精益产品开发与中国的自主开发战略

2019-11-06 17:01栏目:汽车资讯
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机加工之后,每个模具细部或者部件根据分类被运到建造工区中适当的建造工作单元。有五个独立的建造工区,每个工区包括若干由多个站点和工作单元组成的分阶段的“生产线”,负责建造过程的一部分。模具细部和外购的部件在正确的时间到达正确的工作单元,保证建造工艺流程的顺畅。正如在装配线上一样,每个工作单元完成建造工程的一部分,然后把模具运往过程中下一步骤的工作单元。工作程序进行了细致的标准化,每个工作单元的作业时间是相等的,这样就能使加工部门的工作流保持步调一致。这降低了误差,使得产出更加可预见,保证人们一眼就能看出模具建造的当前状态。整个建造工区都布置了时间表,以保证所有的参与者都知道时间表的需求并努力完成它。

标准化:设定标准技能指标,来培养并衡量新的工程师,然后不断增加或提高技能指标。与许多公司通过网上培训课程作为雇员审查标准不同的是,这里是每天实际应用标准化的指标来确定可以胜任的员工。其中的重点为,在产品开发体系中,应用标准化来减少变异,通过标准化来实现灵活性。

自主创新能力的关键技术包括产品开发体系中的标准化、研发工程的有效管理、设计队伍的技术水平,以及理解并实现顾客价值的能力。如何将复杂的开发流程整合起来,集结不同职能部门和研发人员的能力,发挥到满足顾客需求这一共同目标上,是目前许多行业共同面临的一个挑战。《丰田产品开发体系》一书从工程管理角度提供了许多启示和实例。

丰田的模具工程

简明扼要的状况沟通能力。

大家必须了解,开发—制造型公司如丰田之所以能取得令世人瞩目的成功,包括持续地将新产品投放市场,同时还能在各种经济景气环境下保持盈利,不仅归功于精益生产。丰田成功的秘诀在于,它并行地发展了三种核心竞争力,即制造、产品开发以及销售服务。丰田的产品开发体系虽然没有像精益生产体系那样在中国汽车界得到广泛的研究,但却同样重要。《丰田产品开发体系》一书系统性地揭示了其重要性。

丰田精确和高度详尽的模具设计与标准化模具制造过程允许公司用精密组合铣床完成大量的模具制造,这可以充分降低在手工配合和模具细节返工及冗长的模具试产上耗费的时间,这是其北美竞争对手所不具备的优势。丰田公司也有若干专业刃具的专利,使机加工操作的效率最高,进一步增加了精度、速度和精益模具制造的可预见性。通过专攻精密机加工,丰田完全排除了若干次级操作,例如手工打磨和传统模具制造所必需的模具配合。精益模具制造方法允许丰田应用其他设备整备的精益方法,如SMED和增加设备增值时间的刃具成套及时(just in time)配送。按小时计时的明细进程表置于靠近机器的地方,由操作者来维护。在型模建造期间,工厂管理者和团队会在早晨四处查看,评估这些进程表。

在完成培养或学徒阶段后,冲压工程师可能被邀请加入同步工程团队,先去一个冲压厂,或者回去从事冲压方面的专项工作,如模具设计。这些安排和部署由他们的经理进行规划,工程师们可以提出自己的意愿。经过在所选专业领域的多年锻炼,工程师们将有资格晋升至第一级的管理岗位。

十博体育官网,在讨论自主开发时,很多人往往把注意力集中在设计上。但设计其实只是一个开始,后续还包括试制、试验、工艺工装、生产制造等过程。此外,模具设计以及零部件开发也同样重要。我们希望中国早日能开发出支持高效制造流程的产品设计,最终实施高质量、高效率及有效的成本控制。

在流程前期,为了与汽车造型设计的最后阶段连接,在过程/压料面开发领域,标准化制造流程和共享零件结构能使初步的压料面开发完成。压料面是首次成型模具的一部分,保证在零件成型时使板材处于恰当位置。它对于高质量的冲压过程是必须的,对于几何形状复杂的零件,它将面临挑战。这一过程通常包括成型性评估、对成形性进行仿真和有限元分析。事实上,因为没有流程或设计标准化,北美汽车公司被迫对所有冲压件采用有限元分析,这一过程对有限的资源造成了巨大的瓶颈。然而,在丰田的产品开发过程中(其特点是部件几何形状与制造流程都实现了标准化),只有不到1/3的冲压件需要进行有限元分析。消除2/3零件的有限元分析要求,也就消除了造成瓶颈的潜在因素以及与之相关的来自于产品开发流程中的排队和变异,改善了平均完成时间,并明显降低了成本,同时还增强了精益产品开发过程中下一轮产品开发的竞争优势。

