تحليل الوفورات في التكاليف التي تحققت من خلال جت في الهندسة الفضائية الجوية

وقد أعادت شركات الفضاء الجوي أساساً تشكيل عملياتها في مجال هندسة الفضاء الجوي، حيث نقلت الصناعة بعيداً عن نماذج الإنتاج الجماعي التقليدية إلى نهج مدفوع بالطلب، ومن خلال تزامن تدفق المواد مع جداول الإنتاج، فتحت شركات الفضاء الجوي وفورات كبيرة في التكاليف مع الحفاظ على معايير الجودة الصارمة التي يتطلبها القطاع، وتدرس هذه المادة كيفية تخفيض حصة الطائرات من السلع الصناعية، وتحسين تدفق الأموال النقدية، وتقليص حجمها.

Understanding JIT in Aerospace Engineering

وقد نشأت صناعة التصنيع في الوقت المناسب في اليابان بعد الحرب ونقحتها شركة تويوتا بشكل مشهور، وفي صناعة السيارات، أثبتت الشركة أن إزالة المخزون الزائد يمكن أن تؤدي إلى خفض كبير في التكاليف وكشف أوجه القصور، واعتمدت الهندسة الفضائية الجوية هذه المبادئ فيما بعد، وتكييفها مع بيئة أطول فيها الزمن، والعناصر شديدة التخصص، وأنظمة السلامة.

وفي الفضاء الجوي، تعني هذه المبادرة أن الأجزاء الحساسة - مثل نصلات التربين، وجمعيات معدات الهبوط، ووحدات الملاحة الجوية، وأفرقة التبريد - التي تقام في خط التجميع عند الحاجة بالضبط، وليس قبل أيام أو أسابيع، وهذا يتطلب تنسيقا دقيقا بين الموردين، ومقدمي الخدمات اللوجستية، ومصانع التجميع، والهدف هو تخفيض أو إزالة المخزون الاحتياطي الذي يحمي عادة من تعطيل الإمدادات.

المبادئ الأساسية المطبقة على تصنيع الطائرات

Three principles define JIT in this context. First, ]pull-based production] ensures that no component is ordered or manufactured until a downstream client signals demand. Second, ] continuous flow]] compresses the time between order and delivery, emphasizing smaller batch sizes and frequentFto waste management, [4]

ورغم أن الفضاء الجوي يعتمد تقليدياً على عمليات الإنتاج الطويلة والمخزونات الكبيرة، فإن الضغط على تكاليف اقتناء الطائرات المنخفضة والمنافسة مع المصنعين الناشئين قد دفعا كباراً وموردين من المستوى الأول إلى مستوى الاستثمار المشترك. وقد كان التحول ملحوظاً في نظم الإدارة المتكاملة مثل Boeing و سلسلة التجميع النهائية .

وفورات التكاليف من خلال وحدة التفتيش المشتركة: توزيع مفصل

ويؤدي تنفيذ نظام تكنولوجيا المعلومات والاتصالات في هندسة الفضاء الجوي إلى تحقيق وفورات قابلة للقياس عبر فئات متعددة من التكاليف، وندرس كل مجال بتعمق، مدعوما ببيانات الصناعة وأمثلة عملية.

انخفاض تكاليف حيازة المخزون

وتأتي تكاليف نقل المخزون في الفضاء الجوي من بين أعلى القطاعات الصناعية، حيث تخزن عناصر متخصصة من تيتانيوم إلى حواسيب التحكم في الطيران - مرافق خاضعة لمراقبة المناخ، والأمن، والتأمين، والعمل الماهر من أجل المناولة والتتبع، وتضع المعايير المرجعية للصناعة تكاليف الحيازة السنوية بنسبة تتراوح بين 20 و30 في المائة من قيمة المخزون، وتترجم إلى تكاليف تتراوح بين 200 و300 مليون دولار في كل سنة.

