【正文】 地更換，從而將準備時間降到最低。如果能利用相同的原材料將模壓和鑄造操作標準化，使許多不同零件使用相同的模具，以分攤其加工時間和工具的費用，那么，模壓和鑄造過程的成本將更低。當零件很小，以致于不需更換板材就能從一張板上切割出許多零件時，這種標準化就顯得更加重要。 ．板材 如果能把板材標準化到一種厚度和一種材質(zhì)，計算機控制的激光切割機就能切割所有的薄板零件，而不必更換板材。這種柔性能確定進行“量體裁衣”的定制的可行性。如果能對加工用的原材料實行標準化，那么就能以足夠的柔性加工不同的產(chǎn)品，而無需對原材料、夾具或切削刀具等進行更換等準備過程。根據(jù)加工工具的可用性和加工能力，編輯一張?zhí)卣鞅恚⑵潆S同零件、手工工具和原材料的通用表一起下發(fā)?？梢哉{(diào)查一下本工廠和主要的外部經(jīng)銷商所使用的工具(不論其現(xiàn)在是否使用)。這保證了在銑削該產(chǎn)品族中的所有零件時，不必改變設備的設置，因此保證了制造的柔性和昂貴設備的高利用率。各種各樣的圓角半徑使得機械師不得不經(jīng)常更換切削刀具。 更微妙但仍很重要的一點是，通用特征是按照車床、銑床等機床上所使用的切削刀具進行標準化的。但在設計圖上，設計者為了完成設計圖必須給定一個彎曲半徑值。有些機器有自動更換刀具的功能，但其刀具庫容量大都受到限制。特征的通用化 諸如鉆孔、鉸孔、沖孔和薄板彎曲半徑等特征需要使用專用的刀具，例如鉆頭、鉸刀、沖模和彎曲心軸。如果可能的話，與制造和服務人員，以及經(jīng)銷商和客戶一起，確定優(yōu)選的工具。 企業(yè)范圍內(nèi)的工具通用化可按下列方式進行：首先，分析用于現(xiàn)有產(chǎn)品的工具。通常因為在設計過程中沒有考慮工具的種類，所以才需要專用工具。工具的通用化還有助于降低隨產(chǎn)品提供的維修工具箱的費用(如隨汽車提供的工具箱)，并使客戶能自己進行更多的維修。 有的設計可能要求使用幾種不同長度的螺釘，但如果螺釘?shù)念^部形狀相同，就可以使用一個改錐。一旦需要工具，產(chǎn)品的設計就應該圍繞通用工具進行，這些工具應易于使用，而且經(jīng)銷商或客戶也能夠得到。 工具的通用化通過消除制造過程中定位和更換工具等輔助性工作對大規(guī)模定制產(chǎn)生影響。工具的通用化 與零件通用化相關的一個話題是工具的通用化，它確定在裝配、調(diào)整、校準、檢驗、維修和服務過程中需要多少種不同的工具。但只要這種凸起不造成安全問題，或不在任何方面犧牲產(chǎn)品的功能，那么就可以修改該標準，允許這種凸起。新的設計在40個地方使用了標準螺釘，再加上螺釘正確的幾何形狀，從而使自動送料改錐得以有效地應用。 計算機系統(tǒng)的緊固件被標準化成一種螺釘！通用化過程是這樣進行的：服務部門想采用十字頭螺釘，這樣他們就能使用同樣的工具；質(zhì)量部門想要一個便于使用的凸狀墊圈來保護表面油漆；工程設計部門想采用長度僅為1／4英寸的632規(guī)格的螺釘；制造部門提出螺釘長度應為3／8英寸，這樣在自動送料改錐里才不會翻倒。針對20 000種印制電路板和計算機零件，通過通用化構造了一張含500種零件的“優(yōu)選”零件表。如果只使用通用零件，就只需將通用零件表下發(fā)給工程師們。一種更有效的方法是將優(yōu)選的通用零件單獨地列在一個表里，或列在零件通用表中包含該類零件的相應區(qū)段的前面部分。例如，通用電氣照明公司的目標是在新的設計中有90％的零件是用過的。不打算100％地采用通用零件表的企業(yè)，應該分析一下這種“非通用化”對柔性操作造成的影響。一個產(chǎn)量大、有昂貴的自動化設備的柔性工廠要求100％地采用通用零件表，這樣才能保證不會因裝載非通用零件而將設備停機。