首页 >> 精益文库 >>精益管理 >> 丰田式最强的产品制造—同步工程(SE)
详细内容

丰田式最强的产品制造—同步工程(SE)

时间:2019-11-20     作者:北京中产连王文君【原创】


Ⅰ.什么是同步工程(SE) 





同步工程(Simultaneous Engineering)最根本的特征与差异体现在从产品开发到量产的整个流程的顺序以及相互之间的关系上。丰田过去采取的也是如图1所示的“固有型流程体系”。这种固有型的流程体系指的是,设计·开发部门负责上游的流程,而生产准备部门和工厂负责下游的流程,互相之间有着较为明确的区分。也就是说,对于设计·开发部门而言其职责为,通过产品企划、外观设计、设计图制作、试制及评估,这一系列的业务流程来确立“设计质量”。一旦设计质量得以确保,并得到后工序的工厂认可之后,就要进行这一输出物的交付(Hand Over)。而对于工厂而言,目的就是如实地将设计开发所决定出的规格样式的产品加以实现,以此为目的开展各种生产准备活动以及打造“制造质量”。


image.png


然而,对于负责制造质量的工厂而言,一旦设计规格确定以后,无论如何设法努力,能获得的质量水平也是有限的,这一情况逐渐被意识和注意起来。为了解决这种情况,工厂以“源流管理”这一思路为基础,开始逐渐加入到前工序的设计开发阶段开展活动。这种活动逐渐扩展,也就形成了同步工程(SE)。如今,“源流管理”的概念已经得以固化,并且 “质量和成本的80%由设计图决定”已经成为一种普遍认识。


那么,我们就来看一下作为一种革新性的质量管理运营体制的SE的流程体系(图2)。最具特征的就是,工厂的生产准备部门的业务前置到设计开发阶段进行。在开发的各个阶段,与生产相关的组织和部门更多的参与进来。包括工厂的质量管理部以及制造部、开发生产设备及工法的生产技术部、以及制造零部件的供应商。这些组织和部门,在各自的立场上对设计开发的规格样式进行确认,并提出改善要求。


image.png

在这个阶段主要的目的是,对设计质量进行评估,以“排除制造难点”。这是基于通过对产品规格样式的修订,形成对于制造方而言易于制造的规格,以此来保证稳定无波动的制造质量这一原则。另外一个目的就是“降低成本活动”。对于设计开发部门,在企划阶段除了有开发目标值要完成之外,还有严格的成本目标,因此设计开发部门为了完成这些成本目标,就要开展各种各样的相关探讨(VE活动)。同时,生产部门在考虑到自己的质量目标以及对制造作业的影响度等的基础上,提出通过设计变更等尽可能降低成本的对策方案,这样来开展综合的降低成本活动(VE·VA活动)。


通过这样一些在早期阶段充分开展的活动,当产品的规格基本确定时,活动的中心就会转移到工厂一方。这时,设计开发部门也会集结到工厂,参加以生产准备部门为主体的一系列评估制造质量的活动。由于经常会在这一阶段有很多残存的设计问题被指出来,因此主要开展以设计变更为主的对策活动。在这一活动中,常驻在工厂的技术人员、尤其是设计人员被称作RE(Resident Engineer),以这些人为中心开展的RE活动可以说是生产准备阶段的SE活动。当然,除了RE活动之外,相关部门以及外协供应商也要参与进来,一般来讲,此时的活动规模要比设计开发阶段的SE活动规模更大。




Ⅱ.各开发阶段的质量活动




下面来详细地看一下通过SE进行的质量活动在开发的各个阶段是如何实施的。以下是以汽车的全新车型开发为例,介绍各个阶段的内容。对于其他产品,可以转换为各自特有的开发阶段,并研究要开展哪些活动。


1. 设计开发阶段


◆产品企划阶段

 

image.png


在初期阶段,通过产品的生命周期分析、以及新商品的定位等基本开发战略方向性的明确,决定商品的概念。并且,为了实现实际的产品,在产品企划阶段决定出产品的目标性能、目标质量、目标成本是其目的所在。同时,要尽可能的将产品规格细分化·具体化的提出来。相关的所有组织部门都要参与进来,与自我的独有技术以及包含相关组织在内的要素技术等可实现的技术水平进行对比,决定出开发目标值和日程计划。


这里很重要的一点就是,将从过去的类似开发中获得的质量信息考虑进去。这就需要配备对这些信息源进行收集管理的信息系统。需要建立全公司性质的信息系统,而不是以各个产品为单位的。


