Из каких этапов состоит технологический процесс изготовления детали: Из каких этапов состоит технологический процесс изготовления детали из древесины?

alexxlab | 05.10.1983 | 0 | Разное

Технологический процесс изготовления сварных конструкций и нормирование сварки

Технологический процесс изготовления сварных конструкций и нормирование сварки

Категория:

Сварка металлов

Технологический процесс изготовления сварных конструкций и нормирование сварки

Процесс изготовления сварных конструкций состоит из следующих взаимосвязанных производственных процессов: заготовительных (раскрой, резка и гибка металла, ковка, штамповка, отливка заготовок), обрабатывающих (строжка, сверление, вальцовка, термическая обработка), сборочНо-сварочных (сборка, сварка отдельных деталей, узлов и конструкции в целом) и отделочных (правка, окраска, маркировка).

Общая длительность изготовления сварной конструкции складывается из длительности основных операций (заготовительных, обрабатывающих, сборочных, сварочных, отделочных), вспомогательных (контрольных, транспортных) и дополнительного времени (про-леживание деталей между операциями и др.).

Подготовительное время выделяется на получение рабочим задания, подготовку и наладку оборудования и приспособлений. Основное (машинное) время — время выполнения непосредственно основной операции (время горения дуги, резки). Вспомогательно время включает время на смену электродов, очистку кромок и швов их осмотр, клеймение, переходы на другую позицию и т. д.

Замена ручной сварки механизированной и автоматизированной позволяет резко сократить основное время сварки. Например, при сварке стали толщиной 10—12 мм в нижнем положении вручную покрытым электродом можно сварить около 1 погонного метра в час, а при автоматической сварке под флюсом труб такой же толщины достигнута скорость сварки 320 м/ч. На сварку неповоротного стыка трубы диаметром 1420 мм, толщиной стенки 15—17 мм при ручной дуговой сварке затрачивается 8—10 человеко-часов. Сбороч-но-сварочный комплекс «Север», разработанный институтом электросварки им. Е. О. Патона, производит сборку и сварку (контактная стыковая сварка) за 2,5 мин.

Трудоемкость сварки составляет примерно одну треть общей трудоемкости изготовления сварной конструкции.

Дальнейшее сокращение времени изготовления сварных конструкций, наряду с механизацией и автоматизацией сварки, предусматривается за счет комплексной механизации и автоматизации всех производственных процессов, составляющих технологический цикл изготовления сварной конструкции (заготовительных, обрабатывающих, сборочно-сварочных, отделочных).

Реклама:

Читать далее:

Сборочные работы и их механизация

Статьи по теме:

Основные этапы проектирования технологических процессов механической обработки

Проектирование технологических процессов состоит из следующих взаимосвязанных этапов: анализа исходных данных, технологи­ческого контроля детали, выбора типа производства, выбора заго­товки, выбора баз, установления маршрута обработки отдельных поверхностей, проектирования технологического маршрута изго­товления детали с выбором типа оборудования, расчета припусков расчета промежуточных и исходных размеров заготовки; построе­ния операций, расчета режимов обработки, технического нормиро­вания операций, оценки технико-экономических показателей про­цесса, оформления технологической документации.

Анализ исходных данных и технологический контроль чертежа и технических условий. При анализе исходных данных следует озна­комиться с назначением и конструкцией детали, подлежащей изго­товлению, техническими условиями ее изготовления и эксплуата­ции, программой выпуска деталей, а также с производственными условиями, в которых намечено выполнение процесса (оборудова­ние, транспортные средства и др.). Исходные данные предопреде­ляют принципиальное направление проектируемого процесса с целью обеспечения требуемого качества и эффективности при заданном масштабе выпуска.

В процессе анализа исходных данных технолог осуществляет технологический контроль чертежа и технических условий. При этом следует выявить пути улучшения технологичности конструк­ции детали, рассмотренные в гл. 4. Это позволит уменьшить трудо­емкость изготовления детали, снизить себестоимость ее обработки

Выбор типа производства. Тип производства выбирают, исходя из заданной программы выпуска путем расчета такта выпуска дета­лей по формуле (1.9). τ = 60 Ф_д/N, Ф_д – действительный фонд времени в планируемом периоде (месяц, сутки, смена), N – производственная программа на этот период, шт.

Если такт выпуска близок к ориентировочно установленной средней длительности основных операций обработки данной детали, то производство считают массовым. Если же такт выпуска значительно превышает длительность основных операций то детали изготовляют по принципу серийного производства с обработкой их производственными партиями. Размер производственной партии определяют, исходя из трудоемкости операций обработки, трудоемкости наладки оборудования на основных операциях, затрат незавершенного производства и других экономических и орга­низационных соображений.

Размер экономически выгодной партии определяют по формуле

,

где – сумма подготовительно-заключительного времени по всем операциям, мин; – сумма штучного времени по всем операциям , мин; К – коэффициент, учитывающий1 потери времени на переналадку оборудования (К = 0,04 относится к крупносерийному производству и К = 0,18 – к мелкосерийному).

Выбор исходной заготовки.

На выбор заготовки и метода ее по­лучения значительное влияние оказывают характеристика мате­риала, из которого должна изготовляться деталь, ее конструктив­ные формы и размер, программа выпуска.

Метод получения заготовки должен обеспечить наименьшую себестоимость изготовления детали……

Следует также иметь в виду, что при малой программе выпуска деталей расходы на изготовление специальной оснастки для заго­товительных процессов (проектирование и изготовление штампов, пресс-форми др.) не окупаются.Таким образом, выбор метода полу­чения заготовки должен быть обоснован экономическими расчетами себестоимости изготовления детали с учетом себестоимости полу­чения заготовки и себестоимости механической обработки.

При выборе литых заготовок и поковок помимо назначения припусков на обработку и допусков на размеры указывают также штамповочные или литейные уклоны, радиусы округлений, допу­стимые дефекты поверхностей, базовые поверхности для первой операции механической обработки и требования, предъявляемые к этим поверхностям, способы термической обработки заготовки и очистки ее поверхностей.

Для заготовок из проката и специальных профилей размеры устанавливают согласно ГОСТ, учитывая необходимые припуски на обработку.

Выбор технологических баз является основой построения тех­нологического процесса изготовления детали и имеет большое зна­чение для обеспечения требуемой точности обработки и экономич­ности процесса. Назначая технологические базы для первой и после­дующих операций обработки, следует руководствоваться следую­щими общими соображениями:

– установочная и направляющая базы должны иметь необходимую протяженность для обеспечения устойчивого положения заготовки при ее обработке;

– обрабатываемая заготовка должна иметь минимальные деформа­ции от действия силы резания, зажимной силы и от действия соб­ственной массы;

– в качестве технологической базы следует принимать поверх­ности, обеспечивающие наименьшую погрешность установки и исклю­чающие погрешность базирования.

На первой операции должны быть обработаны те поверхности, которые будут приняты за технологическую базу для последующей операции.

Так как технологической базой на первой операции будут черные (необработанные) поверхности, следует выбирать те по­верхности, которые допускают по возможности равномерное снятие припусков и достаточно точное взаимное расположение обрабаты­ваемых и не подлежащих обработке поверхностей.

Если все поверхности детали подвергают механической обра­ботке, то в качестве базы на первой операции следует выбирать поверхности с наименьшим припуском, чтобы при последующей обработке не получилось брака из-за недостатка припуска.

На второй и последующих операциях тех­нологические базы должны быть возможно точными по геометри­ческой форме и по шероховатости поверхности.

Рекомендуется, если это возможно, соблюдать принцип совме­щения баз, т. е. в качестве технологической базы принимать по­верхности, которые будут одновременно измерительной базой.

Если технологическая база не совпадает с измерительной, то воз­никает погрешность базирования (см. выше). Следует иметь в виду, что лучшие результаты по точности будут достигнуты в том случае, если технологической и измерительной базой служит конструкторская база.

Необходимо придерживаться принципа постоянства базы на ос­новных операциях обработки, т. е. использовать в качестве технологической базы одни и те же поверхности. Соблюдение этого принципа особенно важно, если измерительные базы при выпол­нении различных операций переменны и в связи с этим затрудни­тельно осуществить принцип совмещения баз. С целью соблюдения принципа постоянства баз в ряде случаев на деталях издают

искус­ственные технологические базы, не имеющие конструктивного назначения (центровые гнезда валов, специально обработанные отверстия в корпусных деталях при базировании их на штифты и др.).

Если по условиям обработки не удается выдержать принцип постоянства базы, то в качестве новой базы принимают обработан­ную поверхность по возможности наиболее точную и обеспечивающую жесткость установки заготовки. Если вновь принятая база не является измерительной, то рассчитывают допуск на получае­мый размер с учетом появляющейся погрешности базирования и, если необходимо, ужесточают допуск на размер, определяющий положение новой технологической базы относительно измерительной базы.

Привыборе технологических баз следует оценить точность и надежность базирования, увязав их с производительностью тех­нологического процесса.

Установление маршрута обработки отдельных поверхностей. На начальной стадии разработки технологического процесса составляют перечень технологических переходов, которые могут быть применены для достижения конечной точности и шерохова­тости поверхности, проставленных на рабочем чертеже детали. Между рабочим чертежом и технологическим процессом изготовле­ния детали существуют тесные связи. Они, в частности, обусловлены тем, что каждому методу обработки соответствуют определенные достижимые точность получаемого размера и шероховатость по­верхности. Поэтому необходимый метод окончательной обработки поверхности подсказывается рабочим чертежом детали.

Выбор метода окончательной обработки облегчается использо­ванием точностных характеристик различных технологических методов (см. гл. 2). Но так как каждому методу обработки соответ­ствует некоторое оптимальное значение припуска, а общий припуск обычно превышает значение, допускаемое для этого метода, то можно определить и методы предшествующей обработки. Например, при обработке шейки вала до диаметра 50

h8 при использовании в качестве заготовки проката последовательность технологических переходов такова: 1) черновое точение, 2) чистовое точение, 3) шли­фование? В данном случае переход чернового точения необходим для приближения формы и размеров заготовки к форме и размерам детали.

Зависимость структуры технологических переходов от вида исходной заготовки может быть показана и на следующем примере: если в исходной заготовке имеется отлитое или штампованное отверстие, то переход сверления исключен и обработка начинается с зенкерования или растачивания отверстия.

Содержание технологических переходов зависит от точности исходной заготовки. Если, например, для изготовления гладкого (не ступенчатого) вала используется калиброванный прокат, то то­карная обработка по наружному диаметру исключается и приме­няется только шлифование.

Рис. 6.2.

Из приведенных выше примеров видно, что конструктивные формы и точность исходной заготовки предопределяют содержание первого технологического перехода.

Определив первый и окончательный технологические переходы, устанавливают необходимость промежуточных переходов. Напри­мер, недопустимо при обработке отверстия по 7-му квалитету точ­ности после первого перехода (чернового растачивания отверстия) сразу применять чистовое развертывание, так как точность и ка­чество поверхности после чернового растачивания не обеспечат качественного выполнения чистового развертывания.

Получение конечной точности обрабатываемой поверхности может быть достигнуто путем применения различных технологиче­ских переходов. Например, при обработке отверстия с отклоне­нием Н8 в заготовке из чугуна с предварительно отлитым отвер­стием конечными переходами могут быть либо развертывание 1 (рис. 6.2, нижний ряд), либо тонкое растачивание 2, либо протя­гивание 3. Первыми технологическими переходами могут быть черновое зенкерование 4, либо черновое растачивание 5, а про­межуточными — чистовое зенкерование 6, либо чистовое растачи­вание 7. На рис. 6.2 показана схема десяти вариантов обработки данного отверстия[1]. Из приведенного примера видно, что число возможных вариантов обработки данной поверхности может быть значительным, причем все они будут различными по эффективности.

На данном этапе разработки технологического процесса при­пуски и режимы обработки не рассчитывают. Поэтому при назна­чении состава технологических переходов следует использовать справочные данные о производительности и точности при различных методах обработки и рекомендуемые типовые технологические мар­шруты. Значительную помощь при этом может оказать ЭВМ.

При дальнейшей разработке маршрута обработки детали и от­дельных операций состав технологических переходов уточняется и корректируется. На последовательность технологических пере­ходов в значительной мере влияет требование обеспечения взаимной координации поверхностей деталей, указанное в рабочем чертеже. Решение этой задачи связано с правильным выбором баз при уста­новке заготовки на первой и последующих операциях, а также с рациональным назначением последовательности технологических переходов, если учесть, что наилучшая взаимная перпендикуляр­ность, параллельность и концентричность поверхностей достига­ются при их обработке с одной установки.

Определение последовательности технологических переходов при обработке отдельных поверхностей детали позволяет выявить необходимые этапы обработки (черновая, чистовая и отделочная) и является базой для формирования технологического маршрута изготовления детали и отдельных операций.

Проектирование технологического маршрута изготовления де­тали. Под технологическим маршрутом изготовления детали пони­мается последовательность выполнения технологических операций (или уточнение последовательности операций по типовому или групповому технологическому процессу) с выбором типа обору­дования. На этапе разработки технологического маршрута при­пуски и режимы обработки не рассчитывают, поэтому рациональ­ный маршрут выбирают с использованием справочных данных и руководящих материалов по типовым и групповым методам обра­ботки. Значительную помощь при этом может оказать ЭВМ.

Технологические маршруты весьма разнообразны и зависят от конфигурации детали, ее размеров, требований точности, про­граммы выпуска, однако при проектировании маршрута следует руководствоваться некоторыми общими соображениями. С методи­ческой точки зрения эта работа может быть представлена следую­щей примерной схемой.

1. Сначала выявляют необходимость расчленения процесса изготовления детали на операции черновой, чистовой и отделочной обработки. Эту работу выполняют с использованием разработок по установлению маршрута обработки различных поверхностей данной детали.

2. Операцию черновой обработки целесообразно отделить от чи­стовой, чтобы уменьшить влияние деформации заготовки после черновой обработки. Однако если заготовка жесткая, а обрабаты­ваемые поверхности незначительны по длине, то такое расчленение не обязательно.

3. Отделочная обработка, как правило, выполняется на конеч­ной стадии процесса. Но от этого положения в отдельных случаях приходится отступать. Например, если окончательная обработка поверхности связана с возможным отходом заготовок в брак, то эту операцию не следует выполнять последней, чтобы не иметь лишних затрат труда.

4. При формировании операций следует учесть, что определен­ная группа поверхностей потребует обработки с одной установки. К таким поверхностям относятся соосные поверхности вращения и прилегающие к ним торцовые поверхности, а также плоские поверхности, обрабатываемые в несколько позиций.

5. В самостоятельные операции выделяются обработка зубьев колес, нарезание шлицев, обработка пазов, сверление отверстий с применением многошпиндельных головок и др.

6. При формировании операций следует иметь в виду следующее: а) на первой операции необходимо обработать те поверхности, которые будут использованы в качестве установочных баз на вто­рой, а возможно и на последующих операциях механической обра­ботки; б) наличие термической или химико-термической обработки.

7. При формировании технологического маршрута устанавли­вается тип применяемого оборудования (станок токарный, фрезер­ный, сверлильный и т. д.).

8. Выполненная наметка технологического маршрута оформля­ется в виде операционных эскизов заготовок с указанием схемы их базирования и с выделением жирными линиями обрабатываемых поверхностей.

9. В маршрут технологического процесса включают опущенные второстепенные операции (обработку крепежных отверстий, снятие фасок, зачистку заусенцев, промывку и др.), а также указывают место контрольных операций.

После оценки принятых решений вносят необходимые кор­рективы.

Особенности изготовления мачт со стационарной короной

Мачта для инженерных сетей уличного освещения, у которых корона крепится стационарно, должны выдерживать очень высокую нагрузку на корпус. Они используются для монтажа тяжелого оборудования. Поэтому ошибки при разработке проекта и изготовлении конструкции могут привести к тяжелым последствиям начиная от обрушения ствола заканчивая вредом здоровью человека.

Изготовление этих мачт ведется в строгом соответствии с разработанной и утвержденной технологией. Рассмотрим, из каких этапов состоит технологический процесс производства высокомачтовых опор.

Как делаются мачты?

Процесс изготовления описываемых конструкций включает в себя такие этапы:

1. Получение и проверка материала. Для производства корпусов мачт с повышенной несущей способностью используется тонкий листовой прокат. Прочность конструкции достигается не за счет толщины металла, а благодаря особой форме поперечного сечения. Марка углеродистой стали подбирается на основе проектов, которые составляются с учетом минимальной температуры воздуха, возможной в месте эксплуатации. При поступлении стали ее состав проверяется на соответствие параметрам, указанным в документации.
2. Раскрой заготовок на детали. Листовая сталь разрезается на детали для формирования ствола мачты. Для этого применяется станок плазменной резки. Использование плазменной струи для раскроя позволяет получить ровную кромку, которая не требует дополнительной механической обработки. Благодаря компьютерному управлению детали режутся без допусков, что экономит материал и уменьшает себестоимость процесса производства.

