Тенденция (закономерность) перехода к одноразовым изделиям

                                                                                      Лев Певзнер

                                                                                      Мастер ТРИЗ, к.т.н. (Ньютон, США)

   ТЕНДЕНЦИЯ (ЗАКОНОМЕРНОСТЬ) ПЕРЕХОДА К ОДНОРАЗОВЫМ ИЗДЕЛИЯМ

        В таблице приемов устранения технических противоречий Г.С. Альтшуллер указал прием 27 «ДЕШЕВАЯ НЕДОЛГОВЕЧНОСТЬ ВЗАМЕН ДОРОГОЙ ДОЛГОВЕЧНОСТИ», которые предписывает заменить дорогой объект набором дешевых объектов, поступившись при этом некоторыми качествами (например, долговечностью). В частности, в приеме рекомендуется переход к одноразовым изделиям.

        Анализ показал, что переход к использованию одноразовых изделий не случайных эффективный прием, а тенденция (закономерность) развития технических систем. Проявление этой тенденции является реализацией закона повышения степени идеальности.

       В основе этой закономерности:

- тенденция удешевления материалов  и продуктов (материал в разработке);

- быстрое расширение рынков различных продуктов;

- появление массовых автоматизированных производств, резко снижающих стоимость продуктов;

- удорожание ручного (человеческого) труда.

 

       Как следствие, на фоне быстрого удешевления продукта вследствие удешевления сырья и изготовления систем на автоматизированных линиях, происходит удорожание межоперационной обработки и ремонта многоразовых изделий.  Как следствие, в определенный момент становится экономически оправданным переход к одноразовым изделиям.

 

        Тенденция (закономерность) перехода к одноразовым изделиям: с развитием техники происходит переход от изделий используемых много раз, ремонтируемых или восстанавливаемых к изделия разово используемым или используемым много раз без ремонта и обслуживания. 

 

     К тенденции относятся три линии:

- линия перехода к простым одноразовым изделиям массового производства;

- линия перехода к от разборных узлов к неразборным;

- линия перехода к неремонтируемым изделиям полного срока службы.

 

1. Основные рынки перехода к одноразовым продуктам

      Линия развития: С развитием техники идет переход от изделий многоразового использования, к изделиям одноразового использования. В первую очередь это касается простых по конструкции продуктов массового спроса.

       Характеристиками продуктов, которые склонны к переходу к одноразовым являются:

- относительно большие (по отношению к стоимости изделия или системы) затраты на межоперационное обслуживание или ремонт;

- снижение качества системы с каждым последующим использованием многоразовой системы;

-  повышение рисков при использовании некачественно обработанных систем.

 

1.1. Переход к одноразовым медицинским приборам

     Пример

       От стеклянных шприцов и иголок, которые стерилизовались после каждого ипользования осуществлен переход к использованию одноразовых медицинских приборов – шприцов, скальпелей, систем переливания крови, баночки для анализа мочи, перчатки. Все это не только повышает безопасность пациентов, но и позволяет отказаться от  операций по стирилизации приборов.

                          Илл. 1. Одноразовые системы переливания крови и скальпели

               Хирургические нити закрепленной в торце иглы, в стирильной упаковке фабричного изготовления.

                               Илл.  2.   Многоразовые и одноразовая хирургические иглы

          Сверхэффект: Такие атравматические иглы, которые отличаются тем, что нить является прямым продолжением иглы, применяют во всех областях хирургии, а особенно при оперативных вмешательствах на сосуды, сердце, мягких тканях. Причем игла используется лишь во время одной операции.

 

1.2. Одноразовая посуда

         Одноразовые тарелки, приборы, позволяет есть в походных условиях или дома, не затрудняя себя проблемами по мытью. Одновременно повышается безопасность, снижаются риски использования плохоочищенной посуды.

             Илл. 3. Фарфоровая многоразовая и пластиковая одноразовая посуда

 

1.3. Одноразовые инструменты.

        Если раньше при использовании ножей их приходилось постоянно точить, то переход к одноразовым лезвиям позволяет избежать этого и экономить время. Одновременно появляется возможность улучшения качества используемого инструмента, поскольку при обработке не удается достичь первоначальных характеристик, создаваемых в промышленных условиях.

