Efektywna organizacja struktur systemów wspierających produkcję we współczesnych zdigitalizowanych zakładach przemysłowych to nie lada wyzwanie. Zastosowanie podejścia łączącego działanie inżynierii systemów (System Engineering – SE) oraz systemów zarządzania cyklem życia produktu (Product Lifecycle Management – PLM) to jedno z rozwiązań niosących ze sobą szereg korzyści.

Aby stworzyć inteligentne i zdolne do łączenia się między sobą produkty, zespoły inżynieryjne muszą stosować holistyczne podejście do zarządzania informacją i procesami w całym cyklu życia produktu. Problem w tym, że większość inżynierów skupia się tylko na jednej z dwóch dziedzin: inżynierii systemów (SE) lub na systemach zarządzania cyklem życia produktu (PLM).

Mimo że obie te dziedziny pomagają w zarządzaniu złożonymi obiektami, istnieją między nimi pewne różnice. Jednakże w przypadku zastosowania tych dwóch klasycznych już rozwiązań systemowych wspólnie, umożliwia efektywną produkcję zaawansowanych obiektów nowej generacji. Do tego jest jednak niezbędna zmiana organizacji pracy inżynierów w zakładach produkcyjnych w związku z rozwojem produktu, a to okazuje się nie lada wyzwaniem.

Podejmowanie decyzji systemowych

Współczesne produkty dla większości branż to w zasadzie zaawansowane systemy łączące w sobie podsystemy z wieloma warstwami zintegrowanych ze sobą elektronicznych, mechanicznych i programowych komponentów. Aby efektywnie organizować i zarządzać zależnościami, powiązaniami między warstwami tych różnych technologicznie zasobów i podsystemów, zespoły inżynierów muszą stosować podejście systemowe. Systemy SE i PLM mają swoje zalety jako rozwiązania dedykowane do realizacji konkretnych funkcji, stanowiąc niejako dwie strony medalu w konkurencji, w której celem jest uzyskanie lepszego produktu w danym czasie i przy określonym budżecie (lub poniżej budżetu). Bardzo ważne jest jednak, aby zrozumieć, w jaki sposób każda z metod realizuje ten cel, by móc docelowo skorzystać z ich zalet obopólnie.

Inżynieria systemów ma swoje początki w czasach, kiedy obiekty projektowano na papierze za pomocą ołówka, tuszu i maszyn do pisania. Wszystko zaczęło się od przemysłu lotniczego i zastosowań militarnych, branż, w których firmy spędzały całe miesiące, a czasem nawet lata, nad rozwojem jednego produktu w celu zaspokojenia potrzeb klienta. Klientami dla takich projektów były, i są nimi nadal, przede wszystkim agencje rządowe – jak armia Stanów Zjednoczonych – z jasno określonymi wymaganiami wobec produktu. Zadaniem inżynierów systemu w klasycznym podejściu było zbieranie tych informacji wraz z innymi wymaganiami pochodzącymi od udziałowców, a następnie na ich podstawie tworzenie modelu systemu produkcji, który wskazuje, jak rozwijać niezbędne oprogramowanie i fizyczne podzespoły stanowiące elementy składowe finalnego produktu lub systemu.

System PLM pojawił się później i skupiał się na fizycznych aspektach produktu, modelach CAD i listach części (BOM). Podstawowym elementem w systemie PLM jest część, podzespoły i ostateczna konstrukcja fizyczna produktu wg wymogów zdefiniowanych przez inżynierów systemu.

Geneza i znaczenie tych dwóch metod są różne, ale ich wspólną cechą jest wykorzystywanie tych samych lub podobnych informacji o procesie i produkcie. W praktyce starszej daty inżynier, od dawna wykorzystujący podejście systemowe (SE), może nie mieć ochoty i nie czuć potrzeby przejmowania się wytycznymi wynikającymi z wdrożenia systemu PLM. Podobnie w przypadku inżyniera mechanika, który od wielu lat jest szefem zespołu i pracuje w systemie PLM. Taka osoba może nie być zainteresowana koniecznością spędzania dodatkowych godzin pracy na zarządzaniu wymaganiami. Tym, co skłoni obie wymienione wcześniej osoby do rozważenia wykorzystania zintegrowanego podejścia, są rosnące wymagania rynkowe, zmiany dokonujące się obecnie w przemyśle i jednocześnie ograniczenia finansowe. Aby nadążyć za konkurencją, obie grupy pracowników muszą się skupić na wspólnych celach i dążyć do tego samego.

Współpracujące zespoły inżynierów

W 1968 roku programista Melvin Conway napisał, że każda organizacja zajmująca się projektowaniem systemów będzie projektowała systemy będące kopią struktury komunikacyjnej w firmie. Ta teoria, która nazywana jest prawem Conwaya, zakłada, że „produkt odzwierciedla strukturę zespołów inżynierów, przez które jest tworzony”. Jeżeli więc zespoły SE i PLM nie współpracują ze sobą, może to stwarzać pewne problemy.