3. Создание ствола. Для придания листу стали нужно формы используется гидравлический пресс. Он сгибает материал с низкой скоростью, чтобы избежать повреждения внутренней структуры. Ствол формируется так, чтобы получилось многогранное поперечное сечение и конусовидная форма с уменьшением диаметра по направлению к верхушке.
4. Сваривание ствола. Соединение производится с помощью электрических сварочных аппаратов продольным швом. Сваривание производится вдоль вершины фигуры, чтобы не портить внешний вид мачты. После соединения шов очищается от шлака и проверяется на наличие внутренних дефектов. Для этого используются инструменты неразрушающего контроля. Корпус высоких осветительных мачт делается сегментным, чтобы можно было перевозить отдельные детали на прицепах.

5. Устройство технологических отверстий. В нижней части конструкции делается ревизионный лючок, через который производится коммутация с подземными силовыми линиями. В этом месте внутри ствола устанавливаются элементы усиления для сохранения нужной прочности и несущей способности. Отверстие закрывается крышкой для предотвращения доступа посторонних. Подключение кабелей в процессе монтажа производится через электрораспределительный шкаф с клеммными колодками и устройствами защитного отключения.
6. К нижнему и верхнему срезу ствола привариваются круглые фланцы с большим количеством отверстий по окружности. Нижняя опорная площадка нужна для крепления наземной части к шпилькам. Верхняя служит для крепления стационарной рамы, на которую затем устанавливаются световые приборы.

Где заказать?

Вам нужны мачты с рамой под осветительные приборы стационарного типа? Хотите приобрести изделия с гарантией качества и соответствия требованиям ГОСТ? Обращайтесь на наше производственное предприятие. Мы сделаем для вас нужное количество инженерных конструкций в срок до 8 недель. Каждое изделие разрабатывается под конкретные условия применения с учетом климатических особенностей местности, где оно будет установлено.

Технологическая карта урока “отделка изделий из древесины”. Последовательность изготовления деталей из древесины

Создание любого изделия проходит в несколько этапов, и первым из них является проектирование будущего изделия.

Не спешите сразу приступать к его изготовлению. Можно ошибиться, сделать что-то не так, и всю работу придется переделывать. Не зря бытует поговорка: «Семь раз отмерь, один раз отрежь».

Сначала нужно сделать эскизы, или наброски, различных вариантов будущего изделия. Затем письменно анализируют достоинства и недостатки каждого из вариантов, что позволяет выбрать лучший.

Для выбранного варианта изделия разрабатывают техни-че-скую документацию: эскиз, технический рисунок или чертеж с указанием размеров.

После подготовки технической документации приступают к отбору качественных заготовок и их разметке. Заготовка – это материал определенных размеров, из которого будет изготовляться деталь (размеры заготовки для любой детали всегда больше, чем сама деталь). Из заготовки получают одну или несколько деталей.

Соединение деталей в изделие называют сборкой.

Превращение заготовки в деталь или изделие должно строго соответствовать технологическому процессу, т. е. определенной последовательности действий.

Технологический процесс изготовления изделия состоит из ряда технологических операций. Например, технологическими операциями являются выпиливание заготовки на столярном верстаке, сверление отверстий на сверлильном станке, окраска изделия в специальном помещении и т. д.

Последовательность операций по обработке заготовки и изготовлению из нее детали записывается в специальных технологических или маршрутных картах.

В технологической карте (табл. 6) подробно описывают последовательность технологических операций, выполняют графическое изображение заготовки, соответствующее каждой операции, указывают применяемые инструменты и приспособления.

Таблица 6
Технологическая карта изготовления разделочной доски

№ п/п	Последовательность выполнения операций	Графическое изображение	Инструменты и приспособления
	Выбрать заготовку из доски или фанеры толщиной 10-12 мм и разметить контур изделия по шаблону		Шаблон, карандаш, верстак
	Выпилить изделие по контуру		Ножовка, столярный верстак
	Наколоть шилом центр отверстия. Просверлить отверстие		Шило, сверло, коловорот или дрель, верстак
	Зачистить изделие, скруглить острые кромки и углы		Верстак, шлифовальная колодка

В маршрутных картах указывается только последовательность выполнения операций (табл. 7).

Таблица 7
Маршрутная карта изготовления разделочной доски

Практическая работа № 25

Составление простейшей технологической карты

Порядок выполнения работы

1. Выберите одну из деталей изделия в вашем проекте.
2. Внимательно изучите деталь, которую необходимо изготовить, или ее графическое изображение.
3. Пользуясь таблицей 6, разработайте технологическую карту изготовления этой детали.
4. Проверьте правильность составления технологической карты самостоятельно, после чего отдайте ее на проверку учителю.

Новые понятия

Этапы создания изделия, проектирование, заготовка, деталь, сборка, технологический процесс, операция, технологическая карта, маршрутная карта.

Контрольные вопросы

1. Перечислите этапы изготовления вашего проектного изделия из древесины.
2. Чем отличается заготовка от детали?
3. Для чего нужны технологические карты?
4. Почему размеры заготовки больше размеров детали?

Педагогическое обоснование урока:

На данном уроке учащиеся начинают новый творческий проект, который предполагает выполнения самостоятельных последовательных действий учащихся в осуществлении определенного замысла. Поскольку любая творческая работа – это определенная последовательность действий в осуществлении определенного замысла, то для этого необходима правильная последовательность действий. Научить учащихся овладеть этими методами исследования – одна из важнейших задач всей образовательной области, в том числе данного урока.

Время урока: 90 минут

Цели урока :

обучающая :

• научить учащихся самостоятельно планировать деятельность на основе полученных знаний и выработанных умений,
• раскрыть сущность процесса изготовления табуретки с точки зрения технологического процесса;
• реализация полученных знаний по изготовлению технологической карты по при решении новой задачи;

развивающая :

• развить трудовые навыки и умения учащихся составлять технологическую карты
• развивать воображение, творческий подход к выполнению работы
• развивать умение разбивать задачу на подзадачи;

воспитывающая :

• воспитывать добросовестное отношение к выполняемым заданиям;
• воспитывать бережное отношение к оборудованию и инструментам

Инструменты и оборудование:

• верстак,
• линейка,
• циркуль,
• альбомный лист,
• карандаш

Наглядные пособия :

• технологическая карта,
• готовые изделия (табуретки разных конструкций),
• заготовки деталей.

Форма обучения :

• индивидуальная,
• групповая

Краткий план урока

I . Организационный момент

II . Актуализация знаний

III. Объяснение новой темы.

IV. Практическая часть урока.

V. Анализ работы учащихся, подведение итогов

VI. Домашнее задание

ХОД УРОКА

I. Организационный момент

Проверка списочного состава учащихся, сообщение о теме, целях и содержании урока

Проверка готовности учащихся к уроку (состояние рабочих мест, наличие тетради, ручки)

Определяет тему урока, мотивирует на конечный результат

II. Актуализация знаний

1. Что такое технологический процесс? (Технологический процесс – это часть производственного процесса, содержащая целенаправленные действия по изменению формы, размеров и свойств материалов при изготовлении из них изделия. Технологический процесс осуществляется при помощи различного технологического оборудования: станков, приспособлений, инструментов ).
2. Что такое технологическая карта? (Технологической картой называется документ, в котором записан весь процесс обработки деталей изделия с указанием технологических операций )

III. Объяснение нового материала

С сегодняшнего урока мы с вами приступаем к изготовлению табуретки.

Демонстрация готовых изделий (табуреток)

А какую из табуреток Вы хотите изготовить?

Когда замысел определен, учащиеся переходят к следующему, самому ответственному этапу в творческой деятельности – воплощению замысла в эскизах.

IV. Практическая часть урока

Учащиеся составляют технологическую карту по изготовлению табуретки

	Последовательность операций	Графическое изображение	Инструменты, приспособления
	Выбрать заготовки, разметить, распилить заготовку		линейка, карандаш, ножовка
	Обработать заготовки и на станке		фуговальный станок ФСШ-2
	Прострогать и распилить по размеру. По диагонали найти центр для точения на токарном станке		верстак, линейка, карандаш, ножовка, молоток, вороток
	Разметка и установка заготовки на токарном станке		станок СТД-120М, штангенциркуль, резцы, линейка, карандаш
	Вытачивание заготовки по размеру и форме		станок СТД-120М, шаблон, рейер, майзель
	Шлифовка ножек табуретки		шлифовальная шкурка
	Разметка и изготовление шиповых гнезд		Сверлильно-долбежный станок
	Разметка, распиление, строгание вставок		Карандаш, линейка, рубанок, ножовка, угольник
	Изготовление шипового соединения		Верстак, линейка, угольник, ножовка, стамеска, нож
	Сборка остова табуретки (соединение ножек к вставкам)		Клей столярный, киянка
	Изготовление столешница: разметка, распиление, шлифовка		Верстак, линейка, карандаш, ножовка, напильник дрочевой, шлифовальная шкурка
	Сборка изделия		Верстак, клей столярный, нагель, киянка

V. Анализ работы учащихся, подведение итогов

Оценивая работу учащихся, учитель учитывает последовательность и правильность выполнения работы.

VI. Домашнее задание

Составить технологические карты на разные виды табуреток, указать их назначение (детские, кухонные, для работы, хозяйственных нужд и др.).

План-конспект урока

по технологии в 7 классе

Тема урока: «Технологическая документация».

Цель урока: дать учащимся основные понятия о конструкторской документации.

Задачи: 1. Научить учащихся составлять технологические карты.

2. Прививать, аккуратность, трудолюбие.

3. Воспитывать уважение к труду.

Вводная часть.

Проверка учащихся по списку класса.

Проверка наличия необходимых принадлежностей.

Правила техники безопасности.

Основная часть.

(теоретическая).

Проверка домашнего задания.

Тема: «Конструкторская документация».

а) Что такое конструкторская документация?

(Комплект графических и текстовых документов, в которых излагаются все сведения о конструкции изделия).

б) Какие конструкторские задачи решают при разработке конструкции изделия и чертежей, необходимые для изготовления?

(выбирают наилучших вариант изделия, его конструктивные элементы, материалы, анализируют образцы изделий и выполняют чертежи).

в) Что такое ЕСКД?

(Единая система конструкторской документации).

г) Что относят к конструкторским документам?

(чертёж детали, сборочный чертёж, чертёж общего вида, электромонтажный чертёж, схемы и инструкции).

д) Кто разрабатывает конструкции изделий, выполняют чертежи?

(конструкторы, чертёжники).

Новая тема.

«Технологическая документация».

Технологической документацией называют графические и текстовые документы, определяющие технологию изготовления изделий. В состав технологической документации входит и конструкторская документация.

Технологический процесс – это часть всего производственного процесса, содержащая целенаправленные действия по изменению формы, размеров и свойств материалов при изготовлении из них изделий.

Технологический процесс осуществляют на различном технологическом оборудовании и с применением технологической оснастки: дополнительного оборудования, приспособлений, инструментов.

Технологическая операция – это законченная часть технологического процесса, выполняемая на одном рабочем месте или станке.

Технологическая операция состоит из различных технологических переходов.

Технологическим переходом называют часть технологической операции, выполняемую на одном рабочем месте одним и тем же инструментом.

Технологические переходы выполняют при определённом базировании и закреплении обрабатываемой заготовки, которое называют установом.

Основными технологическими документами являются карты: технологическая, маршрутная, операционная…

Технологической картой называют документ, в котором записан весь процесс обработки деталей и изделий с указанием технологической операции и их составных частей – переходов, а так же материалов, конструкторской документации, технологической оснастки.

Разработку технологической документации осуществляют на основе стандарта ЕСКД- Единой системы конструкторской документации.

III .. Практическая работа.

Разработка и составление технологической карты изготовления изделия (ручки напильника, киянки).

Внимательно изучите содержание одной из учебных технологических карт.

Подберите или разработайте чертёж нужной детали.

Определите размеры заготовки с учётом припусков на обработку и подберите породу древесины.

Составьте операционную карту с записью переходов на изготовление изделия, изображением рисунков, простановкой размеров и перечнем необходимых инструментов и приспособлений.

1. Подведение итогов.

Уборка рабочих мест.

Разбор ошибок, допущенных в практической работе.

Выставление оценок.

После того как сборочный чертёж изделия разработан и выполнена его деталировка (изготовлены чертежи всех деталей, входящих в изделие), переходят к следующей стадии технологического этапа работы над проектом: разработке технологической документации.

В качестве технологической документации применяют маршрутную карту, в которой указывается маршрут следования заготовок но операциям. В операционной карте содержится подробное описание технологической операции. В технологической карте – последовательность выполнения операций, их графическое изображение, а также перечень инструментов и приспособлений, необходимых для каждой операции. То есть в технологической карте описывается технологический процесс изготовления детали или изделия. В учебных мастерских вы будете работать по технологическим картам.

Изготовление изделий из древесины начинают с внимательного изучения чертежей (эскизов) деталей. Затем подбирают заготовки соответствующих размеров, размечают контуры будущих деталей, обрабатывают заготовки с соблюдением чертёжных размеров, зачищают и отделывают готовые детали. Если изделие состоит из нескольких деталей, то перед окончательной отделкой их соединяют между собой.

В качестве примера в таблицах 2 и 3 приведены технологические карты изготовления деталей из древесины. Деталь, описанная в таблице 2, имеет призматическую форму (форму бруска), в таблице 3 – цилиндрическую и коническую форму.

Таблица 2

Технологическая карта.

Изготовление верхней планки (изделие «карандашница», см. рис. 6, г)

Таблица 3

Технологическая карта.

Изготовление изделия «кегля»

При составлении технологической карты не следует назначать большие припуски на обработку заготовки. Это ведёт к неоправданному расходу древесины, а её нужно использовать экономно.

Практическая работа № 6

Разработка технологической карты изготовления детали из древесины

1. Рассмотрите и прочитайте выданный учителем чертёж детали из древесины или эскиз детали из своего творческого проекта.
2. Разработайте технологическую карту изготовления этой детали.
3. Определите, какие инструменты понадобятся для изготовления этой детали или детали проектного изделия, запишите их названия в рабочую тетрадь.

Составьте с помощью компьютера технологическую карту изготовления детали своего проектного изделия и заполните её.

Новые слова и понятия

Маршрутная карта, операционная карта, технологическая карта.

Проверяем свои знания

1. Что Такое деталировка?
2. Что указывается в технологической карте?
3. Из каких этапов состоит технологический процесс изготовления детали из древесины?
4. Вспомните, какого специалиста называют технологом.

Данный сборник технологических карт по изготовлению поделок из древесины рассчитан на обучающихся второго года обучения, занимающихся по дополнительным образовательным программам области деревообработки. Возраст обучающихся 12-14 лет.

Сборник может быть использован в профессиональной деятельности педагогами дополнительного образования, учителями технологии, черчения и графики образовательных учреждений.

Источник:

Введение.

Использование технологических карт в учебном процессе.

В традиционной педагогике работа педагога ориентирована, прежде всего, на сообщение знаний и способов действий, которые предлагаются обучающимися в готовом виде, предназначены для воспроизводящего усвоения; педагог является единственным инициативно действующим лицом учебного процесса. В настоящее время в практику дополнительного образования внедряются всё новые технологии и методики. Большинство новых технологий ориентировано на усовершенствование работы обучающихся по овладению новыми знаниями, умениями и навыками. Использование технологической карты на занятиях также способствует формированию умений обучающихся работать с информационными источниками, перерабатывать и систематизировать информацию. Использование технологической карты позволяет обучающимся более осознано подойти к изучению нового материала, оценить свои возможности для достижения поставленных целей и задач занятия, позволяет провести самооценку своих действий.

Технологическая карта – это одна из форм образовательного процесса, позволяющая сделать занятие более плодотворным. Использование инструкционных и технологических карт на занятии – один из приемов личностно-ориентированного обучения, позволяющего организовать самостоятельного освоения знаний обучающихся.

