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丰田将精益管理思维用于产品研发——精益研发

众所周知丰田汽车企业的生产系统,即“精益生产”,自从80年代中期已经广阔地被研究。许多公司现在正在他们的车间里采取“精益”作法。但是,生产只是大量制造问题的一半。丰田的产品开发流程对传统的设计管理来说是创新的和避免直觉判断的,像精益生产对批量生产一样。按照一份全国电话总局关于制造业的科学报告,丰田产品开发项目花费美国同等车型的一半时间,四倍于他们的劳动生产率(丰田每种汽车开发使用150名产品工程师,而在克莱斯勒公司需要600名产品工程师花费两倍的时间完成)。

 在丰田生产系统(TPS)的早期,各式各样的手段和优质方法在汽车工业中激烈地讨论。根据许多丰田供应商的经验,从跟丰田工程师的会谈以及对Durward Sobek IIJames Morgan的基础研究比较丰田的开发过程和它的美国竞争者,我们已经试着去拼凑当前的丰田精益作法。

在这种意义上讲,丰田产品开发方法可以被称为精益开发。它的出发点是丰田确信它的工程师事实上关心顾客对他们产品的想法。这意味着既要练就对未来产品趋势精准的眼光又要将这个观点跟涉及开发过程的每个人交流。一旦明确,这个初期的观点就作为在设计过程中解决矛盾约束理论的一个参考。有时,这个观点可以根本上挑战现有的产品。

丰田开发过程的第二个关键是它限制设计变更的最迟时间。当汽车厂家痛苦地意识到设计变更的破坏性的时候,少数人学习限制它们。丰田已经有一套健全的能大部分避免这样变化的流程。甚至,在密西根州的普利茅斯的丰田技术中心的凯美瑞项目经理,主张总工程师Yamada先生,奋力要求在丰田口语中加入“产品设计图发布后不允许设计变更”,像“完美设计”或“零库存”一样。

 第三个要素是精通图画的流程以及设备加工。在所有设计过程的目标将产品设计图工业化来增加总体设计的有效性。 因为工作变化反效果贯穿整个开发过程是很少地可能的。由于在设计过程中已经首先大量地解决了关键问题,丰田集中于有效的图画的精确的、紧密地计划产量。就 camry来说,通过利用数字化系统软件,车型样机数目是削减65%,并且碰撞试验的次数减半。

有效率的开发过程中最后的关键是:集中于产品本身的品质和代价。 在精益生产中利用它的专门技术,丰田检验车型生产的全部方面为了弄清楚一旦设计被量产,它是否将在目标成本范围之内制造出来。 丰田的强调精益生产和从根源去除浪费。

这四个关键因素是每个开发过程的目标。 实际上在别人失败的地方丰田做了什么取得成功?

它是一个系统

和执行丰田生产系统一样,由于若干原因对开发流程更精确的理解不一定能够促进提高设计项目的效率。 第一、它不是可以逐个实施的优质方法的集中,而是一个系统。 此外,对这系统的明确认识的也对流程本身亮起不同的明灯,并且多数情况下,改变他们预定用途。 就这点而论,许多丰田作法只在整个系统中才有意义。 Shigeo Shingo,一个TPS的初期研究者惯常说当问到“什么是丰田生产系统?”时,百分之八十的人可能说“它是一个看板系统”,另外百分之十五可能知道它在工厂中运行情况足够到说“它是一个生产系统”,而惟有百分之五的人可能真实地理解它的用途和效果:“它是为了绝对消除浪费的一个系统”。

在表达对丰田的产品开发过程的看法时大概同样可能将“看板”替换成系统中可能最有名的(和曲解的)设计作法即“同步设计”。

第二,产品开发改进的大多数方法倾向于集中于改进产品开发流程,计划从完全的重新设计到局部的持续改进工作的各种组织调整。然而,设计过程是一个最接近的是性能的原因,非最终的一个。丰田当前的开发过程是一套作法和立足于市场情况二者交互作用的结果。 为了理解丰田的精益开发过程,必须识别基础的核心作法和看法。

系统中的任何作法,只有是值得做的,不会获得在开发过程方面增加显著的效益。 系统毫无疑问总体上是形象化为了理解它的每一个部分–参见图1

丰田的 产品开发过程有四个主要内容:

一个产生主要设计的概念论文的规划阶段

同步设计的系统设计阶段

一个具有设计标准的详细设计阶段

一个精益生产的样机模具阶段。

主要的设计概念报告

在他们1991年对组织结构和企业执行两者之间关系的调查中,Clark以及Fujimoto介绍“重量级项目经理”的概念,这一作法来源于五十年代的丰田。按照Fujimoto的说法,理想的产品经理有下列角色:

