前言:
全球化是產(chǎn)業(yè)的大趨勢,為求持續(xù)擁有低成本的競爭優(yōu)勢,臺(tái)灣的企業(yè)幾乎都已把生產(chǎn)外移,但在「根留臺(tái)灣」的呼喚下,仍把核心能力-研發(fā)留在臺(tái)灣。企業(yè)由OEM、ODM一路走來,雖然OBM的火侯,尚未成為氣候,但研發(fā)實(shí)力卻也不容忽視,我們是新產(chǎn)品快速量產(chǎn)且低成本製造的世界級(jí)高手。
但自從製造外移后,企業(yè)的設(shè)計(jì)工程師一直在兩岸奔波,憊極辛苦。究其原因,除了生產(chǎn)單位與研發(fā)部門隔海相望,溝通不易外。根本的原因是臺(tái)灣的研發(fā)部門,已改變?nèi)蝿?wù),他們的工作變成重視產(chǎn)品創(chuàng)新,不像過去以生產(chǎn)為伍,以生產(chǎn)是否順利為己任。而新科的研發(fā)工程師,畢業(yè)就職時(shí),製造已外移,不曾見過生產(chǎn)線,當(dāng)然更不了解生產(chǎn)的需求,使此一問題更加的嚴(yán)重。
美日等先進(jìn)國家,早期也發(fā)生過此一問題,但后來他們了解,製造與設(shè)計(jì)是息息相關(guān)的循環(huán),兩者不能分開運(yùn)作。若產(chǎn)品設(shè)計(jì)工程師設(shè)計(jì)出來的「樣品」沒有考慮易製性,不能生產(chǎn)則無法變成「產(chǎn)品」,甚至若製造成本太高、品質(zhì)太差則更無法賣出成為「商品」,根本無法讓企業(yè)獲利。所以后來他們都設(shè)立專責(zé)部門,推動(dòng)「設(shè)計(jì)易製化」的工作。目前臺(tái)灣也有不少企業(yè),因?yàn)檠邪l(fā)工程師老往大陸跑,造成困擾,所以也成立所謂「設(shè)計(jì)卓越化」(Design For Excellent)部門,專責(zé)此一工作。
壹、設(shè)計(jì)易製化(Design for Manufacturability)的基本觀念:
一、何謂設(shè)計(jì)易製化?
設(shè)計(jì)易製化是一組改進(jìn)零件製造或是簡化產(chǎn)品裝配的方案、技術(shù)、量測、工具、方法的集合,它藉著分析價(jià)值、公差、移動(dòng)、複雜度等來使產(chǎn)品適合人工或自動(dòng)化的裝配,以達(dá)成一個(gè)最適合的特殊製造系統(tǒng)。
換言之,設(shè)計(jì)易製化是一種工程策略,用量化分析和 “團(tuán)隊(duì)努力”的理念,在早期設(shè)計(jì)階段解決製造問題。
二、為何要推行設(shè)計(jì)易製化?
1.依照美國奇異公司為改善品質(zhì)和生產(chǎn)力所做的研究,美國的企業(yè)像:IBM、HP、XEROX、BOEING等都派最優(yōu)秀的人才做產(chǎn)品設(shè)計(jì),結(jié)果是產(chǎn)品功能雖然優(yōu)良,但是製造時(shí)問題叢生。而日本的HITACHI公司在產(chǎn)品進(jìn)入生產(chǎn)前則先評估產(chǎn)品設(shè)計(jì)的裝配性(Assembability),結(jié)果他們發(fā)展出一套組立性評價(jià)法,提升了整體的生產(chǎn)力。
2.製造仍是今天市場上的競爭武器,若產(chǎn)品設(shè)計(jì)工程師設(shè)計(jì)出來的「樣品」沒有考慮易製性,則會(huì)無法變成「產(chǎn)品」,甚至若製造成本太高、品質(zhì)太差則更無法成為「商品」。另外目前製造上要使用自動(dòng)化,產(chǎn)品設(shè)計(jì)也必須適合機(jī)器人或自動(dòng)化的裝配才可。
3.目前臺(tái)灣已由OEM、ODM走入OBM的階段,企業(yè)的設(shè)計(jì)工程師已有權(quán)利設(shè)計(jì)或更改產(chǎn)品的結(jié)構(gòu),但大多數(shù)設(shè)計(jì)工程師卻都沒有具備設(shè)計(jì)易製化的訓(xùn)練,以便加以應(yīng)用。
4.設(shè)計(jì)工程師與製造工程之間需要有量化的工具來做設(shè)計(jì)問題的溝通,設(shè)計(jì)易製化的技法剛好適合做為本項(xiàng)數(shù)據(jù)化的工具。
貳、設(shè)計(jì)卓越化技術(shù)架構(gòu)說明:
一、設(shè)計(jì)卓越化所包含技術(shù)如下表:
