních rozhodnutí potřebných k rychlému vývoji ve spolupráci s dodavateli. Nové nastupující technologie vedou k úplnému odstranění této zbytečné činnosti.

ÚPRAVY MODELŮ Z JINÝCH CAD NÁSTROJŮ Získání čistého a přesného znázornění návrhu je často pouze předehrou k dalším konstrukčním pracím. Pro začlenění návrhu do většího výrobku jsou někdy nutné úpravy. Jindy je zapotřebí návrh drobně doladit pro simulace a výrobu. Inženýři potřebují modely upravovat bez ohledu na zrovna prováděnou práci a CAD aplikaci, ve které modely vznikly. Problémem je, že modely přenesené z jiných CAD aplikací jsou ořezány o vlastnosti utvářející geometrii. Nejsou tedy k dispozici žádné vlastnosti pro provádění změn, úpravu geometrie. • Přicházejí-li modely z jiných CAD aplikací, inženýři tradičně vytvářejí nové vlastnosti, které umožňují provádět změny. Je to však časově náročné, komplikované a zdvojující už jednou provedené konstrukční práce. Pocházejí-li modely ze stejné CAD aplikace, inženýři se často snaží upravovat existující vlastnosti. V tomto případě je nebezpečím možné selhání modelů, zejména těch složitějších, neboť ve vzájemných vztazích mezi vlastnostmi je těžké se orientovat. V obou případech inženýři často vytvářejí model znovu, protože jde o nejmenší časovou investici.

TECHNOLOGICKÉ NÁSTROJE INŽENÝRA: STARÉ A NOVÉ • Moderní alternativou je využít přímého modelování – provést potřebné změny tlačením, tažením a přetahováním geometrie. Funguje u modelů pocházejících z jiných CAD aplikací, kde neexistují žádné upravitelné vlastnosti, stejně jako u modelů pocházejících z téže CAD aplikace, kde jsou stávající vlastnosti příliš složité či málo flexibilní pro upravování. Inženýři dnes musejí být schopni upravovat návrhy přicházející od ostatních – a je jedno, zda ze stejné, nebo z jiné CAD aplikace. Přímé modelování je jednou z moderních technologií, které tento úkol nebývale usnadňují a urychlují.

SLEDOVÁNÍ ZMĚN NÁVRHU Konstruování je o zkoumání a postupném vylepšování, jež vede k proveditelným a lepším návrhům. Nezahrnuje pouze úpravy geometrie, ale také splnění požadavků kladených na výrobek a jeho chování. I zde učinily technologie v posledních letech významný pokrok. • Podle The PLM Study 44 % inženýrských organizací spravuje konstrukční data na stolních a přenosných počítačích a současně je 59 % spravuje s využitím sdílených disků. Společnosti využívající jeden nebo oba tyto přístupy podstupují značné riziko ztráty dat, protože soubory mohou být přepsány, ztraceny či zapomenuty. Kromě toho taková správa dat vyžaduje manuální úsilí a klade na inženýrova bedra další činnost bez přidané hodnoty. • Oproti tomu cloudové CAD aplikace zahrnující správu dat nabízejí větší redundanci i automatizaci. Tyto služby sledují a uchovávají každou změnu provedenou v návrhu, který může být archivován, takže je eliminováno riziko ztráty dat. Inteligentnější vyhledávací funkce navíc usnad-

LIFECYCLE

INSIGHTS


ňují dohledání dat – v porovnání s vyhledávacími nástroji operačního systému, které nerozumějí informacím uvnitř modelů. Sledování změn v návrhu bývalo tradičně náročnou, manuálně prováděnou činností. Moderní technologie však tuto potřebu zabezpečují a osvobozují inženýry od ruční práce.

POZNATKY K MOŽNOSTEM TECHNOLOGIÍ Mnohé dnes běžně používané technologie postrádají možnosti, které pomáhají inženýrům dělat jejich práci, odstraňují činnosti bez přidané hodnoty, umožňují sdílení a spolupráci s ostatními, pomáhají stavět virtuální i fyzické prototypy. Tyto nástroje moderního inženýra společně pomáhají dodržovat termíny realizace konstrukčních projektů.

