Внедряй и считай. Прибыльный испытательный центр миф или реальность?

В журнале «Вектор высоких технологий» № 4 (33) в статье «Испытай меня, если сможешь» был представлен обзор комбинированных установок Qualmark, приведены кейсы крупнейших корпораций, которые уже внедрили это оборудование на своем производстве. Цель данной статьи — опровергнуть миф о том, что испытательный центр — статья расхода.

Когда перед предприятием встает вопрос о переоснащении парка оборудования, возникает множество вопросов не по выбору, а по окупаемости. Выбор оборудования широк, понятен и ясен. А вот как просчитать экономический эффект от внедрения установок? Как сильно изменится конструкция изделия после проводимых испытаний? Какие издержки можно сократить в будущем, приобретая эту единицу? Что в итоге получат предприятие и потребитель в качестве конечного продукта?

Проясним часть этих вопросов в статье в разрезе HALT-испытаний.

Цель ускоренных испытаний — реализовать и обеспечить ряд таких улучшений, которые могут повлиять на надежность изделия. Для этого нужно проводить исследования и испытания вне заложенного конструкторами предела прочности изделия. Элементы ускоренных испытаний представлены на рис 1.

Рассмотрим экономическую составляющую HALT независимо от других ускоренных испытаний.

Журналом IEEE¹ (октябрь 2008) был проведен опрос, цель которого — узнать отношение пользователей, операторов, наладчиков испытательного оборудования к ускоренным испытаниям. Вопрос звучал так: «Где вы видите применение ускоренных испытаний в рамках вашей компании и почему именно там? В чем вы видите плюсы и минусы ускоренных испытаний?» В опросе приняли участие 32 респондента из 22 компаний (результаты представлены далее).

Решение проводить или не проводить ускоренные испытания для специфичных продуктов — это проблема «цена/качество» (T1), с которой сталкиваются все компании. Одна из составляющих качества — надежность и долговечность изделий. Параметр надежности доступен для оценки только после выпуска изделия и его тестирования.

Таблица 1. Причины проведения HALT испытаний

• Затраты и прибыль не дифференцированы.
  
• Новизна метода — дополнительное время.
  
• Преимущества не так явны, как недостатки.
  

Комментарии «За»:

• Сокращение времени выхода на рынок нового продукта.
  
• Сокращение гарантийных издержек.
  
• Увеличение гарантийного периода.
  
• Дифференциация продукта (пример с ноутбуком Tecra A9 в предыдущей статье, компания Toshiba).
  
• Демонстрация надежности продукта.
  

До конца XX века компания Tandem Computers Inc. (США) специализировалась на изготовлении отказоустойчивых компьютерных систем для сетей банкоматов, банков, фондовых бирж, АТС и других подобных сфер, где требуется максимальное время непрерывной работы и полное исключение потери данных, т. е. — максимальная надежность. До 1997 года Tandem Computers оставалась независимой компанией, пока не была поглощена Compaq. А в 2002 году компания Compaq, в свою очередь, была поглощена компанией Hewlett-Packard. Сегодня Tandem Computers — северное подразделение компании Hewlett Packard Enterprice.

Чтобы наглядно показать необходимость проведения HALT-испытаний, на примере компании Tandem Computers посчитаем ROI от внедрения HALT-испытаний, в частности, оборудования Qualmark, и выявим, какие издержки были сокращены в результате внедрения.

Алгоритм расчета

• Определение плановых годовых показателей по выпуску продукта (общая цена, количество отгружаемых изделий, процент возврата изделий).
  
• Определение ресурсов (количество операторов и длительность испытаний).
  
• Определение стоимости оборудования и затрат на оснащение испытательной лаборатории (в т. ч. амортизация).
  
• Оценка стоимости корректирующих мероприятий.
  
• Годовые затраты на проведение HALT-испытаний.
  
• Определение процента возвращенных изделий в первый год отгрузки.
  
• Общая оценка количества отказов, устраняемых с помощью HALT-испытаний, и потенциально утерянной прибыли.
  
• Расчет ROI.
  

На рис 2 показано нормальное распределение отказов ЦПУ (центральное процессорное устройство) компании Tandem. Все ЦПУ были подвергнуты HALT-испытаниям. Для изделий, представленных на рисунке, первоначально высокий уровень отказов сглаживается и стремится к горизонтальной асимптоте в течение ближайших двух лет. Это является классической характеристикой продукта, которая свойственна HALT-испытаниям.