◆外观设计阶段

 

image.png


在外观设计阶段,质量探讨的对象为设计图以及全尺寸模型等。主要以外观质量的评估为主,生产部门作为后工序其主要着眼点有以下几点。


・ 主要结构件的接合处形状是否合理

・ 各零部件的位置·排列从生产作业角度考虑是否合理

・ 表面形状在工艺上能否实现

・在颜色·表面精修等方面有无工艺上的制约条件


外观设计是开发的实际业务的最前端阶段,因此从这一阶段开始实施质量活动有着重要的意义所在。“设计师任性随意的设计让人痛恨不已”的情况虽然在任何行业都存在,但这就说明源流管理还做的不够彻底。当然,后工序对外观设计师的想法予以尊重,并不断去挑战新的技术难题这也是必不可少的姿态。


◆试制图阶段

 

image.png


在试制图阶段,会提出详细的材质、形状、尺寸等的质量特性以及要求质量。根据这些,生产技术部及供应商就能探讨生产方面予以实现所需的工艺方法。同样的,工厂的质量管理部也能通过对试制图纸的详细探讨而指出预想问题点。这些部门对质量的评估要素进一步详细周密起来,在前面的外观设计阶段的着眼点之上,又会追加以下这些点。


与外观・尺寸精度相关的质量

・是否能确保各个构成件的组装基准

・各个构成件的接合能否实现目标值

・表面精修的种类及范围是否合理

 

与生产技术相关的质量

・ 新工艺方法或者现存的工艺方法能否适用

・ 材料特性较要求质量而言是否合适

・形状及尺寸的规格特性及要求质量在工序能力上能否实现


◆试制品评估阶段

 

image.png


在设计开发部门进行的试制评估的主要目的是,对设计质量是否完成了开发目标值进行验证。这里所说的设计质量的定义是,当产品按照图纸完成时,该产品所具有的特性,而不考虑制造的故障问题及波动。利用实际的试制产品进行评估时,要进行以下试制质量的评估。


・动态性能是否满足开发目标值

・强度及耐久性是否满足规格要求

・是否满足安全性及环境适应性等相关法律要求规格

・各构成部件之间的间隔是否合理/有无干涉


换句话说,这些也就是“功能质量的评估”,包含了只有利用现物才能进行的“动态质量评估”。而工厂方面也会根据专业的经验,实际参与这些质量评估,有时还会针对判定基准提出建议。但是,由于这些活动本来也是以设计开发部门为主体开展的质量评估活动,因此应该将其与SE活动分开考虑。全部相关组织都要参与其中的SE活动的内容为在此之前的阶段所实施的外观设计以及试制图阶段的“静态质量评估”,以及就其对策结果对现物进行的再次确认。同时,也会有一些只有利用试制品的现物才能新发现的问题产生。针对这些问题的处置方法,再次与设计开发部门进行调整也属于SE活动的内容。


从这个阶段开始,工厂的质量管理部就已经在设想量产产品的基础上,制定与制造质量相关的各种“质量标准文件”的草案。这些质量标准文件有与最终产品相关的内容以及以构成件为单位的内容,指示出了该产品或部件所特有的制造质量规格。并且,在这个阶段会把制作出的质量标准书草案提供给各相关组织部门,以此来实现最终产品的质量目标的共享和周知。


◆设计开发阶段的SE的关键点

 

image.png


为了在以上的设计开发阶段有效地开展SE活动,有几个重要的关键点。


※ 采购供应商的选定


要开展包括外协供应商在内的SE活动,在那之前必须要先选定外协供应商。如果是等设计图纸已经完成,再根据报价选定供应商的话,那么SE活动就不成立了。因此,就需要日常不断的收集和积累供应商技术能力相关的信息,这点十分重要。如果是全新的供应商选定的情况,就需要在试制图之前的构想图中添加要求质量、或者进行经营体系的监察等、开展这些事先的估算以及选定工作。


利用零部件厂家的专业技术,将设计工作直接委外的情况也是频有发生的。甚至公司设计室的人员构成中外协供应商的设计人员比本公司的员工人数还多的情况也是有的。总之,从开发的初期阶段开始,就能获得外协供应商的合作这可以说是SE活动的关键。


※与外协供应商一体的活动


像这样被早期选定的供应商,就会参与在开发阶段的各种质量评估(设计评审:DR)活动。有很多企业由于注意新产品的保密性,而在这一阶段对信息的向外提供持犹豫态度。但是,通过签订保密协议等方式来谋求供应商尽可能的参与,并提供必不可少的信息是必须要做的事。因为既然是外协厂家,那么就是制造方面的专家,他们能够最多地提供为了获得稳定的质量所必要的“排除制造难点”的提案。提案的内容并不仅限于规格的变更,探讨降低成本(VE·VA)也是非常重要的。设计人员认为的技术规格对于制造方的制造条件而言未必是最合适的。使产品的规格适合于外协供应商的工艺方法及生产设备,就能够提高生产效率、降低不合格率,以此带来最明显的降成本效果。