ومن خلال تحطيم مستويات المخزون، خفضت الوكالة اليابانية للاستثمار مباشرة هذه النفقات، فقد خلصت دراسة صدرت في عام 2008 في المجلة الدولية لبحوث الإنتاج ] إلى أن شركات الفضاء الجوي التي تعتمد جرداً للمواد الخام يبلغ في المتوسط 40 في المائة خلال ثلاث سنوات، فعلى سبيل المثال، خفضت شركة تصنيع محركات مخزونها من النيكل - كلوي من إمدادات تبلغ 90 يوماً إلى ستة أيام.

النفايات والآفات الأدنى

وتخضع مكونات الفضاء الجوي لتغييرات هندسية متكررة، وتحسينات، وتحديثات تنظيمية، إذ أن الأجزاء التي تُعقد في المخزون لمدة أشهر أو سنوات قد تصبح عتيقة قبل أن تصل إلى خط التجميع، وعندما تحدث تغييرات في التصميم، مثل نسخة منقحة من برمجيات الملاحة الجوية أو جرد جديد من المواد المعينة - قابلة للاختراق، أو إعادة العمل، أو العودة إلى الموردين عند وقوع خسارة.

وتخفف الشركة من هذا الخطر عن طريق إبقاء معدل دوران المخزون مرتفعاً، فبمرور فترات سكن قصيرة، يقل احتمال إبطال أجزاء منها، وأظهرت دراسة حالة من أحد شركات صناعة الطائرات الرئيسية التي تعمل بالهبوط أن عمليات شطب البدانة انخفضت بنسبة 60 في المائة، مما أدى إلى زيادة هامش تشغيل الشركة مباشرة، وبالإضافة إلى ذلك، فإن الانخفاض في المساحة المخزنة للمصانع التي تم تحريرها من أجل الإنتاج ذي القيمة المضافة بدلاً من التخزين.

تحسين تدفق النقدية ورأس المال المتداول

والمخزون هو أكبر عنصر من عناصر رأس المال العامل بالنسبة لمعظم شركات الفضاء الجوي، ولا يمكن استخدام الأموال المقيدة في المخزونات في عمليات تحديث المعدات أو عمليات الشراء الاستراتيجية.() وتصدر الشركة هذا رأس المال، وتحوّل الشركات، بطلبها قطع الغيار فقط حسب الحاجة، ما كان عليه في السابق من مصادر النقد إلى مورد للابتكار.

وقدر تقرير أعدته مبادرة ليان للفضاء الجوي في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا أن شركات الفضاء الجوي الرائدة قللت وقتها في دورة النقد إلى النقدية بنسبة تتراوح بين 30 و50 في المائة بعد اعتماد ممارسات الغسل والتحصين الجاف، وبالنسبة لشركة تبلغ مبيعاتها 10 بلايين دولار في السنة، يمكن أن يؤدي تخفيض مدة دورة النقدية إلى دفع أكثر من 250 مليون دولار في السيولة، وهذا التحسن في تدفق النقد إلى دعم الاستثمارات في مجال الصناعة المضافة والتشغيل الآلي وتكنولوجيا الطيران المستدامة.

تعزيز كفاءة الإنتاج والإنتاجية الإنتاجية

وتبسط دائرة الهجرة والجمارك تدفق الإنتاج، وتلغي التجاوزات في المناولة والتنقل، وتنتظر أن تُحدِّد تكاليف العمل، وعندما تصل الأجزاء بالتحديد إلى نقطة الاستخدام، لا يتعين على العمال البحث عن المواد، أو نقل الشحوم الثقيلة، أو إدارة معاملات الجرد، مما يقلل من قيمة العمل المضاف.

وفي حالة واحدة بارزة، قامت محطة لتجميع أجهزة الصمامات في مطار هامبورغ بقطع مساحاتها الأرضية على خط الهاتف بنسبة 35 في المائة بعد تنفيذ عمليات تسليم الطائرات من كبار مورديها الهيكليين، وسمحت المساحة المأجورة بزيادة عدد محطات العمل الموازية، وزيادة الناتج لكل متر مربع، وخفض ساعات العمل لكل طائرة بنسبة 8 في المائة، وأبلغت شركة " بوينغ " عن مكاسب مماثلة في خط التجميع النهائي البالغ 737 يوما في رينتون، واشنطن، حيث ساعدت القطع المتعاقبة على تخفيض وقت التجميع النهائي بـ 22 يوما.

