作者:KOHLER CO.

Stephanie Freier首席制造工程師- -裝配總成

您可能聽說(shuō)過，盡可能在設(shè)計(jì)早期就將跨功能的團(tuán)隊(duì)聚集在一起。因?yàn)椋?dāng)你在生產(chǎn)的時(shí)候才發(fā)現(xiàn)問題，是不是太晚了？在我在科勒的新產(chǎn)品集成團(tuán)隊(duì)工作了近5年后，我為DFMA?在科勒創(chuàng)建了基礎(chǔ)，現(xiàn)在我有幸領(lǐng)導(dǎo)著我們裝配領(lǐng)域的制造工程師團(tuán)隊(duì)。事實(shí)證明，DFMA?可以通過多種方式對(duì)業(yè)務(wù)產(chǎn)生影響，即使生產(chǎn)已經(jīng)開始。以下這些文章將會(huì)讓您知道DFMA?的影響。

 

   早期見解

作為新產(chǎn)品集成（NPI）團(tuán)隊(duì)的一員，我在科勒開始了我的旅程。當(dāng)時(shí)，這是一個(gè)新成立的團(tuán)隊(duì)，由我和另外兩名同事組成，負(fù)責(zé)全球水龍頭新產(chǎn)品開發(fā)（NPD）團(tuán)隊(duì)。我們當(dāng)時(shí)的任務(wù)是為NPD團(tuán)隊(duì)成為制造過程中有話語(yǔ)權(quán)的人鋪平道路。

當(dāng)我們開始尋找實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)的最佳方法時(shí)，DFMA?吸引了我們的注意力。我成為了團(tuán)隊(duì)中最早采用DFMA?的工作人員之一，并且對(duì)它為我所做的工作帶來(lái)的機(jī)會(huì)感到非常興奮，我要做的工作就是將制造盡早地引入設(shè)計(jì)過程。

 

隨著我們的新產(chǎn)品集成團(tuán)隊(duì)在NPD內(nèi)部的影響力和成長(zhǎng)，對(duì)DFMA?的使用也越來(lái)越多。我所在的廚房水龍頭設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)，已經(jīng)到了他們不想在沒有DFMA?的情況下進(jìn)行設(shè)計(jì)的地步，他們正在努力使用DFMA?進(jìn)行組件開發(fā)的供應(yīng)商建立關(guān)系。

我們甚至在繪圖之前就使用了DFMA?來(lái)幫助我們。這些都是一些我在團(tuán)隊(duì)中最難忘的時(shí)刻。我對(duì)DFMA?產(chǎn)生的熱情，以及與他人合作使事情變得更好的這些原因，使我成為水龍頭組裝制造工程的領(lǐng)導(dǎo)者。

 

很快，我發(fā)現(xiàn)，在我的工程團(tuán)隊(duì)中，有一個(gè)未開發(fā)出來(lái)的潛力，它可以有效地進(jìn)行更改和改進(jìn)并幫助當(dāng)前產(chǎn)品降低成本。我將在返工、報(bào)價(jià)、產(chǎn)品改進(jìn)和過程改進(jìn)的評(píng)估方面進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

 

   返工預(yù)期

在新領(lǐng)導(dǎo)崗位上，我遇到的第一個(gè)挑戰(zhàn)是我兩年前幫助推出的一款產(chǎn)品。我們發(fā)現(xiàn)該產(chǎn)品有一個(gè)問題，我們的客戶不能接受。我們有3個(gè)選擇可以考慮：

-重新整理我們所有的庫(kù)存

-拆開一部分可以重復(fù)使用，剩下的報(bào)廢

-廢棄我們所有的庫(kù)存

可以使用DFMA?比較返工和報(bào)廢程序集的選擇

團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，由于返工非常復(fù)雜，顯然廢棄所有東西，重新開始是更好的選擇。對(duì)于我來(lái)說(shuō)，這是第一個(gè)完美的案例，可以使用我在之前工作中總結(jié)到的使用DFMA?的經(jīng)驗(yàn)，并且給大家展示數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)決策的好處。很快，我就傾向于使用DFA來(lái)識(shí)別整個(gè)工藝過程中的返工過程或部分返工過程。

