Бережливые инновации. Технологии умных затрат

Материалы, используемые для промышленного изготовления любой продукции – будь то мобильные телефоны или автомобили, – важнейший фактор, определяющий издержки и экологичность производства и, беря шире, продукции на протяжении всего ее жизненного цикла. Например, экономичность и экологичность автомобиля определяются расходом топлива, расход топлива – массой автомобиля, а масса – материалами, из которых он произведен. В результате автомобилестроители все больше используют «легковесные», но при этом и более прочные современные кузовные материалы. В частности, немецкий автомобилестроительный концерн BMW отдал предпочтение алюминию и углепластику, заменив ими традиционные стальные элементы конструкции в новом гибридном автомобиле с электроприводом BMW i8. Использование алюминия в качестве основного материала элементов трансмиссии и шасси позволило снизить массу машины на 30 % по сравнению с традиционной стальной, а кузов и салон практически полностью изготавливаются из композитного углепластика. Приборная панель монтируется в облегченную магниевую раму. В результате BMW i8 весит всего 1490 кг, то есть в пределах стандартного спорт-купе, несмотря на массивную аккумуляторную батарею. Автомобиль характеризуется пониженными уровнями загрязнения воздуха и расхода топлива при улучшенных характеристиках и удобстве для водителя.

Композитные материалы из углеродных волокон и эпоксидной смолы весят вдвое меньше стали, не уступая ей в прочности. Они находят все более широкое применение не только в автомобильной, но и в авиакосмической промышленности, тем более что позволяют отливать цельные крупногабаритные элементы конструкции без клепочных или сварных швов, что делает производимые из них корпуса предельно прочными и надежными.

Новые средства производства

ЗО-печать явилась крупным прорывом в технологиях промышленного производства. В сочетании со средствами компьютерного проектирования и другими цифровыми инструментами ЗО-принтеры резко снижают себестоимость продукции и одновременно повышают возможности массового производства изделий по индивидуальным заказам.

Используемая в ЗD-печати технология послойного синтеза заключается в добавлении к изделию материалов до готовности. По эффективности использования ресурсов это полная противоположность традиционно использовавшимся в XIX–XX веках субтрактивным («вычитающим») производственным технологиям, в частности механообработке, когда из большей по размерам заготовки, например металлической болванки, вытачивалась, выковывалась или вырезалась деталь нужной формы и меньшего веса и размера. Субтрактивные технологии по определению сопряжены с более высокими энергозатратами, чем аддитивные[52], и непродуктивным расходованием 50 % и более материалов, идущих в отходы производства. По контрасту, поскольку на одном и том же ЗD-принтере можно печатать самые разнообразные детали и изделия, послойный синтез позволяет организовывать массовое производство продукции под заказ на порядок дешевле, чем при традиционной, субтрактивной обработке материалов. Кроме того, при использовании технологии ЗО-печати заработная плата рабочих перестает серьезно сказываться на себестоимости продукции, а это, в свою очередь, потенциально приводит к пересмотру компаниями базовых экономических моделей организации производства.