Dane podstawowe indeksów: 96 konfiguracji drona, z których lata 66

Zakład elektroniczny produkuje jeden kwadrokopter. Potem klienci zaczynają prosić o zmiany: większą ramę do dłuższych lotów, kamerę termowizyjną zamiast dziennej, inne pasmo radiowe, większy akumulator, moduł GNSS lepiej odporny na zakłócenia. Każda prośba jest rozsądna. Rok później dział konstrukcyjny utrzymuje dziesiątki niemal identycznych struktur wyrobu, a jedna aktualizacja oprogramowania układowego oznacza ręczną edycję każdej z nich.

Dane podstawowe indeksów (kartoteka) to centralny zapis każdej pozycji, którą zakład kupuje, produkuje, magazynuje lub sprzedaje: kod, opis, jednostka miary, cechy oraz struktura wyrobu (BOM) i marszruta, które określają, jak pozycja powstaje. Warianty wyrobu to wersje jednego wyrobu bazowego, różniące się kilkoma opcjami. W montażu elektroniki i sprzętu dla obronności, gdzie niemal każdy moduł wyrobu ma jakąś opcję, sposób modelowania wariantów decyduje, czy kartoteka indeksów będzie narzędziem, czy drugim etatem.

Jak mnożą się warianty wyrobu: arytmetyka drona

Weźmy jedną platformę kwadrokoptera i policzmy opcje jej głównych modułów:

• Rama: 7 cali lub 10 cali (2)
• Kamera: dzienna, termowizyjna, z zoomem lub podwójna dzienna + termowizyjna (4)
• Łącze radiowe: trzy pasma częstotliwości (3)
• Akumulator: 5000 mAh lub 8000 mAh (2)
• GNSS: standardowy lub odporny na zakłócenia, ze specjalną anteną (2)

2 × 4 × 3 × 2 × 2 = 96 kombinacji. Nie wszystkie jednak polecą. Podwójna kamera jest za ciężka na ramę 7-calową, a akumulator 8000 mAh też się na niej nie mieści. Rama 7-calowa dopuszcza więc 3 kamery × 1 akumulator × 3 pasma × 2 moduły GNSS = 18 wariantów, a 10-calowa 4 × 2 × 3 × 2 = 48. Razem 66 poprawnych wariantów z 96.

To pierwsza lekcja: warianty to nie tylko mnożenie. Towarzyszą im reguły konfiguracji, a te reguły to wiedza konstrukcyjna. Jeśli istnieją tylko w głowach dwóch konstruktorów, dział sprzedaży prędzej czy później obieca drona 7-calowego z podwójną kamerą.

Jedna macierzowa struktura wyrobu zamiast 66 kopii

Jeśli każdy wariant ma własną strukturę wyrobu z około 45 pozycjami, trzeba utrzymywać 66 × 45 = 2970 pozycji, w większości kopii. Gdy oprogramowanie układowe v2.4 zastępuje v2.3, zmiana musi trafić do wszystkich 66 struktur, a ta jedna pominięta wyjedzie do klienta ze starym oprogramowaniem.

Macierzowa struktura wyrobu (nazywana też konfigurowalną lub wariantową) zawiera raz wszystkie możliwe komponenty platformy, a każda pozycja ma regułę, kiedy jest używana:

• silniki i śmigła: według rozmiaru ramy (zestaw 7- lub 10-calowy)
• kamera i mocowanie: według opcji kamery; podwójna kamera wnosi dodatkowo dwuosiowy gimbal
• moduł radiowy i anteny: według pasma częstotliwości
• pakiet akumulatorów: według opcji akumulatora
• kontroler lotu z oprogramowaniem: jedna pozycja dla każdego wariantu

Konfiguracja „10 cali, termowizja, pasmo 2, 8000 mAh, GNSS odporny na zakłócenia” otrzymuje swoją strukturę wyrobu z tych reguł w kilka sekund. Zmiana oprogramowania to jedna edycja, która od razu obejmuje wszystkie 66 wariantów. Macierzowa marszruta robi to samo dla operacji: każdy dron przechodzi montaż, wgranie oprogramowania, kalibrację i lot testowy, ale kalibracja gimbala istnieje tylko dla podwójnej kamery. Pełną strukturę wyrobu i marszrutę jednego drona opisujemy w artykule Struktura wyrobu i marszruta drona.