 

這是我在NPD集團(tuán)參與的一個(gè)項(xiàng)目，我已經(jīng)有了一個(gè)包含整個(gè)工藝過程的完整的DFMA?文件。我去了我們的DFMA? SharePoint網(wǎng)站，下載了這個(gè)文件的副本。因?yàn)槲蚁胍玫椒倒ぎa(chǎn)品的成本明細(xì)表，所以我去掉了所有不相互接觸的組件，只看那些返工需要的組件。我需要把組件拆解下來(lái)，得到那些需要更換和重新組裝的內(nèi)部部件，然后完成試水測(cè)試。

 

大概每組裝一次需要10分鐘。由于我們沒有評(píng)估裝配和改進(jìn)，所以沒有考慮需要消除DFA指數(shù)或候選目標(biāo)。我們只關(guān)注總裝工時(shí)。

 

接下來(lái)，我復(fù)制了返工清單，并插看了將拆卸最小化所需的工作。在這個(gè)條件下，我們只能回收盡可能多的組件，以便在新的裝配過程中重復(fù)使用。這背后的理論是，我們可以利用更低成本的勞動(dòng)力來(lái)拆解舊產(chǎn)品，而同時(shí)，我們組裝替換品。除了拆卸這些組件需要的時(shí)間，我們還需要注意報(bào)廢的時(shí)間成本。每次拆卸和報(bào)廢的預(yù)估時(shí)間大約是4、5分鐘。

 

最后考慮的是廢棄整個(gè)裝配并構(gòu)建新的裝配。這將花費(fèi)最少的時(shí)間來(lái)裝配，且報(bào)廢達(dá)到最大限度。結(jié)果比較見下表。

 

	Scrap Full Assembly Costs全報(bào)廢裝配成本	Disassemble and Scrap Costs拆解和報(bào)廢成本	Full Rework Costs全返工成本
每單元裝配勞動(dòng)力時(shí)間	0	4.5min	10min
庫(kù)存補(bǔ)充時(shí)間	4+周	3周	2周
產(chǎn)品價(jià)值成本%(含返工人工費(fèi))	100%	53%	18%
備注/風(fēng)險(xiǎn)	-會(huì)缺少某些零件	- 在返工過程中可能對(duì)成品部件造成損壞	-在返工過程中可能對(duì)成品部件造成損壞 -潛在的新包裝需要

 

我們還需要研究與這些情況相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)以及對(duì)客戶的影響。拆解和報(bào)廢估計(jì)需要大約3周的時(shí)間來(lái)恢復(fù)，并且由于增加了一些處理，有損壞成品部件的風(fēng)險(xiǎn)。放棄整個(gè)組裝的選擇將需要一個(gè)多月的時(shí)間來(lái)恢復(fù)，并且存在部件短缺的風(fēng)險(xiǎn)，而且進(jìn)一步延遲的可能性更高。返工的選擇估計(jì)需要2周的時(shí)間來(lái)恢復(fù)，并承擔(dān)由于處理和返工而導(dǎo)致成品部件損壞的風(fēng)險(xiǎn)。

在這三個(gè)選擇中，毫無(wú)疑問，放棄一切重新開始的選擇是最昂貴的。通過使用DFA和使用完全負(fù)擔(dān)的關(guān)聯(lián)率，我確定拆卸、報(bào)廢和重建的選擇比報(bào)廢所有東西的成本低47%，返工和最小化廢品的成本要比報(bào)廢成本低82%。

 

使用DFMA?軟件，我?guī)椭笇?dǎo)新業(yè)務(wù)領(lǐng)域節(jié)省了近47,000美元。因?yàn)檫@個(gè)快贏，我得到認(rèn)可，可以在生產(chǎn)過程中使用DFMA?。當(dāng)使用DFMA?進(jìn)行返工時(shí)，您可以確定準(zhǔn)確的人工估算，并確定對(duì)客戶和業(yè)務(wù)的風(fēng)險(xiǎn)和影響。

   報(bào)價(jià)

