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精實智慧製造 壯大中小企

✎ 劉仁傑 | 2022-06-03

始於2014年的全球製造回流、2018年的美中貿易紛爭,以及三年來新冠疫情的推波助瀾,如何掌握急單商機?如何避免訂單波動造成大量庫存?中小製造企業的挑戰更形嚴峻。全球精實學習風潮與智慧製造運用,正為中小製造企業帶來全新的機遇。

東海大學的TPS(豐田生產體系)課程,每年約與八家企業合作。以2021~2022年的15家為例,除了上銀科技、矽品等大型企業之外,多數是中小企業,甚至是僅有十數人的小型企業。

精實智慧製造的目的在於透過製造流程的合理化,達成消除浪費與創造價值。我們按照學生在這些中小企業現場,掌握現況、凸顯浪費,以及提出解決方案的頻度,區分為三群,各以A、B、久揚塑膠公司做為代表。

A企業約20人,機械加工、搬運與組裝,都採單能工與批量方式。譬如:護蓋分別由一人各自用單機製造本體與上蓋,再由搬運人員送到組裝區,組裝後放在租來的成品倉庫。

學生指出人員、庫存與搬運浪費,建議加工與組裝合併為一人,亦即運用設備人可離機的特質,讓作業員同時製造本體與上蓋,並完成組裝,結果不僅效率提高了一倍,製程時間大幅縮短。

這類企業雖然多,但持續改善的卻很少,關鍵在於多能工與改善能力的培育。

B企業約50人,表面上很有管理制度,在採取分工與批量下,半成品暨成品庫存非常多,惟運用一人多機等配置,人員效率較高。

在老闆的強烈期待與學生協助下,將部分作業困難或模式固定的作業,導入了機器手臂,有效減少對人員的依賴。老闆說,招募作業員愈來愈困難,自動化是必然道路。但是,半成品暨成品的庫存浪費依舊,工廠宛如倉庫。

久揚位於台中市大里區,員工15人,連續兩年與東海大學合作。2021年初期成果類似A企業,並進一步掌握製程時間、解決品質等不穩定因素,實施按照需求製造,成品庫存降成原來的五分之一。

2022年的合作正在進行,老闆、第二代與學生著眼於製程合併後的人機互動流程改善,試圖兼顧精實流程與自動化,亦即使用符合新流程需求的客製化機器手臂。

這個產學合作能否聯手設備廠商打造出附加價值更高的精實智慧產線?我們正拭目以待。

很多人認為,結合自動化與數位轉型的智慧製造,只有大企業才能做,這三家公司提出恰恰相反的證據,追求製造流程的合理,老闆直接主導的中小企業具備更大的潛力。

如果說A企業致力於推動精實系統、B企業聚焦在智慧設備的有效運用,兩者各有特色,短期內難分高下。久揚提出了「先精實化再智慧化」的整合模式,最為少見,長期潛力非常雄厚。

久揚的陳振益董事長2020年首次參加東海大學的TPS演講會,兩年間就讓企業現場呈現翻天覆地的改變。兩代經營層積極學習精實系統、導入智慧製造、活用產學合作資源,是不可或缺的要素。

我們認為,製造現場在製程連結與消除浪費,以及可視化與管控能力的持續精進,不僅證明精實系統與智慧製造的相輔相成,也說明支持中小製造企業迎接全新挑戰的關鍵。

(作者是東海大學工業工程與經營資訊系教授)

2022.06.03 經濟日報報導 精實智慧製造 壯大中小企

少做這件事,大單變毒蘋果!力山股價大跌六成這堂課

【2022.04.06 商業周刊】

商周記者專程來台中訪問劉仁傑教授,想瞭解精實系統面對解封后市場波動的功效。報導刊出後收到了「意猶未盡」的詢問聯絡,細讀內容確實如此。謹分享報導與劉教授的回答要旨。

  結論是精實系統具備解決這個問題的相對優勢。劉教授的長期觀察發現,豐田汽車供應體系不僅未曾發生庫存過剩的損失,面對嚴重的供不應求型缺料(如去年的半導體晶片),影響也相對輕微。

  從TPS觀點,可持續獲利的整機廠與供應商,其互動關係具備三個層次:

  第一,結合組裝TT的配套供料、浪費最少。這點已經沒有爭議。

  第二,精實供應商的製造流程,按照需求循序生產,有效阻絕製造過多或過早的浪費。

  第三,共享以信任做為基礎的市場資訊平台。當第二個層次做得很好,已經感受 到TPS帶來的長期利益與雙贏格局,加上互動過程所相互感受得到的信任(包括人品與技術),第三個層次會逐漸形成。