为了加强结构化的培养过程,丰田有一些机制专门鼓励组织和个人的学习与发展。丰田一再表示,要热爱学习,并不断在职业发展过程中提供学习的机会。我们在第11章将会详细讨论丰田是如何在内部构建学习机制和持续改善机制,并营造一个精益学习系统的。这些机制如何支持工程师技术能力的不断提高也是一个重要议题。

在产品创新的过程中,模具设计与制造举足轻重,它对汽车企业实现高效率、低成本生产起着决定性的作用。本书作者有20年模具开发工程的经验,他通过大量的实例,提出了精益模具及其他工装的开发和制造管理模式。

通过对定位设计、检测点、焊接标准等的标准化,丰田成为第一家能够将冲压和装配标准化、支持柔性组装操作的公司,能够在同一生产线上生产多种车体。最近,丰田公司通过其“蓝天”计划引入全球车身生产线,将柔性车体组装推进到一个新水平。该项目要求生产工程和车身工程的密切合作,提升设计和过程标准,支持这项革命性的创新。依照丰田北美公司的前总裁兼首席执行官Atsushi Niimi的说法,新系统以一种主托架,取代了原系统中的50种托架。新托架看上去有些像滑雪缆车,用可编程的定位器从车身内部对车身定位。该系统改进了整体车身质量,降低了所需焊接工位的数量,显著提高了制造柔性。现在8个不同的车身可以通过仅仅改变一个主托架,在同一条生产线上装配。Niimi先生指出,新的车身焊接厂新项目投产费用降低了50%,占用空间降低了50%,在现有生产线上增加一种车身或者一个新的热门项目的成本降低了70%。这就是创新的力量。但是如果没有工程组织的通力协作,将不可能创建有效流程、设计标准和纪律文化来实现目标。丰田公司已经在世界各地建立了“全球车身生产线”,因此,所有的车辆现在都被设计成可以支持标准组装流程。

这种在各个工程师新人班里推行的共同培训方法也让新员工们对于共同的开始有了些认识,这是在整个职业进程中建设文化和灌输忠诚的重要方面。有一点是明确的:每个员工是为了整个丰田而工作,而非为某个具体功能部门工作。在这个引导期内,丰田不断评估这些新工程师以确定其最适合的岗位。

2006年,国务院颁布了《国家中长期科学和技术发展规划纲要》,强调“十一五”期间,必须把增强自主创新能力放在更加突出的位置。自主创新,不仅仅是一个国家或企业的产业战略,同时也是一项复杂而艰巨的系统工程。

丰田模具的机加工

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国外先进汽车公司进入市场化较早,外观设计技术较成熟。而中国自主汽车产业刚刚起步,因此许多外观设计师还处在第一代模仿设计水平。《丰田产品开发体系》一书为我们提供了如何培养外观设计师的思路,并且提出了一个优秀设计工程师应该具备的基本素养。

在这个重要的阶段,模具工程团队采用柔性产能策略,包括对实习生的使用。因为精益产品开发流程把复杂的模具工程分解成许多标准化的子流程,而且可靠的数据库提供了标准化组件并能保证同时获得设计数据,因此利用计算机辅助模具设计,拥有不同专业水平的设计者能够立刻为同一个设计工作。因此,设计能够更快地完成,多出的人力资源可以灵活地调配到其他零件的工作中去。零件可获得性非常的重要,因为为了使车体工程部门满足最终的数据发布需求,一些零件必须先于其他零件而完成。此外,通过共享数据库,生产工程部门也可以获得这些零件的信息,因此当工程师即将用到它们时,就能把它们“拉”出来。