當(dāng)我們考慮在新產(chǎn)品上建立DFMA?時(shí)，一個(gè)重點(diǎn)領(lǐng)域是將其作為一種工具，和潛在供應(yīng)商在產(chǎn)品成本方面進(jìn)行合作，以確保給出合理的報(bào)價(jià)。我在新產(chǎn)品集成團(tuán)隊(duì)中多次成功地使用了這個(gè)工具，并與阿肯色州工廠的組裝團(tuán)隊(duì)一起建立了對(duì)該工具的信心。

 

因?yàn)槲抑肋@是業(yè)務(wù)和NPD團(tuán)隊(duì)的方向，所以我很支持使用DFMA?來(lái)幫助做報(bào)價(jià)。一種方法是，每當(dāng)看到一個(gè)報(bào)價(jià)（RFQ）的需求時(shí)，我們需要一個(gè)DFMA?文件。如果沒有，那么我們需要回推并思考是否為該產(chǎn)品創(chuàng)建過DFMA?文件。如果沒有創(chuàng)建，那么我們可以要求在報(bào)價(jià)之前完成。通過這種方式，我們可以幫助團(tuán)隊(duì)在早期考慮對(duì)DFMA?的需求。

 

我已經(jīng)對(duì)我的團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了DFMA?方面的培訓(xùn)，以便他們能夠?qū)彶楹屠斫釪FMA?文件，并將其與已經(jīng)報(bào)價(jià)的和目前正在生產(chǎn)中的其他產(chǎn)品價(jià)格進(jìn)行比較。他們發(fā)現(xiàn)在報(bào)價(jià)的時(shí)候，這是一個(gè)非常有用的工具。

以前，報(bào)價(jià)是由一個(gè)報(bào)價(jià)員坐在自己的桌子前，一邊模仿組裝步驟，一邊自己計(jì)算時(shí)間來(lái)完成的。一般來(lái)說(shuō)，在此之前有一個(gè)簡(jiǎn)短的紙面上的流程審查，其中確定了裝配的一些復(fù)雜性，但并不是所有步驟都查得那么詳細(xì)。有一些事情是需要留到以后去解釋的。通過這種方式，我們偶爾會(huì)得出不太準(zhǔn)確的報(bào)價(jià)，并導(dǎo)致一線工作的同事在生產(chǎn)過程中遇到挑戰(zhàn)。然后我們必須花額外的時(shí)間來(lái)做費(fèi)率研究，看看是否需要更新報(bào)價(jià)。

但是，如果我們先用DFMA?來(lái)計(jì)算，報(bào)價(jià)會(huì)更準(zhǔn)確。我們?cè)谑褂昧薉FMA?計(jì)算報(bào)價(jià)，然后才發(fā)布的產(chǎn)品上看到了這一點(diǎn)。如果在啟動(dòng)后出現(xiàn)問題，我們可以通過對(duì)比組裝順序和技術(shù)來(lái)確定需要更改的位置。DFMA?幫助我們通過數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的方式識(shí)別這些變化的根本原因。

 

在報(bào)價(jià)之前使用DFMA?的另一個(gè)好處是，提交RFQ的時(shí)間從一周減少到幾個(gè)小時(shí)。尤其是當(dāng)裝配團(tuán)隊(duì)參與到DFA活動(dòng)中更加如此。

 

通過使用DFMA?報(bào)價(jià)，我們可以得到更準(zhǔn)確的報(bào)價(jià)和裝配率，并將其作為在生產(chǎn)過程中幫助確認(rèn)率的工具，對(duì)RFQs有更快的響應(yīng)時(shí)間。

 

   產(chǎn)品改進(jìn)

科勒的持續(xù)改進(jìn)之路在過去幾年中得到了極大的發(fā)展。我們致力于實(shí)施精益系統(tǒng)，并通過改善來(lái)推動(dòng)改進(jìn)。我們正在培訓(xùn)我們的團(tuán)隊(duì)來(lái)確定需要改進(jìn)的領(lǐng)域，并授權(quán)他們進(jìn)行改進(jìn)。當(dāng)談到改進(jìn)的機(jī)會(huì)時(shí)，一切都擺在桌面上。

