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從工業4.0看生產管理的變與不變

  工業4.0很紅,非常紅,紅到近乎氾濫的地步,彷彿沒聽過這個名詞,公司明天就要倒了一樣。中小企業在ERP導入不甚成功的經驗下,面對工業4.0,是既期待又怕受傷害。因此筆者藉此機會,與企業主分享一些心得,期待能讓老闆們的心「定著」,更能善用資訊科技,有效協助企業營運。

  回顧工業1.0到3.0,就是從機械化、電氣化到自動化,逐步使設備效能提升、人力需求降低。在工業3.0到4.0中間,「豐田式生產(TPS)」的觀念推出(雖然美國人研究之後以Lean稱之,但是筆者認為核心價值雷同)。TPS的兩大支柱,就是JIT跟自働化,而這個「働」字,就有「智慧」的含意,所以「自働化」本身就是「有智慧的自動化」的意思,跟工業4.0提到的智慧製造並無二致。TPS強調「在必要時才生產,並確保生產過程快速流動」,所以發展出許多實用的做法,包括整流生產、店面設計、看板體制、多能工、快速換模等等;而在「消除浪費,持續改善」的大方針指導下,透過QCC不斷累積的智慧被實踐,使得產品品質愈來愈好、生產效率愈來愈高、生產成本愈來愈低。那麼,豐田式生產跟工業4.0的核心精神與目的是否違背? 筆者引述日經BP社之報導內容如下 :

  “技術全球最大的汽車零件廠商博世(Robert Bosch GmbH)的董事施維納(Werner Struth)…作出…回答,…二者的區別在哪呢? …「豐田生產方式注重大批量生產(Mass Production),工業4.0則是“單個生產體系”」。因為在工業4.0中,不同的生產線是連在一起的,龐大的數據可以隨時進行交換。這樣便可以按照客戶的要求,隨意改變供應商和生產程序。「靈活運用包括感測器(Sensor)、軟體(Software)、解決方案服務(Solution service)在內的3S體系,可以實現以前從成本方面來說不可能成立的訂製生產(Tailor Made)」。德國將其稱為“大規模訂製(Mass Customization)”

  大規模訂製這個生產方式,筆者在大學時的教科書就已經讀到,不過這麼多年來沒有工廠實現過。在談大規模訂製之前,應該先思考為何「批量」仍然存在,以及「大規模訂製」的基礎是什麼? 如果換模換線換色等作業可以瞬間完成,「批量」就沒有意義;如果工廠完全開放客戶自訂產品規格,例如客戶可以自由選擇豆漿的容量與甜度,甜度或許可以透過製程參數控制糖的注入量,但是不同容量若需要不同容器,你看看工廠要準備多少種規格的容器庫存。你說沒關係,我用JIT供料,那也得要看容器製造商有沒有這麼多種模具可供生產。再者,請注意這句話,「可以按照客戶的要求,隨意改變供應商和生產程序」,這表示未來的工業4.0,仍然是中心衛星廠的概念,而且他沒告訴你的是,接受客戶的訂製,不保證跟標準品相同時間出貨,如果你想要的顏色、味道、形狀很冷門,單價會比標準品高上許多,或許客戶看到報價就卻步,而且工廠可能也不想接這種冷門的規格,因為製程、安全、健康等都沒經過驗證,萬一出事誰負責? 所以,筆者認為,工業4.0的理想可以逐步漸進,但是目前範圍並非無限,而是更接近大量客製化的理想。

  為什麼以前不行而現在可以? 因為電腦運算的速度二十年來已經大大提升,依據摩爾定律(積體電路上可容納的電晶體數目,每18個月會增加一倍)來計算,CPU效能20年來已經提升超過1萬倍,這代表什麼? 代表20年前需要10000秒(約2.8小時)才能算出來的東西,現在的電腦只要1秒就可以搞定。這麼巨大的進步,讓電腦扮演資料收集、分析、與決策協助的角色成為可能。

  我們可以盡情地想像,從接單開始,系統便將該訂單依據成本最佳化排定生產計劃,物料需求規劃到工單派至現場一氣呵成,生產資源按著計劃準時整備並且投產,具備自動檢測功能的設備持續監控每一個工件的品質,以及設備與刀模治具的壽命,及時提醒設備保養或更換刀模治具,當品質發生異常時,還會依據過往的經驗判斷出是人機料法哪一方面的問題,進而回溯至其他相關產品甚至進料檢驗的抽樣計畫。生產結束後立刻結算此次的成績,迅速判斷人機料法等資源的能力(capability)是否減退,若減退則立即發出異常警示。各位如果還不滿足的話,生產實績還可以跟PLM(Product Lifecycle Management)系統連結,作為既有產品改善與新產品開發的依據。美!太美了!

  問題來了。安排生產計劃需要標工,誰來制訂與維護? 現場動線是否雜亂? 細部生產排程的順序安排法則在哪? 如何確保上線前完成整備? 自動檢測要檢測什麼? 哪道製程該控制那些投入並檢查什麼產出? 異常標準在哪裡? 設備保養計畫有人制定嗎? 刀模治具壽命有標準嗎? 如何得知設備與刀模治具的使用壽命? 要結算那些生產實績? 如何即時發現進度落後? 現場跟技術單位如何溝通? 如何快速檢討進行改善?

  上述這些問題在工業1.0的時候就存在,在工業4.0的時代也不可能消失。換句話說,從以前到現在,工廠管理的重點就一直在士氣(M)、安全(S)、品質(Q)、生產力(P)、交期(D)、成本(C)上面打轉(請留意筆者的擺放順序,這有學問的)。台塑有名的管理口訣「管理靠制度、制度靠表單、表單靠電腦」,其實就是「合理化、標準化、資訊化」,因著資訊科技的進步,我們可以有更好的工具協助我們維持標準化,但是還是要走過合理化這條路,包括技術、流程、與管理的合理化;沒有合理化作為基礎,任何自動化智慧化工具的投資只是浪費錢,因為達不到效果。

綜合上述,筆者結論如下 :

  1.即便進入工業6.0,管理的核心仍然沒變,還是合理化、標準化、資訊化,而合理化的本質就是排除浪費,跟豐田式生產的觀念一樣。

  2.恭喜各位老闆,現在的電腦比二十年前強10000倍,十年後估計還會再強100倍。許多固定的規劃、執行、資料收集與分析都可以交由電腦來做,您不用再抱怨「都是人的問題」。人,相當有創意,但是在標準執行上確實不太可靠。

  3.智慧工廠很好,請先使用良好的工具(FTA、FMEA、QFD、IE手法、QC工具等)將眾人的智慧擷取出來,反覆測試確保其合理性之後,透過教育訓練以落實標準執行,再視其重要性逐一資訊化,讓眾人的智慧透過資訊工具繼續發揮效用。

  4.俗話說「很重要所以說三次」,工業4.0是流程管理的工具、工具、工具,請先搞清楚您要什麼再去找合適的工具。請不要因為有許多年輕人從五月天那裡獲得力量,就打算徹夜排五月天的門票;您得先認識自己,然後認識五月天,再決定是要聽聽他們的「垃圾車」就好,還是決定追星追到底。

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