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DFMA与当代产品:永远都不会太迟!(科勒DFMA应用案例)

发布时间:2021-10-27作者来源:科理咨询浏览:472


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 作者:KOHLER CO.

Stephanie Freier首席制造工程师- -装配总成


您可能听说过,尽可能在设计早期就将跨功能的团队聚集在一起。因为,当你在生产的时候才发现问题,是不是太晚了?在我在科勒的新产品集成团队工作了近5年后,我为DFMA®在科勒创建了基础,现在我有幸领导着我们装配领域的制造工程师团队。事实证明,DFMA®可以通过多种方式对业务产生影响,即使生产已经开始。以下这些文章将会让您知道DFMA®的影响。

 

图片   早期见解

作为新产品集成(NPI)团队的一员,我在科勒开始了我的旅程。当时,这是一个新成立的团队,由我和另外两名同事组成,负责全球水龙头新产品开发(NPD)团队。我们当时的任务是为NPD团队成为制造过程中有话语权的人铺平道路。


当我们开始寻找实现这个目标的最佳方法时,DFMA®吸引了我们的注意力。我成为了团队中最早采用DFMA®的工作人员之一,并且对它为我所做的工作带来的机会感到非常兴奋,我要做的工作就是将制造尽早地引入设计过程。

 

随着我们的新产品集成团队在NPD内部的影响力和成长,对DFMA®的使用也越来越多。我所在的厨房水龙头设计团队,已经到了他们不想在没有DFMA®的情况下进行设计的地步,他们正在努力使用DFMA®进行组件开发的供应商建立关系。


我们甚至在绘图之前就使用了DFMA®来帮助我们。这些都是一些我在团队中最难忘的时刻。我对DFMA®产生的热情,以及与他人合作使事情变得更好的这些原因,使我成为水龙头组装制造工程的领导者。

 

很快,我发现,在我的工程团队中,有一个未开发出来的潜力,它可以有效地进行更改和改进并帮助当前产品降低成本。我将在返工、报价、产品改进和过程改进的评估方面进行详细说明。

 

图片   返工预期

在新领导岗位上,我遇到的第一个挑战是我两年前帮助推出的一款产品。我们发现该产品有一个问题,我们的客户不能接受。我们有3个选择可以考虑:


-重新整理我们所有的库存

-拆开一部分可以重复使用,剩下的报废

-废弃我们所有的库存

可以使用DFMA®比较返工和报废程序集的选择

团队认为,由于返工非常复杂,显然废弃所有东西,重新开始是更好的选择。对于我来说,这是第一个完美的案例,可以使用我在之前工作中总结到的使用DFMA®的经验,并且给大家展示数据驱动决策的好处。很快,我就倾向于使用DFA来识别整个工艺过程中的返工过程或部分返工过程。

 

这是我在NPD集团参与的一个项目,我已经有了一个包含整个工艺过程的完整的DFMA®文件。我去了我们的DFMA® SharePoint网站,下载了这个文件的副本。因为我想要得到返工产品的成本明细表,所以我去掉了所有不相互接触的组件,只看那些返工需要的组件。我需要把组件拆解下来,得到那些需要更换和重新组装的内部部件,然后完成试水测试。

 

大概每组装一次需要10分钟。由于我们没有评估装配和改进,所以没有考虑需要消除DFA指数或候选目标。我们只关注总装工时。

 

接下来,我复制了返工清单,并插看了将拆卸最小化所需的工作。在这个条件下,我们只能回收尽可能多的组件,以便在新的装配过程中重复使用。这背后的理论是,我们可以利用更低成本的劳动力来拆解旧产品,而同时,我们组装替换品。除了拆卸这些组件需要的时间,我们还需要注意报废的时间成本。每次拆卸和报废的预估时间大约是4、5分钟。

 

最后考虑的是废弃整个装配并构建新的装配。这将花费最少的时间来装配,且报废达到最大限度。结果比较见下表。

 

Scrap Full Assembly Costs全报废装配成本 Disassemble and Scrap Costs拆解和报废成本 Full Rework Costs全返工成本
每单元装配劳动力时间 0 4.5min 10min
库存补充时间 4+周 3周 2周
产品价值成本%(含返工人工费) 100% 53% 18%
备注/风险 -会缺少某些零件 - 在返工过程中可能对成品部件造成损坏