Что такое технологические карты и для чего они нужны

Представляет собой документ, который содержит все необходимые сведения и, соответственно, инструкции для персонала, который выполняют определенный технологический процесс или же техническое обслуживание объекта. Качественно составленная технологическая карта должна в обязательном порядке давать четкие ответы на такие вопросы:
– Какого рода операции следует выполнять?
– В какой именно последовательности выполняются предусмотренные технологическим процессом операции?
– С какой периодичностью требуется выполнять операции (в случаях, когда необходимо многоразовое повторении операции)?
– Сколько времени затрачивается на выполнение отдельно взятой операции?
– Каков конечный результат выполнения определенной операции?
– Какие требуются инструменты, а также материалы для эффективного выполнения операции?
Разработка и внедрение технологических карт необходима в таких случаях:
– при высокой степени сложности выполняемых операций;
– при наличии спорных элементов и неоднозначностей в планируемых операциях;
– при необходимости четкого определения трудозатрат на качественную эксплуатацию объекта.
Надо сказать, что чаще всего технологическая карта составляется для каждого отдельно взятого объекта, оформляясь в виде понятной таблицы. В одной технологической карте могут учитываться различные, но при этом имеющие какое-либо сходство между собой модели объектов

Технологические карты – это выводы, которые рождаются на глазах учащихся в момент объяснения и оформляются в тетрадях в виде таблиц, карточек, чертежей и рисунков.

Компактные, опорные схемы, вызывая живой интерес учащихся, побуждают их к активному труду, к поиску.

Работая над проектом, дети применяют технологические карты, и эти карты позволяют все этапы работы разложить по «полочкам»

Метод проекта в «связке» с технологической картой, позволяет детям творчески мыслить.

Содержание:

Введение________________________________________________________3

Технологическая карта на изготовление деталей « Солонка»____________ 5

Технологическая карта на изготовление деталей «Табурет детский» _____ 10

Технологическая карта на изготовление деталей «Полка подвесная»_____ 16

Технологическая карта на изготовление деталей «Скамейка детская»____ 22

Технологическая карта на изготовление деталей «Поставка»___________ 28

Технологическая карта на изготовление деталей «Солонка 2»___________ 33

Технологическая карта на изготовление деталей «Лопатка детская»______36

Технологическая карта на изготовление деталей сувенир «Рукодельница»_40

Технологическая карта на изготовление деталей «Подсвечник настенный»_46

Технологическая карта на изготовление деталей «Доска разделочная»____ 55

Процессы создания радикальных инноваций в производственных технологиях

Адродегари Ф., Баккетти А., Пинто Р., Пирола Ф. и Занардини М. (2015), «Планирование и контроль производства на заказ (ETO): эмпирическая основа для машиностроительных компаний. ”, Планирование и контроль производства, Том. 26 No. 11, pp. 910-932.

Акгун, А., Кескин, Х., Бирн, Дж. И Линн, Г. (2014), «Предпосылки и последствия способности организаций осмысливать технологии», Технологическое прогнозирование и социальные изменения, Vol. 88, стр. 216-231.

Антонелли, К. (2006), «Распространение как процесс творческого принятия», Журнал передачи технологий, Vol. 31 No. 2, pp. 211-226.

Апплярд, М.(2003), «Влияние накопления знаний на проекты совместной разработки покупателя и поставщика», Журнал Product Innovation Management, Vol. 20 No. 5, pp. 356-373.

Болдуин, К., Хинерт, К. и фон Хиппель, Э. (2006), «Как пользовательские инновации становятся коммерческими продуктами: теоретическое исследование и тематическое исследование», Research Policy, Vol. 35 No. 9, pp. 1291-1313.

Баптиста, К.(2013), «Процессы взаимодействия в долгосрочных отношениях в горнодобывающей промышленности: продольные тематические исследования покупки капитального оборудования», Industrial Marketing Management, Vol. 42 No. 6, pp. 969-982.

Барт, С. и Кох, С. (2019), «Критические факторы успеха в проектах модернизации ERP», Industrial Management & Data Systems, Vol. 119 No. 3, pp. 656-675.

Бессант, Дж.(1982), «Факторы, влияющие на производственные инновации», Research Policy, Vol. 11 No. 2, pp. 117-132.

Брайман А. (2012), Методы социальных исследований, 4-е изд., Oxford University Press, Нью-Йорк, Нью-Йорк.

Даманпур, Ф. и Вишневски, Д. (2006), «Исследование инноваций в организациях: отличие инноваций, генерирующих от организаций, принимающих инновации», Journal of Engineering and Technology Management, Vol.23 No. 4, pp. 269-291.

Да Роса Кардозу, Р., Пиньеро де Лима, Э. и Гуовеа да Коста, С. (2012), «Определение организационных требований для внедрения передовых производственных технологий (AMT)», Журнал производственных систем, Vol. 31 No. 3, pp. 367-378.

Датта, А. и Джессап, Л. (2013), «Взгляд за пределы основной отрасли и существующих технологий в поисках радикальных инноваций», Technovation, Vol.33 № 10/11, стр. 355–367.

Дьюар Р. и Даттон Дж. (1986), «Принятие радикальных и постепенных инноваций: эмпирический анализ», Management Science, Vol. 32 No. 11, pp. 1422-1433.

Дуллури, С. и Рагхаван, Н. (2008), «Сотрудничество в разработке инструментов и инвестиций в производственные мощности в сетях высокотехнологичного производства», Европейский журнал исследований операций, Vol.187 No. 3, pp. 962-977.

Эйзенхардт К. и Грэбнер М. (2007), «Построение теории на основе кейсов: возможности и проблемы», Журнал Академии менеджмента, Vol. 50 No. 1, pp. 25-32.

Эттли, Дж., Бриджес, В. и О’Киф, Р. (1984), «Стратегия организации и структурные различия для радикальных и постепенных инноваций», Management Science, Vol.30 No. 6, pp. 682-695.

Frambach, R. и Schillewaert, N. (2002), «Организационное внедрение инноваций: многоуровневая структура детерминант и возможностей для будущих исследований», Journal of Business Research, Special Issue on Marketing Theory in the Next Millennium, Vol. 55 No. 2, pp. 163-176.

Фришаммар, Дж., Ericsson, K. и Patel, P.C. (2015), «Темная сторона передачи знаний: изучение утечки знаний в совместных проектах НИОКР», Technovation, т. 41/42, стр. 75-88.

Фришаммар, Дж., Лихтенталер, У. и Рихтнер, А. (2013), «Управление разработкой процесса: ключевые вопросы и аспекты на начальном этапе», R&D Management, Vol. 43 No. 3, pp. 213-226.

Гомес, Дж.и Варгас П. (2012), «Нематериальные ресурсы и внедрение технологий в производственных компаниях», Research Policy, Vol. 41 No. 9, pp. 1607-1619.

Гопалакришнан С. и Бирли П. (1999), «Пересмотр инноваций продуктов и процессов с использованием подхода, основанного на знаниях», Journal of High Technology Management Research, Vol. 10 № 1. С. 147–166.

Гость, Г., Банс А. и Джонсон Л. (2006), «Сколько интервью достаточно? Эксперименты с насыщением и изменчивостью данных », Полевые методы, Vol. 18 No. 1, pp. 559-582.

Харборн П., Хендри К. и Браун Дж. (2007), «Развитие и распространение радикальных технологических инноваций: роль демонстрационных автобусных проектов в коммерциализации технологии топливных элементов», Технологический анализ и стратегическое управление, Vol.19 No. 2, pp. 167-188.

Хаусман, А. и Сток, Дж. (2003), «Принятие и внедрение технологических инноваций в рамках долгосрочных отношений», Журнал бизнес-исследований, Vol. 56 No. 8, pp. 681-686.

Huizingh, E.K.R.E. (2011), «Открытые инновации: современное состояние и перспективы на будущее», Technovation, Vol.31 No. 1, pp. 2-9.

Карлссон, К., Тейлор, М. и Тейлор, А. (2010), «Интеграция новых технологий в устоявшихся организациях: отображение механизмов интеграции», Международный журнал операций и управления производством, Vol. 30 No. 7, pp. 672-699.

Кеупп, М. и Гассманн, О. (2013), «Ограничения ресурсов как триггеры радикальных инноваций: долгосрочные данные из производственного сектора», Research Policy, Vol.42 No. 8, pp. 1457-1468.

Хазанчи, С., Льюис, М. и Бойер, К. (2007), «Культура, поддерживающая инновации: влияние организационных ценностей на процессные инновации», Journal of Operations Management, Vol. 25 No. 4, pp. 871-884.

Курккио, М., Фришаммар, Дж. И Лихтенталер, У. (2011), «Где начинается разработка процесса: многократное тематическое исследование клиентских операций в производственных компаниях», Technovation, Vol.31 No. 9, pp. 490-504.

Лагер, Т. (2002), «Структурный анализ развития процессов в перерабатывающей промышленности: новая система классификации для стратегического выбора проектов и балансировки портфеля», R&D Management, Vol. 32 No. 1, pp. 87-95.

Лагер, Т. и Фришаммар, Дж. (2010), «Сотрудничество между поставщиками оборудования и пользователями в перерабатывающих отраслях: в поисках повышения эксплуатационных характеристик», Журнал управления производственными технологиями, Vol.21 No. 6, pp. 698-720.

Лагер Т., Халлберг Д. и Эрикссон П. (2010), «Разработка рабочего процесса инноваций: опыт LKAB», Международный журнал управления инновациями, Vol. 14 No. 2, pp. 285-306.

Ли, А., Ван, В. и Лин, Т. (2010), «Схема оценки для передачи технологии нового оборудования в высокотехнологичной отрасли», Технологическое прогнозирование и социальные изменения, Vol.77 No. 1, pp. 135–150.

Леонард-Бартон, Д. (1988), «Внедрение как взаимная адаптация технологии и организации», Research Policy, Vol. 17 No. 5, pp. 251-267.

Лим, Л., Гарнси, Э. и Грегори, М. (2006), «Инновации в продуктах и ​​процессах в биофармацевтических препаратах: новый взгляд на развитие», R&D Management, Vol.36 No. 1, pp. 27-36.

Линтон, Дж. И Уолш, С. (2008), «Теория инноваций для процессных инноваций, таких как нанотехнологии», Технологическое прогнозирование и социальные изменения, Vol. 75 No. 5, pp. 583-594.

Отчет McKinsey Global Institute (2012 г.), «Производство будущего: новая эра глобального роста и инноваций», www.mckinsey.com/business-functions/operations/our-insights/the-future-of-manufacturing 10 августа 2017 г.).

Мэн, Э., Томас, В.Дж. и Аттербек Дж. (2014), «Радикальные инновации, возникшие в результате слияния технологий: стратегии управления инновациями для развивающейся индустрии нанобиотехнологий», Journal of Engineering and Technology Management, Vol. 32, с. 1-25.

Милевский, С., Фернандес К. и Маунт М. (2015), «Изучение инноваций в технологических процессах с точки зрения жизненного цикла», Международный журнал управления операциями и производством, Vol. 35 No. 9, pp. 1312-1331.

Мор Р. (1986), «Взаимоотношения разработчиков и потребителей в ситуациях, связанных с новыми промышленными продуктами», Journal of Business Research, Vol. 14 No. 6, pp. 501-517.

Нг, И., Динг, Д. и Йип, Н. (2013), «Контракты, основанные на результатах, как новая бизнес-модель: роль партнерства и реляционных активов, ориентированных на ценность», Industrial Marketing Management, Vol. 42 No. 5, pp. 730-743.

Оке, А., Берк, Г. и Майерс, А. (2007), «Типы инноваций и их результативность в растущих МСП Великобритании», Международный журнал по управлению операциями и производством, Vol. 27 No. 7, pp. 735-753.

Парих, М.и Джоши, К. (2005), «Трансформация процесса закупок: реструктуризация для небольших закупок», Международный журнал по управлению операциями и производством, Vol. 25 No. 11, pp. 1042-1061.

Раймонд Л. и Сен-Пьер Дж. (2005 г.), «Предпосылки и результаты совершенствования передовых производственных систем на МСП», Международный журнал управления операциями и производством, Vol. 25 № 5/6, стр.514-533.

Райхштейн, Т. и Солтер, А. (2006), «Изучение источников технологических инноваций среди производственных предприятий Великобритании», Industrial & Corporate Change, Vol. 15 No. 4, pp. 653-682.

Робертсон П.Л., Казали Г.Л. и Якобсон Д. (2012), «Управление открытыми инкрементальными процессными инновациями: поглощающая способность и распределенное обучение», Research Policy, Vol.41 No. 5, pp. 822-832.

Рённберг-Шёдин, Д. (2013), «Взгляд на жизненный цикл сотрудничества между покупателем и поставщиком в проектах разработки процессов», Журнал управления производственными технологиями, Vol. 24 No. 2, pp. 235-256.

Сергеева, Н. (2016), «Радикальность инноваций: восприятие членов организации», Международный журнал инновационного менеджмента, Vol.20 No. 2, pp. 1-17.

Синха, Р. и Ноубл, К. (2008), «Внедрение радикальных производственных технологий и выживание фирм», Журнал стратегического управления, Vol. 29 No. 9, pp. 943-962.

Сйодин, Д.Р., Эрикссон, П.Е. и Фришаммар, Дж. (2011 г.), «Открытые инновации в перерабатывающих отраслях: взгляд на жизненный цикл разработки технологического оборудования», Международный журнал по управлению технологиями, Vol.56 № 2/3/4, стр. 225–240.

Сток, Г. и Татиконда, М. (2008), «Совместное влияние технологической неопределенности и межорганизационного взаимодействия на успех внешней интеграции технологий», Журнал «Управление операциями», Vol. 26 No. 1, pp. 65-80.

Свинк, М. и Наир, А. (2007), «Использование конкурентных преимуществ AMT: интеграция проектирования и производства как дополнительный актив», Journal of Operations Management, Vol.25 No. 3, pp. 736-754.

Terwiesch, C., Ren, Z., Ho, T. и Cohen, M. (2005), «Эмпирический анализ совместного использования прогнозов в цепочке поставок полупроводникового оборудования», Management Science, Vol. 51 No. 2, pp. 208-220.

Тир М.Дж. и Орликовски В.Дж. (1994), «Окна возможностей: временные модели технологической адаптации в организациях», Наука об организации, Vol.5 No. 1, pp. 98-118.

Ван Ланкер, Дж., Монделаерс, К., Ваутерс, Э. и Ван Хейленбрук, Г. (2016), «Организационная инновационная система: системная основа для радикальных инноваций на организационном уровне», Technovation, Vols 52/53, С. 40-50.

Фон Хиппель, Э. (1978), «Ориентированная на клиента парадигма для генерации идей промышленного продукта», Research Policy, Vol.7 No. 3, pp. 240-266.

Фон Хиппель, Э. и Тир, М. (1995), «Как осуществляется обучение на практике: идентификация проблем в новом технологическом оборудовании», Research Policy, Vol. 24 No. 1, pp. 1-12.

Уэст, Дж. И Богерс, М. (2014), «Использование внешних источников инноваций: обзор исследований открытых инноваций», Журнал Product Innovation Management, Vol.31 No. 4, pp. 814-831.

Уинтер, С. и Лаш, Р. (2016), «Рекомендации по оценке инноваций поставщиков на основе литературы и практики», Международный журнал по операциям и управлению производством, Vol. 36 No. 6, pp. 643-664.

Зельбст П., Грин К., Сауэр В. и Рейес П. (2012), «Влияние RFID на эффективность и результативность производства», Международный журнал по управлению операциями и производством, Vol.32 No. 3, pp. 329-350.

Промышленная революция и технологии | Национальное географическое общество

Говорят, что промышленная революция была самой глубокой революцией в истории человечества из-за ее огромного воздействия на повседневную жизнь людей. Термин «промышленная революция» – это лаконичная фраза для описания исторического периода, начиная с 18 ^-го -го века Великобритании, когда темпы изменений, казалось, ускорялись.Это ускорение процессов технических инноваций привело к появлению множества новых инструментов и машин. Это также включало более тонкие практические улучшения в различных областях, влияющих на рабочую силу, производство и использование ресурсов. Слово «технология» (происходящее от греческого слова techne , означающего искусство или ремесло) охватывает оба этих аспекта инноваций.

Технологическая революция и это ощущение постоянно ускоряющихся изменений началась намного раньше, чем 18 ^{-е годы} века, и продолжается до наших дней.Возможно, самым уникальным в промышленной революции было слияние технологий с промышленностью. Ключевые изобретения и инновации сформировали практически каждый существующий сектор человеческой деятельности в соответствии с отраслевыми принципами, а также создали множество новых отраслей. Ниже приведены некоторые ключевые примеры движущих сил изменений.