تحسين الجودة والحد من العمل

ونظراً إلى إزالة عوازل المخزون، فإن أي عيب يوقف الإنتاج فوراً، مما يؤدي إلى تحليل الأسباب الجذرية واتخاذ إجراءات تصحيحية، وهذا يتناقض مع صنع الدفعة التقليدية حيث يمكن إخفاء الأجزاء المعيبة في قوائم جرد كبيرة قبل اكتشافها بأسبوع.

وتظهر الدراسات التي تجريها صناعة الفضاء الجوي أن الشركات التي تستخدم تكنولوجيا المعلومات والاتصالات تشهد انخفاضا بنسبة تتراوح بين 30 و50 في المائة في معدلات العيوب وتكاليف إعادة العمل، وأن تأديب الإنتاج المتزامن يشجع الموردين على تقديم قطع من الجودة الكاملة، مع العلم بأن الشحنات المرفوضة ستوقف خط العملاء، وهذه الشراكة تدفع، بمرور الوقت، إلى التحسين المستمر في سلسلة الإمدادات، وتخفيض تكاليف الضمان، وتعزيز السلامة.

التحديات والنظر في مجال تكنولوجيا الفضاء الجوي

وفي حين أن وفورات التكاليف مُلحة، فإن هندسة الفضاء الجوي تشكل عقبات فريدة أمام تنفيذ نظام تكنولوجيا المعلومات والاتصالات، ولا يمكن للصناعة أن تنسخ ببساطة أفضل الممارسات المتعلقة بالسيارات؛ بل يجب عليها أن تضع استراتيجيات مصممة خصيصا لذلك.

سلسلة الإمدادات

وأهم خطر على الشركة هو اعتمادها على أداء سلسلة الإمداد غير المستقرة، إذ أن شحنة واحدة متأخرة من مورد سريع من الدرجة الثانية في سنغافورة يمكن أن تعطل خط تجميع نهائي في سياتل، بتكلفة عشرات الملايين من الدولارات يوميا في الإنتاج المفقود، وكثيرا ما تكون لقطع الفضاء الجوي فترات طويلة جدا من الزمن تتطلب ٦-١٢ شهرا - مما يجعل من المستحيل الرد بسرعة على ارتفاعات الطلب المفاجئة.

ولإدارة ذلك، تحولت الشركات من نظام JIT النقي إلى نموذج هجين يعرف باسم " JIT with buffers " ، واعتبرت المكونات الحرجة شديدة الخطورة - مثل توربينات المحرك الأحادي المصدر أو الرقائق الإلكترونية المصدق عليها - في مخزونات الأمان الصغيرة، وعادة ما يكون إنتاجها 2-5 يوماً، وقد تم التحقق من هذا النهج خلال النقص في الموصلات شبه الموصلات للفترة 2020-2021، عندما تكون منظومات الإطلاق الجوية الفضائية التي تحتفظ بمخزونات المتواضعة.

تنسيق الموردين وتعهدهم

وتطالب الشركة بتعاون عميق بين حركة أوغسطام ومورِّدين، ويجب إدماج موردين من الفئة الأولى في نظام تخطيط الإنتاج، والحصول على بيانات استهلاكية في الوقت الحقيقي والالتزام بعمليات التسليم المتكررة والصغيرة، وهذا يتطلب الاستثمار في التبادل الإلكتروني للبيانات، وأدوات التنبؤ المشتركة، وفي كثير من الأحيان تخصيص موظفي الموردين في محطة التجميع.