Wystarczy pomyśleć o kupowaniu laptopa przez internet. Klient wybiera pamięć, dysk i ekran, a sklep nie trzyma karty specyfikacji dla każdej kombinacji. Ma jeden konfigurator z regułami. Nikt nie uważa, że to mniej precyzyjne.

Mit: „Każdy wariant potrzebuje własnej struktury wyrobu”

Wydaje się to bezpieczniejsze. Jest odwrotnie. Przy 66 skopiowanych strukturach poprawka trafia do 60, o których ktoś pamiętał, i omija 6, o których zapomniał. Przy jednej strukturze macierzowej trafia do wszystkich. Precyzja tkwi w regule, a nie w liczbie kopii.

Kiedy „to samo” nie jest tym samym indeksem

Odwrotny błąd to łączenie pozycji, które tylko wyglądają podobnie. Dwie kamery termowizyjne z taką samą obudową i złączem mogą mieć różną rozdzielczość matrycy: 640 × 512 i 384 × 288. Mechanicznie są zamienne. Dla kontraktu, który wymaga 640 × 512, już nie. Jeśli mają wspólny kod, raport stanów mówi „tak”, a test odbiorczy klienta mówi „nie”.

Test jest prosty: dwie pozycje można połączyć pod jednym kodem tylko wtedy, gdy mogą się zastąpić w każdym zastosowaniu. To samo pytanie dotyczy podzespołów, takich jak zestaw napędowy, o czym piszemy w artykule o półproduktach.

Zamienniki: 1:1 i 1:wiele

Niektóre komponenty mogą zastępować inne, choć nie są tym samym indeksem:

• 1:1. Silniki od dostawcy A lub B, oba zakwalifikowane z tą samą stałą KV i ciągiem. Dwa kody, bo trzeba wiedzieć, który silnik trafił do którego drona, ale każdy z nich spełnia wymagania struktury wyrobu.
• 1:wiele. Zintegrowany moduł GNSS z kompasem można zastąpić osobnym modułem GNSS, osobną płytką kompasu i przewodem łączącym. Jeden komponent zastępują trzy.

Wersje klienta bez nowych indeksów

Pięciu klientów chce własnych etykiet, języka opakowania i wstępnie ustawionych kanałów radiowych. 66 wariantów razy 5 to 330 kodów, które różnią się tylko naklejką i plikiem ustawień. Lepiej zostawić 66 wariantów, a wersję klienta zapisywać na partii produkcyjnej. Sprzęt pozostaje ten sam, plan pozostaje czytelny, a nadal widać, które drony przygotowano dla którego klienta. Jak ten zapis procentuje, gdy klient zadaje pytania po czasie, wyjaśnia artykuł o identyfikowalności partii.

Jak factory.online obsługuje warianty dronów

W factory.online 66 poprawnych wariantów generuje się z cech w jednym kroku, zamiast wpisywać je po kolei. Macierzowa struktura wyrobu i macierzowa marszruta dostarczają silniki, kamerę, radio i operacje dla każdej konfiguracji. Gdy wpływa zamówienie klienta na wersję „10 cali, termowizja, pasmo 2”, tworzy ono zapotrzebowanie produkcyjne dokładnie na tę konfigurację, a przeliczenie MRP pokazuje, których modułów brakuje. Dwaj dostawcy silników są ustawieni jako zamiennik 1:1, a osobne moduły GNSS i kompasu jako zamiennik 1:wiele. Konstrukcje można importować z systemów PDM lub PLM zamiast wprowadzać je ponownie. To samo podejście sprawdza się przy każdym wyrobie z wieloma modułami i opcjami, dlatego przy decyzji, które moduły trzymać na zapasie, warto zajrzeć do artykułu Produkcja na zamówienie czy na magazyn.

Jeśli kartoteka indeksów rośnie szybciej, niż zespół jest w stanie ją utrzymać, umów się na demo i przynieś jedną platformę z jej opcjami.