广泛地协调,不仅仅在设计而且还有生产以及销售

协调从概念到市场完整的项目

概念创造以及概念支持者

规格、成本目标、设计以及主要部件选择,确信产品概念精确地被转换为车型的技术细节

直接地、经常地与设计师以及工程师交流

建立与顾客直接接触(产品经理办公室实施它自己的市场调查,除了通过市场营销进行的定期市场调查)。

这就要求特殊的混合型人才。理想的项目经理精通多种语言以及多种专业;宁可引发冲突也不当一个中性的仲裁人或被动的冲突管理者以免产品设计背离原始的产品概念;具有市场想象力,或者具有根据现今的市场行情中不明确的和模棱两可的线索预测未来顾客期望的能力;从各个角度考虑以及支持产品的概念,而不是做文书工作并举办正式会议;以及主要地是一位对全部的车辆工程设计以及工艺过程具有充足的即使不深的认识的工程师。

丰田的总工程师首先是一位在汽车设计中大量投入的技术专家。虽然他负责从概念到销售,但是他在矩阵中不具有正式权力,而是大部分通过他的经验、他的技能以及交际能力进行辨别。他具有经验丰富的产品工程师和制造工程师组成的一个微细的专业团体--但是其他资源都在职能机构里。他在能引入系统设计阶段的概念报告里阐述关于汽车的观点。

基于团队的并行工程的系统设计

自从它在他们的1991研究被ClarkFujimoto 强调,一致的工程已经被视为一个发展性能的来源。但是,大多数公司解释这个作为在设计和生产之间更频繁反馈环的需要。多数情况下,当同时人们试图降低里程碑的期限时,返工的总量迅速增加,这导致令人失望的结果。

从本质上讲,它是一个混乱的过程,被给予不定性和谈判。最后,冲突势必被解决通过回归到用户满意标准。当设计不断发展,各种解决办法逐渐狭窄根据从风险承担者那里得到的信息。当那些设计汇集,工程师在团队里提供支撑以便他们的同事通过相互交流并行工作。从而,虽然与大多数其他汽车制造者和实际上延迟坚定的决定相比较,丰田考虑广泛可能的设计,但是它通过逐渐减少规格和分解不定性大大缩短它的研制周期。在系统设计阶段的关键时期,制造工程、制造工艺、购买、并且质量有顾客在CE的领导阶层下设的obeya(大的空间),以便通过有经验的工程师从各方面发展团队气氛。在这个时期之后,他们至少每两周见面。

西方汽车制造者鼓励并行工程的重复尝试已经失败。设计者对于生产问题经常为他们的明显的缺乏关心负责任。实际上,在并行工程努力在讨论汽车概念中起作用的期间,制造工艺势必要求设计图能表达它对设计的意见。 在丰田基于团队的并行工程里,制造工程师提交详细核对目录注明他们能什么,或不能做什么,以此用非限制方式定义设计范围。 每个参数明显地开放讨论,但是最后,这给设计者一种能操作的松散框架,清单充当在设计者与产品工程师之间交流的基础。

标准的详细设计

在开放过程的第2个部分,丰田通过强烈依赖技能、过程和设计本身的标准化来降低变化性。这标准化的高水平是消除返工和浪费的关键,并再次自相矛盾地公开柔性生产力的方法。在开发过程中丰田使用许多标准化工具,例如检查单;标准化的工艺卡片; 以及共同的安装阶段。

 虽然检查表的数量能变得压倒一切,设计过程的详细标准化在设计过程中大量学习和持续改进中吃紧,而且在保持可靠性的同时正逐渐加速。如同解决主要问题和精炼解决办法,那些obeya的结束和会议较不经常发生,随着流程朝更多的正式沟通移动。

样机和模具的精益生产

通常,丰田发展两个系列的原型,这不是用来测试解决办法,而是用来选择不同的子系统并且控制他们的集成。第一个级别(1S)的第一个产品非常仔细在迟缓的组合中被整装以便检查全部接口。其它的组装都使用 精益生产技术。同时随着1S快速制造,制造工艺实施它自己的缓慢制造为了识别制造装配问题。样车制造是车身工程师的集中工作的时间,特别是在第一个慢制造,这是车身工程和制造工艺方面的初级工程师特许学习的时间。这是设计变更将被接受的最后一个阶段。他们与系统工程师、样机专家、质量保证专家以及生产装配班长合作,并期望快速响应,如果不在场在48小时之内停止设计草图或者设计图。

总之,丰田的精益开发过程表现为两个特点:第一个,正负荷、"嘈杂"调查阶段,该阶段中车型的全部概念浮现以及探索许多备选方案;第二个阶段"详述的计划",该阶段中基本图形被实现以达到"EC"的目标:一旦基本图形确定了就不允许设计变更,然后使用 精益生产技术制造样机和模具。与它的竞争者相比较,丰田有时已经被描绘成做更多的实物大模型了。实际上,全部汽车制造者制造大致相同数目的实物大模型可供选择。丰田的独特在于它对实物大模型阶段产生的制造问题的详细讨论,而它的竞争者主要关心风格和设计。丰田乐于花费时间和力气在早些时候学习中以便确信最终的答案是真实的最好的。

