背景∶
眾所周知，電子制造業(yè)的競爭在加劇，因此，企業(yè)不得不考慮如何提升自己的競爭優(yōu)勢。中國的制造業(yè)人均生產(chǎn)效率遠遠低于發(fā)達國家，為美國的1/25，日本的1/26。以手工形式組織的生產(chǎn)方式必須向以高柔性的設(shè)備自動化為代表的生產(chǎn)方式的變革，才能增強企業(yè)的核心競爭力，同時也增強了國家的競爭力。
本文基于我公司所從事的非大量制造的設(shè)備開發(fā)事業(yè)而做的指導(dǎo)性論文，主要是針對我公司的設(shè)備開發(fā)人員年紀輕經(jīng)驗不足，尤其是不了解電子制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)特點等現(xiàn)實情況而進行的思想性系統(tǒng)性的論述，未必適用于其他公司或產(chǎn)業(yè)。
通常精益生產(chǎn)用于產(chǎn)品生產(chǎn)，而我使用這一理論指導(dǎo)工場內(nèi)的生產(chǎn)設(shè)備開發(fā)。我本人正應(yīng)用這些在生產(chǎn)、開發(fā)中總結(jié)出的理論，領(lǐng)導(dǎo)一個日益壯大的設(shè)備開發(fā)團隊。如果能成為大家在開發(fā)設(shè)備時的一種既定的理念，那將是一件很欣慰的事。
什么是Lean?
Lean就是我們大家都聽說過的精益生產(chǎn)。其本來名字叫作豐田生產(chǎn)方式，即TPS(TOYOTA Production System)。起源于日本豐田汽車公司，在上個世紀70年代的石油危機中展現(xiàn)出成本競爭優(yōu)勢，并于80年代后，開始盛行于歐美發(fā)達國家各產(chǎn)業(yè)。
人類社會化大生產(chǎn)經(jīng)歷了3個主要時代，第一個是19世紀以前的以手工生產(chǎn)為主的單件手工生產(chǎn)方式；第二個是以福特汽車工業(yè)生產(chǎn)為代表的集約式大批量生產(chǎn)方式；第三個是現(xiàn)在正在經(jīng)歷著的多品種小批量生產(chǎn)方式。生產(chǎn)方式的變革是由市場特點決定的。
所謂“豐田式生產(chǎn)方式”，就是最能適用于當(dāng)今世界個性化消費，多品種小批量的市場特點，而發(fā)展起來的生產(chǎn)方式。其以市場主義為宗旨，消除各種浪費降低成本為目標(biāo)，以精簡為手段，精益求精，不斷改善的高柔性生產(chǎn)方式。
Lean的基本理念及在工場設(shè)備開發(fā)中的體現(xiàn)∶
1．Lean的基本目標(biāo)∶消除七種浪費
1)過量生產(chǎn)(度)
2)生產(chǎn)線或工位等待(節(jié)拍)
3)制造出不良品(品質(zhì))
4)零件、產(chǎn)品搬運(物流)
5)庫存多(現(xiàn)金)
6)作業(yè)動作(IE動作經(jīng)濟原理)
7)工藝流程(不必要的工藝、不必要的精度等)
2．體現(xiàn)在工場設(shè)備開發(fā)中的特征
1)過量生產(chǎn)?設(shè)備開發(fā)式樣的浪費
①設(shè)備柔性不好。不成單元化，不易隨意組合成新式樣。從而造成每種設(shè)備只能對應(yīng)一種或少量產(chǎn)品的生產(chǎn)。要想擴大產(chǎn)品生產(chǎn)就只能增加設(shè)備的數(shù)量，造成投資浪費。
防止過量生產(chǎn)的方法，一是設(shè)計時要計算設(shè)備節(jié)拍與生產(chǎn)線節(jié)拍吻合，成整數(shù)倍。二是標(biāo)準化，base要標(biāo)準，換產(chǎn)時只需要重新設(shè)計治具。例，我部門設(shè)計的回轉(zhuǎn)式檢查機，設(shè)計的最小生產(chǎn)節(jié)拍為生產(chǎn)線節(jié)拍的2倍，也就是說，一臺設(shè)備連接兩條生產(chǎn)線或更多；而檢查治具部則設(shè)計成容易更換的式樣。使檢查效率提高了近800％。