表 一
參、推動(dòng)設(shè)計(jì)卓越化的方法
設(shè)計(jì)卓越化之所以被先進(jìn)國家所重視,實(shí)乃大勢所趨,由于市場走向個(gè)性化,產(chǎn)品壽命急遽縮短,產(chǎn)品設(shè)計(jì)在企業(yè)營運(yùn)中的份量加大,由于產(chǎn)品設(shè)計(jì)是整個(gè)企業(yè)營運(yùn)活動(dòng)的原點(diǎn),它對后續(xù)的營運(yùn)產(chǎn)生鉅大的影響,依照美國福特汽車公司的研究,產(chǎn)品設(shè)計(jì)實(shí)際發(fā)生費(fèi)用雖僅佔(zhàn)5%,但對產(chǎn)品總成本的影響卻高達(dá)70%。而事實(shí)上,依據(jù)美、日、臺(tái)等國,推動(dòng)設(shè)計(jì)易製化的經(jīng)驗(yàn),實(shí)施的結(jié)果可以獲得下列好處:
一、節(jié)省零件的製造成本。
二、降低半成品的存量。
三、提高行銷的彈性。
四、降低成品庫存。
五、節(jié)約材料採購成本。
六、提高機(jī)械設(shè)備的使用率。
七、節(jié)約樓板的使用面積。
八、節(jié)省品質(zhì)成本。
九、減少產(chǎn)品開發(fā)的成本。
十、加速產(chǎn)品上市的時(shí)間。
十一、提升產(chǎn)品的設(shè)計(jì)品質(zhì)。
因?yàn)橥菩性O(shè)計(jì)卓越化有這幺多好處,所以接下來我們談?wù)?,如何推行設(shè)計(jì)卓越化,其實(shí)施步驟如圖一:
圖 一
第一階段由了解設(shè)計(jì)卓越化的原則開始,重點(diǎn)在讓高階主管認(rèn)同本項(xiàng)技術(shù)的重要性,支持本項(xiàng)計(jì)劃之推動(dòng)。
第二階段則在挑選推動(dòng)成員,工作點(diǎn)當(dāng)然在產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員,但除了與生產(chǎn)有關(guān)人員參與外,也應(yīng)包含品管及採購人員或外界之供應(yīng)商,本階段除了籌組團(tuán)隊(duì)外,應(yīng)加強(qiáng)本項(xiàng)技術(shù)之教育訓(xùn)練,塑造共同之工作文化,奠定合作的基礎(chǔ)。
第三階段則在設(shè)定目標(biāo),依照企業(yè)個(gè)別的需求目標(biāo)可以訂定在降低裝配成本、實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、縮短產(chǎn)品上市時(shí)間、消除工程設(shè)計(jì)變更、提升品質(zhì)等。
第四階段選擇先導(dǎo)方案,目標(biāo)選定后首先應(yīng)選擇一先導(dǎo)方案強(qiáng)力推動(dòng),先導(dǎo)方案成功后強(qiáng)力宣導(dǎo),建立全體的信心,這樣全面推動(dòng)才容易成功。先導(dǎo)方案可以挑選產(chǎn)品本身共用零件多,其延伸效益大者,這種產(chǎn)品改良,對公司影響較大?;蛘弋a(chǎn)品仍在概念設(shè)計(jì)階段,設(shè)計(jì)尚未著手,改善空間大者,也就是較容易有成效的產(chǎn)品著手。另外情勢上必須處理的產(chǎn)品,例如勞力密集的產(chǎn)品,需要立即處理人工短缺的問題,或者被競爭者以低價(jià),掠奪市場的產(chǎn)品。
第五階段訂定規(guī)則,訂定游戲規(guī)則時(shí)應(yīng)引用前面所介紹的美國或日本的設(shè)計(jì)易製化分析工具和評價(jià)法,同時(shí)也要修訂新的產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程,在設(shè)計(jì)過程中分階段檢討產(chǎn)品的設(shè)計(jì)是否符合設(shè)計(jì)易製化的原則。若能將前面所述的設(shè)計(jì)原則深植于自動(dòng)化的CAD設(shè)計(jì)系統(tǒng)中,隨時(shí)提醒設(shè)計(jì)工程師,注意設(shè)計(jì)是否注意到易製化更好。另外訂定獎(jiǎng)勵(lì)措施、整理設(shè)計(jì)工作檢核表(Check List)也是推行時(shí)必須要的手段。