-在返工过程中可能对成品部件造成损坏

-潜在的新包装需要

 

我们还需要研究与这些情况相关的风险以及对客户的影响。拆解和报废估计需要大约3周的时间来恢复,并且由于增加了一些处理,有损坏成品部件的风险。放弃整个组装的选择将需要一个多月的时间来恢复,并且存在部件短缺的风险,而且进一步延迟的可能性更高。返工的选择估计需要2周的时间来恢复,并承担由于处理和返工而导致成品部件损坏的风险。


在这三个选择中,毫无疑问,放弃一切重新开始的选择是最昂贵的。通过使用DFA和使用完全负担的关联率,我确定拆卸、报废和重建的选择比报废所有东西的成本低47%,返工和最小化废品的成本要比报废成本低82%。

 

使用DFMA®软件,我帮助指导新业务领域节省了近47,000美元。因为这个快赢,我得到认可,可以在生产过程中使用DFMA®。当使用DFMA®进行返工时,您可以确定准确的人工估算,并确定对客户和业务的风险和影响。


图片   报价

当我们考虑在新产品上建立DFMA®时,一个重点领域是将其作为一种工具,和潜在供应商在产品成本方面进行合作,以确保给出合理的报价。我在新产品集成团队中多次成功地使用了这个工具,并与阿肯色州工厂的组装团队一起建立了对该工具的信心。

 

因为我知道这是业务和NPD团队的方向,所以我很支持使用DFMA®来帮助做报价。一种方法是,每当看到一个报价(RFQ)的需求时,我们需要一个DFMA®文件。如果没有,那么我们需要回推并思考是否为该产品创建过DFMA®文件。如果没有创建,那么我们可以要求在报价之前完成。通过这种方式,我们可以帮助团队在早期考虑对DFMA®的需求。

 

我已经对我的团队进行了DFMA®方面的培训,以便他们能够审查和理解DFMA®文件,并将其与已经报价的和目前正在生产中的其他产品价格进行比较。他们发现在报价的时候,这是一个非常有用的工具。


以前,报价是由一个报价员坐在自己的桌子前,一边模仿组装步骤,一边自己计算时间来完成的。一般来说,在此之前有一个简短的纸面上的流程审查,其中确定了装配的一些复杂性,但并不是所有步骤都查得那么详细。有一些事情是需要留到以后去解释的。通过这种方式,我们偶尔会得出不太准确的报价,并导致一线工作的同事在生产过程中遇到挑战。然后我们必须花额外的时间来做费率研究,看看是否需要更新报价。


但是,如果我们先用DFMA®来计算,报价会更准确。我们在使用了DFMA®计算报价,然后才发布的产品上看到了这一点。如果在启动后出现问题,我们可以通过对比组装顺序和技术来确定需要更改的位置。DFMA®帮助我们通过数据驱动的方式识别这些变化的根本原因。

 

在报价之前使用DFMA®的另一个好处是,提交RFQ的时间从一周减少到几个小时。尤其是当装配团队参与到DFA活动中更加如此。

 

通过使用DFMA®报价,我们可以得到更准确的报价和装配率,并将其作为在生产过程中帮助确认率的工具,对RFQs有更快的响应时间。

 

图片   产品改进

科勒的持续改进之路在过去几年中得到了极大的发展。我们致力于实施精益系统,并通过改善来推动改进。我们正在培训我们的团队来确定需要改进的领域,并授权他们进行改进。当谈到改进的机会时,一切都摆在桌面上。


我们的产品体积小,混合比例高,所以有很多工程师使用很多技术来设计组件。这通常会导致螺钉大小不一致或仅略有不同的部件。我们组装的遗留产品自发布以来通常没有进行过评审。DFMA®可以帮助我们做很多改进。

 

在组装中,设变是由装配领域退下来的持续产品开发(CPD)团队执行的。他们坐在厂区对面的一栋大楼中,接收来自各种来源的对当前产品更改的请求文档。这些请求非常多而且积压了很久。他们审查每个请求,并确定它在优先级列表中的位置,以确定何时处理。因此,如果您希望及时查看和处理您的更改,您需要在请求中填写关于执行更改好处的详细信息。

 