Отметим, что часто одноразовой становится только часть инструмента, которая повреждается при работе.

                          Илл. 4 . Промышленный нож с одноразовым лезвием

         В США дисковые пилы не перетачиваются. Они служат один раз, после чего выбрасываются. При этом удается существенно удешевить дисковую пилу за счет того, что снижается толщина качественной стали на зубцах, сами диски можно делать из менее качественной стали, а серийное изготовление в заводских условиях удешевляет их изготовление.

                Илл.  5 . Дисковая пила

                                       Илл.  6. Многоразовые и одноразовые сверла

 

1.4. Одноразовые бытовые изделия

 

   Одноразовые пылесборники в пылесосах.

            Илл.   7. Мешки для пылесосов

 

Одноразовая тара

      Тара для жилкостей первоначально была настолько дорогой, что в конце  XIX века, покупая водку посетители сразу выпивали ее, чтобы не платить за тару, которую сразу возвращали продавцу.

       Постепенно тара дешевела, но за нее брали залоговую цену, которую возращали, когда стеклотару сдавали на специальные пункты. На заводах она мылась и направлялась на повторное использование вплоть до поломки. Понятно, что были большие затраты на транспортировку и мойку.

Илл.  8 . Бутылки и банки многоразового использования

 

       В настоящее время, с появление дешевых пластиков, большинство продуктов расфасовывается в оноразовую тару. Это и дешевле и гигиеничнее.

                                          Илл.  9 . Тара одноразового использования

 

1.5. Офисные  инструменты

         Если раньше в пишущей машинке менялась только лента и копирка, а в начале использования принторов с целью экономии в картриджах заменялся тонер, то теперь в голову никому не приходится менять тонер, картриджи изготавливаются неразборными (это надежнее и чище) и одноразовыми.

         Практически всегда стали использоваться одноразовые шариковые ручки вместо чернильных, которые приходилось регулярно заправлять чернилами.

 

2. Замена разборных узлов в системе на неразборные (то есть одноразовые)

      Второй линией реализации тенденции перехода к одноразовым изделиям относится переход от разборных блоков сложных (многоэлементных) изделий к неразборным. Правильнее говорить не об одноразовых изделиях, а о заменяемых, неремонтируемых блоках выпускаемых серийно на отлаженных автоматизированных производствах. Это удешевляет производства блоков и повышает их надежность. Одновременно упрощается и удешевляется работа по ремонту системы, поскольку замена блока со стандартными соединениями гораздо проще разборки и ремонта блока.

 

      Линия развития: С развитием техники идет переход от разборных многоэлементных блоков к неразборным. В первую очередь, это касается изделий, в которых целесообразно выполнять свертывание элементов в универсальные блоки со стандартными соединениями, которые можно использовать в разных системах.

 

        Пример

       Переход от разборной электрической вилки к неразборной.  Неразборная вилка всегда имеет провод нужной длины с контактами на конце или штеккером.

             Илл. 10. Разборная и неразборная электрические вилки

         В современных радиоприборах и компьютерах, замена идет не одной лампы или конденсатора, а сразу всей микросхемы или блока микросхем. Во многих развитых странах дешевле бывает выбросить телевизор или СД-плейер, чем ремонтировать их.  Ведь стоимость дешевого плейера 40-70 доллларов, в то время как  стоимость ремонта 80-100 долларов в час, причем минимальное оплачиваемое время 1 час. В более дорогих изделиях (компьютерах и больших телевизорах) целесообразна замена крупных блоков, фиксируемых в пазах корпуса или на нескольких винтах и соеденияемых шнурами  из проводов. После тестирования заменяется сразу весь поврежденных блок.  Замена блока занимает несколько минут.

       

            Илл. 11  . блочная сборка в компьютерах

      Обычно такие неразборные узлы более надежные и  дешевые при массовом изготовлении по сравнению с разборными.

 

3. Линия перехода к блокам полного срока службы изделия

        Третья линия перехода к созданию изделий полного жизненного цикла.