設計人員應當認識到，不管一個零件看起來多么簡單，都會引起用于文檔記錄、零件采購、儲存、分發(fā)和補充的一般性管理成本，同時也會因小批量制造造成巨大的費用。在下發(fā)基本零件表之前，應該對設計人員進行關于在新設計中使用通用零件的重要性的教育，指出它對制造柔性和降低一般性管理成本的重要意義。某些企業(yè)會從低目標開始，如緊固件或電阻，取得成功后，可以進一步推廣到其他類型的零件。由于通用化是柔性制造和按訂單生產(chǎn)的前提條件，因此也是大規(guī)模定制的前提條件，所以，必須堅定不移地予以實施。詢問工程師們，表中是否有多余零件或是否有重要零件被錯誤地忽略了。 把基本零件表草表分發(fā)給每一位工程師，同時說明通用化對于企業(yè)目標，特別是對大規(guī)模定制目標的重要性。這是形成通用零件表(monality lists)的正式步驟之一，也可能是向那些有經(jīng)驗的工程師征求意見的非正式步驟，這些工程師可被當作各部門的代表。 如圖51所示，按照直徑、節(jié)距、速比、功率、流量、電壓、歐姆、微法拉等數(shù)據(jù)，將零件表按適當?shù)捻樞蜻M行結構化。因為所有電阻都按照統(tǒng)一的允差(1％)進行采購，導致訂貨量增大，從而能補償將5％允差的零件提升到1％等級時所造成的費用，進而節(jié)約了總成本。 當本書作者在英特爾系統(tǒng)集團公司開始一個零件標準化項目時，有兩種不同的電阻族：5％允差的碳電阻和1％允差的金屬電阻，把它們合并成1％允差的電阻，于是就為新設計減少了幾百種零件。如果企業(yè)的成本統(tǒng)計系統(tǒng)不能計算出這部分成本，企業(yè)就必須定性地估計其在制造柔性和降低材料一般性管理費用方面的價值(見后面關于“昂貴零件標準化”的討論)。如果在多種允差、質(zhì)量等級、螺距或表面粗糙度等方面能組成完整的零件族，那么設計小組應該將它們合并為一組零件，即使這樣做需要對更昂貴的零件進行標準化?？梢杂孟旅娼榻B的過程來選擇“更好”的零件。 前面已經(jīng)說過，有許多重復零件被加入到系統(tǒng)當中，有效的零件管理能夠正確地清除重復的零件。 把新產(chǎn)生的零件(即從未用過的零件)加入基本零件表。這需要通過調(diào)查來決定設計小組是否為該零件找到了用于未來產(chǎn)品的好方法。盡管零件的使用量很少，但其廣泛的使用使得該零件或許有資格被列入基本零件表中。 再下一步，是從第二條(下面的)曲線中選擇合適的零件。當零件種類激增情況更加嚴重的時候，低用量和只用一次的零件會向右側延伸得更遠。質(zhì)量或材料工程部門會對做出這些決定很感興趣，因為減少零件種類對零件的采購和質(zhì)量的保證產(chǎn)生積極的影響，零件種類越少，就越可以將注意力集中在通用零件的采購、供貨商資格認定和質(zhì)量問題上。在將通用零件與其他零件進行分離的過程中，需要進行一些判斷。 下一個步驟是建立一張基本零件表(baselinelist)，該表是以在前一步驟中確定的現(xiàn)有零件的固有通用性為基礎的。對于批量很小的產(chǎn)品系列來說,零件的使用量將是主要制定準則；相反，對于批量很大的產(chǎn)品系列來說，零件“用于何處’’將可能是主要制定準則。在下一個步驟中，將對曲線進行判斷，決定哪些現(xiàn)有零件可以被保留在通用零件表中。因此，一條曲線將零件按帕雷托順序排列，而另一條曲線則按照相同的零件數(shù)量順序排列，而不必按其自己的帕雷托順序(這說明了為什么圖51中下方的曲線呈鋸齒狀)。下方的曲線表示零件“用在何處”，顯示出哪個零件被用于較多的產(chǎn)品。上方的曲線表示按帕雷托順序排列的每種零件的年使用量(左大右小)。如果老產(chǎn)品需要服務和備件，那么隨著時間的流逝，這張表或許就顯得非常重要。