Сельское хозяйство

Западноевропейские методы ведения сельского хозяйства постепенно совершенствовались на протяжении веков. Несколько факторов объединились в Британии 18 ^-го -го века, что привело к значительному увеличению продуктивности сельского хозяйства.К ним относятся новые типы оборудования, такие как сеялка, разработанная Jethro Tull около 1701 года. Также был достигнут прогресс в севообороте и землепользовании, здоровье почвы, выведении новых сортов сельскохозяйственных культур и животноводстве. Результатом стал устойчивый рост урожайности, способный прокормить быстро растущее население улучшенным питанием. Сочетание факторов также привело к переходу к крупномасштабному коммерческому сельскому хозяйству, тенденции, которая продолжалась в 19, ^-х, годах, и позже.Более бедным крестьянам было труднее сводить концы с концами с помощью традиционного натурального хозяйства. Движение огораживания, которое преобразовало пастбища общего пользования в частную собственность, способствовало этой тенденции к рыночному сельскому хозяйству. Многие сельские рабочие и семьи были вынуждены в силу обстоятельств мигрировать в города, чтобы стать промышленными рабочими.

Энергия

Вырубка лесов в Англии привела к нехватке древесины для пиломатериалов и топлива, начиная с 16 ^{-х годов} века.Переход страны на уголь в качестве основного источника энергии был более или менее завершен к концу 17–90–126 – го века. Добыча и распределение угля привели в движение некоторые из движущих сил, которые привели к индустриализации Великобритании. Паровая машина на угле была во многих отношениях решающей технологией промышленной революции.

Впервые энергия пара была применена для откачки воды из угольных шахт. На протяжении веков ветряные мельницы использовались в Нидерландах для примерно аналогичной операции по осушению низинных пойменных равнин.Ветер был и остается легкодоступным и возобновляемым источником энергии, но его нерегулярность считалась недостатком. Гидроэнергия была более популярным источником энергии для измельчения зерна и других видов мельничных работ в большей части доиндустриальной Европы. Однако к последней четверти 18–90–126–90–127 века, благодаря работе шотландского инженера Джеймса Ватта и его делового партнера Мэтью Бултона, паровые двигатели достигли высокого уровня эффективности и универсальности в своей конструкции. Они быстро стали стандартными источниками питания для британской, а затем и для европейской промышленности.Паровая машина крутила колеса механизированного заводского производства. Его появление освободило производителей от необходимости размещать свои заводы на источниках гидроэнергии или рядом с ними. Крупные предприятия стали концентрироваться в быстрорастущих промышленных городах.

Металлургия

В этом освященном веками ремесле нехватка древесины в Великобритании потребовала перехода с древесного угля на кокс, угольный продукт, в процессе плавки. Замещающее топливо в конечном итоге оказалось очень полезным для производства чугуна.Эксперименты привели к некоторым другим достижениям в металлургических методах в 18, ^, веках. Например, печь определенного типа, которая отделяла уголь и предохраняла его от загрязнения металла, а также процесс «лужения» или перемешивания расплавленного железа позволяли производить большее количество кованого железа. Кованое железо более ковкое, чем чугун, и поэтому больше подходит для изготовления оборудования и других применений в тяжелой промышленности.

Текстиль

Производство тканей, особенно хлопка, имело фундаментальное значение для экономического развития Великобритании в период с 1750 по 1850 год.Это те годы, которые историки обычно используют для обозначения промышленной революции. В этот период организация производства хлопка перешла от мелкой надомной промышленности, в которой сельские семьи выполняли прядение и ткачество в своих домах, к крупной механизированной фабричной промышленности. Бум производительности начался с нескольких технических устройств, в том числе прядильной машины, прядильной машины и ткацкого станка. Сначала человек, затем вода и, наконец, энергия пара использовались для работы ткацких станков, чесальных машин и другого специализированного оборудования.Другим широко известным нововведением был хлопкоочиститель, изобретенный в Соединенных Штатах в 1793 году. Это устройство стимулировало рост выращивания хлопка и его экспорт из рабовладельческих штатов США, ключевого британского поставщика.

Химия

Эта отрасль возникла частично в ответ на потребность в улучшенных отбеливающих растворах для хлопка и других промышленных текстильных изделий. Другие химические исследования были мотивированы поисками искусственных красителей, взрывчатых веществ, растворителей, удобрений и лекарств, включая фармацевтические препараты.Во второй половине 19–90–126–90–127 века Германия стала мировым лидером в области промышленной химии.

Транспорт

Одновременно с увеличением производства сельскохозяйственной продукции и промышленных товаров возникла потребность в более эффективных средствах доставки этой продукции на рынок. Первые попытки в этом направлении в Европе заключались в строительстве улучшенных сухопутных дорог. Как в Европе, так и в Северной Америке были прорыты каналы для создания морских коридоров между существующими водными путями.Паровые машины были признаны полезными при передвижении, что привело к появлению парохода в начале 19 ^{-х годов} века. Паровые машины высокого давления также приводили в действие железнодорожные локомотивы, которые работали в Великобритании после 1825 года. Железные дороги быстро распространились по Европе и Северной Америке, а во второй половине 19–90–126 – го – 90–127-го века – до Азии. Железные дороги стали одной из ведущих отраслей промышленности мира, поскольку они расширили границы индустриального общества.

Новая логика высокотехнологичных исследований и разработок

Немногие руководители высокотехнологичных компаний рассматривают производство как главный источник конкурентного преимущества.Действительно, в растущем числе высокотехнологичных отраслей наблюдается тенденция к тому, что компании полностью передают производство сторонним подрядчикам или партнерам по совместным предприятиям. Поступая таким образом, эти компании надеются избежать рисков, связанных с инвестированием в дорогостоящие производственные предприятия и упущением из виду того, что они видят в качестве своего истинного источника преимущества: исследования и разработки продуктов.

Наши исследования в отрасли здравоохранения за последнее десятилетие, включая недавно завершенное исследование фармацевтической отрасли, показывают, что такое мышление часто является дорогостоящим и потенциально опасным для конкурентоспособного здоровья высокотехнологичных компаний.Фактически, не только возможно преуспеть в одновременной разработке новых продуктов и новых производственных процессов, но и необходимо. На многих рынках высоких технологий, на которых технология производства продуктов быстро развивается, инновации в производственных процессах становятся все более важной возможностью для создания инновационных продуктов. Эта тенденция означает, что многим компаниям следует уделять больше ресурсов и внимания НИОКР.

Инновации в производственных процессах становятся все более важными для инноваций в продуктах.

Рассмотрим следующий пример: Sigma Pharmaceuticals (вымышленное название реальной компании) потратила десять лет и более 100 миллионов долларов на исследования, разработку и клинические испытания нового препарата для лечения серьезного инфекционного заболевания. По общему мнению, проект имел оглушительный успех. Клинические испытания показали, что препарат безопасен и высокоэффективен, и быстро получил одобрение Управления по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA) для коммерческого маркетинга. К сожалению, руководители высшего звена были настолько сосредоточены на том, чтобы продукт прошел клинические испытания как можно быстрее, что не уделяли должного внимания процессу разработки проекта.

Изготовление лекарства, состоящего из сложной молекулы, потребовало разработки прорывного технологического процесса. Однако руководители высшего звена не выделяли значительных ресурсов на разработку процессов, пока не были уверены, что препарат получит одобрение FDA. К тому моменту для Sigma было уже слишком поздно увеличивать производительность технологического процесса, прежде чем она начала продавать лекарство. В результате компания не могла удовлетворить первоначальный спрос без крупных инвестиций в дополнительные мощности – задача, на выполнение которой ушло почти два года.Тем временем компания потеряла потенциальные продажи. Хуже того, он потерял возможность проникнуть на рынок, когда у него была эксклюзивная позиция. (Ожидается, что FDA вскоре одобрит конкурирующий препарат.)

Проблемы

Sigma не были результатом плохого прогнозирования: в течение длительного процесса клинических испытаний компания собрала обширные данные о токсичности и эффективности препарата, которые позволили предсказать вероятный спрос. Также затруднительное положение Sigma не было результатом того, что ученые с безумными глазами создали непроизводимый продукт, а затем бросили его через стену ничего не подозревающей производственной группе: люди, которым было поручено разработать технологический процесс, были опытными, первоклассными учеными, которые работали в тесном сотрудничестве с производственной группой. , проводя свои опытно-промышленные испытания на заводе и осуществляя плавный переход к серийному производству.Скорее, неспособность Sigma быстро нарастить производство и относительно низкая производительность производственного процесса были следствием недостаточных инвестиций в разработку процессов, особенно на ранних стадиях цикла разработки продукта.

И Sigma – далеко не исключение. В нашем недавно завершенном исследовании 23 крупных проектов развития в 11 фармацевтических компаниях США и Европы мы видели много случаев, когда проблемы с разработкой процесса либо задерживали выпуск продукта, либо препятствовали коммерческому успеху продукта, когда-то появившегося на рынке. ¹ Основная причина этих неудач чаще всего заключалась в убеждении высшего руководства в том, что технологические процессы не имеют большого значения. К нашему большому удивлению, мы обнаружили менеджеров с таким настроем не только в известных фармацевтических компаниях, но и в молодых биотехнологических компаниях. Мы стали свидетелями того же явления во множестве других высокотехнологичных отраслей. Поскольку успешные продукты требовали значительных надбавок к цене и поскольку производственные затраты были небольшими по сравнению с доходами, руководители не могли рассматривать, развивать и управлять производственными технологиями как стратегическую возможность.

Мы также наблюдали огромные преимущества, которые получили некоторые компании в различных высокотехнологичных отраслях, рассматривая разработку процессов как неотъемлемую часть цикла разработки продукта. Например, в нескольких фармацевтических компаниях были менеджеры, которые сознательно создавали организационные возможности, которые поддерживали быструю, действенную и эффективную разработку процессов. Благодаря своим новым возможностям компании могли быстрее внедрять новые продукты с высокой доходностью и контролируемыми процессами, что давало им значительное преимущество в стоимости по сравнению с конкурентами.Затем они еще больше укрепили свои позиции, продолжая активно улучшать процессы после выпуска новых продуктов. В результате они смогли более плавно выпускать свои новые продукты, более легко коммерциализировать сложные продукты и быстрее выходить на рынки, чем раньше. И, что удивительно, они часто требовали меньше капитальных вложений и меньше общих ресурсов на разработку, чем их более традиционные конкуренты. Наше открытие этой закономерности в фармацевтике – отрасли, в которой инновации имеют первостепенное значение – должно заставить задуматься руководителей других высокотехнологичных отраслей: разработка процессов может быть важнее в их отраслях, чем они думают.

Скрытое преимущество технологических процессов

На вопрос, почему они решили не делать разработку процессов и инновации процессов приоритетом, руководители во многих высокотехнологичных отраслях обычно отвечают, что выгода от такой ориентации заключается в более низких производственных затратах, что для них не особенно важно. Но эти руководители игнорируют другие значительные преимущества, связанные с разработкой процессов. К ним относятся ускоренный вывод новых продуктов на рынок, быстрое наращивание производства, расширенная функциональность продуктов и более сильная позиция компании.

Ускорение вывода на рынок.

В гораздо большем количестве ситуаций, чем это обычно представляется, развитие производственных технологий оказывает сильное влияние на выпуск новых продуктов. Одна фармацевтическая компания только что пришла к этому осознанию, когда мы изучали это. Стремясь сократить время, необходимое для разработки и получения одобрения FDA для новых продуктов, а также использовать существующие расходы на разработку, руководители высшего звена, как обычно в отрасли, посвятили подавляющую часть затрат компании на НИОКР на инновации продуктов.Но менеджеры в организации, занимающейся разработкой процессов, признали, что время, необходимое для разработки технологических процессов и подготовки заводов к производству, обычно добавляет год к срокам разработки продукта. Что характерно, высшее руководство не знало об этой проблеме.

Разработка процессов также может влиять на сроки разработки продукта более тонкими способами. Например, на таких предприятиях, как фармацевтика и полупроводники, обычно требуется разработка некоторых процессов, прежде чем можно будет изготовить функциональные прототипы или репрезентативные образцы продукции; медленная разработка процесса на этом этапе может привести к длительным срокам разработки прототипов, что, в свою очередь, может задержать внедрение продукта.Задержки также могут возникать, если технология процесса, разработанная на раннем этапе, не позволяет производить достаточное количество тестовых материалов. Хуже того, когда плохо изученная и неконтролируемая технология процесса приводит к созданию прототипов низкого или нестабильного качества, результаты испытаний могут быть неточными или ненадежными. В биотехнологии новые молекулы настолько сложны в производстве, что разработка базовых технологических процессов часто определяет сроки начала клинических испытаний на людях. (По иронии судьбы, несмотря на широко распространенное признание сложности производства лекарств на основе биотехнологий, многие руководители отрасли часто думают, что передовая наука имеет место только в исследованиях продуктов.)

Кроме того, низкопродуктивные процессы часто не позволяют компании производить достаточно материала для своевременного проведения всех необходимых клинических испытаний. Когда это происходит, у компаний нет другого выбора, кроме как отложить или продлить график клинических испытаний, что в конечном итоге приводит к задержкам с коммерциализацией. В одной компании мы спросили группу менеджеров, участвующих в конкретном проекте, не задерживает ли разработка процесса сроки клинических испытаний. Одновременно директор по развитию процессов сказал «нет», а лицо, наблюдающее за клиническими разработками, – «да».Оказалось, что оба были правы. При разработке процесса удалось получить достаточно материала для поддержки графика клинических испытаний для одного конкретного применения препарата. Однако, как и большинство лекарств, имелось множество потенциальных терапевтических применений. Поскольку производительность процесса была относительно низкой, компания не могла произвести достаточное количество препарата для поддержки других клинических испытаний с ее существующими возможностями, и поэтому эти испытания были отложены.

Rapid-Up-Up.

Когда новый продукт вводится на завод, может потребоваться некоторое время для того, чтобы производственные показатели (с точки зрения затрат, производительности труда, оборудования и капитала, мощности, качества и урожайности) достигли нормальных долгосрочных уровней.Этот период обычно называют подъемом. Скорость наращивания в значительной степени зависит от качества технологического процесса, которое, в свою очередь, определяется развитием процесса.

Быстрое наращивание производства неоценимо по нескольким причинам: чем быстрее компания сможет нарастить производство нового продукта, тем быстрее она сможет начать получать значительную прибыль от нового продукта и окупить свои инвестиции в разработку. Быстрый рост позволяет компании быстро выйти на рынок, получить широкое признание на рынке и начать накапливать опыт крупносерийного производства.И, наконец, чем быстрее происходит наращивание мощности, тем быстрее могут быть освобождены критически важные ресурсы для поддержки следующего проекта разработки. Напротив, когда компании запускают новый продукт с технологическими процессами, которые плохо изучены и изобилуют ошибками, они используют значительную часть своих производственных мощностей, производя лом, и должны тратить значительную часть своих скудных инженерных ресурсов на решение производственных проблем, а не на производство новых. новые продукты.

В одной из компаний, участвовавших в нашем исследовании, проблемы с запуском новой технологии процесса для крупного нового продукта были настолько велики, что компания переназначила каждого ученого и инженера от разработки процесса к проекту.В конце концов, процесс прошел достаточно хорошо, чтобы продукт был запущен. Но запуск был на шесть месяцев позже запланированного и значительно превысил бюджет; а стоимость производства продукта по-прежнему была слишком высокой, что вынудило компанию инвестировать дополнительные ресурсы в совершенствование технологического процесса. Более того, массовое выделение ресурсов для разработки этого проекта лишило другие проекты необходимых ресурсов. В результате эти проекты рисковали столкнуться с серьезными проблемами на более позднем этапе запуска.

Расширенные функциональные возможности продукта и признание клиентов.

Большинство конечных пользователей не заботятся о процессе, который используется для создания продукта. Тем не менее, во многих контекстах те характеристики продукта, которые их действительно волнуют, такие как консистенция, чистота, размер, вес, надежность и воздействие на окружающую среду, напрямую определяются спецификой производственного процесса. Эти особенности во многом зависят от применения превосходных возможностей процесса на ранних этапах процесса разработки продукта.В фармацевтике даже незначительные изменения в химическом или биохимическом производстве могут изменить характеристики продукта, влияя на его терапевтические свойства. Связь между технологическим процессом и характеристиками продукта особенно тесна в биотехнологии. Незначительные изменения в генетике клеток, используемых в производственном процессе, условиях реакции или процессах очистки, могут иметь значение между безопасным и терапевтически активным продуктом и нет.

Расширенная служебная позиция.