4~6个月的新人项目。

感谢“精益企业中国”的赵克强博士及其同仁,将这本非常有价值的书译成中文,并由中国财政经济出版社出版发行。我们期待着精益产品开发在中国早日结出硕果。

模具工在加工模具和试模时得到了相互培训。在部门内部,模具工的技术水平在一块图板上展示出来,报酬与技术水平挂钩,所有的模具工都是“薪水工”(相对计时工而言——译者注),加班额外有加班费。每个工区的每个工作单元的模具工们都应用个性化的清单,既作为程序上的参考,又作为质量保证工具。在模具转移到下一岗位之前,这些清单是工作单元领导签署每个模具是否合格的主要指导书。在模具建造过程中,建造人员的这些“签署”是质量控制的基本形式。型模建造不使用纸质图纸:所有的模具工都接受过CAD系统的培训,位于工作单元附近的计算机中存有所有的模具设计数据。模具设计师和同步工程师定期拜访建造车间,和建造人员一起工作,界定问题或改善设计的方法。

丰田的培训和发展

2008年6月25日

设计师对所有模具进行了分级,从A0级到D级。分配给每一个等级的是一条特定的生产线,由铣床、建造工区和调整冲模用压力机组成。研究过丰田生产方式的人会将其看成是与产品族匹配的专用流水线的特征。A0级是指用于生产外表面的大型模具,A级是指用于生产非暴露表面的大型模具,以此类推至D级,是指生产较小部件的级进模具。模具被安排到最适合的生产线上。这些模具种类允许采用标准化的过程和标准化时间,使得进度更为精准,成果更为可控。为了支持可视管理和使得所有参与者了解进程安排的要求,工厂设置了巨大的进度板,上面既有任务又有具体部门的安排。这些进度跟踪板以小时为单位进行更新,工厂管理团队每天进行检查。产品开发过程中的精益标准化再次降低了过程误差,进而提高了生产效率。

为目标工作的动机。

中国的自主产品开发,必须在国家产业战略的指导下,以市场为导向,用较短的开发周期、较少的资金和人员投入,开发出针对客户需求的产品,并满足制造流程的精益生产方式,消除浪费,提升盈利能力。这样才能使中国尽早提升产业地位,由“世界车间”迈向世界研发中心,甚至向世界行业规则制定者转变,以获取最大的利润。

第二类标准化能实现真正的并行工程,为那些与汽车开发速度不匹配的跨功能流程同步提供一个框架。标准化的开发流程意味着标准化通用任务、任务序列、任务时段,并将其作为产品开发流程持续改进的基础。流程标准化是对前面章节讨论的任务与时间间隔变异的强大的解决方案。在可靠地了解其他功能部门在做什么以及什么时候做等方面,流程标准化是唯一的方法。相互依赖的流程/组织正是利用这种方法来明确地了解彼此的需要以及何时需要对方的哪些投入。最后,严格的流程纪律和标准化开发流程是运行多项目“研发工厂”唯一可信的方式,同时也是度量任何单个项目表现和进度的基础。

在日本,丰田的职位是备受青睐的,而且该公司的招聘过程以严格著称(要注意,丰田并不总是这样,在早期也曾很难找到优秀人才)。来自东京、京都这些最优秀大学的应聘者人数大大超过了所需的职位人数。雇用过程是集中化的,工程师们通常是成批地被招聘进企业,每年都会由此产生一个新人班。这些班级通常人数众多,由300名新进人员组成,其中受教育程度的比例大致如下:博士2名,硕士198名,学士100名,他们都是工程专业的。在招聘的时候,这些新工程师们并不知道他们最终将会在哪里就职。尽管丰田肯定会利用他们的特长,但是他们最终的就职岗位是在他们走过职业规划道路的初期阶段后才被确定的。

《丰田产品开发体系》作为一本指导书,并不一定能为各企业提供想要得到的答案,但书中提出的13个原则,涵盖了包括产品开发文化、体制、素养、流程、人员及工具的方向,值得各经营管理层在自主研发起步阶段作为参考。通过精益产品开发,中国企业的能力一定会获得全方位的提升,伴随着优秀的产品,在全球竞争市场中赢得重要的地位。中国需要精益生产,更需要精益产品开发。从学习丰田产品开发开始,设计精益产品,开发精益供应链,贯彻精益生产、营销和客户服务,形成一套适用于中国的精益管理文化。

丰田的精益工具和模具制造

热爱汽车和技术工作。技术能力。

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