第六階段評估與回饋,這是做任何的計(jì)劃所必須有的階段,在推行設(shè)計(jì)易製化時(shí),由于參與者大部份是工程人員,他們講求精確的數(shù)據(jù),所以評估方法必須客觀,同時(shí)眾多的工作項(xiàng)目中必須隨時(shí)評定工作的優(yōu)先項(xiàng)目,同時(shí)也要訂定工作完成時(shí)限與責(zé)任擔(dān)當(dāng)者。
推動(dòng)工作完成后,最重要的是把設(shè)計(jì)卓越化的工作制度化,之后任何的產(chǎn)品在開發(fā)設(shè)計(jì)的過程中,本項(xiàng)工作都可被徹底執(zhí)行。所以筆者在推動(dòng)本項(xiàng)工作一段時(shí)間后,參照過去所執(zhí)行的成功案例,以最常被企業(yè)所運(yùn)用的ISO相關(guān)規(guī)定,在研發(fā)流程中設(shè)定數(shù)個(gè)審查步驟,來落實(shí)設(shè)計(jì)易製化的工作。詳如圖二
設(shè)計(jì)審查(Design Review)的步驟
圖二
各審查點(diǎn)工作說明
DR-1
?檢討確認(rèn)製品企劃書或商品企劃書和顧客規(guī)格的內(nèi)容后,再徹底理解製品的目的和功能。
?審查基本設(shè)計(jì)書的內(nèi)容。
?檢討設(shè)備投資、模具、新的製造方法、新的測定技術(shù)、試作之類的必要性。
?設(shè)定目標(biāo)成本。
?確定整個(gè)製品化的日程和主要項(xiàng)目的日程。
DR-2
?審查詳細(xì)設(shè)計(jì)書的內(nèi)容。
?檢討是否遵守設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。
?確認(rèn)是否充分考慮生產(chǎn)設(shè)計(jì)(裝配性、印刷電路板實(shí)裝性)。
DR-3
?詳細(xì)檢討工程試作在製造技術(shù)上的困難和品質(zhì)管理上的必要事項(xiàng)。
?進(jìn)行生產(chǎn)設(shè)計(jì)評價(jià)(裝配性之類)。
?為縮短製造期間,就設(shè)計(jì)、製造法、檢查法加以檢討。
?認(rèn)定試驗(yàn)項(xiàng)目,比較試作評價(jià)數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)值的差異。
? 確認(rèn)是否達(dá)成目標(biāo)成本。
DR-4
? 把握治工具、製造設(shè)備的安排狀況,進(jìn)行狀況,確保日程進(jìn)度。
製造計(jì)劃書
?弄清每個(gè)基板部分的特徵(尺寸、實(shí)裝零件、目標(biāo)成本)。
?明確從設(shè)計(jì)到製造的日程。
? 設(shè)計(jì)製造工程,并設(shè)定目標(biāo)值。
試作報(bào)告
?將試作時(shí)的種種問題點(diǎn)回饋給設(shè)計(jì)。
?事前評價(jià)量產(chǎn)時(shí)的製造性,并回授給設(shè)計(jì)。
生產(chǎn)設(shè)計(jì)和製造性評價(jià)
上圖所示是多品種少量產(chǎn)品的設(shè)計(jì)審查流程,在製造方面,必須即早參與各審察點(diǎn)的作業(yè)。在基本設(shè)計(jì)完成后,最好就能著手生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì),但是基板部分,看得見實(shí)物的詳細(xì)設(shè)計(jì)完成后,再開始實(shí)質(zhì)上的進(jìn)行。
肆、結(jié)論
產(chǎn)業(yè)正值轉(zhuǎn)型升級(jí)的關(guān)鍵時(shí)刻,臺(tái)灣的母公司迅速轉(zhuǎn)為全球的營運(yùn)總部,同時(shí)也是全球研發(fā)中心。
產(chǎn)品設(shè)計(jì)是企業(yè)活動(dòng)的原點(diǎn),產(chǎn)品的每一個(gè)零件是否適合製造,產(chǎn)品本身是否容易裝配都關(guān)係到產(chǎn)品的成本與品質(zhì)和交期。這三者正是ODM或OBM是否成功的最關(guān)鍵點(diǎn),所以說產(chǎn)品開發(fā)是企業(yè)價(jià)值鏈的源頭,也決定整個(gè)價(jià)值鏈的活動(dòng)是否可以圓滿成功,這也是臺(tái)灣的企業(yè)不能不重視設(shè)計(jì)易製化的原因。