让我们面对现实吧,如果我是CPD的一名工程师,正在审核一份变更申请,上面写着这部分存在设计问题,需要更改,那么它很可能会被搁置,永远无法完成。现在,如果我使用了DFMA®来帮助识别和验证一个有用的更改,那么我就可以轻松地获得数据来准确地显示这个更改会有多好,以及节省业务成本的好处。

 

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下面是我们在一个培训工作坊中使用DFMA®的一个案例。作为培训练习的一部分,团队面临的挑战是提供一个可以使用DFMA®建模的产品的真实示例。这个团队选择了一个简单的排水装置。在整个培训过程中,他们提出了一些改进意见。其一,从我们的流程中删除了一些组装步骤,在这些步骤中,最终用户无论如何都要在安装之前进行拆卸。另一种方法是研究零部件使用替代材料的情况。在这次培训中确定的想法最终可能会根据产品的数量节省数十万美元

 

Assembly Time Reduced

Assmbly Efficiency

Per Unit Savings

25.3% 34.9% 27%

 

上表中的数据与DFMA®摘要一起附加到变更请求中,这样CPD工程师就可以轻松地实现这个变更。这在执行快速更改时非常有用,因为有一个工具可以帮助总结。

 

图片   流程改进

到目前为止,我发现在产品发布后,使用DFMA®的最后一个好处是:在装配过程中帮助改进流程。


由于通过改善活动识别出大量的改进机会,我们从识别低效的工作单元开始。然后我们召集一个团队,举行一个3到5天的活动来评估组装过程,确认废除的部分并确定可以做什么来改善流程。由于您需要确定您的节拍时间和当前流程映射,因此有许多与这些事件相关的前期工作。节拍时间是一个简单的计算,用于确定为了满足客户的需求,您需要以什么速度构建产品。过程图,是指一步一步地确定组装产品的过程以及每一步所需的标准时间。

 

然后在活动期间对这些信息进行审查,并进行进一步的在线研究,以确定流程改进和组件的总体布局,从而使关联人员能够方便地访问这些组件,并使操作顺序最合理。还需要时间来确定组装过程中操作工所走的距离。


要做到这一点,一个非常简单的方法是在产品过去的某个时间点拥有一个已经完成的DFA。然后您只需要随身携带它,并与装配关联人员一起检查每个步骤,以确保准确性。在这过程中,我们还没有达到这一点,所以现在我们需要在改善事件之前创建一个DFA文件。

 

在对数据进行审查并对流程中的浪费进行了观察之后,团队将对所有不同的方法进行头脑风暴,以获得更好的结果。我们确定需要改进的领域,包括模具制造,以帮助减少工作人员需要扭转和按压的步骤。


这些都是可以在DFA中很容易建模的东西,并且可以相互比较,以查看哪些想法最好。我甚至挑战了一些极限,要求人们识别任何有助于改进或消除困难的组装步骤的设计更改。这些是较长期的工作,不可能立即发生,但从长远来看会使产品更好。

 

使用DFA来帮助指导和突出流程改进的潜在领域是我们尚未深入探索的领域,但我们看到了它的好处,并将继续试验。


图片   总结

过去的5年中,我学会了如何突破界限,提出问题,推动变革。它不仅帮助你成长和学习,而且挑战那些不太容易从其他角度看问题的人。在一个工程师高度聚集的行业中,显示变更需求或提出新想法的最佳方式是使用数据。确实很难说服一个人相信现在添加的这个小部件比过去50年一直使用的小部件更好/更容易/更快。所以向他们展示一些有大量的具体的证据和细节的图表来说明为什么这种新方法会更好,这样人们就很难去否定了。

 

我们可以改变决定返工产品的方式,这样我们就可以考虑什么对业务和客户是最好的。通过使用DFA,我们可以确定与不同选择相关联的时间量,以帮助使乍一看可能不是显而易见的选择变得清晰。

 

我们了解到,对于那些提交RFQ而没有提前完成DFMA®的团队,我们可以予以拒绝,因为我们都在努力帮助彼此成长、发展和改进业务。我们可以与这些团队合作,在他们的设计过程中更早地推动DFMA®活动,但同时也表明,在任何节点上使用DFMA®都是有好处的。改进永远不嫌晚。

 

这是一个可以帮助评估人们好的想法,使产品更好的工具。通过重新设计某些东西,使人们更容易组装或消除所有的困难。


我们都有能力使改变变得更好。有时候我们只需要知道这样做是可以的。


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