Большинство отказов происходит в первый год обслуживания (период от 3 до 12 месяцев). Эти поломки могут быть обнаружены при помощи HALT-испытаний.

Чтобы оценить все достоинства HALT, необходимы начальные (исходные) характеристики ЦПУ:

ROI (Return On Investment) — это коэффициент возврата инвестиций, показатель рентабельности вложений. В процентном соотношении демонстрирует прибыльность или убыточность конкретной суммы вложения денежных средств в определенный проект.

Для расчета этого показателя используются следующие данные:

• себестоимость продукции;
  
• доходы;
  
• сумма инвестиций.
  

HALT ROI = (доход — расход) / расход (%) (1) 

Применим эту формулу только для тех изделий, отгрузки по которым были зафиксированы в течение первого года.

Затраты на HALT-испытания

Затраты на HALT будем оценивать на основе опыта предыдущих внедрений подобного оборудования. Затраты на персонал — в течение проведения HALT-теста (в США работа оплачивается, исходя из количества отработанных часов). Для комплексных систем выдвинем предположение, что будут проведены два теста: первый для обнаружения первичного отказа изделия, второй — на проверку этого отказа и внедрение корректирующих мероприятий:

Расходные материалы — это электроэнергия, обслуживание сосуда с жидким азотом в течение испытаний. Тарифы на коммунальное обслуживание везде разные, возьмем среднюю стоимость для Силиконовой Долины как 500$.

Далее необходимо учесть затраты на ремонт вновь создаваемого помещения, заложить стоимость камеры (для примера: Qualmark OVS4) и количество жидкого азота для проведения испытаний (2000 галлонов = 7,56 м3):

После того, как мы установили запас прочности изделия, обнаружили дефекты после испытаний и внедрили корректирующие мероприятия по их устранению, получается:

Общие затраты на проведение HALT-испытаний:

Экономический эффект HALT

Используя входные данные, можно оценить общее количество возвратов в первый год поставки заказчику. Многие из этих возвратов могут быть связаны не с ошибками, а с логистикой и т.д. Оценив процент возврата из-за ошибок оборудования в 50 % (данные Tandem), мы получим следующее:

Подобные ошибки типичны по ряду причин. Как пример, на рис 3 показана диаграмма Парето отказа изделий в процессе эксплуатации для производства электронных изделий. Основная причина отказов, при подсчете 12 из 34 отказов (35%), — U91 ASIC.

Если основная причина отказов составляет 35 % от всех отказов, то их количество за первый год:

Напомним, что HALT-тест проводят, чтобы устранить дефекты будущих изделий. Только когда ошибка изделия выявлена и устранена, проводятся следующие испытания. Испытания заканчиваются, когда достигается максимально допустимая нагрузка продукта.

Продолжим оценку HALT-теста, измеряя вероятность нахождения главных причин отказа изделия. Какова стоимость таких отказов в рамках продуктовой компании? В первом приближении цена каждого отказа равна цене произведенного продукта, таким образом, предприятие понесет следующие убытки:

Наконец, какова вероятность того, что HALT найдет этот отказ (ошибку)? Один из пяти тестов станет результатом корректирующего воздействия — эффект от остальных четырех тестов остается экономически невыгодным.

Возврат инвестиций от HALT

Заменим расходы и доходы в уравнении (1) и получим ROI для HALT:

Заключение

ROI для HALT может быть оценено в течение года. Основные расходы: стоимость оборудования, персонал, амортизационные отчисления, корректирующие действия по изменению конструкции. Ключевые преимущества — предотвращение возникновения новых отказов. Наконец, результат и данные об ошибках могут быть получены для верификации первоначальных затрат. Эти данные используют для улучшения будущих продуктов (через HALT-тест) и выбор следующих испытаний.

Расчет ROI был проведен на примере компании Tandem. Если вы хотите рассчитать ROI своего изделия, отправьте запрос на электронный адрес test@ostec-group.ru с темой «Расчет ROI Qualmark», и мы вместе с вами подготовим технико экономическое обоснование внедрения этого оборудования.