如果一個企業(yè)制造許多產(chǎn)品，那么這張表是很重要的；如果用在許多產(chǎn)品中的零件還要用于服務和作為備用零件，那么這張表就更重要了。 (2)大多數(shù)產(chǎn)品都用到的零件。 為了確定企業(yè)中零件的固有通用性，首先要將每類零件按優(yōu)先次序排列成表： (1)每年或每月總用量最大的零件。每類零件中都有一些使用頻率遠遠高于其他零件的零件，與其為新產(chǎn)品設計想當然地選擇零件，不如盡量選擇現(xiàn)有零件中使用率最高者。 確定零件固有的通用性 通用化方法的第一步是確定企業(yè)每類零件固有的通用性。 請記住，在產(chǎn)品迅速過時和生命周期縮短的今天，即使只在新產(chǎn)品上實施零件的通用化，所有老產(chǎn)品也會在幾年內(nèi)被淘汰。 通用化方法確定了新設計所需的最小的零件清單，其目的不在于消除已有產(chǎn)品所用的零件，除非通用零件在所有方面都具有與之相同的功能。如果產(chǎn)品的設計是在通用零件的基礎上進行的，那么，廢物就是不會被使用的、沒有必要的零件。這兩種方法的區(qū)另U在于，剩下的“廢物”放在何處，是在抽屜、錢包或工具箱里，還是在垃圾桶里。如同清理一個混亂的抽屜、錢包或者工具箱，清除不想要的東西非常費勁，而且效率不高。這就是所謂的“從零開始”(zerobased)的方法。新競爭者的一個優(yōu)勢在于，能夠擁有一個沒有過多零件負擔的、全新的起點。通常應用于外購零件，但也適用于自制的零件。減少現(xiàn)行的零件編號，如從20 000個減到15 000個，雖然多少能夠降低一些材料的一般性管理費用，但還沒有達到使得工廠能夠柔性地制造產(chǎn)品的程度。最后，希望這些方法能夠推動現(xiàn)有重復零件的消除，以及按照后面講述的有效方法進行新的設計，從而大大減少零件的種類。在很多情況下，零件種類的激增似乎是顯而易見的，甚至對大多數(shù)偶然的觀察者也是如此。由于缺乏任何標準化的目標或意識，設計人員只是簡單地為新設計選擇新零件，卻從不考慮優(yōu)先使用相似的零件?！? 零件種類激增的最終后果是大多數(shù)企業(yè)擁有數(shù)千甚至數(shù)萬不同的零件種類(零件編號唯一)。萬斯(Bob Vance)是這樣總結取消多余零件的效果的：“沒有哪個領域能使制造企業(yè)只通過這么少的努力，就對其基礎產(chǎn)生如此巨大的影響。 Tektronix公司用這種工具從現(xiàn)行的包括15萬種零件的數(shù)據(jù)庫中取消了32 000種零件。CADISPMX是一個零件管理數(shù)據(jù)庫和“搜索引擎”，它根據(jù)零件屬性而非企業(yè)的零件編號或供貨商的類別號，將所有零件按層次分類。后面將說明從這些表中決定首選零件的過程。 許多零件是以如表5—1所示的邏輯J幀序列表的。 避免出現(xiàn)上述情況的一個方法是，讓現(xiàn)存零件的查找比采用新零件更加方便。如果產(chǎn)品族中的零件(包括重復的零件)比設備零件箱可容納的零件多，那么，單單這種零件的重復就會妨礙柔性操作。例如，對印制電路板的裝配而言，由于零件箱是根據(jù)物料明細表中的零件編號進行安排的，所以可能要用自動裝載設備來裝載不同零件箱里的相同零件。有趣的是，造成生產(chǎn)延誤、短缺的零件可能正以不同的零件編號保存在別的零件箱里。 一家大型機床公司在研究了這種情況后發(fā)現(xiàn)，該企業(yè)有521種非常相似的齒輪，最后，將它們重新歸類成30種標準齒輪，原來的齒輪種類竟比所需的多17倍以上！平均每種齒輪有17個功能或各個方面都相同的“復制件”。 許多企業(yè)有成百上千種這樣的情況：同一個零件有兩三個，甚至多個以不同的零件編號定義的版本，而在可以用一個“相近”零件代替新零件的時候，這種情況就更多了。