②設(shè)備大小不適中。比如生產(chǎn)很小的電子產(chǎn)品印刷板，卻用了2－3米長的大波峰焊接機，這樣設(shè)備使用的結(jié)果往往是工件與工件之間有很大的距離，造成設(shè)備的空運轉(zhuǎn)或等待。應(yīng)該設(shè)計小型可靈活移動的設(shè)備，節(jié)約成本。
2)等待的浪費?這里說的節(jié)拍的浪費并不是指設(shè)備節(jié)拍的浪費，而是指設(shè)備開發(fā)中，各個環(huán)節(jié)配合的浪費。
比如企畫階段，設(shè)計方案時，現(xiàn)場的工程師沒用及時的參與到方案設(shè)計中，從而造成方案設(shè)計的延期；再如，具體設(shè)計時，電氣工程師與機械設(shè)計師的設(shè)計進度不匹配；又如，設(shè)備已經(jīng)調(diào)試完畢，可是不能及時投入到生產(chǎn)線內(nèi)，等等，這些都造成了相關(guān)開發(fā)人員的等待，造成資源浪費。防止等待浪費的方法，就是要采用項目管理方法(另外論述)。
3)制造不良品的浪費?設(shè)計制作的浪費。
①設(shè)計結(jié)構(gòu)有誤，尺寸、精度、配合等不正確，造成的返工，修理等。
②加工錯誤。
③在生產(chǎn)線上制造出了不良品等。
防止制造不良品的浪費就是要進行設(shè)計FMEA和設(shè)計評審，多方位吸取意見和吸取有經(jīng)驗者的經(jīng)驗。
4)搬運的浪費?設(shè)備制作過程的浪費
①外購零件、部件調(diào)達不及時，周期長；
②裝配場所與加工場所距離遠；
③有需要外協(xié)公司加工制作的零件；
④零件購入舍近求遠等。
減少搬運的浪費，就是要克服上述問題，零件盡可能的自加工，加工場所與裝配和使用場所盡可能的在同一場所；信息管理很重要，零件購入、實驗等盡可能的在近處進行。
另外、設(shè)備如果不能自由移動，則是體現(xiàn)在生產(chǎn)過程中的搬運浪費。也要注意避免。
5)庫存的浪費?材料、零件等預(yù)先購買
對于設(shè)備大量制作時，一定會要先期購買一些材料、零配件的，造成庫存。庫存本身占用了公司的現(xiàn)金，影響了現(xiàn)金流，要堅決消除。作為解決方法，一定要遵循就近選擇的原則，并與供應(yīng)商建立短交貨期的協(xié)約。另外，要建立供應(yīng)商管理系統(tǒng)，大小沒關(guān)系，幫助你清楚的管理供應(yīng)商，也就是管理你的庫存。
6)作業(yè)的浪費?設(shè)計、制作階段，使用了不恰當(dāng)?shù)姆椒?br> ①未利用設(shè)計軟件制作標(biāo)準化庫；
②團隊成員使用了不統(tǒng)一的設(shè)計軟件，作成無法很好的銜接；
③設(shè)計者單憑自己的意念去設(shè)計，沒有形成一個很好的團隊交流平臺；
④該計算校核的結(jié)構(gòu)沒有認真去做；
⑤未使用合適的工具進行裝配，如應(yīng)該用臺鉆打孔的地方，使用手鉆打孔，造成孔的偏斜；
⑥不需要加工的部分進行了加工；
⑦未使用應(yīng)當(dāng)使用的工具進行檢查造成的返工，等等。
針對于這些浪費，必須進行作業(yè)標(biāo)準化和標(biāo)準化作業(yè)，也要進行必要的教育培訓(xùn)。利用師傅帶徒弟的方法是很有效的，但是也必須將作業(yè)標(biāo)準化。
7)工藝流程的浪費?設(shè)計中出現(xiàn)的多余的設(shè)計要求等
①使用了多余的材料；
②使用了不必要的材料及零件；
③過度加工或處理；
④使用了不符合要求的材料或零件；
⑤結(jié)構(gòu)不合理等。
必須進行教育培訓(xùn)，讓設(shè)計師進行實際的加工、裝配等工作是非常必要的；同時，有經(jīng)驗者的指導(dǎo)也是非常重要的。
綜上所述，每一種浪費都會增加設(shè)備的開發(fā)成本，而設(shè)備開發(fā)成本增加，意味著折舊到產(chǎn)品上的單位成本就增加，從而減弱產(chǎn)品競爭優(yōu)勢。因此，設(shè)備開發(fā)過程中一定要減少浪費。