我們的產(chǎn)品體積小，混合比例高，所以有很多工程師使用很多技術(shù)來(lái)設(shè)計(jì)組件。這通常會(huì)導(dǎo)致螺釘大小不一致或僅略有不同的部件。我們組裝的遺留產(chǎn)品自發(fā)布以來(lái)通常沒有進(jìn)行過評(píng)審。DFMA?可以幫助我們做很多改進(jìn)。

 

在組裝中，設(shè)變是由裝配領(lǐng)域退下來(lái)的持續(xù)產(chǎn)品開發(fā)（CPD）團(tuán)隊(duì)執(zhí)行的。他們坐在廠區(qū)對(duì)面的一棟大樓中，接收來(lái)自各種來(lái)源的對(duì)當(dāng)前產(chǎn)品更改的請(qǐng)求文檔。這些請(qǐng)求非常多而且積壓了很久。他們審查每個(gè)請(qǐng)求，并確定它在優(yōu)先級(jí)列表中的位置，以確定何時(shí)處理。因此，如果您希望及時(shí)查看和處理您的更改，您需要在請(qǐng)求中填寫關(guān)于執(zhí)行更改好處的詳細(xì)信息。

 

讓我們面對(duì)現(xiàn)實(shí)吧，如果我是CPD的一名工程師，正在審核一份變更申請(qǐng)，上面寫著這部分存在設(shè)計(jì)問題，需要更改，那么它很可能會(huì)被擱置，永遠(yuǎn)無(wú)法完成。現(xiàn)在，如果我使用了DFMA?來(lái)幫助識(shí)別和驗(yàn)證一個(gè)有用的更改，那么我就可以輕松地獲得數(shù)據(jù)來(lái)準(zhǔn)確地顯示這個(gè)更改會(huì)有多好，以及節(jié)省業(yè)務(wù)成本的好處。

 

 

下面是我們?cè)谝粋€(gè)培訓(xùn)工作坊中使用DFMA?的一個(gè)案例。作為培訓(xùn)練習(xí)的一部分，團(tuán)隊(duì)面臨的挑戰(zhàn)是提供一個(gè)可以使用DFMA?建模的產(chǎn)品的真實(shí)示例。這個(gè)團(tuán)隊(duì)選擇了一個(gè)簡(jiǎn)單的排水裝置。在整個(gè)培訓(xùn)過程中，他們提出了一些改進(jìn)意見。其一，從我們的流程中刪除了一些組裝步驟，在這些步驟中，最終用戶無(wú)論如何都要在安裝之前進(jìn)行拆卸。另一種方法是研究零部件使用替代材料的情況。在這次培訓(xùn)中確定的想法最終可能會(huì)根據(jù)產(chǎn)品的數(shù)量節(jié)省數(shù)十萬(wàn)美元。

 

Assembly Time Reduced	Assmbly Efficiency	Per Unit Savings
25.3%	34.9%	27%

 

上表中的數(shù)據(jù)與DFMA?摘要一起附加到變更請(qǐng)求中，這樣CPD工程師就可以輕松地實(shí)現(xiàn)這個(gè)變更。這在執(zhí)行快速更改時(shí)非常有用，因?yàn)橛幸粋€(gè)工具可以幫助總結(jié)。

 

   流程改進(jìn)

到目前為止，我發(fā)現(xiàn)在產(chǎn)品發(fā)布后，使用DFMA?的最后一個(gè)好處是：在裝配過程中幫助改進(jìn)流程。

由于通過改善活動(dòng)識(shí)別出大量的改進(jìn)機(jī)會(huì)，我們從識(shí)別低效的工作單元開始。然后我們召集一個(gè)團(tuán)隊(duì)，舉行一個(gè)3到5天的活動(dòng)來(lái)評(píng)估組裝過程，確認(rèn)廢除的部分并確定可以做什么來(lái)改善流程。由于您需要確定您的節(jié)拍時(shí)間和當(dāng)前流程映射，因此有許多與這些事件相關(guān)的前期工作。節(jié)拍時(shí)間是一個(gè)簡(jiǎn)單的計(jì)算，用于確定為了滿足客戶的需求，您需要以什么速度構(gòu)建產(chǎn)品。過程圖，是指一步一步地確定組裝產(chǎn)品的過程以及每一步所需的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間。