像这种在设计开发阶段,与作为制造方的外协供应商以及公司内的制造部门共同针对质量保证和降低成本进行协商,逐渐固化产品规格的SE活动,被称作“设计导入(Design in)”。我们常听说“后工序是客户”,但是由于外协供应商会帮我们做很多我们自己做不到的工作,因此真可以说“前工序是神”。


※成本降低


前面叙述了与供应商之间的成本降低活动,对于自制件,当然也会由本公司负责制造的部门提出相同的提案。需要注意的是,由最终产品的质量责任部门(工厂的质量管理部)提出的、通过修订过剩的设计质量来降低成本的提案。尤其是使用替代品的VE提案是十分有效的。例如,在试制品评审过程中,发现在某一部位所使用的是特殊的卡具,因此进行确认发现可以采取价格低廉的通用卡具作为替代品使用,于是进行规格变更的例子是存在的。也就是说,工厂的质量管理部根据其经验,是明白即使使用过去车型的通用卡具也不会发生质量问题的。


重要的是要有与质量管理相同的推进成本降低的体制。在开发阶段,降低成本往往会被认为成就是设计开发部门自己的责任。但是,降低成本也是要通过SE全员参与并推进的活动,因此,就必须也要给作为生产部门的生产技术部、各制造部、质量管理部等所有部门都下达降低成本的目标值,而不是仅赋予设计开发部门


※针对新技术的质量保证


随着材料技术以及生产技术的进步,新产品中必然会含有对本公司或对于行业来说首例的工艺方法或材料。对于采用了全新技术的产品来说,由于没有质量管理技术和方法的实绩,可以说质量问题的发生概率也更高。对于这种情况,通过开发初期阶段的SE活动开展充分的探讨,对问题的发生采取预防性的处理是十分有意义的。


2. 移交量产试制后的阶段


◆量产试制前的生产准备阶段

 

image.png


生产技术部、各制造部、以及外协供应商要对生产所需的设备、模具、工装、检具等进行规划并筹备。在此之前,对最终产品质量负责的质量管理部要完成最终产品的质量标准,并且要提出针对构成产品的各零部件的要求质量(制造质量)。


至于设定质量规格的顺序,首先自然是要在有最终成品的质量规格的基础上,然后为了达成这些质量规格的必要条件进一步细化到各零部件,成为零部件的质量规格。听上去是理所当然的事,但实际往往不是按照这种理论实施,也就导致最终产品的质量不达标。这种将质量规格分解到零部件等级的作业是需要高度的技术和经验的。负责生产的各组织在进行模具、工装的筹备安排之前,需要将这些作为要求质量明确出来。如果在开发阶段开展了充分的SE活动,那么相关人员之间就不会有意见上的差异。


像车辆检查法、零部件检查法(采购零部件的质量标准书)等这些由质量管理部制作的质量标准书(换言之就是要求质量书)在SE中的定位并不仅仅是量产时的检查基准,同时也作为生产准备阶段的「要求质量」被使用。并且最初制作出的质量标准书只是草案,在之后的量产试制阶段会不断进行修订,在开始量产时发行正式版本,同时也作为量产时的质量检查基准被使用。


从生产准备到量产以后,工厂就成为主体部门,对于工厂而言,「设计制造质量」的业务将占据重要的定位。一般来说,设计开发部门制作的设计图纸中定义出来的,是作为满足从开发目标值转化来的要求事项所需的条件的设计质量。换句话说,也就是定出了只要产品满足这些条件,就必然能够获得的功能和性能。虽然将包含制造质量在内的全部要求事项都加入设计图也不是不可能,但实际上是对最终产品的质量负责的工厂(质量管理部)决定那些图纸中没有的产品规格的。如外观质量规格就是其最具代表性的对象。另外尺寸规格中虽然会影响功能的会在设计图纸中明确出来,但将2个以上的零部件组装起来时产生的缝隙·高度差等这些规格的明确都属于制造质量的范畴。这时,要通过对最终产品的目标值、为满足最终产品目标值所需的各零部件的目标值、以及实际的制造工序的工序能力(Cpk)等进行综合性的调查和分析,来设定合理的质量规格。这一系列的作业就是「设计制造质量」,这是熟知实际的制造现场、并对成品的质量负责的部门应该做的,,也是只有这个部门才能做到的。


设计人员将所有的质量特性都描述在图纸中是最理想的状态,而现实往往有很多组织体制使量产产品的管理由工厂的其他人负责。这样一来责任所在就不明确,发生问题时就会出现推卸责任的情况。SE不仅明确责任所在,也能实现由最合适的人在最合适的时间负责某一业务流程的体制。