Wyzwaniem, które pojawia się w przypadku oddzielnej pracy systemów SE i PLM, są kulturowe i technologiczne nieścisłości. Obie metody organizacyjne mają bowiem ustandaryzowane schematy działania i wymagają od drugiej metody dopasowania się do nich. Poza problemem izolacji pozostaje jeszcze kwestia braku zgody między resztą działów w firmie, łącznie z działem inżynieryjnym (np. zespołem tworzącym oprogramowanie). Jest to spowodowane problemami z wymianą informacji, ponieważ wyizolowane działy z reguły nie posługują się tym samym językiem, tworząc własną nomenklaturę i zasady komunikacji. Proces wymiany informacji utrudniają również osobne systemy informatyczne. Inżynierowie systemów i zespoły PLM pracują z tym samym produktem, lecz dzielenie się informacjami nie jest łatwe ze względu na różny sposób przechowywania informacji. Obróbka i przekazywanie danych pomiędzy zespołami i innymi podmiotami to także proces wrażliwy na błędy. Te błędy, zdaniem Conwaya, znajdą swoje odbicie w jakości końcowego produktu. Mitem okazała się idea całkowicie jednolitego systemu, gdzie każda informacja o produkcie jest ogólnie dostępna i jednolita przez cały okres tworzenia produktu. Nie oznacza to jednak, że holistyczne podejście do rozwoju produktu jest niemożliwe.

Realizacja wizji podejścia systemowego

Zabezpieczanie przyszłych działań placówek technicznych może wydawać się zadaniem nużącym – zwłaszcza w obecnej perspektywie, gdy zespoły pracowników pracują z coraz bardziej skomplikowanymi produktami, przepisami i muszą się mierzyć z konkurencją na całym świecie. Pierwszym etapem realizacji tej idei jest zatem stworzenie środowiska, w którym SE i PLM mogą ze sobą współpracować. Aby to osiągnąć, szefowie zespołów powinni:

→ zjednoczyć zespoły SE i PLM – po wyznaczeniu wspólnych celów i korzyści, wynikających ze zintegrowanego podejścia do rozwoju produktu, powodzenie integracji zespołów SE i PLM będzie zależeć od jakości wzajemnej komunikacji. Jeśli brakuje do tego odpowiednich narzędzi, należy je stworzyć. Jeśli takowe istnieją, trzeba zachęcić pracowników do ich używania;

→ stworzyć procesy z elementami obu dyscyplin – odejść od przekonania, że wszystko kręci się wokół jednej metody czy rzeczy, i zaprojektować nowe procesy, zawierające elementy składowe każdej z dwóch wymienionych dziedzin. Należy uwzględnić potrzeby każdej z grup, wykorzystując w procesie ich najlepsze praktyki zawodowe;

→ połączyć ze sobą informacje i zintegrować je w postaci jednego źródła danych, dla inżynierów projektowanie procesów na poziomie systemowym wymaga platformy na poziomie systemowym. Ponadto rozwiązania bazujące na wykorzystaniu modułów, surowców pochodzących od wielu dostawców umożliwią bardziej efektywne zarządzanie każdym etapem rozwoju produktu (większa elastyczność, bez uzależnienia od jednego dostawcy). Ważne jest, aby wykraczać poza ramy i wytyczne wynikające z dokumentów, instrukcji i, co najważniejsze, rygorystycznych wytycznych z arkuszy kalkulacyjnych;

→ zaplanować zmiany, by móc łatwo dostosować się do sytuacji. Należy wybierać narzędzia z otwartymi API, które wzajemnie się uzupełniają, i stosować uniwersalne architektury sieci, organizacji procesów, umożliwiające firmie łatwą adaptację do zmieniających się uwarunkowań, w szczególności zewnętrznych. W obecnej erze cyfryzacji stworzone dziś procedury działania, jutro mogą być już przestarzałe.

→ konsultować swoje działania z zewnętrznymi podmiotami – zintegrowane podejście jest ważne również w odniesieniu do potrzeb klientów, dostawców i innych podmiotów biorących udział w procesie rozwoju produktu. Dlatego systematycznie lub/i w razie wyraźnej potrzeby należy organizować spotkania w celu wyznaczania lub modyfikacji celów i wykorzystywać informacje zwrotne z produkcji w celu poprawy efektywności procesów. Łączenie ze sobą najlepszych cech SE i PLM umożliwi ciągłą poprawę procedur i realizacji zadań produkcyjnych oraz ułatwi proces cyfrowej transformacji. Tworzenie przełomowych produktów wymaga stosowania przełomowego podejścia, wspomaganego przez odpowiednie zmiany w technologii i zarządzaniu procesami.

Pawel Chadzynski – Senior Director, Product Management w firmie Aras Corp.