KORELACE MEZI TECHNOLOGIÍ A VÝKONNOSTÍ Vyspělé technologie by tedy logicky měly mít pozitivní dopad na výkonnost organizace. Ale opravdu mají? Poznatky z The PLM Study nabízejí některé odpovědi. Konkrétně analýza dat z průzkumů odhalila významné rozdíly ve schopnostech organizací vyhýbat se neefektivní opakované tvorbě konstrukčních dat a při dodržování termínů pro realizaci návrhů.

SESKUPENÍ RESPONDENTŮ S PODOBNÝMI TECHNOLOGIEMI The PLM Study obsahuje řadu otázek na výkonnost a přijetí technologií. Jde o prostředek k měření přijetí technologií v rámci průmyslu. V analýze byly odpovědi na tyto otázky využity k seskupení respondentů do skupin podle toho, jak kdo postupně technologie přijal. Každý z respondentů byl oceněn postupně se zvyšujícím skóre podle pokročilosti technologií v šesti různých scénářích nasazení. Výsledky napříč těmito scénáři byly sečteny do výsledného indexu. Pak byli respondenti podle tohoto indexu zařazeni do skupin Horní čtvrtina, Střední polovina a Dolní čtvrtina respondentů. Metodika řazení do skupin je podrobně popsána na straně 14. Po seskupení byla výkonnost každé ze skupin zprůměrována a porovnána. Schopnosti těchto tří skupin splnit výkonnostní měřítka organizace pak byly porovnány.

APLIKACE


HORNÍ ČVTRTINA

STŘEDNÍ POLOVINA

DOLNÍ ČTVRTINA

Softwarové systémy (92 %)

Softwarové systémy (60 %), stolní počítače, notebooky a sdílené disky (40 %)

Stolní počítače, notebooky a sdílené disky (78 %)

Realizace procesů a projektů

Softwarové systémy (76 %)

Softwarové systémy (55 %), e-mail a dokumenty (45 %)

Fyzické směrování tiskopisů (50 %), e-mail a dokumenty (50 %)

Spolupráce mezi inženýry

Softwarové systémy (62 %), chat a posílání zpráv (22 %)

E-mail (40 %), chat a posílání zpráv (35 %)

E-mail (54 %), chat a posílání zpráv (27 %)

Správa dat

Tabulka 2: Zobecněné technologické profily skupin

ZOBECNĚNÍ PRO JEDNOTLIVÉ SKUPINY: • Horní čtvrtina: Většina využívá centralizovaných softwarových systémů pro správu návrhových dat, automatizuje inženýrské procesy a projekty, sdílí a spolupracuje na návrzích.

ZOBECNĚNÉ TECHNOLOGICKÉ PROFILY

• Střední polovina: Charakterizuje ji smíšené využití softwarových systémů se stolními počítači, notebooky, e-maily, dokumenty a aplikacemi pro chatování či posílání zpráv pro konstrukční data, procesy, projekty a spolupráci.

Pro pochopení dopadu, jaký mohou mít technologie na výkonnost organizace, je důležité, podívat se nejprve na shodné rysy přijetí technologií v rámci každé ze skupin. Jsou znázorněny v tabulce 2.

• Dolní čtvrtina: Primárně se při realizaci procesů inženýrského vývoje a správy návrhových dat spoléhají na stolní počítače, notebooky, tiskopisy a e-mail.

