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以精實管理衡量掌握智能生產成熟度

  2008年金融海嘯像經濟瘟疫蔓延到世界各地,先進國家為確保國家經濟發展,絞盡腦汁訂定抗衰起振產業對策,被忽略多年的製造業對經濟重要與貢獻度重新受到重視,尤其美國先以貨幣政策、外交手段、…治標雖獲得短暫效果,在中長期國家經濟振興方案,提出AMP(Advance Manufacture Plan)期望從40、50年前,陸續外移的製造業能返回美國,以舒緩國內失業率高衍生的社會問題,製造業返國方式絕不是以往外移模式直接返回;德國基於國家產業核心精密機械及資訊整合能力領先,以國家提出第四次工業革命政策,強調在未來產業發展的複雜型態,標榜以德國自動化與資訊整合專業,能為各國企業提供智慧生產服務解決方案;強調從大數據分析 (Big Data)、物聯網 (IOT-Internet Of Things)、智慧化設備及機器人IR(Intelligent Robot)實現虛實整合CPS(Cyber-Physical System)的經營管理;我國製造業雖已具有相當專業基礎,但在經管與技術整合仍有許多須再強化,經濟部工業局以務實的思維,融入美國、德國、日本、...等先進國家製造業政策主張,衡量國內期企業對未來發展需求,強調精實生產、消費與服務強化企業體質,並結合德國工業4.0與美國先進製造計畫精髓,提出製造生產力4.0產業轉型升級政策,期望增進企業能量確保在全球競爭力與價值。

  我國GDP重心雖然已從製造業轉為服務業多年,受天然資源匱乏限制仍必須仰賴國際貿易,雖近年來政府大量倡導服務業品牌化、高值化與國際化,國際貿易仍須仰賴製造業外銷為主,又面臨國內勞力人力已過最高峰(2015年為高峰),在出生率降低、人口結構改變下未來勞動力供給急速下降,以現有下降幅度若維持GDP、外勞人力、人年均產值不變下,我國生產毛額2020年將較2013年減少1.37兆元,如果GDP年成長1%我國勞動人力缺口為171萬人,若GDP年成長2%勞動人缺口為182萬人,若追求每年GDP成長3%勞動人力缺口達196萬人;在國人都期望GDP持續成長下,2020年勞動人力缺口約占現在就業人口的17.72%,就是縱然企業有能力接單也無法生產出貨;若要繼續依賴核心的製造業外銷,務必要改變製造與勞動模式與條件,智能生產與智慧製造是無法避免的變革,參照世界先進國家及國內需求所倡導智能生產,才能解決未來勞動力不足困境;換句話要追求持續GDP成長,務必從勞動人力年均產值提升為手段,面臨勞動人力不足要把勞力轉換為腦力,把原來只是協助生產的機器設備,找出設備操作因果關係與參數,透過感知器把機器設備操作情況,以物聯網傳遞到電腦系統進行彙總、統計、分析,除及時監控設備運作狀況更要給予智慧判斷能力,在設備加工後的工件以自動量測記錄,並依檢測資料及時反饋,判斷機器設備運作是否合乎規定,再進一步設計設備運作實的自動調整機構,當加工出來的工件產生偏差時,機器能自動調整相關操作參數,讓機器功能自動恢復到正常操作要求。