وقد استجابت سلسلة الإمداد بالحيز الجوي التي تتسم بدرجة عالية من التجزؤ، حيث توجد العديد من الشركات الصغيرة المتخصصة التي تفتقر إلى البنية التحتية لتكنولوجيا المعلومات في إطار مبادرة التجارة العالمية، وذلك بتقديم التدريب، ودعم تحديث التكنولوجيا، وتوحيد قاعدة مورديها للعمل مع عدد أقل من الشركاء وأكثر قدرة، فعلى سبيل المثال، تدير شركات إنتاج متعددة السنوات تعمل على إنتاج عقود السلع.

القيود التنظيمية والتصديقية

ويجب أن يكون كل جزء من الفضاء الجوي قابلاً للتتبع بالنسبة لمواد مصدره، ومبالغ العلاج الحراري، وعملية التصنيع، إذ أن الأنظمة من وكالة الطيران الاتحادية ووكالة سلامة الطيران التابعة للاتحاد الأوروبي تتطلب وثائق واسعة النطاق، مما يعقِّد تدفقات التحويلات المالية السريعة، ولا يمكن ببساطة نقل أجزاء من مورد إلى الخط دون جودة الورقية ومسارات مراجعة الحسابات.

وتخفف الحلول الرقمية من هذا العبء، إذ تستخدم شركات فضائية جوية كثيرة الآن نظماً قائمة على سلسلة من التتبع الجزئي، مما يتيح التحقق الفوري من شهادات الامتثال دون أوراق يدوية، مما يقلل من النفقات الإدارية العامة للمعهد بينما يحافظ على الامتثال التنظيمي.

دراسات الحالة: بوينغ وهروبوس

وقام اثنان من أكبر شركات صناعة الطائرات في العالم - شركة بوينغ وشركة إيربوس - بتنفيذ نظام تكنولوجيا المعلومات الجغرافية بطرق مختلفة، مما كشف عن النجاحات والدروس المستفادة على السواء.

سلسلة الإمداد بالموجات الحليمية

وقد تم في البداية بناء برنامج " القاذفات " )٧٧٨( على نموذج " JIT " حيث قام موردون من الشركاء في جميع أنحاء العالم بتصنيع فروع رئيسية )العمل على الصمامات، والأجنحة، والخلفية( وتدفقت إلى إيفيت، واشنطن، للتجمع النهائي، وكان الهدف هو التقليل إلى أدنى حد من المخزون لدى بوينغ وتعزيز الخبرة في الموردين، غير أن إطلاق البرنامج قد أصيب بالتأخرات وتجاوزات في التكاليف بسبب عدم استيعاب نظام " JIT " .

وردا على ذلك، زادت مخزونات بوينغ الاحتياطية من المواد الحساسة، وحسنت تبادل المعلومات مع الشركاء، وأصبح خط التجميع البالغ ٧٨٧ أكثر تزامنا، وينتج بوينغ الآن ١٢-١٤ مصمما للأحلام شهريا بجرد منخفض نسبيا، ويجب تنفيذ الدرس الرئيسي: تكنولوجيا المعلومات والاتصالات في الفضاء الجوي بحواجز واقعية قائمة على التفرغ والإدارة القوية للمخاطر.

خطوط الجمعية النهائية

وقد اتبعت شركة إيربوس نهجاً أكثر تدريجاً إزاء شركة JIT. وفي خطوط التجميع النهائية في تولوز وهامبورغ، تعمل الشركة بشكل وثيق مع مجموعة مركزة من الموردين الذين يقدمون وحدات نموذجية مجمَّعة قبل تجميعها بالتسلسل، فعلى سبيل المثال، يصل قسم التعبئة الأمامي للمبادرة إلى شركة A320 من مورد مجهز بالفعل بالأسلاك والعزلة والأقواس، مستعدين للتركيب السريع.

وتفيد شركة إيربوس أن هذه السلسلة من عمليات تسليم الطائرات الصغيرة خفضت المخزون بنسبة 30 في المائة لكل طائرة، وسمحت للشركة بتقليص وقت التجمع النهائي من 12 أسبوعا إلى 4 أسابيع في أسرة A320، وتستخدم الشركة أيضاً لوجستيات (الهرب) لجمع قطع من موردين متعددين على طريق واحد، مع تقليل تكاليف النقل إلى أدنى حد مع الحفاظ على تسليم شركة JIT.