Инновационные технологические процессы – это малоизвестный способ защиты и расширения собственности своей продукции организациями. Великолепные новинки – это палки о двух концах. Они создают новые рынки, привлекают покупателей, готовых платить повышенную цену, и позволяют компании получать значительную прибыль. Однако чем лучше и успешнее продукт, тем больше конкурентов ему пытаются подражать. А подражатели могут быть быстрыми и безжалостными.Компании традиционно защищали подражателей патентами, но патенты редко обеспечивают полную защиту. Даже в этом случае длительное время между открытием патентоспособной технологии и ее коммерциализацией может означать, что такая защита истекает относительно рано в период коммерческой жизни продукта. Но инновационные технологические процессы, которые защищены патентами или которые трудно воспроизвести, могут блокировать или препятствовать выходу на рынок потенциального имитатора. (Легче опередить конкурента, которому приходится постоянно бороться за производство продукта по конкурентоспособным ценам и качеству.Некоторые фармацевтические компании узнали, что, когда истекает срок действия патента на лекарство, патентованная технология процесса является одной из лучших защит от вторжения со стороны производителей дженериков.

Движущие силы: меняющееся лицо в условиях высоких технологий

Руководители хорошо осведомлены о том, что более короткие жизненные циклы продуктов, все более трудные в производстве конструкции продуктов, фрагментированные рынки и растущий технологический паритет меняют характер конкуренции во многих высокотехнологичных отраслях.Хотя этот факт не является откровением, многие менеджеры только начинают понимать, как эти силы повысили стратегическую ценность возможностей разработки процессов, которые мы только что обсудили.

Более короткие жизненные циклы продукта.

Повсеместная сила глобальной конкуренции в сфере высоких технологий – это неуклонное сокращение жизненного цикла продукции. По иронии судьбы менеджеры некоторых высокотехнологичных компаний используют более короткий жизненный цикл как повод отказаться от собственного производства и сосредоточиться на исследованиях и разработках продуктов.Судя по всему, они видят технологические процессы и производственные активы как альбатросы в мире, где быстрые изменения продукта могут в одночасье сделать установки и оборудование устаревшими. Однако сокращение жизненного цикла продукта также повышает важность быстрого вывода на рынок и быстрого выхода на рынок. В самом деле, становится все более важным разрабатывать производственные процессы, которые имеют относительно низкие требования к капиталовложениям и относительно высокую капиталоемкость на этапе start промышленного производства и, следовательно, предлагают короткие горизонты окупаемости.Например, предприятия по производству полупроводников, которые могут стоить более 1 миллиарда долларов и иметь срок полезной службы всего несколько лет, еженедельно несут миллионы долларов на амортизационные отчисления; Именно по этим причинам повышение доходности и быстрое наращивание производства играют такую ​​важную роль в производстве полупроводников.

Быстрый выход на рынок и ускоренный вывод на рынок – это лишь два из многих преимуществ сосредоточения внимания на разработке процессов.

Стратегия начала коммерческого производства с плохо разработанными или нестабильными процессами и их усовершенствования со временем является слишком дорогостоящей.Даже в тех случаях, когда некоторая часть производственных инвестиций может быть перенесена на следующее поколение продукта, более короткие жизненные циклы продукта делают возможность разработки высокоэффективных процессов до выпуска продукта – и их агрессивного улучшения после этого – стратегическим императивом.

Дизайн продуктов, которые сложно изготовить.

Когда-то считалось, что ключом к успешной разработке продукта является отделение изобретения от разработки; то есть компания должна использовать только проверенные технологии при разработке своих новых продуктов.На быстро меняющихся рынках (таких как высокопроизводительные рабочие станции, плоские дисплеи и полупроводники) такой консервативный подход больше не является жизнеспособным. Чтобы получить хотя бы временное преимущество в производительности или функциональности продукта, компании должны работать на передовых рубежах технологий, а в таких отраслях, как биотехнологии или передовые материалы, – на передовых рубежах науки. Для некоторых типов технологий этот императив создает серьезные проблемы и неопределенность для разработки процессов и производства.Затраты на разработку и внедрение новых технологических процессов часто приближаются к затратам на разработку продукта, а иногда значительно превышают их. Хотя каждая организация должна найти способы избежать ненужной сложности, у тех, у кого есть сильные возможности для разработки процессов и производства, будет больше свободы в разработке продуктов, чем у тех, кто вынужден придерживаться простых в производстве конструкций.

Фрагментированные, требовательные рынки.

Заказчики как высокотехнологичных, так и низкотехнологичных продуктов – будь то конечные пользователи, каналы сбыта, промышленные пользователи или медицинские учреждения – теперь требуют гибкости, обслуживания и настраиваемых функций.Такие все более требовательные и фрагментированные рынки усложняют задачу разработки продуктов. Им требуются производственные процессы, которые могут отвечать потребностям в разнообразных настраиваемых функциях, услугах и формах продуктов без снижения качества, увеличения стоимости или замедления доставки. Когда такие производственные процессы развиваются упреждающе, они могут лучше удовлетворить эти высокие требования и обеспечить значительные и устойчивые позиции в новых сегментах. Возьмем, к примеру, гелевую версию Тайленола от McNeil Consumer Products.Отличительный производственный процесс позволил легко проглотить продукт; а поскольку процесс был проприетарным, продукт был единственным в своем классе с такой функцией. В результате гелевый колпачок укрепил бренд Tylenol.

Растущий технологический паритет.

В 1960-х годах многие американские высокотехнологичные компании смогли доминировать на мировых рынках благодаря своему мастерству в области продуктовых технологий. Сегодня ситуация совершенно иная. Географическое происхождение больше не является серьезным препятствием для доступа к базовым технологиям.Компании не могут позволить себе игнорировать любую область, в том числе производственную технологию, в стремлении к конкурентному преимуществу.

Действительно, компании любой национальности могут разместить свои научно-исследовательские центры в любом конкретном регионе, чтобы воспользоваться их технологическим опытом. Например, у японских компаний-производителей электроники есть центры исследований и разработок в Кремниевой долине; Американские компании-производители электроники открыли дизайнерские центры в Японии; европейские фармацевтические компании проводят значительный объем исследований и разработок в Соединенных Штатах.Компании также могут получить доступ к новейшим технологиям благодаря сотрудничеству с другими компаниями или университетами. Высокомобильная научная и инженерная рабочая сила и относительно слабая защита интеллектуальной собственности являются дополнительными факторами, способствующими быстрому распространению технологических ноу-хау и компетенций между странами и компаниями. Но поскольку производственные процессы проходят за стенами заводов, производственные технологии зачастую труднее имитировать, чем производственные технологии, и поэтому они предлагают более устойчивый источник конкурентных преимуществ.

Уроки фармацевтики

За последние несколько лет фармацевтическая промышленность столкнулась с рядом мучительных изменений. Во многих случаях эти изменения были вызваны отраслевыми версиями упомянутых выше сил – более коротким жизненным циклом продукта, все более сложными в производстве продуктами, фрагментированными и требовательными рынками и растущим паритетом продукта и технологии. Справляясь с этими изменениями, некоторые компании сделали разработку процессов своим приоритетом.Эти подходы, часто противоречащие общепринятым представлениям и прошлой деловой практике, предлагают компаниям из самых разных отраслей способ создать устойчивое преимущество в сегодняшней среде высоких технологий.

На протяжении 1960-х, 1970-х и 1980-х годов разработку процессов в фармацевтических компаниях характеризовали пять основных практик: при разработке нового лекарства откладывайте значительные затраты на НИОКР до тех пор, пока не появится разумная уверенность в том, что продукт будет одобрен для коммерческого запуска; процесс НИОКР является успешным, когда он остается вне критического пути для запуска нового продукта; как только продукт появляется на рынке и спрос начинает расти, основная задача производства и технологического проектирования состоит в том, чтобы задействовать дополнительные физические мощности; по возможности размещайте производство в «налоговой гавани», даже если оно находится далеко от НИОКР и разработки процессов; рассмотреть возможность инвестиций в усовершенствование процессов на более позднем этапе срока действия патента на продукт, когда угроза конкуренции со стороны генериков становится неизбежной.Эти методы, казалось, основывались на здравой логике и неопровержимых принципах: не тратить ресурсы на продукты, которые никогда не выйдут на рынок; не откладывать запуск продукта; не оставляйте товар с высокой маржой; минимизировать налоги и максимизировать прибыль после уплаты налогов; и по возможности продлевайте срок службы продукта. Обоснование было убедительным. Разработка фармацевтических продуктов всегда была делом в высшей степени неопределенным. Только около 5% новых соединений, которые проходят клинические испытания на людях, в конечном итоге достигают рынка.По некоторым данным, только одно из каждых 10 000 новых соединений, обнаруженных в лаборатории, в конечном итоге становится коммерческим лекарством. До 1990-х годов подавляющее большинство лекарств было относительно простым в производстве, а это означало, что разработка процесса, в свою очередь, включала относительно небольшое количество серьезных технических проблем. Кроме того, его можно было завершить относительно быстро, поэтому компании могли позволить себе подождать до конца цикла разработки, чтобы начать его. А поскольку производственные затраты часто составляют менее 10% от выручки, даже крайне неэффективные процессы мало влияют на конкурентоспособность или финансовые результаты компании.

Компании также имели ограниченную свободу действий при изменении своих производственных процессов без консультации с FDA. Если изменение процесса является достаточно значительным, FDA может потребовать от компании провести дополнительные клинические испытания на людях, чтобы доказать, что новый производственный процесс не изменил профиль безопасности или эффективности препарата. В результате, как только лекарство попадает на рынок, компании предпочитают наращивать мощности, дублируя существующий процесс, а не агрессивно совершенствуя технологические процессы.

Хотя конкретные практики в фармацевтике могут быть уникальными для отрасли, аналогичные модели поведения возникают и в других отраслях. Например, в большинстве компаний, разрабатывающих продукты на переднем крае технологий, опасения по поводу технической осуществимости дизайна продуктов и по поводу того, действительно ли рынки материализуются, как ожидалось, обычно затмевают опасения по поводу производства. Существует естественная тенденция откладывать решение проблем технологического процесса и производства, которые кажутся проблемами далекого будущего.(А если продукт выйдет из строя, проблем никогда не возникнет.) Если продукт все-таки выйдет на рынок и спрос растет, у него мало времени, чтобы думать о разработке новых или улучшенных технологических процессов. Цель на этом этапе – произвести как можно больше и как можно быстрее. Увеличение физических возможностей и поиск партнеров по аутсорсингу становятся целесообразными стратегиями. Если продукт не может быть легко воспроизведен конкурентами и его ценность для потребителя высока, маржа может быть достаточно высокой, чтобы такая стратегия сработала.

Практически по любым меркам набор практик, которым придерживались фармацевтические компании, работал в течение многих лет. До недавнего времени эта отрасль была одним из самых прибыльных и быстрорастущих секторов экономики США. С 1982 по 1992 год среднегодовые темпы роста отрасли составляли 18%. На протяжении 1970-х и 1980-х годов средняя прибыль фармацевтической компании и рентабельность капитала росли двузначными числами, чему способствовали появление множества новых продуктов, сильная патентная защита и гибкость ценообразования.Традиционно средняя валовая прибыль на продукцию колебалась от 70% до 85% в США и от 60% до 70% в Европе.

Фармацевтические компании испытывают давление из-за более короткого жизненного цикла продукции, меньшей гибкости ценообразования и более высоких затрат.

Однако сегодня фармацевтические компании испытывают давление из-за более короткого жизненного цикла продукции, меньшей гибкости ценообразования и более высоких затрат. Результат: резкое изменение возможностей для роста и прибыли.(См. Диаграмму «Снижение прибыли в фармацевтической промышленности».)

Снижение прибыли в фармацевтической промышленности

Более короткие периоды эксклюзивности и меньшая гибкость ценообразования.

Традиционно фармацевтические компании зарабатывали деньги, выпуская блокбастеры и сохраняя исключительное положение до истечения срока действия патента. Соперничество внутри большинства терапевтических классов было относительно ограниченным. Несмотря на то, что в конце 80-х годов рост объемов продукции замедлился и количество утвержденных новых продуктов сократилось, прибыль продолжала расти за счет повышения цен. ²

Однако в последнее время быстрое расширение организаций по поддержанию здоровья и других сетей управляемой медицинской помощи сконцентрировало закупку лекарств и значительно увеличило переговорные позиции покупателей. Поскольку они покупают лекарства в огромных количествах и часто ограничивают покупки только одним или двумя лекарствами для определенного состояния, эти сети могут успешно добиваться скидок до 60%.

Конкуренция также значительно выросла. К 1993 году примерно половина всех рецептов в Соединенных Штатах была заполнена дженериками, по сравнению с примерно 2% в 1980 году. ³ Эти непатентованные продукты обычно стоят на 30–60% дешевле конкурирующих продуктов известных марок. В период с 1993 по 1999 год истечет срок действия патентов на брендовые препараты, годовой объем продаж которых составит 20 миллиардов долларов, и в дальнейшем ожидается, что на генерики-заменители будет приходиться значительная доля этих продаж. Кроме того, подавляющее большинство лекарств на рынке в настоящее время сталкивается с прямой конкуренцией со стороны других запатентованных лекарств для лечения тех же заболеваний. Как заметил один из руководителей высшего звена: «В настоящее время все играют в одной песочнице.«В результате у компаний часто не только остается меньше времени до выхода генериков на рынок, но и они сталкиваются с конкуренцией со стороны запатентованных альтернатив еще до истечения срока действия их собственных патентов. Кроме того, защищенный патентом лекарственный препарат компании может столкнуться с жесткой ценовой конкуренцией, если на рынок поступит недорогой непатентованный вариант препарата конкурента, срок действия патента которого истек.

Рост затрат на разработку и производство.

Из-за ужесточения нормативных требований и сложности новых соединений стоимость разработки нового лекарства увеличилась до 359 миллионов долларов в 1992 году (с учетом стоимости многих соединений, которые так и не поступили на рынок) по сравнению со 120 миллионами долларов за пять лет. ранее. ⁴ Стоимость производства этих фармацевтических препаратов также растет. В начале 1990-х годов производственные затраты составляли около 20% продаж по сравнению с 10% в начале 1980-х годов. ⁵ При 20% продаж затраты на производство в настоящее время превышают затраты на исследования и разработки. Поскольку стоимость производства дженериков обычно составляет от 50% до 70% выручки и поскольку ожидается, что доля рынка дженериков будет быстро расти в течение следующих нескольких лет, весьма вероятно, что стоимость проданных товаров по отношению к выручке станет меньше. еще больше для фармацевтической промышленности в целом.

Почему растут производственные затраты? Относительно строгие правила FDA в отношении качества продукции требуют от фармацевтических компаний инвестировать в более сложное производственное оборудование и средства контроля. Правила Агентства по охране окружающей среды вынуждают их вкладывать средства в дорогостоящее оборудование для борьбы с загрязнением и очистные сооружения. Хотя достижения в области открытия и разработки лекарств позволили исследователям лекарств синтезировать более сложные (и, возможно, более безопасные и более эффективные) молекулы в лаборатории, крупномасштабное производство этих сложных молекул обычно требует более совершенных и дорогостоящих технологий производства.Сегодня компаниям, возможно, придется потратить от 100 до 400 миллионов долларов на новые предприятия по производству активных химических ингредиентов для одного лекарства – примерно вдвое больше, чем они должны были потратить десять лет назад.

От того, как компания управляет разработкой процессов, во многом зависит ее успех в инновационной продукции и в снижении производственных затрат.

Задача, стоящая перед фармацевтическими компаниями (и другими высокотехнологичными компаниями в аналогичных условиях), намного сложнее, чем смещение акцента с инноваций продуктов на снижение затрат.Хотя фармацевтическая промышленность по-прежнему остается бизнесом, в котором инновации в новых продуктах имеют первостепенное значение, то, как компания управляет разработкой процессов, в значительной степени повлияет на то, в какой степени она сможет значительно снизить свои производственные затраты и продолжать преуспевать в инновациях продуктов. Во многих случаях компаниям придется создавать новые стратегии, подходы и организационные возможности, чтобы разработка процессов могла в полной мере способствовать процессу разработки продукта.

Создание новой структуры производственных затрат

Задача резкого снижения производственных затрат побудила многие фармацевтические компании оптимизировать свои производственные сети и передать на аутсорсинг большую часть своего производства. Учитывая историю избыточных производственных мощностей во многих компаниях и случайные сети заводов, которые развивались за годы политических и налоговых стратегий, эти структурные изменения должны принести значительные выгоды. Однако, если все реструктурируют, все получат примерно одинаковые выгоды, и никто не получит особого преимущества.Чтобы достичь новой структуры затрат, которую трудно имитировать, компании должны сосредоточиться на создании отличительных наборов производственных возможностей. Разработка процессов – основное средство для создания этих возможностей.

Чтобы добиться уникальной структуры затрат, компании должны сосредоточиться на создании отличительных наборов производственных возможностей.