       Линия развития: С развитием техники идет переход от разборных и заменяемых узлов к  изделиям полного срока службы в течение всего жизненного цикла изделия.

          Это связано с развитием автоматизированных производственных линий сборки и снижением цены изготовления до уровня, когда цена изготовления будет дешевле цены ремонта, повышения срока службы изделий до капремонта до приемлимого уровня, или же создание подсистем полного срока службы изделия. Технология изготовления таких изделий более дорогая, однако, все это вполне компенсируется за счет снижения себестоимости за счет массовости и снижением ремонтных затрат.

 

Илл. 12. Одноразовые блоки двигателей Nissan и Toyota неремонтоспособны и как правило служат весь срок службы автомобиля.

 

         Моноблочный унитаз более сложен в изготовлении, но проще при монтаже и в эксплуатации.

 

Илл. 13.  Старый унитаз из нескольких частей и современный единый унитаз

  

      

         Илл. 14. Измельчитель пищевых отходов и водосчетчики

 

         Измельчитель пищевых отходов, как и многие кухонные сантехнические приборы изготавливаются неразборными. При их стоимости  100-200 долларов, и стоимости часа работы сантехника в США 80 долларов их ремонт нецелесообразен.

     Замечание: С развитием микроэлектроники, где сырье относительно дешевое, а массовые технологии делают изделия дешевыми. Особенно быстро дешевеют системы управления и радиосистемы, которые становятся настолько дешевыми, что позволяет делать их одноразовыми.

              Илл.  15.  Блоки питания бытовой техники, и научшники в самолетах

        Постепенно неремонтируемой, или ремонтируемой путем замены крупных блоков становится бытовая техника. Дешевая, типа  тостеров, фенов, микроволновых печей, миксеров, дешевых фотоаппаратов не ремонтируется по определению (дороже ремонтировать, чем новую купить). Крупная – дорогие телевизоры, холодильники, стиральные машины – заменяются только крупные блоки. Дешевые холодильники, телевизоры и т.п. также не подлежат ремонту.  Тем более, что часто эта техника морально стареет быстрее, чем физически.

      С развитием техники тенденция распространяется на все большие зоны продуктов. Таковыми предметами становятся и автомобили. Правда, неромонтоспособными они, как правило, становятся после серьезных аварий, что с машинами происходит достаточно часто.

Замечание: Существует противоположное направление - перехода от одноразовых изделий к многоразовым – выделение дорогостоящей системы для малосерийных изделий. Пример - ракето-носители, типа систем Илона Маска.

                             Илл 16  .  Многоразовая ракето-носитель Falcon 9

4. Целесообразность перехода к одноразовым изделиям

       Традиционным аргументом против перехода к одноразовым изделиям является то, что изделие выбрасывается, и это гораздо дороже многоразового использования изделий, когда стоимость изделия распределяется на количество раз использования.

         Пример

         В начале 1990-х годов, когда в России появились одноразовые шприцы в самых высоких инстанциях, вплоть до Государственной думы обсуждался вопрос о целесообразности доплаты медсестрам за кипячение обычных шприцов вместо  использования одноразовых шприцов. К счастью разум победил. В настоящее время многоразовые шприцы не используются.

         На одном из сайтов я нашел утверждение, как ненужного, изобретения   «Иголки с уже вставленными нитками».

Илл. 17.  Набор одноразовых иголок с нитками

      С точки зрения автора этой статьи – это изобретение ненужно, посколько дорого выбрасывать иголки. А вот с моей точки зрения это изобретение имеет вполне значительный рынок – командированные, туристы,  гостиницы…. 

        Более того, одна из модификаций этого решения уже активно внедряется – это хирургические нити закрепленной в торце иглы, в стирильной упаковке фабричного изготовления.

Замечание: Как известно, изобретение внедряется не там, где его можно использовать, а там, где без него нельзя обойтись.