  智慧機器運用在經營管理,須以精實生產、管理、服務觀念,實現精實消費理想做為智能生產的根基,智能生產理想是以1人勝過原多人的生產加工,並連結到完全滿足多元化市場需求,初步聽到的人都會覺得像在作夢,要面對急遽變化的勞動力嚴重缺乏,對企業未來生存與發展刻不容緩,相信有許多企業既期待又擔心是否能實現;雖邁向智能生產仰賴智慧型機器設備是無法避免,設備投資面臨難以預測需求與龐大的投資,更重要的是光靠設備投資更新絕非良策,應從產品設計、生產、供料、銷售及服務精實管理思考,務必要在多變的市場需求都能滿足下,所有參與者產品生產提供者,如加工、生產、設計、配銷、…等存在的浪費持續削減,要從企業內部精實生產與管理著手,再擴展到整體供應鏈廠商都具備精實管理思維,才能解決產品製造過程原材料、設備及人員操作的變異,進而促進製程品質變異最小化;價值鏈整合先從原物料標準一致化著手,要把產品所需的零組件規格明確訂定,除了一般原物料的材質、化學、物性、特性、尺寸規格、公差、…等,更要從產品品質檢驗規範、設備、儀器、方法、…透過協作確認,上下游廠商之間有共同規範可遵循,才能進一步產生經營理念與價值觀融合,供應商與客戶之間不需要再重複抽驗檢驗,避免製程間產生檢驗遺漏導致不良品影響下游品質,以落實製造生產力4.0的理想,要從原料來料變異控制在無缺點的境界,設備零組件品質與信賴度也要趨於零故障,更重要的是人員的品質觀念與工作品質須達到完美完瑕;表面上是以產品生產製程間1次良品比率衡量成熟度,以及對客戶承諾產品信賴度要達到6標準差水準,即產品在所有製程生產不良率與客戶失效率都要低於3.4PPM,指每生產100萬件產品製程總不良品要少於3.4件,且出貨100萬件至客戶不良品要低於3.4件;為分辨各企業推動製造生產力4.0,CPC規劃以10分量表來衡量企業精實管理水準,對智慧製造成熟度評量如下圖。

  初期先以執行的結果來衡量,產品所有製程生產品質管制水準在6標準差(不良率3.4PPM)為10分,製程品質管制在5標準差水準(製程不良率233PPM)7分,製程品質管制在4標準差水準(製程不良率0.621%)4分,製程品質管制在3標準差水準(製程不良率6.68%)1分,製程品質管制小於3標準差水準(製程不良率大於6.68%)即為零分;在此區間評量時依此比率評分:如不良率79.9PPM評為9分、156.5PPM評為8分、0.2225%評為6分、0.4217%評為5分、2.641%評為3分、4.66%評為2分;因製程管制水準牽涉範圍廣泛複雜,若要能穩定持續務必要從原材料不良管制、設備性能管制及人員操作方面著手,可參照以上管制標準逐步改善邁向理想境界。

  製造生產力4.0評量雖以評分數高低衡量成熟程度,但其目的是指引企業朝向經管追求零缺點努力,可以把德國把工業4.0模糊的產業發展更具體化,找出企業邁向理想的未來方向,可能需要10年或許需要更久時間,企業經營只要朝向對的方向,又能比同業更快速精進,才能確保本身核心競爭力與價值;登高必自卑行遠必自邇,企業要邁向製造生產力4.0理想,要從基礎的精實生產管理著手,建立單件流(One Piece Flow)生產觀念與製程模式,讓所有無法達到暢流的瓶頸因素浮現,經過團隊持續創新突破削減浪費,擴展到各製程中以同步化生產,縮短前置時間降低庫存,所有影響製程的問題與浪費獲得改善,無論前後製程或各支援單位,均以JIT觀念與思維建構生產後勤支援體系,塑造高度彈性與快速反應市場需求的拉式生產體系,才能有效把精實生產鏈結到精實服務,落實精實消費理念,創造消費者與服務者雙贏的經營模式。

參考資料:

●台灣經濟研究院 產業發展諮詢委員會工業審議會 講義主題:我國勞動生產力演變及勞動人口趨勢探討。

●行政院生產力4.0科技發展策略會議整體說明簡報(104/6/4)。

●行政院科技會報辦公室提供參考資料,行政院新聞傳播處整理撰述。

●羅志杰、宋晁宇、鄭順仁撰寫,中國生產理中心出版精實生產推動手冊:創造彈性、速度與創新的生產系統,2013/01/01出版。

●經濟部中小企業處出版-作者麥可喬治,譯者葉俊億,服務精實六標準差

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