2．Lean的視角、方法手段及對設(shè)備開發(fā)的指導(dǎo)作用∶
1)以客戶為中心，客戶至上主義∶
現(xiàn)代的市場規(guī)律為， 利潤＝售價－成本
即，一般產(chǎn)品的售價是根據(jù)市場等因素事先決定的，因此工場的利潤完全取決于產(chǎn)品成本，公司若想取得利潤最大化，惟一的途徑就是實現(xiàn)成本最低化?，F(xiàn)代的設(shè)計理念為∶成本是設(shè)計出來的。因此，設(shè)計師是成本控制最重要的人。
對于面向自己公司的工場而進行的設(shè)備開發(fā)過程，工場的使用者便是我們的客戶，我們無疑要以最低的售價，最低的成本來滿足工場各方面的需要。這就需要設(shè)備開發(fā)時絕對要“以人為本，現(xiàn)場主義”。
2)以人為本，現(xiàn)場主義
從現(xiàn)場的產(chǎn)品制造方法出發(fā)，多角度考慮，開發(fā)設(shè)備。
現(xiàn)場的經(jīng)營者角度∶少花錢，多品種對應(yīng)，高柔性設(shè)備。
現(xiàn)場的管理者角度∶設(shè)備不易損壞，產(chǎn)能高，效率高。
現(xiàn)場的操作者角度∶作業(yè)性好，易操作，安全。
現(xiàn)場的設(shè)備維修者角度∶不易損壞，即使損壞，也能輕易找到原因，并容易修理。
現(xiàn)場的品質(zhì)管理者角度∶不制造不良品，信賴性、穩(wěn)定性高。
3)以精簡為手段。精簡不等于偷工減料，而是要找尋最適合自己的。我們通常會遇到這樣的情況，某臺設(shè)備的有些機構(gòu)及機能對于我們的產(chǎn)品生產(chǎn)來說，可能永遠也用不到。雖然這是一臺很好的設(shè)備，但是它并不完全適合我們，或者說那些不適合我們的東西實際上就是浪費。TCL在推出他的大屏幕液晶電視機的時候，就采用了這樣的指導(dǎo)思想，去除了對于中國人不需要的全制式頻道機能等功能，削減那些多余的成本，而集中精力和財力進行大屏幕液晶的研發(fā)，從而開發(fā)出適合中國需要的低成本產(chǎn)品。
在我們的開發(fā)中，也做過類似的事。我們生產(chǎn)的一種產(chǎn)品要進行接口的插拔次數(shù)實驗，從外面購買設(shè)備的話，需要5－6萬元RMB，但是那樣的設(shè)備對于我們來說，有一些機能是不需要的，比如壓力值測定等，而這部分的成本是很高的。因此，我們決定自己開發(fā)測試機，只需要滿足我們的要求即可。結(jié)果，我們的開發(fā)成本還不及購買的20%。
在進行精簡設(shè)計，成本設(shè)計時，可使用QFD&HOQ質(zhì)量屋等工具進行均衡設(shè)計，既滿足要求，又實現(xiàn)0缺陷。(具體工具的使用方法，本論文不敘述)
4)問題機會論∶5W & 永無止境的改善
5W，是一種打破沙鍋問到底的一種尋找問題根源的方法。一般情況下，任何問題在連續(xù)被追問5次后，根源都會水落石出的。比如說，一臺小型鉚接機在工作中出現(xiàn)了鉚接位置不準卻的現(xiàn)象，我們就要問∶為什么鉚接頭會發(fā)生位置偏移?因為鉚接頭的一個螺絲掉了。為什么螺絲會掉呢？因為松動了，沒有及時發(fā)現(xiàn)。為什么沒有及時發(fā)現(xiàn)？因為每天的點檢沒有按要求認真的做。那為什么不按要求做？．．． 另外，為什么螺絲會松動呢？因為沒有防松墊圈．．．
Lean思想認為，問題是改善的機會，也正是進步的機會。因此設(shè)備開發(fā)過程中，也應(yīng)采取這樣的方法，來提高開發(fā)技術(shù)，尤其是對于還欠缺經(jīng)驗的年輕設(shè)計師。
由Lean來看生產(chǎn)設(shè)備八大損失及設(shè)備開發(fā)時的對應(yīng)預(yù)防措施
由Lean思想，我們來審視設(shè)備的損失，及可采取的措施
1.故障?結(jié)構(gòu)簡單，運動部可視化，故障說明書及糾正措施表，易故障部要便于維修。如，使用導(dǎo)向校等。