استراتيجيات التخفيف من المخاطر من أجل نجاح الاستثمار المشترك

ولإدراك وفورات التكاليف دون تعريض الإنتاج إلى مخاطر لا مبرر لها، وضع مهندسو الفضاء الجوي عدة استراتيجيات مثبتة.

فصل المخزون المطور

ولا تكون جميع الأجزاء مناسبة بنفس القدر بالنسبة للشركة اليابانية للتجارة الدولية، وينبغي الاحتفاظ بأصناف ذات قيمة عالية أو ذات قيمة طويلة أو ذات مصدر واحد على مستويات متوسطة من المخزون من الأمان، بينما يمكن إدارة أصناف السلع الأساسية (المستنبطات، والأختام، والأسلاك) مع شركة JIT.

العمل المزدوج والمتعدد

فالاعتماد على مورد واحد يشكل خطراً كبيراً في الشركة اليابانية للتجارة الدولية، إذ تكتسب شركات الفضاء الجوي بصورة متزايدة صفة المصدر الثاني للمكونات الحرجة، حتى وإن كان يعني ارتفاع تكاليف الوحدة، فالقدرات الإضافية تعمل كضمان، على سبيل المثال، تيتانيوم بوينغ من كل من شركة RTI وVSMPO، وتحتفظ شركات تصنيع محركات مثل شركة GE و Prat & Whitney بمورِّدين بديلين.

الواقعية - التبصر والتحليل الافتراضي

والاستثمار في أدوات إبراز سلسلة الإمدادات أمر أساسي بالنسبة لشركات الفضاء الجوي الحديثة تستخدم أجهزة الاستشعار عن طريق شبكة الإنترنت في الحاويات، وتتبع المواقع الجغرافية، والمنصات السحابية التي توفر بيانات عن المواقع والظروف في الوقت الحقيقي، ويمكن أن تُعلّم نماذج التحليلات الافتراضية حالات التأخير المحتملة قبل أسبوعين، مع إعطاء المشترين الوقت اللازم للتعجيل بخطط الطوارئ أو تفعيلها.

الشراكات القوية للموردين

وتعمل هذه المبادرة على أفضل وجه عندما يعامل الموردون كشركاء طويلي الأجل بدلا من البائعين المتعاملين مع المعاملات، كما أن العقود التي تنطوي على وفورات في التكاليف، واستعراضات منتظمة للأداء، والتخطيط التعاوني تعزز الثقة اللازمة لمؤسسة الصناعات الفضائية الجوية، نشرت مبادئ توجيهية لشراكات سلسلة الإمداد بالجملة، وهو ما يتبعه العديد من المبادئ الأساسية.

قياس وكمية وفورات التكاليف

ويجب على الشركات التي تنفذ نظام تكنولوجيا المعلومات والاتصالات في هندسة الفضاء الجوي أن تقيس الوفورات المباشرة وغير المباشرة على السواء لتبرير استمرار الاستثمار، وتشمل مؤشرات الأداء الرئيسية المشتركة ما يلي:

• Inventory Turnover Ratio:] A higher ratio indicates less capital tied up in stock. Typical aerospace turnover has risen from 3 -4 turn per year in the 1990s to 8 - 12 turn today at best-in-class firms.
• Carrying Cost Reduction:] Measured as percentage of inventory value. Savings of 20 - 40% after JIT implementation are common.
• On-Time Delivery (OTD): ] must remain above 98% for JIT to function. Many firms achieve 99.5% or higher after supply chain maturation.
• Lead Time Compression:]متوسط الفترة الزمنية لدورة التسليم بنسبة 30 إلى 60 في المائة التي أبلغت عنها شركات تستخدم تكنولوجيا المعلومات والاتصالات.