◆量产试制质量评估阶段

 

image.png


在这个阶段,业务执行的中心完全位于工厂的现场,针对制造质量和残存的设计质量进行现物确认,以此来进行评估并开展对策。此时用到的现物是由正式的模具和正式的生产工序制造出来的产品,与前面的试制品不同。也就是说是模拟量产工序的质量评估,此时的成果直接关系到量产的质量。


此时SE活动也达到最高潮阶段,有很多相关人员聚集到工厂的现场。设计开发部门的技术人员、以及外协供应商的技术人员还会短时间的常驻在工厂,与以质量管理部为中心的工厂各部门团结一致开展活动。这些外部的常驻技术人员叫做QRE(Quality Resident Engineer),或者就叫RE,开展的质量管理活动叫做RE活动。这些人会与工厂的人员共同参与在试产线上的制造讨论,以及对制造出的量产试制品的质量评估。设计开发部门的技术人员开展的RE针对的是残存的设计问题和量产试制中明确出的设计问题,通过设计变更采取对策。


来自外协供应商的RE的职责是,收集本公司产品相关的质量信息并采取对策。这里的关键点在于,让外协件厂家的人员理解「自己的零部件是如何使用在最终产品上的」。看着产品的现物去理解要远比通过口头或文件传达的质量改善委托更具有说服力,就能够让对方更充分的理解应该管理的质量关键点的重要度及优先顺序。


工厂的质量管理体制,以「在工序内造就质量」为原则,在各制造工序内实施检查。这是由于为了贯彻「不向后工序传递不合格品」,就必须对自工序的成果进行自我确。也就是说,工序内的检查在制造部的各工序内进行,最终产品的出货检查及审核性的评价由统括的质量管理部进行。


◆量产开始后的阶段

 

image.png


像这样,由相关人员共同推进的通过SE开展的质量活动,从开始量产起终于取得成果,该活动体制也宣告结束。如果将在此之前的量产前实施的质量活动与接下来量产时开展的质量活动以工时来做比较的话,随着SE的进步量产前活动的比重逐渐增加。例如,就汽车工厂质量管理部的人员分配而言,从事质量管理的人员工时比例(人员分配)如下:


量产开始前:量产中= 8  :  2


而对于那些未能实践SE的组织而言,这一比例大概正好是反过来的吧。SE本来的目的就是在量产前尽全力打造质量,消灭故障问题,以便在量产中更轻松的开展必要最小限的管理工作。




Ⅲ.SE的效果总结





SE对固有的直线型业务体系做了根本性的修订,以源流管理为原则,重视作为输出物的产品的质量保证、以及产生出该产品的业务流程的效率化。


·设计变更的最小化


在开发阶段尽可能地进行设计变更及改良,以便使量产试制和量产阶段的变更最小化。


·实现战略性的成本降低活动


构建向所有相关人员分配目标,并且谁都可以进行改善提案的体制。


·树立与外协供应商之间的合作互惠关系


通过外协供应商的参与,抑制相互间的质量问题、削减损耗。


·降低开发费用、缩短开发到量产的过程周期时间


最近出现了比较引人注目的趋势,就是对原本需要进行试制评审的开发体系进行根本性的变更,挑战无试制化(直接上正式工序模具)的开发模式。汽车行业也开始采用小型化低价格的普遍模式。如果能够实现无试制化,那么一方面就能够大幅度的降低开发费用及缩短过程周期时间,同时也能够更迅速地应对市场需求的变化。


·多个生产据点的产品同时开始量产


对于以世界市场为目标的产品而言,很可能就要同时在海外和国内生产同样的产品。在海外生产时,由于技术水平及基础设施的差异等原因,制造方的制约条件往往要比在日本国内大的多。因此一旦将在国内生产的产品转移到海外生产时,就必然会发生由于现地的制造条件所导致的规格上的差异。像这种情况,如果事先能够将多个生产据点的制造条件编入到图纸规格中,那么就能实现按照共通的图纸进行生产,国内·海外就可以同时开始量产。通过实施以设计导入(design in)为中心的活动,就可以进行战略性的市场开拓,这也可以说是SE的扩大版。


北京中产连精益学习号


image.png


微信号:chusanrending


最新评论
请先登录才能进行回复登录

联系电话:010-67802866-0

企业邮箱:jiaojing@chusanren.com.cn

公司地址:北京市经济技术开发区 荣华南路13号 中航国际广场10号楼405

联系我们

扫一扫关注公众号

技术支持: 北京千真市场营销策划有限公司 | 管理登录