 

然后在活動(dòng)期間對(duì)這些信息進(jìn)行審查，并進(jìn)行進(jìn)一步的在線研究，以確定流程改進(jìn)和組件的總體布局，從而使關(guān)聯(lián)人員能夠方便地訪問這些組件，并使操作順序最合理。還需要時(shí)間來(lái)確定組裝過程中操作工所走的距離。

要做到這一點(diǎn)，一個(gè)非常簡(jiǎn)單的方法是在產(chǎn)品過去的某個(gè)時(shí)間點(diǎn)擁有一個(gè)已經(jīng)完成的DFA。然后您只需要隨身攜帶它，并與裝配關(guān)聯(lián)人員一起檢查每個(gè)步驟，以確保準(zhǔn)確性。在這過程中，我們還沒有達(dá)到這一點(diǎn)，所以現(xiàn)在我們需要在改善事件之前創(chuàng)建一個(gè)DFA文件。

 

在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行審查并對(duì)流程中的浪費(fèi)進(jìn)行了觀察之后，團(tuán)隊(duì)將對(duì)所有不同的方法進(jìn)行頭腦風(fēng)暴，以獲得更好的結(jié)果。我們確定需要改進(jìn)的領(lǐng)域，包括模具制造，以幫助減少工作人員需要扭轉(zhuǎn)和按壓的步驟。

這些都是可以在DFA中很容易建模的東西，并且可以相互比較，以查看哪些想法最好。我甚至挑戰(zhàn)了一些極限，要求人們識(shí)別任何有助于改進(jìn)或消除困難的組裝步驟的設(shè)計(jì)更改。這些是較長(zhǎng)期的工作，不可能立即發(fā)生，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看會(huì)使產(chǎn)品更好。

 

使用DFA來(lái)幫助指導(dǎo)和突出流程改進(jìn)的潛在領(lǐng)域是我們尚未深入探索的領(lǐng)域，但我們看到了它的好處，并將繼續(xù)試驗(yàn)。

   總結(jié)

過去的5年中，我學(xué)會(huì)了如何突破界限，提出問題，推動(dòng)變革。它不僅幫助你成長(zhǎng)和學(xué)習(xí)，而且挑戰(zhàn)那些不太容易從其他角度看問題的人。在一個(gè)工程師高度聚集的行業(yè)中，顯示變更需求或提出新想法的最佳方式是使用數(shù)據(jù)。確實(shí)很難說(shuō)服一個(gè)人相信現(xiàn)在添加的這個(gè)小部件比過去50年一直使用的小部件更好/更容易/更快。所以向他們展示一些有大量的具體的證據(jù)和細(xì)節(jié)的圖表來(lái)說(shuō)明為什么這種新方法會(huì)更好，這樣人們就很難去否定了。

 

我們可以改變決定返工產(chǎn)品的方式，這樣我們就可以考慮什么對(duì)業(yè)務(wù)和客戶是最好的。通過使用DFA，我們可以確定與不同選擇相關(guān)聯(lián)的時(shí)間量，以幫助使乍一看可能不是顯而易見的選擇變得清晰。

 

我們了解到，對(duì)于那些提交RFQ而沒有提前完成DFMA?的團(tuán)隊(duì)，我們可以予以拒絕，因?yàn)槲覀兌荚谂椭舜顺砷L(zhǎng)、發(fā)展和改進(jìn)業(yè)務(wù)。我們可以與這些團(tuán)隊(duì)合作，在他們的設(shè)計(jì)過程中更早地推動(dòng)DFMA?活動(dòng)，但同時(shí)也表明，在任何節(jié)點(diǎn)上使用DFMA?都是有好處的。改進(jìn)永遠(yuǎn)不嫌晚。

 

這是一個(gè)可以幫助評(píng)估人們好的想法，使產(chǎn)品更好的工具。通過重新設(shè)計(jì)某些東西，使人們更容易組裝或消除所有的困難。

我們都有能力使改變變得更好。有時(shí)候我們只需要知道這樣做是可以的。