وقد خلصت دراسة مرجعية أجريت في عام 2022 في إطار مبادرة الطائرات الليانية إلى أن شركات الفضاء الجوي احتفظت بمتوسط قدره 4.50 دولار على مدى ثلاث سنوات، فيما يتعلق بكل دولار مستثمر في البنية التحتية لتكنولوجيا المعلومات والاتصالات (التدريب، والبرامجيات، وإعادة تصميم اللوجستيات)، وأن فترات استرداد الأجور هي فترات نموذجية تتراوح بين 12 و 18 شهرا.

مستقبل المعهد الياباني لتكنولوجيا الفضاء الجوي

ولا تزال صناعة الفضاء الجوي تتطور، وستظل تكنولوجيا المعلومات والاتصالات ذات أهمية ولكنها قابلة للتكيف، إذ تشكل عدة اتجاهات مستقبلها.

الصناعة التحويلية والتجهيزات

ويتيح الطباعة 3D الإنتاج عند الطلب من المعادن المعقدة وأجزاء البوليمر، وبدلا من طلب المخزون، يمكن للمهندسين تخزين الملفات الرقمية والعناصر المطبوعة حسب الحاجة، وهذا يتوافق تماما مع فلسفة تكنولوجيا المعلومات الجغرافية، فعلى سبيل المثال، ينتج الآن معالم عناجم عن وقود لمحرك برنامج العمل الخاص بسواتل الملاحة باستخدام التصنيع المضاف، مما يقلل من وقت الجرد من أشهر إلى أيام، ويحصّل الجزء بنسبة 80 في المائة.

التوائم الرقمية والحياكة

ويتيح التوأم الرقمي لسلسلة الإمداد للشركات حفز سيناريوهات الاستثمار المشترك قبل التنفيذ، ويمكن للمهندسين اختبار آثار إغلاق المورد لمدة أسبوع، أو ارتفاع الطلب بنسبة 10 في المائة، أو تأخير السوقيات، وتُبلغ هذه المحاكاة مستويات عازلة دون اشتراط إجراء تجارب حقيقية باهظة التكلفة.

الاستدامة ودرجة التكلفة

وتخفض هذه التكنولوجيات النفايات، وانبعاثات النقل، واستخدام الطاقة من التخزين، ونظراً لأن الفضاء الجوي يدفع نحو التصنيع الصافي للزراعة، توفر الوكالة الدولية للطاقة الذرية مساراً فعالاً من حيث التكلفة لتحقيق الاستدامة، ويقوم صناع الهندسة الجوية باستكشاف تكنولوجيا المعلومات الجغرافية للمعجبين بالوزن الخفيف والتركبينات ذات الضغط العالي، حيث تكون النفايات المادية باهظة الثمن بشكل خاص.

خاتمة

ويكشف تحليل الوفورات في التكاليف التي تحققت من خلال تكنولوجيا المعلومات والاتصالات في هندسة الفضاء الجوي عن سرد مقنع، إذ إن خفض تكاليف المخزونات، والنفايات، والطاعون، مع تحسين التدفق النقدي وكفاءة الإنتاج، أثبت المعهد قيمته في واحدة من أكثر البيئات الصناعية احتياجا في العالم، وأن التحديات - الضعف في سلسلة العرض، والامتثال التنظيمي، وتنسيق الموردين - هي تحديات حقيقية ولكن يمكن إدارتها مع الأدوات الرقمية الحديثة ونماذج الشراكة.

أما شركات الفضاء الجوي التي تستثمر في البنية التحتية لتكنولوجيات المعلومات الجغرافية والتخفيف من المخاطر، فستظل تتمتع بمزايا تنافسية، وبالنسبة للذين لا يزالون مترددين، فإن الأدلة المستمدة من بوينغ، وروبوس، وموردي الطوابق الأولى تثبت أن تكنولوجيا المعلومات والاتصالات ليست مجرد عملية لخفض التكاليف بل هي عامل تمكين استراتيجي من الجودة والسرعة والابتكار، وبما أن الصناعة تواجه ضغطاً على انخفاض التكاليف لكل كيلومتر من المقاعد والحد من البصمة الهندسية البيئية، فإن شركة جي تي آيروسا ستظل حجر الزاوية في مجال الفضاء الجوي.