Как и компании в других отраслях, большинство фармацевтических компаний полагались на постепенное накопление знаний, чтобы со временем снизить свои производственные затраты.В самом деле, влияние совокупного опыта на затраты может быть очень сильным. Однако реальная выгода исходит от агрессивного стремления к изменениям технологических процессов, а не от простого сосредоточения на работе с существующей технологией, чтобы увеличить объемы и повысить эффективность использования производственных мощностей. Нижняя кривая на диаграмме «Влияние разработки процесса на снижение затрат» показывает влияние 12-летнего опыта производства на стоимость производства типичного антибиотика. Как указано, производственные затраты упали примерно на 85% за этот период.Компания выполнила более 80 проектов по производственному процессу, около половины из которых были относительно незначительными (например, настройка оборудования и улучшение рабочих процедур). Другая половина – это крупные проекты по усовершенствованию процессов, требующие значительных капитальных затрат и инженерных ресурсов (таких как улучшение конструкции оборудования и изменение основного химического состава процесса). На диаграмме сравнивается, как на самом деле выглядела кривая обучения, с тем, как бы она выглядела, если бы компания не проводила дальнейшую разработку процесса после запуска продукта.

Влияние развития процесса на снижение затрат

Одним из самых ярких результатов усовершенствования процессов в этой компании было сокращение капитала, который необходимо было вложить для удовлетворения спроса. На диаграмме «Как разработка процесса снижает капитальные затраты» сравнивается количество корпусов реактора (каждый стоимостью около 7 миллионов долларов США), необходимое для удовлетворения спроса, с количеством, которое потребовалось бы без каких-либо улучшений производительности за счет технологических процессов. Цифры ошеломляют: для удовлетворения спроса в 1994 году компании фактически потребовалось 17 реакторов с восстановительной стоимостью 119 миллионов долларов.Если бы не было разработок технологического процесса и если бы производительность процесса не увеличилась значительно, компании потребовалось бы около 120 реакторов. В какой-то момент компании пришлось бы инвестировать более 700 миллионов долларов дополнительного капитала для поддержки этого продукта.

Как разработка процессов снижает капитальные затраты

Вот и все, что касается общепринятого мнения, согласно которому ожидание как можно более длительного периода инвестирования в разработку процесса – лучшая политика! Наши результаты показывают, что эффект от разработки процесса является кумулятивным: чем раньше компания приступает к разработке процесса, тем выше общая финансовая отдача.И наоборот, чем дольше компания ждет начала разработки процесса, тем меньше у нее стимулов для этого: как только компания наращивает физическую мощность, достаточную для удовлетворения пикового спроса, повышение доходности, вызванное разработкой процесса, приведет к избыточной мощности.

Если выгодно проводить разработку процесса на раннем этапе коммерческой жизни продукта, еще лучше сделать это задолго до того, как продукт будет запущен. Наши выводы противоречат двум широко распространенным взглядам: лучше избегать инвестирования ограниченных технических ресурсов в проект, который может никогда не выйти на рынок, и что лучше всего не допускать вмешательства в график запуска разработки процесса.Данные, представленные в статье «Как разработка процессов снижает капитальные затраты», предполагают, что ранее инвестирование в разработку процессов могло оказать серьезное влияние на структуру затрат на новый продукт. Принимая во внимание, что традиционный подход делает упор на спуске по кривой обучения в последующие годы, наши результаты показывают, что разработка процессов, проводимая до коммерческого запуска, позволяет с самого начала получить более качественную (более дешевую) кривую обучения.

Когда минимальная подготовка к запуску приводит к неразвитым, проблемным и неэффективным технологическим процессам, велика вероятность, что усилия по разработке процесса после запуска будут не чем иным, как пластырями, которые оставляют мало времени (если таковое имеется) для упреждающих улучшений. инициативы.В фармацевтической промышленности, как и во многих других отраслях, неэффективный процесс может быть улучшен только настолько. Обычно существует несколько возможных синтетических путей для изготовления большинства традиционных химических препаратов. Определение наилучшего пути – другими словами, наилучшей последовательности химических реакций, которые производят желаемую молекулу – на ранних стадиях разработки лекарства является ключом к созданию производственного процесса, способного обеспечить высокие выходы и быструю производительность. Одна компания, участвовавшая в нашем исследовании, обнаружила, что выбор синтетического пути в среднем определяет 70% общих производственных затрат продукта.Разработка высокопроизводительного процесса раньше, чем позже, особенно важна для биотехнологической компании, потому что, как мы упоминали ранее, когда такая компания вносит даже незначительные изменения в процесс, FDA обычно требует от нее проведения дополнительных клинических исследований для продемонстрировать, что изменения не повлияли на терапевтические свойства препарата.

Достижение быстрой разработки процесса перед запуском

По проектам сопоставимого объема и сложности наши данные выявили существенные различия в том, насколько быстро отдельные компании могут завершить разработку процесса.Во многих проектах из нашей выборки, у которых было чрезмерное время выполнения, технические проблемы возникали на поздних этапах цикла разработки и делали процесс непригодным для коммерческого использования. Многие из этих проблем были обнаружены только тогда, когда были предприняты попытки запустить технологический процесс в промышленных масштабах. Проще говоря, качество разработки процесса было неадекватным.

Так же дорого и отнимает много времени, чтобы позволить продукту с проблемой качества пройти через фабрику в руки покупателя, так же дорого и отнимает много времени устранение проблем технологического проектирования на заводе.Качественная разработка процессов, которая позволяет находить и устранять проблемы проектирования процессов на ранних этапах цикла разработки, а не бросать армии ученых и инженеров на проект позже, является ключом к сокращению сроков разработки процессов. В нашем исследовании мы определили несколько методов, которые фармацевтические компании используют для достижения этого результата.

То, что происходит до передачи технологии, более важно, чем то, что происходит во время передачи.

Все признают бесполезность передачи технологий, «бросая их через стену».«Как следствие, когда у проектов возникают проблемы на этом этапе, сразу предполагается, что они связаны с процедурами передачи. Например, мы слышали, как руководители производства жалуются на такие проблемы, как то, что они не видят технологию до последней минуты, не получают достаточной поддержки со стороны НИОКР на этапе передачи и получают неполные описания. Были созваны собрания. Были сформированы оперативные группы. Были привлечены консультанты. И реформы были реализованы, включая более качественную документацию, четкие правила для того, когда технология была готова к передаче, конкретные точки согласования и создание совместных групп по передаче технологий.Такие шаги, вероятно, действительно помогают улучшить взаимодействие между людьми, которые разрабатывают процесс, и теми, кто будет использовать его на предприятии. Но наши исследования показывают, что источник большинства проблем, возникающих на этапе передачи, имеет мало общего с общением; скорее, они уходят корнями в сам технологический процесс и то, как он был разработан.

В конечном счете, любой технологический процесс должен работать в реальных производственных условиях. Мы видели много случаев, когда процессы выполнялись хорошо в лабораторных условиях, но не могли соответствовать коммерческим целям при запуске на полномасштабном производственном оборудовании с использованием обычных производственных рабочих и стандартных рабочих процедур.Эти проблемы были результатом не плохой передачи технологий, а плохой разработки процессов.

Используйте опытное производство в качестве поточного контроля качества.

Проверка качества на всех этапах проекта разработки может принести существенные выгоды. При разработке нового лекарства фармацевтические компании подвергают химические соединения серии клинических испытаний. Интересно, что когда дело доходит до разработки технологических процессов, они часто не подвергаются таким же строгим проверкам качества.Вместо этого компании позволяют проблемам просачиваться до тех пор, пока они, наконец, не проявятся во время запуска коммерческого производства. Проблемы будут обнаружены, но только после того, как их устранение станет дорогостоящим и трудоемким.

Опытное производство может быть очень эффективным способом проверки знаний и предположений о технологическом проекте перед полномасштабным коммерческим производством. Каждая компания, которую мы изучали, занималась пилотным производством, но мы наблюдали очень разные подходы к его использованию. Некоторые компании рассматривали роль пилотного производства как простое производство достаточного количества материалов для проведения соответствующих испытаний продукта (включая клинические испытания).В этих компаниях процессы были перенесены на опытно-промышленную установку, когда в лаборатории больше не могло производиться достаточное количество материала. В некоторых других случаях, когда другие продукты полностью использовались на пилотном предприятии, опытные партии производились в лабораторных условиях.

Однако явное меньшинство компаний, которые мы изучали, избрали альтернативный подход, основанный на обучении. Компании рассматривали опытное производство как неотъемлемую часть обнаружения и решения проблем проектирования процессов.Они имели тенденцию начинать пилотное производство, когда чувствовали, что в лабораторных условиях было получено достаточно знаний, и им нужно было протестировать проект процесса в условиях, более репрезентативных для будущей производственной среды.

Скорость разработки определяется тем, что вы делаете в начале проекта.

К удивлению многих менеджеров, мы обнаружили, что общие расходы на разработку процессов не влияли на время выполнения разработки процессов, но влияли время и направленность таких расходов.Например, в проектах по разработке фармацевтических препаратов на основе химических веществ, которые мы изучали, мы обнаружили взаимосвязь между интенсивным исследованием и анализом альтернативных процессов в лаборатории на ранней стадии и более быстрым развитием процесса. (См. Выставку «Влияние исследований процессов на сроки разработки процессов».) Причина проста: технология химических процессов опирается на очень зрелую базу знаний. Достоверные теории, практические правила проектирования и практический опыт помогают разработчикам процессов использовать лабораторные результаты для выявления и прогнозирования многих потенциальных производственных проблем.Затем эти результаты могут быть быстро подтверждены на пилотной установке.

Влияние технологических исследований на сроки разработки процессов

Однако неясно, каков оптимальный подход к сокращению времени выполнения заказа в биотехнологии. Поскольку технология настолько нова, лабораторные результаты не являются хорошими индикаторами будущих производственных показателей, а проведение дополнительных исследований процессов в лаборатории, по-видимому, не дает преимуществ в сроках выполнения заказа. Во многих случаях кажется, что большее количество лабораторных исследований приводит к увеличению времени разработки.Разница между стратегиями развития, необходимыми в биотехнологии, и стратегиями, необходимыми для фармацевтических препаратов на химической основе, высвечивает важный урок: не существует единого способа разработки процессов, который бы подходил для всех ситуаций и технологий; менеджеры должны быть осторожны, чтобы согласовать свой подход с конкретными ограничениями и возможностями, присущими самой технологии.

Меньше сосредотачивайтесь на организационной структуре и больше на неформальных каналах коммуникации.

В нескольких компаниях, которые мы изучили, возникли огромные внутренние дебаты о том, как следует организовать разработку процессов.Некоторые менеджеры считали, что разработка процессов должна быть частью НИОКР; другие считали, что это должно быть ответственность производителя; а третьи считали, что лучше всего иметь две группы – одну, отвечающую за исследования процессов на начальном этапе (часть НИОКР), а другую – за разработку, инжиниринг и масштабирование последующих процессов (часть производства).

Наш статистический анализ привел к удивительному выводу: ни один подход не обеспечивает последовательного преимущества.Наличие единой интегрированной группы, ответственной за все этапы исследования и разработки процессов от лаборатории до завода, как правило, давало некоторые преимущества с точки зрения сроков выполнения заказа и затрат на разработку, но было много исключений. Некоторые интегрированные группы работали медленно и неэффективно; других не было. Мы также заметили, что организационная база НИОКР не имеет большого значения. Мы видели группы по разработке процессов, основанные на исследованиях и разработках, с большим количеством опытных в производстве, и группы разработки процессов на основе производства, которые имели гораздо лучшие отношения с исследованиями и разработками, чем с заводом.

Этот недостаток последовательных выводов предполагает, что неформальные отношения и подходы к управлению проектами, как правило, имеют большее значение, чем формальные структуры и процедуры. Например, одна высокопроизводительная компания фактически имела три организации, участвовавшие в разработке процессов: группа исследования процессов (организационно и физически совмещенная с отделом НИОКР) и две группы разработки процессов (одна в США и одна в Европе, каждая из которых находилась в подчинении). Производственная площадка). Некоторые проекты прошли через все три организации и площадки.

Можно было бы подумать, что такое многократное перемещение приведет к чрезмерно длительному времени выполнения заказа и более высоким затратам на разработку. Однако компания избежала такого исхода. Люди на всех трех объектах активно общались и решали проблемы на ранней стадии. Что еще более важно, ученые на трех участках очень широко рассматривали свои роли и могли эффективно работать с персоналом на других объектах. Например, химики на производственной площадке не ограничивались масштабированием процесса на заводе.Они могли и действительно стали участвовать на очень ранней стадии цикла разработки. Ученые на других объектах очень уважали ученых, занимающихся растениями, и постоянно обращались к ним за помощью в решении технических проблем в их лабораториях. Старшие менеджеры сыграли ключевую роль в создании культуры, которая способствовала сотрудничеству, общению, интеграции и совместному решению проблем. И их карьерный путь помог объяснить, почему они могут сыграть такую ​​роль. В какой-то момент своей карьеры руководитель группы разработки процессов НИОКР руководил разработкой процессов в производственной организации, а руководитель группы разработки производственных процессов занимался разработкой процессов в рамках НИОКР.Таким образом, каждый из них хорошо понимал проблемы, с которыми сталкивается другой, и их организации отражали это понимание.

Поскольку конкурентная среда в различных высокотехнологичных отраслях изменилась, многие компании решили сосредоточить свои усилия на совершенствовании и усилении своих традиционных сильных сторон в исследованиях и разработках продуктов и упустили из виду важность разработки процессов. Выдающиеся высокотехнологичные компании, которые объединили свои навыки разработки продуктов с новым акцентом на разработку процессов – такие компании, как Intel в области микропроцессоров и Hewlett-Packard в области струйных принтеров, – создали уникальную и устойчивую конкурентную позицию, не тратя больше общих ресурсов. .Они создали возможности, которые привели к более быстрому, более частому, более продуктивному и эффективному запуску продуктов, чем когда-либо прежде. Они установили стандарт производительности, соответствие которому тем, кто продолжает недооценивать технологические процессы, становится все труднее.

Версия этой статьи появилась в выпуске Harvard Business Review за сентябрь – октябрь 1995 г.

Почему передовое производство повысит производительность

В последние несколько десятилетий борьба за конкурентное преимущество в производстве в основном вращалась вокруг поиска новых и многочисленных источников дешевой рабочей силы.Но в связи с быстрым ростом заработной платы в Китае и на других развивающихся рынках производители во всем мире испытывают все большее давление, чтобы получить преимущество старомодным способом – за счет повышения своей производительности.

Технологическое развитие, вероятно, станет катализатором следующей волны повышения производительности в обрабатывающей промышленности. Эта разработка, которую некоторые называют Индустрией 4.0, характеризуется киберфизическими системами (CPS) и динамическими процессами обработки данных, которые используют огромные объемы данных для управления интеллектуальными машинами.Слияние сил – падение цен и повышение производительности оборудования и программного обеспечения, оцифровка промышленности, расширение возможностей подключения и растущее давление на производителей, чтобы они были более гибкими и экологичными, – вероятно, ускорит внедрение нового поколения передовых технологий производства. технологии. В ближайшем будущем они могут трансформировать экономику мирового производства во многих отраслях.

Термин «передовое производство» существует уже несколько десятилетий и много значит для многих людей.Мы определяем передовые производственные технологии как набор очень гибких, эффективных с учетом данных производственных процессов. Эти инструменты предлагают ряд преимуществ, которые в совокупности могут переопределить экономику глобальной конкурентоспособности производства в ряде отраслей. Фактически, ведущие производители, такие как Ford и General Electric, уже используют одни из самых передовых инструментов для изготовления высокоточных компонентов.

Наше исследование показало, что подавляющее большинство руководителей производственных предприятий в США начинают изучать передовое производство.В нашем третьем ежегодном опросе руководителей производственных предприятий в США в компаниях с объемом продаж не менее 1 миллиарда долларов 72 процента респондентов заявили, что они будут инвестировать в дополнительную автоматизацию или передовые производственные технологии в ближайшие пять лет. Только 10% заявили, что вряд ли это сделают. Примерно три четверти опрошенных нами руководителей заявили, что ожидают, что современное производство повысит производительность и создаст более локализованное производство. 56% респондентов предсказали, что снижение затрат на автоматизацию повысит их конкурентоспособность по сравнению с продуктами, производимыми в странах с низкими издержками.

Передовые производственные технологии могут повысить производительность несколькими способами. Они значительно повышают гибкость, позволяя производителям в некоторых отраслях предлагать клиентам возможность «сделать все по-своему». Производители также могут производить продукцию небольшими партиями для конкретных клиентов, настраивать производственные линии в соответствии с изменениями конструкции и даже ускорять вывод продукции на рынок, очень быстро создавая прототипы.