     Основные факторы, влияющие на принятие решения перехода к одноразовым изделиям в каждом конкретном случае связаны с:

-  удешевлением технологии производства (за счет использования высокопроизводительных автоматических линий) и снижения накладных расходов на изготовление;

- увеличение Потребности в изделии вплоть до массового спроса;

- снижение требований к долговечности рабочих органов; изготовление несущих и вспомогательных элементов из дешевых материалов – бумаги, пластика, керамики  и т.п., с сохранением рабочего органа, выполняющего главную функцию, небольшого размера из качественного материала – лезвия одноразовых бритв, иголки одноразовых шприцев;

- получения дополнительных преимуществ (функций) от одноразовости (гарантия стирильности, сокращение времени ремонта, удобства использования и др.).

  

5. Особенности изменения конструкции при переходе к одноразовым изделиям.

       а. Часто конструктивная особенность одноразовых изделий состоит в их упрощении, когда рабочий орган остается (в модернизированном виде), а все вспомогательные  подсистемы и материалы удешевляются до предела.

Пример

Отличие отноразового бритвинного станка от традиционного многоразового с заменой лезвий состоит в том, что ручна изготавливатеся из предельно дешевой пластмассы, а лезвие уменьшается до тонкой пластинки, зафиксированной в пластике.

                           Илл. 19.  Безопасная (многоразовая) и  одноразовая бритва

         Сверхэффект: на таком станке можно установить 2,3 и более лезвий, что позволяет качественнее выполнять бритье.

 

        б. В силу того, что материалы используются один раз и не подлежат обеззараживанию, переточке или иной обработке, то изделия из них можно делать из более дешевого материала.

Пример

 Столовые приборы не подлежат обработке, поэтому могут быть изготовлены из бумаги или пластика. В особых случаях из дешевой керамики.

Пример

Большая часть одноразовых медицинских изделий из полиэтилена и дешевой нержавеющей стали (ведь они не предназначены для длительного использования!).

 

       в. Технология производства одноразовых изделий предельно упрощается и удешевляется через замену некоторых технологических операций  на более простые.

Сборка простых сборочных единиц небольшого размера заменяется заливкой пластиком или эпаксидной смолой. Это упрощает сборку, снижает количество крепежных элементов и повышает надежность.

 

Пример

Замена болтовой сборки на сварку при сварке корпусов автомобилей.

     Илл. 19. Сварка корпуса автобобиля на сварочной автоматической линии

         Пример

      Замена технологий резки металла на штамповку, уход от сложных токарных изделий к изделиям, получаемым резкой в размер прокатных профилей или пластиковых изделий, замена дорогих металлических изделий на дешевые пластиковые или керамические.

 

6. Изменения в надсистеме с развитием тенденции.

        С развитием тенденции перехода к одноразовым изделия, растет количество мусора, который необходимо утилизировать, а лучше перерабатывать, чтобы не загрязныть окружающую среду. Поэтому создавая одноразовые изделия, или продукты полного жизненного цикла, необходимо предусматривать технологии и производства по их переработке.

      В развитых странах уже давно используется технология раздельного сбора мусора на вторичное сырье и неиспользуемые отходы, которые необходимо уничтожать. При этом, предполагается раздельный сбор макулатору пластика и опасных отходов (литиевые батарейки, ртутьсодержащие лампы и др.).

        В перспективе большинство изделий будет производиться как неремонтируемые, а значит в их жизненном цикле необходимым этапом становится отправка на перерабатывающие предприятия.

         При этом, стимулами к сбору и доставке использованных продуктов для переработке могут быть:

- законодательные акты, предписывающие вывозить использованные продукты на места сбора (например, по закону города Ньютона (США) телевизоры, компьютеры, бытовая техника не могут помещаться в мусорные бункеры, а должны доставляться на свалку города);

- разумная залоговая цена, возвращаемае при сдаче продуктов (во всех крупных супермаркетах США установлены автоматы по приему пластиковой, жестяной и стеклянной тары, в которых после сдачи тары выдается чек, кпо которому можно получить деньги в кассе супермаркета);

- выдача нового продукта на специальных обменных пунктах (или торговых центров) при условии сдачи старого (вероятно, такие принципы появятся при развитии тенденции для крупных систем – автомашин, крупной бытовой техники, аккумуляторов); кстати, это может быть удобно Потребителям – приехал на старой машине, а уехал на новой; привезли новых холодильник и сразу забрали старый и т.п.