LIFECYCLE

INSIGHTS

KORELACE MEZI TECHNOLOGIÍ A VÝKONNOSTÍ


MÉNĚ OPAKOVANÉ TVORBY KONSTRUKČNÍCH DAT Jednou z oblastí, kde by se měl projevit rozdíl ve výkonnosti organizací, je opakovaná tvorba konstrukčních dat. Inženýři využívající moderních nástrojů by měli méně často znovu vytvářet návrhová data. Zjištění z The PLM Study ukazují skutečný stav. Inženýři v rámci Horní čtvrtiny opakovaně vytvářejí konstrukční data o 10 % méně často (v týdenním či častějším srovnání). Pravděpodobnost, že tak činí, je o víc než třetinu menší než u jejich kolegů. Inženýři z organizací, které se nacházejí v Horní čtvrtině, pro správu svých konstrukčních dat využívají softwarových systémů namísto stolních počítačů, notebooků a sdílených disků. Těží z vyhledávání a opětovného využití již vytvořených dat.

33 %

31 %

23 %

Horní čtvrtina

Střední polovina

Dolní čtvrtina

Obrázek 2: Míra opakované tvorby konstrukčních dat

Inženýři z organizací, které se nacházejí v Horní čtvrtině, pro správu svých konstrukčních dat využívají softwarových systémů namísto stolních počítačů, notebooků a sdílených disků. Těží z vyhledávání a opětovného využití již vytvořených dat.

LIFECYCLE

INSIGHTS

Družstvo s víc než 6000 členy v Kalifornii a Arizoně – Sunkist Growers – je proslulé coby dodavatel vysoce kvalitního ovoce. Uvnitř nicméně Sunkist ukrývá divizi navrhující a vyvíjející průmyslová zařízení. Všechno začalo již v roce 1950, kdy družstvo potřebovalo zautomatizovat třídění pomerančů podle velikosti, tvaru, barev a typu. Založili výzkumnou a konstrukční skupinu, která se postupně rozrostla. Nakonec si uvědomili, že jde o ziskové centrum s vynikající kompetencí. Skupinu nyní vede Alex Paradiang. Přijali zde řadu technologií, které umožňují lépe vykonávat potřebné konstrukční činnosti. „Vše, co v konstrukci tvoříme, jde do našeho systému pro správu konstrukčních dat,“ říká Alex. „Využíváme jej od samotného začátku, už od fáze konceptu. Ač jsme pro něj docela nadšení, nenutím své inženýry jej používat. Uvědomili jsme si, že pokud by systém byl těžkopádný, prostě by používali disk C na svých počítačích. A tak využíváme systému, který funguje velmi podobně tomu, jak jsou spravovány soubory v operačním systému. Jde to skvěle.“ „Z hlediska výkonnosti používáme simulace už v rané fázi navrhování,“ pokračoval Alex. „Díky tomu návrh dobře chápeme. Nicméně velmi spoléháme také na výrobu prototypů prostřednictvím 3D tisku. Využíváme jak raného, tak i důkladného vývoje – až do fáze, kdy jsme připraveni vyrobit formu. Pomáhá nám to ujistit se, že je vše po celou dobu v pořádku.“

KORELACE MEZI TECHNOLOGIÍ A VÝKONNOSTÍ


LEPŠÍ DODRŽOVÁNÍ TERMÍNŮ Snížení míry opakované tvorby konstrukčních dat je jasným přínosem. Manažeři přesto při zvažování investic do technologií hledají taková zlepšení, která přímo ovlivňují finanční rozvahu společnosti. Jedním z významných měřítek je úspěšnost inženýrské organizace při dodržování termínů realizace. Nesplnění termínu ztěžuje dodržení harmonogramu pro uvedení výrobku na trh či realizaci dodávky, což zase ovlivňuje růst tržeb. Stejně jako v případě opětovné tvorby konstrukčních dat, i zde The PLM Study poukazuje na rozdíl ve výkonnosti organizací v jednotlivých skupinách této analýzy. Celkově platí, že organizace z Horní čtvrtiny plní termíny realizace návrhů o 12 % častěji ty než ty ze Střední poloviny, aniž by musely přesouvat víc než 10 % projektových prostředků. Pro srovnání mají dvakrát vyšší úspěšnost, že splní tento klíčový termín, než jejich kolegové. To znamená jeden splněný projekt navíc z devíti, které jsou realizovány včas.