Передовые производственные технологии также могут стимулировать инновации, позволяя производителям создавать новые виды продуктов, которые невозможно изготавливать с помощью традиционных процессов.Они также позволяют производителям производить высококачественные товары, изготовленные в точном соответствии с техническими требованиями покупателей. Более того, эти процессы полезны для окружающей среды, потому что они часто потребляют меньше сырья и производят меньше отходов. Они также повышают безопасность, подвергая рабочих меньшему количеству опасных материалов.

На данный момент мы считаем, что следующие пять технологических инструментов имеют наибольший потенциал для влияния на производственный ландшафт и повышения производительности в предстоящие годы.

• Автономные роботы. Новое поколение систем автоматизации связывает промышленных роботов с системами управления с помощью информационных технологий. Новые робототехнические системы и системы автоматизации, оснащенные датчиками и стандартизованными интерфейсами, начинают дополнять, а в некоторых случаях устранять человеческий труд во многих процессах. Это могло бы позволить производителям рентабельно производить изделия в меньших масштабах и улучшить их способность повышать качество. (См. Статью BCG «Рост робототехники», август 2014 г.)
  

• Интегрированная инженерия вычислительных материалов (ICME). Создавая компьютерные модели продуктов и моделируя их свойства до того, как они будут изготовлены, инженеры и дизайнеры могут разрабатывать продукты лучше, быстрее и дешевле, а не строить и тестировать несколько физических прототипов.
  

• Цифровое производство. Технология виртуализации может использоваться для создания законченных цифровых фабрик, имитирующих весь производственный процесс.Помимо прочего, цифровое моделирование может помочь инженерам сэкономить время и деньги за счет оптимизации компоновки завода, выявления и автоматического исправления недостатков на каждом этапе производственного процесса, а также моделирования качества продукции и выпуска продукции. Целые сборочные линии могут быть воспроизведены в разных местах по относительно низкой цене.
  

• Промышленный Интернет и гибкая автоматизация. Производственное оборудование можно связать вместе, чтобы машины могли обмениваться данными друг с другом и автоматически регулировать производство на основе данных, генерируемых датчиками.Они могут «видеть» цепочку поставок.

• Аддитивное производство. Процессы аддитивного производства, широко известные как трехмерная печать, создают трехмерные объекты на основе цифровых моделей путем последовательного нанесения тонких слоев материалов. Такие процессы уже начинают использоваться для изготовления прототипов в некоторых отраслях промышленности, включая аэрокосмическую, автомобильные запчасти и основные потребительские товары. Ожидается, что в будущем эти процессы будут использоваться для создания небольших партий новых видов продукции, изготовленных из цельного куска материала, такого как полые сферы без швов.(См. «3D-печать изменит правила игры», статья BCG, сентябрь 2013 г.)

Эти технологии не получили широкого распространения сегодня и не окажут значительного влияния в очень краткосрочной перспективе. Они также вряд ли заменят рабочую силу как наиболее важный фактор затрат во многих отраслях в ближайшие пять-десять лет. Материаловедение трехмерной печати все еще развивается, например, для того, чтобы сделать ее жизнеспособной и рентабельной для многих носителей, особенно для деталей конечного использования, требуется значительный прогресс.Но в той или иной степени каждый из этих передовых производственных инструментов уже используется ведущими производителями с впечатляющими результатами. Ожидается, что в конечном итоге они станут важными факторами в промышленности.
В то время как предсказания о новом технологическом скачке в обрабатывающей промышленности ходили довольно давно, сейчас этот шаг приближается к реальности по нескольким причинам. Одна из них – это тенденция, которой BCG следует последние три года: меняющаяся экономика мирового производства.(См. «Изменяющаяся экономика глобального производства: как ценовая конкурентоспособность меняется во всем мире», отчет BCG, август 2014 г.) Например, когда стоимость рабочей силы в Китае составляла около одной двадцатой от стоимости в США чуть более десяти лет назад, она была Легко разместить производство в Китае, а не инвестировать в дорогостоящие современные мощности в США. Сегодня – после учета производительности, логистики и других затрат – разрыв в стоимости между Китаем и США почти исчез. много продуктов.Точно так же несколько стран Восточной Европы потеряли большую часть своей конкурентоспособности по затратам по сравнению с Великобританией, а Бразилия в настоящее время оценивается как более дорогая, чем большая часть Западной Европы. (См. «« Сделано в Америке », снова: почему производство вернется в США», BCG Focus , август 2011 г.) Стратегия Германии по повышению своей конкурентоспособности с помощью Индустрии 4.0 будет рассмотрена в следующей публикации BCG.

Также оказывает влияние ряд других тенденций. Быстрый прогресс в области информационных технологий, датчиков и наноматериалов резко снижает затраты на передовые производственные процессы и повышает их производительность.Медленно, но верно оцифровка начала проникать во все аспекты производственного процесса, от проектирования до управления цепочкой поставок и производственного цеха, делая производственные системы более интеллектуальными и сетевыми. В то же время компании испытывают растущее давление с целью повысить свою производительность и более оперативно реагировать на меняющиеся потребности клиентов.

Передовые производственные технологии потенциально могут помочь удовлетворить ряд этих потребностей. Новые процессы повышают производительность и скорость реагирования на запросы рынка, позволяя производителям быстро и легко изменять конструкции и реконфигурировать производственные линии в соответствии с требованиями клиентов.В результате производители могут производить большее разнообразие продуктов, используя аналогичный набор процессов. Фабрики будущего будут сочетать эффективность массового производства с производством по индивидуальному заказу: каждая машина будет способна производить разнообразные товары на заказ, которые изготавливаются специально для нужд клиентов – то, что сложно, а зачастую и чрезмерно дорого, делать с использованием обычные производственные процессы. Они даже могли изготавливать единичные объекты без дополнительных капитальных затрат.

Поскольку информационные технологии могут позволить сетям роботов общаться друг с другом, целые производственные системы и цепочки поставок также могут стать более эффективными. Роботы могут передавать данные о проблеме в одной части производственной линии роботам в других частях производственной линии, чтобы они могли приспособиться. Кроме того, получая доступ к сетям поставщиков через промышленный Интернет, роботы могут автоматически корректировать производственные потоки в соответствии с обновленными графиками доставки деталей и материалов, тем самым сокращая отходы и затраты на складские запасы.

Несколько ведущих производителей уже демонстрируют потенциал некоторых из этих передовых процессов. Ford Motor, например, использует ICME, чтобы сократить время и стоимость разработки алюминиевых отливок для двигателей. Традиционный метод состоит в том, чтобы спроектировать блок двигателя на компьютере, построить физический прототип, протестировать его, а затем настроить конструкцию, перестроить прототип и повторно протестировать его – снова и снова – до тех пор, пока продукт не будет готов к производству. Используя процесс ICME, цифровые модели отливок испытываются виртуально, и прототип создается только после того, как инженеры убедятся, что они создали лучший дизайн.Ford инвестировал 15 миллионов долларов в течение пяти лет в эксперимент ICME, в котором участвовали 15 собственных инженеров и 10 исследователей из университетов. На данный момент, по оценкам компании, она обеспечила экономию затрат более чем на 120 миллионов долларов – 700% окупаемости инвестиций – в то время как время разработки сократилось на 15–25%.

General Electric успешно использует процессы аддитивного производства для создания топливных форсунок для турбовентиляторных двигателей LEAP, которые разрабатываются для узкофюзеляжных самолетов следующего поколения.В процессе аддитивного производства сопла создаются управляемым компьютером лазером из слоев металлического порошка. «Новое сопло на 25 процентов легче обработанного компонента и в пять раз прочнее, чем нынешнее сопло, изготовленное из 20 различных деталей», – сообщает GE. Согласно пресс-релизу компании, GE потратит 32 миллиона долларов на строительство нового научно-образовательного центра по аддитивным технологиям в Пенсильвании.

Мы считаем, что по мере совершенствования передовых производственных процессов, которые становятся более практичными и распространяются по цепочке поставок, многие другие производители добьются значительного повышения стоимости и производительности.Согласно анализу BCG, сочетание этих инструментов может помочь снизить производственные затраты (без учета сырья) на 20-40 процентов.

Следующей технологической революции в производстве потребуется время, чтобы полностью развернуться, но первые стадии уже начались. В течение следующего года мы в BCG начнем делиться с вами своими подробными взглядами на некоторые из этих технологий и изучать их возможное влияние на обрабатывающую промышленность.

---

Производители, пересматривающие свои глобальные производственные сети в свете резких сдвигов в стоимости, такой как рабочая сила и энергия, должны использовать передовые производственные технологии.Еще слишком рано осознавать всестороннее влияние этих инструментов и процессов или смотреть, как они будут развиваться. Но очевидно, что они радикально изменят динамику глобальной конкуренции во многих отраслях. Передовые производственные технологии позволят компаниям производить товары быстрее, лучше и дешевле – и приведут к качественному скачку производительности

Что такое непрерывное производство? Определение и примеры

Непрерывное производство – это метод производства, при котором товары создаются путем комбинирования материалов, ингредиентов или сырья с использованием формулы или рецепта.Он часто используется в отраслях, которые производят оптовые партии товаров, таких как продукты питания, напитки, рафинированное масло, бензин, фармацевтические препараты, химикаты и пластмассы.

Производственный процесс часто требует термического или химического преобразования, например, с помощью тепла, времени или давления. В результате продукт, созданный в процессе непрерывного производства, не может быть разобран на составные части. Например, после производства безалкогольный напиток нельзя разделить на отдельные ингредиенты.

Непрерывное производство основывается на последовательности последовательных шагов, при этом завершение одного шага приводит к началу следующего шага.Производители процессов часто полагаются на инструменты и программное обеспечение для отслеживания и планирования, чтобы поддерживать максимальную эффективность работы.

Непрерывное производство по сравнению с дискретным производством

Непрерывное производство – полная противоположность дискретному производству. В то время как непрерывное производство следует рецептам или формулам и создает продукты, которые не могут быть разбиты в конце производственного цикла, дискретное производство использует спецификацию материалов (BOM) и следует инструкциям по созданию готовых, собранных товаров.В конце дискретного производственного процесса конечный продукт можно разделить на отдельные части, которые иногда можно переработать. Товары, производимые посредством дискретного производства, включают автомобили, компьютеры и некоторые игрушки.

Параллельное сравнение непрерывного и дискретного производства

Дискретное производство может быть связано с:

• сборочные линии
• изготовление
• стандартные детали и компоненты
• ведомость материалов
• идентификация деталей по номерам
• по каждой детали или куску

В то время как непрерывное производство может быть связано с:

• рецептов и формул
• смеси и купажи
• различных ингредиентов
• идентификация деталей по атрибутам
• измерений веса или объема

Непрерывное производство можно считать более сложным, чем дискретное производство, поскольку оно включает в себя преобразование отдельных сырьевых материалов и входов процесса в конечный продукт.Однако он также менее ориентирован на дефекты, меньше простоев и улучшен контроль качества (QC) на протяжении всего производственного процесса.

Виды производственных процессов

В обрабатывающей промышленности используются различные процессы – в дополнение к процессному и дискретному производству – для определения того, как компания будет производить свою продукцию. Три других распространенных производственных процесса включают:

Серийное производство используется для повторяющегося производства, которое связано с определенной производительностью.Процесс состоит из выделенных производственных линий, которые круглый год непрерывно создают один и тот же продукт или набор продуктов. Требования к настройке минимальны, а переключение практически не требуется, поэтому скорость работы можно регулировать в соответствии с требованиями и требованиями заказчика.

Производство рабочих мест использует производственные площади вместо сборочных или производственных линий и фокусируется на производстве небольших объемов нестандартной продукции, в том числе товаров, изготавливаемых на заказ (MTO) и товаров на складе (MTS).Если потребительский спрос увеличивается, то операция адаптируется и становится дискретным процессом, при котором отдельные ручные операции заменяются автоматизированным оборудованием.

3D-печать – также известная как аддитивное производство – это новейший производственный процесс. Хотя он был впервые задуман в 1980-х годах, он только недавно был введен в производственные циклы. В процессе 3D-печати производятся товары из различных композитов и материалов, строятся слои для создания трехмерного твердого объекта из цифровой модели.

Непрерывное производство также можно разделить на два различных производственных метода: непрерывное производство и серийное производство.

Непрерывное непрерывное производство похоже на серийное производство в том смысле, что оно никогда не заканчивается – оно производит один и тот же продукт или набор продуктов круглый год. С другой стороны, серийное производство зависит от потребительского спроса. Одной партии или определенного количества товаров, произведенных в течение определенного периода времени, может быть достаточно для удовлетворения спроса.Когда партия завершена, оборудование очищается и подготавливается для производства следующей партии, когда это необходимо.

Программное обеспечение для непрерывного производства

Поскольку это сложный и часто узкоспециализированный вид деятельности, большинство производителей используют программные системы планирования ресурсов предприятия (ERP), которые имеют определенные функции для непрерывного производства.

Эти системы производятся различными поставщиками корпоративного программного обеспечения, в том числе:

• SAP
• Оракул
• Майкрософт
• Infor
• IFS
• Шалфей
• IQMS
• Plex Systems
• Syspro

Каждый поставщик может продавать различные системы, предназначенные для предприятий различного размера, от малых и средних предприятий (SMB) до крупных предприятий.

Изначально большинство ERP-систем для непрерывного производства работало локально. Недавно был сделан переход к развертыванию большей части программного обеспечения в облаке или в гибридных реализациях.

Примеры непрерывного производства

Некоторые из ведущих рынков непрерывного производства включают:

• продукты питания и напитки
• нефть и газ
• фармацевтические препараты
• средства личной гигиены и косметика
• пластмассы
• металлов

Пивоварение – один из примеров непрерывного производства в пищевой промышленности и производстве напитков.Ключевые ингредиенты в пивоварении включают зерна, солод, хмель, дрожжи и сахар; доступны различные рецепты для руководства процессом. Основные шаги включают, во-первых, замачивание зерен в кипящей воде, затем добавление солода вместе с определенным количеством хмеля – в зависимости от типа варится пива – и сахара. Эта смесь создает сусло или жидкость, содержащую сахара, которая ферментируется дрожжами с образованием спирта. После создания сусла его добавляют в воду с дрожжами и оставляют для брожения на длительный период.После завершения брожения пиво можно разливать по бутылкам; этот конечный продукт нельзя разделить на составные части.

Лосьоны для рук являются примером продукта, созданного в процессе непрерывного производства, для индустрии личной гигиены и косметики. Подобно пивоварению, производство лосьона для рук включает в себя смешивание определенных количеств технологических входов для создания законченного соединения, которое не может быть разрушено в конце.

Оценка жизненного цикла

– обзор

4.2.3 Оценка жизненного цикла производственных систем на основе биомассы

LCA – успешный метод, который имеет широкий спектр областей применения для систематического анализа и оценки воздействия на окружающую среду различного сырья, продуктов, процессов, систем, видов деятельности и цепочек поставок от от пункта отправления до пункта назначения. LCA – это эффективный подход к анализу и количественной оценке всех выбросов в атмосферу, водные объекты и почву, а также к оценке их потенциального воздействия на здоровье человека, глобальное потепление и изменение климата, качество экосистем и истощение ресурсов.

Целью исследований LCA может быть количественная оценка и оценка экологических характеристик существующей системы, основанной на биомассе, или помощь в принятии стратегических решений в отношении новых инвестиций путем сравнения различных альтернативных конфигураций цепочки поставок.

Пункты отправления и назначения, охваченные исследованием, определяют границы системы и зависят от объема и цели исследования. Методология ОЖЦ включает ряд этапов и процедур. Чтобы гарантировать согласованность и прозрачность приложений LCA, ISO представляет ряд нормативных стандартов и руководств (ISO14040: 2006, 2006).Согласно этим руководящим принципам, методология ОЖЦ состоит из четырех основных этапов, а именно: определение цели и объема, инвентаризационный анализ, оценка воздействия и интерпретация. Рис. 4.2 иллюстрирует фазы LCA.

Рисунок 4.2. Фазы оценки жизненного цикла.