          С развитием тенденции просматривается создание мозных центров утилизации автомашин, бытовой техники и т.п.

                                                В ы в о д ы

         Тенденция (закономерность) перехода к одноразовым изделиям: с развитием техники происходит переход от изделий используемых много раз, ремонтируемых или восстанавливаемых к изделия одноразово используемых или используемых много раз без ремонта и обслуживания. 

     Причины этой закономерности лежат в:

- тенденции удешевления материалов и продуктов ;

- быстром расширении рынков;

- появлении массовых автоматизированных производств, резко снижающих стоимость продуктов;

- удорожании ручного (человеческого) труда;

 

       К тенденции относятся три линии развития:

- линия перехода к простым одноразовым изделиям массового производства;

- линия перехода к от разборных узлов к неразборным;

- линия перехода к неремонтируемым изделиям полного срока службы.

 

       Использование этих линий развития целесообразно при проведении ФСА и прогнозе развития техники.

Комментарии

Re: Тенденция (закономерность) перехода к одноразовым изделиям

Тенденция (закономерность) перехода к одноразовым изделиям: с развитием техники происходит переход от изделий используемых много раз, ремонтируемых или восстанавливаемых к изделия одноразово используемых или используемых много раз без ремонта и обслуживания. 

Есть ощущение, что материал недожат, в нем собраны совершенно разные явления и объединены на основе непонятного пока для меня способа.  

Так, одноразовая посуда и двигатель, который не надо обслуживать на протяжении многих лет его работы, объединены, конечно же не одноразовостью, а снижением затрат на обслуживание. Все остальное у них разное - от выбора материалов, до выбора коэффициентов запаса. И уж конечно, у них разное количество циклов применения. Так что минимум на две кучки надо разделить приведенные примеры. 

Говорю про минимум, так  как еще и не раскрыт до сих пор тренд деления объектов на разовую и многоразовую части. В тексте этот феномен затронут при описании бритвы. Но хороших рекомендаций по отнесению функций в одну из двух частей, пока не видно. У нас в некоторых проектах эта линия всплывала порой и какие -то рекомендации клиентам строили. Так что потенциал развития этой части тоже есть.  

Re: Тенденция (закономерность) перехода к одноразовым изделиям

Изображение пользователя Gregory Frenklach.

Есть ощущение, что материал недожат...

Если бы только это.
Статья написана очень неряшливо.

Например, представленные ниже тексты встречаются дважды. В разных разделах без изменений:

1.1

Такие атравматические иглы, которые отличаются тем, что нить является прямым продолжением иглы, применяют во всех областях хирургии, а особенно при оперативных вмешательствах на сосуды, сердце, мягких тканях. Причем игла используется лишь во время одной операции.

4.

Такие атравматические иглы, которые отличаются тем, что нить является прямым продолжением иглы, применяют во всех областях хирургии, а особенно при оперативных вмешательствах на сосуды, сердце, мягких тканях. Причем игла используется лишь во время одной операции.

1.5

Если раньше в пишущей машинке менялась только лента и копирка, а в начале использования принторов с целью экономии в картриджах заменялся тонер, то теперь в голову никому не приходится менять тонер, картриджи изготавливаются неразборными (это надежнее и чище) и одноразовыми.

3.

Если раньше в пишущей машинке менялась только лента и копирка, а в начале использования принторов с целью экономии в картриджах заменялся тонер, то теперь в голову никому не приходится менять тонер, картриджи изготавливаются неразборными (это надежнее и чище) и одноразовыми.

Одно дело если это блог, а другое - статья,

Re: Тенденция (закономерность) перехода к одноразовым изделиям

Согласен. С материалом работал достаточно давно, но, к сожалению, сам не всегда понимаю, как его структурировать. Вместе с тем, считал необходимым познакомить с ним коллег, для использования. Исправлюсь.

Subscribe to Comments for "Тенденция (закономерность) перехода к одноразовым изделиям"