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“精益创新设计”让产品更具竞争力

发布时间:2021-10-15作者来源:科理咨询浏览:411


由丰田汽车所发展出来的精益制造理念与方法工具已广泛地在相当多的企业内部导入,并分别在生产制造或运营服务领域获得具体的改善成效;而同时在研发设计领域被丰田汽车所发展运用的“精益设计”方法工具仍未被深入理解,因此笔者在此进一步探讨“精益设计”方法与工具在产品研发领域的运用。


一般而言,我们可以将“精益设计方法论”试图解决的主要问题范围分为四大类,包含:

☉ 研发团队研发设计效率问题

☉ 新产品开发周期太长

☉ 新产品单位总成本太高(包含直接材料,人力组装,产品研发与工厂营运各项成本总合)

☉ 因设计缺陷引发的产品质量问题与潜在产品可靠度问题。


我们可以比较六西格玛设计(DFSS)与精益研发设计的差异,六西格玛设计强调产品质量特性水平提升与新产品的开发设计周期缩短,而精益研发设计则关注产品的简化设计与单位成本降低。


举个例来说,若有一个新产品项目的目标是将投影仪的亮度由二千流明提升到三千流明,则建议使用六西格玛设计方法。但若项目的目标是降低现有投影仪产品的单位成本则建议使用精益研发设计。


谈到精益,一般多数会从浪费的根源来分析,生产制造精益方法主要关注于物件流过程的不必要浪费,而研发设计的精益方法论则关注于信息流过程的不必要浪费;因为生产制造精益强调物件流的价值过程,而研发精益设计则强调设计信息流的价值过程。


相对于精益制造所关注的生产制造领域七大物件流浪费,在研发设计流程领域中,同样也存在着七种属于产品研发设计领域的七大信息流浪费,如下:

☉ 设计动作浪费,例如不必要的绘图动作;

☉ 因设计失误所造成的浪费,如软件码编错误;

☉ 研发团队之间对设计信息的沟通不良;

☉ 同时有太多执行中的产品研发项目,包含必要与不必要的产品项目;

☉ 重复的设计浪费,未能重复使用旧的设计;

☉ 等待的浪费,后设计程序等待前设计程序的延迟浪费;

☉ 不必要的开发处理程序浪费。


由于研发过程存在以上各种信息流的浪费,“精益设计”方法试图从研发流程与产品设计过程中找出消除各种浪费的思路方法。在丰田汽车发展的精益设计方法体系中,分别对专业人员培养,技术与工具导入,产品研发优化过程三大方面明确定义13个精益设计原则。我们将其列举如下:


图片   十三个精益设计原则

在专业人员培养方面

☉ 发展首席工程师(Chief Engineer)系统作为整个新产品项目的关键人物

☉ 建立专业职能与跨职能整合平衡的矩阵组织

☉ 培养拔尖技术竞争力的工程师

☉ 充分整合供应商参与产品研发系统

☉ 建立学习型与持续改善团队

☉ 建立追求卓越与完美改善的理念


在技术与工具方面

☉ 导入适合团队与流程的技术

☉ 藉由简单可视化沟通来整合组织运作

☉ 利用强有力的工具来达成标准化与组织学习


在产品研发过程方面

☉ 定义客户价值以区隔增值活动

☉ 在研发前期阶段设计空间最大时进行彻底的替代方案探讨

☉ 建立分层的产品研发流程

☉ 善用标准化来降低过程变异并创造弹性且可预测的产品


图片   推展精益设计方法步骤

要特别关注在专业人员中的首席工程师角色,在丰田汽车被派遣担任全新车型的首席工程师具有非常重要的任务。


例如担任第一代雷克萨斯车开发的项目首席工程师曾派驻到美国南加州的一个选定目标客户家庭一段时间,并实际驾驶前一代休旅车遍游美国,以实际深入体会休旅车客户使用环境与用户经验,作为开发雷克萨车的设计改善参考。


因此首席工程师的角色扮演绝对不是一般管理项目时程的项目经理,而是新产品开发的灵魂人物,他更实际参与产品开发过程中的所有重要设计决策。


对企业而言,我们如何导入精益设计方法工具呢?企业可参考以下的几个主要步骤来推展精益设计方法:


水平对标认知阶段

☉ 收集市场对主要产品的客户心声

☉ 选择同业高水平的对标产品

☉ 进行产品的高阶设计复杂度评价(如部件数与工序数)


现有产品的客户价值分析阶段

☉ 可应用价值工程方法分析来评价现有产品设计的单位成本水平

☉ 运用精益设计软件Design Profit   对现有产品进行部件与组配工序详细展开

☉ 分析各部件对客户价值的贡献度,以评价所有相关部件的性价比,作为产品改善设计的参考基准


精益设计改善机会探索阶段

☉ 结合性价比分析结果与精益设计软件分析结果定义精益设计改善机会点

☉ 评价各项精益设计改善点的实施可行性


系统精益简化设计实施阶段

☉ 实施导入可行性高的改善方案并评价改善初步财务效益

☉ 实施导入可行性中的改善方案并评价改善初步财务效益

☉ 检讨可行性低的改善方案


从成本的观点来看,我们可进一步探讨如何运用精益设计工具来降低产品的单位成本,其中降低新产品单位设计成本的机会分为五个主要部分,包含:

☉ 直接人力成本

☉ 直接材料成本

☉ 可转让资本 

☉ 研发设计投入资源分担单位成本

☉ 工厂营运成本


广义的精益设计包含三个领域的运用,包含:

☉ 新产品研发精益设计

☉ 新产品开发流程优化精益设计

☉ 精益生产系统精益设计


换言之,在新产品设计阶段,产品开发团队运用精益设计概念同时能考虑到产品本身的精益设计与生产过程工艺的精益化,并进一步改善新产品开发的流程,使其达到研发效率的最佳化。


在大量的实践与案例分析中我们发现,研发设计环节决定了产品成本结构的70%以上,产品的根本改善需要从源头设计进行。而在生产制造过程中,大量多发的质量问题常见于研发环节设计时就已经埋下的问题。


同时,研发设计环节的不合理,也为产品后续的可制造性带来了许多麻烦,从而提升了大量不需要的各类成本。事实上,我们可以毫不夸张的说,没用导入“精益设计”就难以实现真正的精益生产。

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