На первом этапе методологии ОЖЦ, а именно описание цели и объема исследования , описание системы или проекта, основная цель, объем, допущения и ограничения анализа, границы системы или географической территории , и идентификация функциональной единицы определены полностью.В зависимости от цели исследования в исследованиях LCA рассматриваются три основные границы системы; от колыбели до могилы, от колыбели до ворот или от ворот до ворот. В производственной цепочке на основе биомассы LCA от колыбели до могилы охватывает все элементы и действия цепочки поставок, от добычи ресурсов биомассы (колыбель) до использования и утилизации биопродуктов (могила). Он включает в себя два этапа производственной цепочки, а именно этап восходящего и последующего этапов, как описано в главе 3 «Цепочки поставок на основе биомассы и логистические сети».«Стадия восходящего потока включает в себя восходящий этап производственной цепочки, от извлечения источников биомассы до основного процесса преобразования (например, преобразования биомассы в топливо, энергию или другие биопродукты), тогда как нисходящий этап охватывает часть цепочки от процесс преобразования в фазу использования и утилизации продукта. LCA от колыбели до ворот охватывает все действия в части цепочки поставок, от добычи ресурсов до выхода на завод по переработке, хранению, предварительной обработке или распределению, включая этапы жизненного цикла от выращивания биомассы, сбора урожая, сбора, предварительной обработки. , транспортировка, хранение и переоборудование.Этот тип системной границы является наиболее часто принятой границей в исследованиях, связанных с ОЖЦ, производственных цепочек на основе биомассы. LCA от «колыбели до ворот» может охватывать процессы либо в восходящей производственной цепочке, либо в восходящей и нисходящей цепочке. Наконец, LCA от ворот к воротам охватывает узкую часть производственной цепочки, фокусируясь только на одном конкретном процессе во всей цепочке. Помимо этих общепринятых границ, существует три вида особого типа LCA, которые используются реже; LCA от колыбели до колыбели, от колодца до колеса и на основе экологии.LCA «от колыбели до колыбели» обрабатывает конкретные ситуации при оценке «от колыбели до могилы», когда использованный продукт подвергается переработке, а не утилизации, чтобы свести к минимуму воздействие использованных продуктов на окружающую среду за счет ряда устойчивых производственных мероприятий. LCA проходит в транспортном секторе, в частности, для транспортных средств, топлива и оборудования. В LCA «от скважины к колесу» этап «вверх по потоку» включает в себя производство и переработку топлива или энергии для транспортных целей и доставку топлива / передачу энергии, тогда как этап «вниз по потоку» включает в себя саму операцию транспортировки.ОЖЦ на экологической основе (ОЖЦ на экологической основе) фокусируется на воздействии деятельности и услуг цепочки поставок на природные ресурсы и экосистемы, чтобы управлять этой деятельностью, чтобы минимизировать вредные воздействия. Помимо определения границ системы, которые должны быть охвачены исследованием LCA, определение функциональной единицы имеет решающее значение для процессов расчета и нормализации. Функциональная единица является справочной единицей, которая используется для представления результатов инвентаризации и оценки воздействия. Функциональную единицу следует выбирать так, чтобы облегчить сравнение результатов ОЖЦ с результатами, относящимися к эталонным продуктам.В случае систем производства топлива на основе биомассы этот эталонный продукт может быть ископаемым топливом или альтернативным биотопливным продуктом. Например, для системы производства биотоплива, которая производит бензин и дизельное топливо на основе биомассы, «бензиновый галлонный эквивалент», который указывает количество альтернативного топлива с таким же содержанием энергии, как один жидкий галлон бензина, и позволяет потребителям сравнивать Энергосодержание различных видов топлива по сравнению с общеизвестным топливом – бензином, может быть выбрано в качестве функциональной единицы для исследований LCA (Wikipedia, 2013).

Второй этап LCA – это инвентаризационный анализ , другими словами инвентаризация жизненного цикла (LCI), в котором собираются данные, относящиеся к входам и выходам каждого процесса в заранее заданной системной границе в жизненном цикле продукта. С этой целью данные, связанные с входами и выходами для продукта, деятельности или системы в производственной цепочке на основе биомассы, связанной с источниками биомассы, материалами, природными ресурсами, водой, отходами, энергией и выбросами в окружающую среду, собираются, систематизируются, количественно и перечислено.Точность и прозрачность данных, собранных в ходе инвентаризационного анализа, имеют решающее влияние на эффективность следующих этапов и надежность результатов. Список, полученный в результате инвентаризационного анализа, содержит количество различных выбросов в атмосферу, жидких и твердых отходов, источников биомассы, материалов, энергии, воды и природных ресурсов, используемых в производственном процессе, которые можно разделить на категории в соответствии с этапами производства. жизненный цикл, среда для выбросов (атмосфера, вода или почва), продукт или процесс.LCI для широкого спектра продуктов и процессов на основе биомассы можно получить из различных баз данных LCI, таких как Ecoinvent (2008), База данных инвентаризации жизненного цикла США (2012) и Европейская база данных жизненного цикла (2006), а также из коммерческих Программное обеспечение LCA, такое как SimaPro и GaBi, использующее базу данных Ecoinvent. Однако, поскольку другие системы и технологии на основе возобновляемых источников являются относительно незрелыми по сравнению с традиционными системами на основе невозобновляемых источников, все еще может существовать потребность в сборе данных и документации для новых процессов или продуктов в производственных цепочках на основе биомассы.По этой причине в некоторых случаях могут потребоваться измерения на месте для сбора соответствующих данных.

Инвентаризационный анализ является основным элементом ОЖЦ, однако данных инвентаризации недостаточно для сравнения нескольких альтернатив в соответствии с их воздействием на окружающую среду и для выбора предпочтительной (-ых) из них. Также необходимо определить серьезность и уровень воздействия различных факторов окружающей среды, данные о которых собираются на этапе инвентаризационного анализа. С этой целью может быть включен этап оценки воздействия для дальнейшей интерпретации результатов инвентаризационного анализа.Третьим этапом LCA является оценка воздействия , другими словами оценка воздействия жизненного цикла (LCIA), которая включает определение и категоризацию потенциальных воздействий обрабатываемой системы, деятельности или продукта на экосистему, здоровье человека, и истощение природных ресурсов. С этой целью данные, собранные, интерпретированные и систематизированные на предыдущем этапе (этап инвентаризационного анализа), используются для понимания и количественной оценки значимости и масштабов потенциальных воздействий в соответствии с различными категориями экологической оценки.В результате могут быть предприняты необходимые действия для предотвращения и уменьшения нагрузки на окружающую среду. Был разработан ряд моделей оценки ущерба для расчета числовых значений ряда показателей экологической результативности, таких как Эко-индикатор 99 (Goedkoop and Spriensma, 2001) и IMPACT 2002+ (Jolliet et al., 2003), которые являются используется различными коммерческими программами LCA. Среди них Эко-индикатор 99 и ВОЗДЕЙСТВИЕ 2002+ можно использовать для оценки воздействия на окружающую среду по широкому кругу категорий, таких как здоровье человека, качество экосистемы, изменение климата, глобальное потепление, занятость земель и природные ресурсы, тогда как GWP концентрируется на Выбросы парниковых газов и их влияние на глобальное потепление.

На заключительном этапе ОЖЦ, а именно интерпретация , результаты ОЖЦ анализируются, анализируются и обсуждаются для предоставления отчетов с предложениями и выводами, относящимися к системам, процессам, действиям или продуктам, которые обрабатывались или сравнивались. На этом этапе количественные измерения, относящиеся к различным вариантам сырья / продукции, вариантам процесса / технологии, схемам конфигурации и стратегиям работы, полученные на этапе оценки воздействия ОЖЦ, интерпретируются для сравнения альтернатив с точки зрения экологической устойчивости.

Классическая методология ОЖЦ учитывает только факторы окружающей среды, а экономические и социальные аспекты не могут быть обработаны с помощью ОЖЦ. Однако две методологии, основанные на жизненном цикле, а именно анализ затрат жизненного цикла (LCCA) и оценка социального жизненного цикла (SLCA), могут использоваться для оценки экономических и социальных аспектов на протяжении всего жизненного цикла. LCCA – это метод анализа общей стоимости, а также широкого диапазона элементов затрат системы, включая затраты на проектирование, разработку и производство, инвестиционные затраты, затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание, а также затраты на утилизацию на протяжении всего жизненного цикла, для определения затрат. -эффективность вариантов среди различных конфигураций, систем, технологий, процессов, услуг, сырья и альтернативных продуктов.SLCA может использоваться для анализа социальных и социологических аспектов систем на протяжении жизненного цикла, а также их положительного и отрицательного воздействия на человека и окружающую среду. Количественные, полуколичественные или качественные методы могут использоваться для SLCA в сочетании с LCA и LCCA, чтобы охватить экономические, экологические и социальные аспекты устойчивости одновременно или самостоятельно.

Будущее мирового производства

Современные быстро развивающиеся производственные технологии, включая искусственный интеллект, передовую робототехнику и «Интернет вещей», часто называемые «Индустрия 4.0 »- готовы изменить глобальный ландшафт обрабатывающей промышленности с важными последствиями для традиционной роли обрабатывающей промышленности в структурной трансформации экономики, ее росте и создании рабочих мест.

Как мы исследуем в нашей главе только что опубликованной книги «Рост во время перемен», технологии меняют сравнительные преимущества, обеспечивающие конкурентоспособность. Сравнительные преимущества развивающихся стран в сфере производства с низкой квалификацией и низкой стоимостью рабочей силы находятся под угрозой, поскольку рутинные задачи с низкой квалификацией все в большей степени автоматизируются.Новые технологии требуют навыков более высокого уровня, повышают капиталоемкость производства, повышают важность инновационных экосистем и требуют сильной цифровой инфраструктуры и готовности производителей быть конкурентоспособными.

Страны, которые в настоящее время обладают навыками, капиталом и инфраструктурой будущего или активно инвестируют в них, будут доминировать в мировом производстве в предстоящие годы.

Сравнительные преимущества переключения передач

В этих меняющихся предпосылках успеха современные глобальные производственные центры в Северной Америке, Европе и Восточной Азии лидируют, а страны с низким уровнем дохода в Африке и других странах отстают, особенно по показателям доступа к Интернету и готовности к цифровым технологиям.Страны со средним уровнем дохода, особенно многие страны Азии с формирующейся рыночной экономикой, имеют возможности для развития сравнительных преимуществ в обрабатывающей промышленности, которая все больше ориентируется на технологии, о чем свидетельствуют их относительно высокие баллы по ключевым факторам конкурентоспособности наряду с их растущими внутренними цепочками поставок и потребительскими рынками.

Соединенные Штаты, Европа и Восточная Азия, которые уже доминируют в мировом производстве, делают самые большие инвестиции в робототехнику и другие технологии Индустрии 4.0, тем самым повышая вероятность дальнейшей концентрации производственной деятельности в этих центрах.В 2017 году около 75 процентов продаж роботов было сосредоточено в Китае, Корее, Германии, Японии и США. Китай и США лидируют по инвестициям в искусственный интеллект и его развертывание в производстве, и на них, наряду с Западной Европой, приходится большая часть инвестиций в технологии Интернета вещей.

С офшоринга на ресоринг

В то время как технологии повышают производительность в сегодняшних производственных центрах и в значительной степени компенсируют рост заработной платы, они также снижают стоимость капитала и замедляют необходимость переноса производства в страны с более низкой заработной платой.Фактически, появляются новые тенденции возврата мирового промышленного производства обратно в некоторые страны с развитой экономикой. Помимо меняющейся динамики затрат на рабочую силу и капитал, другие факторы, такие как близость к потребителям, предложение квалифицированной рабочей силы и синергия экосистемы, играют роль в качестве движущих сил повторного размещения.

Безусловно, темпы пересоринга все еще медленные, но характер технического прогресса, растущий спрос на более квалифицированную рабочую силу и все более изощренные вкусы потребителей поддерживают возможность ускорения темпов пересмотра.

Кроме того, ожидаемый перенос низкоквалифицированных задач со стороны Китая – крупнейшего производителя в мире – на другие страны по мере роста его собственных затрат на рабочую силу может не произойти, поскольку эти задачи станут автоматизированными и останутся в Китае.

Рост глобальных цепочек добавленной стоимости (ГЦСС) остановился, поскольку все большая доля разделения труда происходит внутри стран. В то же время планка для участия в ГЦСС повышается, поскольку новые технологии повышают стандарты, навыки и инфраструктуру, необходимые для успешной конкуренции.

Обслуживание производства

С 1970-х годов доля продукции обрабатывающей промышленности в общемировом объеме производства имеет тенденцию к снижению. Эта тенденция, вероятно, сохранится. В странах с развитой экономикой, где перспективы роста добавленной стоимости в обрабатывающей промышленности выше, увеличение доли услуг может сдерживать рост доли обрабатывающей промышленности в ВВП. В развивающихся странах пиковая доля обрабатывающей промышленности в ВВП, вероятно, продолжит снижаться, поскольку технологии подрывают их сравнительные преимущества в производстве с низкими затратами на рабочую силу.

Оценки МВФ показывают, что в период с 1995 по 2011 год доля затрат на услуги в совокупной добавленной стоимости обрабатывающей промышленности увеличилась в среднем примерно на 6 процентных пунктов по странам. На начальном этапе цепочки создания стоимости услуги, такие как проектирование продуктов, разработка программного обеспечения и НИОКР, составляют все большую долю в общей добавленной стоимости. На другом конце производственно-сбытовой цепочки «встроенные услуги» постпроизводства – такие как приложения и дополнительные услуги к производимым продуктам, таким как смартфоны или обслуживание клиентов и продуктов – вносят больший вклад в добавленную стоимость произведенных продуктов.Взятые вместе, рост добавленной стоимости до- и постпроизводственной деятельности может снизить относительную важность этапов производства в середине производственно-сбытовой цепочки, где развивающиеся страны обычно находят точки входа в ГПСЦ.

Рабочие места в машиностроении и квалифицированная рабочая сила

Доля общей занятости в обрабатывающей промышленности также имеет тенденцию к снижению во многих странах с 1970-х годов. Эта тенденция будет продолжаться, в том числе для тех стран, которые готовы развивать производственную деятельность с добавленной стоимостью.Все более широкое внедрение технологий Индустрии 4.0 приведет к повышению производительности в обрабатывающей промышленности, но, вероятно, окажет понижательное давление на долю рабочей силы.

Смещение квалификации, обусловленное техническим прогрессом, и возросшая капиталоемкость производства будут продолжать снижать спрос на менее квалифицированных рабочих, поляризировать рынок труда и способствовать росту неравенства доходов.

Если судить по истории, в будущем возникнет новый спрос на рабочую силу и непредвиденные занятия.Поскольку технологические изменения и автоматизация изменяют спрос на рабочую силу – особенно в обрабатывающей промышленности и других секторах с высокой степенью подверженности автоматизации – спрос на новые задачи и различные навыки более высокого уровня, вероятно, будет расти.

Но возможности для развивающихся стран по-прежнему имеются

Не все глобальные тенденции предполагают снижение способности развивающихся стран развивать производство, но потенциал роста будет более ограниченным и потребует значительных инвестиций в навыки и инфраструктуру.

Во-первых, возможности индустриализации в будущем все еще существуют. Рост среднего класса в развивающемся мире может побудить производителей приблизиться к быстрорастущим потребительским рынкам. По последним оценкам, к 2030 году мировой средний класс будет на 2 миллиарда человек больше, и большинство из них будет проживать в развивающихся странах.

Во-вторых, недавнее исследование выявило ряд отраслей за пределами обрабатывающей промышленности, которые разделяют характеристики обрабатывающей промышленности, связанные с торговлей и более высокой производительностью, и имеют большие возможности для обеспечения роста и занятости.Эти «отрасли без дымовых труб» включают, среди прочего, садоводство, переработку сельскохозяйственной продукции, туризм и некоторые услуги на основе ИКТ. Эти отрасли уже являются движущей силой структурных изменений в Африке, которые отличаются от трансформации, направленной на производство в Восточной Азии. Например, в период с 1998 по 2015 год экспорт услуг региона рос более чем в шесть раз быстрее, чем товарный экспорт. Кения, Руанда, Сенегал и Южная Африка имеют динамично развивающиеся секторы услуг на базе ИКТ. Туризм – это крупнейший вид экспорта Руанды, на который приходится около 30 процентов от общего объема экспорта.Эфиопия, Гана, Кения и Сенегал активно участвуют в глобальных цепочках создания добавленной стоимости в садоводстве, и Эфиопия в настоящее время является глобальным игроком в этом секторе.

Таким образом, можно разработать стратегию структурной трансформации и роста на основе развития этих отраслей. Как и традиционное производство, эти отрасли, где не используются дымовые трубы, получают выгоду от технологических изменений, эффекта масштаба и агломерации.

К счастью, выбор не между традиционными отраслями обрабатывающей промышленности и отраслями без дымовых труб.Развивающиеся страны должны принять многогранный подход к экономическому развитию, основанный на традиционном производстве, где для этого существуют возможности, наряду с отраслями без дымовых труб.

Для любой экономики при наличии необходимых навыков, инфраструктуры и политических рамок будет легче ориентироваться в изменениях.