20 % Horní čtvrtina

8% Střední polovina

9% Dolní čtvrtina

Obrázek 3: Míra dodržování termínů realizace návrhů

LIFECYCLE

INSIGHTS

Mnohé technologie považujeme za pomocné faktory pro plnění termínů. Využití softwarových systémů pro centrální správu revizí a přístup ke konstrukčním datům eliminuje manuální úsilí potřebné ke sledování změn návrhu a k opětovné tvorbě konstrukčních dat. Pokud realizaci projektů a procesů řešíme s pomocí softwarových systémů namísto e-mailu, zamezujeme ztrátám dat a zpožděním. Jsou-li softwarové systémy využity jako základ pro sdílení a spolupráci, každý přistupuje a pracuje s jediným pravdivým zdrojem dat. Dohromady tyto technologie představují významný rozdíl.

POZNATKY Z ROZDÍLŮ VE VÝKONNOSTI Softwarové technologie očividně mají přímý dopad na výkonnost inženýrských organizací. Nicméně si povšimněte, že žádná jednotlivá technologie není za takový výkonnostní rozdíl zodpovědná samotná. Analýzy porovnávající výkonnost napříč jednotlivými technologiemi neprokázaly žádný rozdíl. Teprve, když byly pro rozčleňování respondentů do skupin využity kombinace těchto technologií, objevily se výkonnostní rozdíly. Co z toho plyne? Je to pravě kombinace technologií – sada nástrojů –, která způsobuje rozdíl.

SHRNUTÍ A ZÁVĚRY Navrhování nových výrobků dnes není snadné. Poznatky z The PLM Study ukazují, že pouze 15 % všech inženýrských projektů jde podle plánu a splňuje termíny realizace bez minimálně 10% přesunu zdrojů. Proč je to tak těžké? Četné oborové trendy podkopaly efektivitu a produktivitu inženýrů.

TRENDY PODKOPÁVAJÍCÍ PRODUKTIVITU INŽENÝRŮ Navrhování je stále „demokratičtější“ a zahrnuje spolupracovníky napříč celou firmou, kteří do něj vstupují s podněty. Výrobky jsou stále složitější, protože obsahují víc a víc elektroniky a softwaru. Konstruování je i nadále zásadním způsobem nestálé, časově náročné požadavky na změny se projevují chybami v návrhu. Termíny se pouze zkracují, což nutí inženýry přijmout první proveditelný návrh, který vyvinou. To vše se děje, zatímco inženýři stále provádějí řadu činností bez přidané hodnoty. Tyto a další faktory podkopávají produktivitu inženýrů.

NÁSTROJE PRO INŽENÝRY: STARÉ A NOVÉ Tradiční sada inženýrských nástrojů už nestačí čelit dnešním výzvám. Naštěstí se objevily a objevují stále nové sady nástrojů. Přímé modelování a cloudové generativní navrhování pomáhají inženýrům přicházet s lepšími výrobky. Cloudové CAD aplikace, které zahrnují správu dat, usnadňují sdílení a spolupráci s dalšími partnery projektu a sledování iterací návrhu. Simulace přímo v CAD řešení a 3D tisk zase pomáhají s realizací virtuálních i fyzických prototypů. Nativní práce s externími modely a přímé modelování pomáhají pracovat s návrhy od dodavatelů. Společně tyto technologie představují novou sadu nástrojů pro moderního inženýra.

LIFECYCLE

INSIGHTS


KORELACE MEZI TECHNOLOGIÍ A VÝKONNOSTÍ Poznatky z The PLM Study ukazují, že tyto technologie mají měřitelný dopad na výkonnost organizace. Horní čtvrtina organizací méně často opakovaně vytváří konstrukční data, což eliminuje činnosti bez přidané hodnoty. Více než dvakrát častěji také plní termíny realizace bez významného přesouvání zdrojů. Přidává tak jeden splněný projekt navíc z devíti, které jsou realizovány včas.