2.切換、換模?Base通用化，單元化，交換部位標(biāo)準化，治具易拆裝。
3.調(diào)試?設(shè)備設(shè)計時要考慮消除粗調(diào)作業(yè)，使用定位、導(dǎo)向機構(gòu)等。微調(diào)要數(shù)字化。
4.生產(chǎn)節(jié)拍延長?設(shè)計時要充分考慮設(shè)備節(jié)拍的柔韌性，在生產(chǎn)節(jié)拍減慢的情況下，一臺設(shè)備可連接多條線；或者增加設(shè)備結(jié)構(gòu)的柔韌性，增加其他機構(gòu)，完成完成更多的作業(yè)。
5.空運轉(zhuǎn)、等待?一機多線
6.大修?結(jié)構(gòu)簡單化，模塊化，小型化，便于檢修，用定期保養(yǎng)取代大修。
7.制造不良品、廢品?關(guān)鍵結(jié)構(gòu)尺寸鏈要少，設(shè)備剛性、穩(wěn)定性要充分計算校核，結(jié)構(gòu)要通過專家或有經(jīng)驗者的集體評審。要注意調(diào)整機構(gòu)的精度。
8.高價(低性價比)，折舊費增加?低價策略。就近原則?？紤]零件及機設(shè)備壽命的前提下，使用便宜的零件、材料，多余的功能砍掉。
生產(chǎn)設(shè)備的這些損失是在設(shè)備開發(fā)階段就必須要進行預(yù)先測量，并結(jié)合生產(chǎn)實際情況進行對策。
由Lean思想指導(dǎo)設(shè)備開發(fā)(設(shè)備開發(fā)的著眼點)
1． Lean的兩個支柱
1) 準時化(Just in time)?拉式生產(chǎn)方式、一個流生產(chǎn)、看板管理、平準化．．．
2) 自働化(兩層含義∶設(shè)備自動運行、出現(xiàn)問題設(shè)備人員自動停止) ?生產(chǎn)系統(tǒng)自動監(jiān)測停止。
結(jié)果∶少人化、高質(zhì)量、低成本、高柔性、短交貨期、0庫存。
2． 精益生產(chǎn)中，設(shè)備開發(fā)的著眼點
1) 產(chǎn)品設(shè)計標(biāo)準化，即，使不同產(chǎn)品采用同樣的設(shè)計標(biāo)準，便于提高設(shè)備的適用性，即提高設(shè)備的通用性，柔性。這是有效進行自動化的前提和保障。
2) 自動化、少人化不等于無人化，全自動化生產(chǎn)線柔韌性不高，成本高，盡量避免。盡最大可能的消除手動作業(yè)，人工作業(yè)出現(xiàn)的不良幾率高，因而伴隨著檢查人員的數(shù)量也增加。
因此，作業(yè)復(fù)雜程度不高，索然無味的作業(yè)，安全性不好的作業(yè)，一定要先機器化，不制造不良品。在此基礎(chǔ)上，檢查人員的數(shù)量可以大副減少到最小限度，而后對必要的檢查進行自動化。
要注意∶設(shè)備要具有一旦生產(chǎn)出現(xiàn)異常的時候能自動停止的功能。
3) 對于實行魚丸式生產(chǎn)的產(chǎn)品，產(chǎn)品線上會產(chǎn)生大量的在制品，需要進行設(shè)備改造實現(xiàn)一個流(或者被要求的最小流)生產(chǎn)，降低在制品庫存。
4) 對于較小而復(fù)雜程度不高產(chǎn)品，如小型按鈕開關(guān)等，人工作業(yè)較困難，效率很低，必須要自動化。
等等。
總之，設(shè)備開發(fā)的著眼定還是少人化、高質(zhì)量、高效率、高柔性、0庫存。
精益設(shè)備開發(fā)的原則 (詳細請參考《“經(jīng)濟適用設(shè)備”的開發(fā)原則》)
1、 便宜，沒有多余的結(jié)構(gòu)，多余的功能增加多余的結(jié)構(gòu)
2、 故障率低，故障現(xiàn)象易見易排除
3、 入線，出入口同高，橫向距離短，符合動作經(jīng)濟原理
4、 柔性好，單元化，換產(chǎn)容易，可自由移動
5、 信賴性高，效率高
6、 操作容易，安全，作業(yè)性好
7、 結(jié)構(gòu)簡單化，維修拆解容易