这初期的"开放"阶段然后迅速缩减成完全紧凑的计划详图阶段,然后根据精益生产原则操作。

平台中心

然而,丰田迷惑。当它的产品开发过程异常有效率时,公司不为过程效力使用许多推荐的技术。它开发队伍不是同一地并且工程师(除总工程师和少量人员之外)不仅仅开发一个项目。实际上,跨职能轮换不太可能一个工程师职业生涯的前10 年。据大家所说,丰田看起来是一家坚固的职能仓库的相当乏味、相当保守的公司。然而,它达成系统地工作性能胜过它的竞争者。哪种组织结构能因此支撑它独特的产品开发过程?

最初,丰田是职能组织结构,重量级项目经理组织它的开发方案,由于某种原因他们通过权力和感召力达成对他自己项目的需要积极的反应。不过,随着公司成长,这简单组织结构逐渐不能适应公司发展要求。在1991年,为了启动一个新产品计划一位总工程师不得不协调在12个领域中48个部门的人。此外,对每位执行经理来说项目太多以致于无法管理每一个项目的工程细节,协同交叉项目,并且与之相反,更多初级的总工程师觉得很难跟职能经理的权力作战,并且不再是重量级的项目经理。因此,在90年代初,丰田根本上改变它的产品开发组织机构和平台中心,带有4个不同的开发中心组织开发产品种类。

每个中心有一位总经理主管职能经理、总工程师和它自己的计划部门。实际上,每个发展中心鼓励通过在项目之间传递资源和元件使它的费用减到最小。每个中心也对产品开发确定它自己的理念。这个组织随着时间不断发展,现在是一个致力于Lexus平台的中心。

在很多方面,平台组织是精益产品开发过程执行的关键。它鼓励项目间协调;帮助优化人资源利用,特别是在详细设计阶段的精确安排中;它鼓励产品标准化通过零部件交叉平台的交换和再使用。

精益作法

只有组织不能解释丰田产品开发过程的成功。它的一些竞争者已经通过市场竞争试行相似的组织设计。平台中心可以鼓励某些行为但是几乎不能是最后的解释。我们相信,基于这种组织结构,一个人将不会忘记精益生产是如何深深嵌进在丰田的DNA

丰田精益作法对生产的影响可以反映在它的产品开发过程的每个方面。丰田工程师遵循的许多惯例将不在任何机构化的图表里出现但是必要的。大多数这些惯例反映出丰田生产系统的核心原则。 例如,这"genchi genbutsu"原则"去自己看"可能出现在整个设计过程中- 在规划阶段初期,那些总工程师周围的核心团队应该来回于工厂和商品特许经营处以便参与理解 他们试图构思的车型。在汽车样机制造阶段,那些核心团队成员在每天结束时一起讨论制造进展。

值得注意的是丰田好像不跟随行业里的任何流行趋势,例如团队共同定位、设计自动化、6 西格玛管理、变更设计等等。相反,有对知识创造的投入。第一,那些工程师的技术职业生涯鼓励特殊的专门技能的发展。一位年轻的工程师的第一个任务是一项改进项目。其次,对"拉通讯"的注重支持在职能专家中信息的交换。通过hansei 的持续改进,经常显而易见挑战社会现状并公开新知识创造的方法.最后,丰田的与它供应者的合作工作是实际的革新的另一个来源。

他可能诱导出丰田的产品开发惊人的速度和生产力的关键在于它的设计过程。当然,大多数丰田技术本身就有意义而且放在任何地方都有利。但是如果把他们独立开来,他们不可能提供人们期望的利益。

 在肯塔基的丰田汽车生产主席,Gary Convis,"TPS要有效地工作,需要全面采用,不是一件件。TPS的每种元素只有在具有包含和滋养支持它的基本原理和管理方法的环境中成长才能完全发展。

 很可能应用精益优质方法不会输出希望得到的结果除非经理认真研究他们自己在知识创造方面不言而喻的方法。如果你有合适专家,如果与他们有效沟通交流并给他们富于挑战性目标,不令人吃惊地,他们将交付精彩的产品。然而,对待每个新的管理主动性,机构变化,或者简单现场判断,经理能问自己这些简单问题:我们正发展更好的工程师吗?我们正帮助他们跨职能部门分享他们的知识吗?我们正给他们适当的挑战吗?如果答案是不确定的,或许在他们甚至开始关注他们的过程之前,他们需要挑战的他们的态度。
分类:精益管理
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 2008-05-11 11:26