即使他們猜想可能會有所需要的零件，也可能會提出一個新的外購件，甚至設計一個新零件，而不愿花費稍多的時間去查找現(xiàn)有的零件。 (8)重復的零件。原來隸屬于不同企業(yè)的產(chǎn)品很可能有非常不同的零件和工藝。 (7)合并及其后果。這種“要么利用、要么失去’’(useitorloseit)的方法可能會帶來一些額外的收入，但從長遠來看常常是賠錢的。有時，一個目光短淺的商業(yè)策略可能會破壞在標準化方面所進行的努力。在這種情況下，這些未被使用過的零件應當立刻從被確認的零件表中刪除。英特爾系統(tǒng)集團公司發(fā)現(xiàn)，在印制電路板的20 000種已被確認的零件中，有7000種從未使用過!被確認零件中的1／3未被使用于任何產(chǎn)品。 (5)保證零件族的有效性。 如果在設計時不能迅速地選取一個正好滿足要求的標準零件，就使用大一號的標準零件。這種情況妨礙標準化，因為標準零件的選擇通常是根據(jù)強度和功能方面的要求向上圓整的，所以設計者們拒絕使用標準化的零件。 (4)重量最小原則。 英特爾系統(tǒng)集團公司的電子工程師說，在數(shù)字電路中，他們實際上不需要1 000~2 000歐姆的電阻。當一個更通用的、螺距3／8英寸、長1／2英寸的六角螺釘也可以完成同樣的工作時，設計師卻可能會想當然地選擇螺距為5／16英寸、長7／16英寸的圓頭細牙螺釘。 (3)想當然的決定。 （2）“不是我的工作。一位電子工程師提出：“為什么我們要把電阻標準化?難道它們不便宜嗎?難道它們不是都存在計算機里了嗎?”這個工程師沒有意識到，不管零件的成本和企業(yè)訂貨／跟蹤零件的系統(tǒng)的復雜度如何，每個零件都必須被實實在在地送到工廠，可能還要經(jīng)過檢驗，送進倉庫，然后被分發(fā)到每個使用地點。大多數(shù)產(chǎn)品設計人員不理解零件通用性的重要意義，所以，他們不去嘗試在通用零件的基礎上進行設計。費希爾(Fisher)、杰恩(Jain)和麥克達菲(MacDuffie)在沃頓商學院(Wharton Business School)關于汽車工業(yè)的報告中寫到：“零件的多樣化也對裝配工廠的效率產(chǎn)生巨大的負面影響?！? 除了這些官方文件中的成本，零件種類的過量激增還增加了現(xiàn)場服務成本和雖很重要、但很少統(tǒng)計的制造成本，同時也增加了與加工準備、庫存、廠房空間、設備的低利用率和其他柔性問題相關的成本?！犊偝杀竟芾砬闆r的厄恩斯特和揚指南》(The Ernst amp?！必撠煵ㄊ款D先進制造研究項目(AMR)的詹姆斯CADIS公司負責銷售零件管理軟件的文卡特Tektronix公司的一項研究表明，一半的一般性管理成本以某種方式與零件的種類數(shù)目有關，而多數(shù)企業(yè)甚至不知道這部分費用有多大。零件種類激增造成了巨大的經(jīng)常性開支。下面將要談到，大多數(shù)的零件種類激增都是不必要的。零件種類的激增妨礙了制造的柔性，因此也妨礙了大規(guī)模定制。 每個企業(yè)都有類似的零件種類激增的可怕經(jīng)歷。該企業(yè)將這1 500種電阻減為了不到200種的常用電阻。當然，客戶希望有質(zhì)地和圖案都令人滿意的地毯，但也絕對用不著以1 200種地毯來滿足該要求。他們的重要舉措之一，就是研究和降低產(chǎn)品內(nèi)部多樣化的成本。許多企業(yè)，甚至是一些享有很高聲譽的企業(yè)，都曾容忍過過多的產(chǎn)品內(nèi)部多樣化。 因此，缺乏標準化本身就是小批量生產(chǎn)企業(yè)競爭能力的缺陷，因為它會導致成本、交貨、質(zhì)量、維修、現(xiàn)場服務甚至信譽等方面的劣勢。這個大的備件箱的費用必須由客戶直接承擔，或間接包含在銷售價格中。 9．備件箱 零件種類過多將使備件箱變大，特別是那些不包括在其他設備備件