ZÁVĚREČNÉ POZNATKY Není pochyb o tom, že inženýři čelí novým, nemalým obtížím. Tradiční sada nástrojů pro inženýry již nestačí. Nové technologie – sloučené do sady nástrojů pro moderního inženýra – mají měřitelný dopad na výkonnost organizace. Konečně uzrál čas pro upgrade sady nástrojů. © 2015 LC-Insights LLC

Chad Jackson je analytik, výzkumník a blogger z Lifecycle Insights. Přináší poznatky o technologiích, které podporují inženýrství, včetně CAD, CAE, PDM a PLM řešení. [email protected] Více informací ke studiím od Lifecycle Insights lze nalézt na následujících odkazech: The 3D Collaboration and Interoperability Study, The Simulation Driven Design Study a The PLM Study.

DODATEK: POZADÍ STUDIE A METODIKA ANALÝZY Tato část přináší informace k The PLM study a k metodice použité k analýze v této elektronické publikaci.

ŽIVOTNÍ CYKLUS A DEMOGRAFIE TÉTO STUDIE


2. Výsledky byly shrnuty v rámci celého aplikačního či procesního prostředí a stanovily indexové skóre, které ukazuje, jak progresivní jsou v přijetí technologií. Skóre byla například správy požadavků, správy MCAD, revizí návrhu, realizace návrhů a interní spolupráce na návrzích.

Průzkum pro studii PLM byl sestaven v prosinci 2014. Odpovědi od 760 respondentů byly shromážděny v průběhu prvních dvou týdnů ledna 2015. Analýzy obsažené v této elektronické publikaci byly provedeny v květnu 2015.

3. Respondenti byli rozděleni do skupin podle jejich indexového skóre, aby vytvořili porovnatelné skupiny: Horní čtvrtina (nejvyšších 25 % indexového skóre), Střední polovina (středních 50 % indexového skóre) a Dolní čtvrtina (nejnižších 25 % indexového skóre).

Respondenti z průzkumu pro studii působí v širokém spektru průmyslových odvětví, včetně průmyslových zařízení (29 %), letectví a obrany (28 %), automobilového průmyslu (22 %), lékařství a přírodních věd (17 %) či špičkových technologií a elektroniky (16 %). Odpovědi průzkumu pro tuto studii pocházejí z mnoha zeměpisných oblastí, včetně Severní Ameriky (69 %), Asie (13 %), Evropy (12 %) či Austrálie a Nového Zélandu, Jižní Ameriky, Afriky a Středního východu (4 %).

Analýza srovnávající průměrnou výkonnost inženýrských organizací na straně 9 této elektronické publikace využívá následujícího rozřazení do skupin:

METODIKA PRO ROZŘAZENÍ DO SKUPIN Následující část popisuje postup používaný k rozřazení respondentů do samostatných skupin: 1. Respondenti byli postupně zařazováni s postupně rostoucími hodnotami podle nejpokročilejších technologií, které využívají. Například ti, kteří využívají stolních počítačů ke správě konstrukčních dat, obdrželi skóre 2. Ti, kteří využívají centralizovaných softwarových systémů, obdrželi skóre 4. Kompletní bodování je uvedeno v tabulce

KATEGORIE

TECHNOLOGIE (SCORE)

APLIKACE

Správa dat

Technická dokumentace MCAD artefakty Požadavky

Stolní počítače nebo notebooky (1) Sdílené síťové disky (2) Veřejné cloudové služby (3) Softwarové systémy (4)

Realizace procesů nebo projektů

Revize návrhu Realizace návrhu

Dokumenty a e-mail (1) Stolní aplikace (2) Veřejné cloudové služby (3) Softwarové systémy (4)

Spolupráce mezi interními návrhářskými a inženýrskými týmy

E-mail (1) Chat či posílání zpráv (2) Veřejné cloudové služby (3) Softwarové systémy (4

Tabulka 2: Skóre udělovaná v analýze skupin

LIFECYCLE

INSIGHTS

NÁSTROJE MODERNÍHO INŽENÝRA PRO NÁVRHOVÁNÍ NOVÉ GENERACE

Recommend Documents