全文連結: 少做這件事,大單變毒蘋果!力山股價大跌六成這堂課

走過疫情低潮!產學合作智慧轉型獲專利

本計畫「台灣智慧製造創新營運中心」,以東海大學與逢甲大學教授為骨幹,結合台逢甲大學工學院、商學院、資電學院、綠色能源發展中心與地理資訊系統研究中心相關教授與實驗室建立營運平台,執行六個子計畫:營運模式轉型、人文社會創新、組織能力轉型、智慧價值分析、綠色價值分析與生態系統創新,結合國內外大學與法人能量,針對智慧機械與國防(聚焦航太)廠商為驗證場域,從數位工廠到數位供應鏈實現智慧製造與綠色製造的價值。本計畫擬設置的中心英文Center for Taiwan Intelligent Manufacturing System,欲將強與辛辛那提大學李傑教授主持已有二十年歷史的(Center for Intelligent Maintenance System, IMS)的合作,IMS 中心對台灣廠商的輔導在近兩年有逐步升溫的趨勢,未來透過TIMS 加強對台灣產業界的服務,槓桿其既有之國內、外經驗,協助我國智慧機械與航太業者提升國際競爭力。預期效益是逐年增加自籌比例、四年後達到完全自給自足的自主營運。4/23成果發表會,邀請眾多機械產業共襄盛舉,劉仁傑教授擔任其中的與談人,主題為“台灣機械產業創新最前線 生態系統與顧客價值”,講述盈錫等平台型企業的崛起,堪稱特色。第二,工具機整機企業面臨挑戰,適合致力於顧客流程型客製化策略,維持與提升顧客價值提供能力。這兩個總結台灣機械產業的生態系統創新與顧客價值創造的發現,不僅對工具機產業發展提供具體建議,對台灣產業的轉型與升級,亦饒富啟發。

影音新聞:【2021.04.23】走過疫情低潮!產學合作智慧轉型獲專利

經部、機械公會推精實管理 車用零件廠成功降低逾6成庫存

經濟部工業局、精密機械研究發展中心、機械公會聯手推動企業TPS(精實管理),三方9日前往車用零件廠鉅祥公司,查看TPS導入成果。(機械公會提供)

經濟部工業局、精密機械研究發展中心、機械公會聯手推動企業TPS(精實管理),加速企業邁向數位轉型,三方今天(9日)特別前往車用零件廠鉅祥公司,查看TPS導入成果。

機械公會指出,受傳統批量生產模式的影響,鉅祥出現大量製品與冗長的生產前置時間(L/T),進而耗費大量人力與製造成本,不過,在2018年導入TPS,並以「強化製程鏈結能力」、「強化換模能力」及「店面管理與可視化排程」等三階段措施逐步推動後,成功將整體製造流程優化,且串聯各製程中的物流與資訊流,不但達到可視化,還降低半成品庫存64%、縮短前置時間30%、降低換模時間36%,取得亮眼成果。

工業局局長呂正華在現場也指出,前陣子美中貿易戰及疫情衝擊接單表現,不過目前訂單已經好轉,雖然仍面臨缺櫃、缺水問題,但政府積極提供協助,他也呼籲廠商要持續提升能力,把產品品質做得更好,才能讓訂單滿滿。

精實智慧製造 共創平台與核心主張

文章連結:

智慧自動化產業期刊2020年12月號 精實智慧製造-共創平台與核心主張

機械業TPS再造精實大躍進

【2020.11.26 工商時報】

臺灣機械公會為建置智慧機械產業鏈TPS精實管理推動平台,強化我國機械與零組件產業鏈整體精實管理品質,帶動國內機械供應鏈向上提升,109年承接經濟部工業局機械產業精實管理/TPS補助計畫,除推動23家廠商加入計畫,進行製造現場物料、人力與庫存各方面的精實改善,進而解決業長期來被詬病的「欠料」問題外,也舉辦「2020年機械產業聚落精實管理高峰論壇」,邀請產學界知名專家學者到場分享TPS成功經驗,期能在觀念上重建國內供應鏈中心廠與協力廠的信賴感,為我國機械與零組件加入國際供應鏈營造更有利的基礎。

機械公會智慧機械產學研委員會執行長陳重光指出,此次承辦工業局的精實管理/TPS推動計劃,能在同一計劃平台標準下同步觀察到23家製造業推動TPS的動態,情況相當難得。他觀察發現,企業投入TPS從啟動、持續到進階等過程,能否一路順利執行下去共有十項關鍵要素,包括一、經營者的決心與參與。二、聯結客戶價值的改善系統觀。三、TPS(顧問)專業與領域(受輔導業者)專業的互動深度。四、持續改善帶來的感動。五、供應鏈中心廠的整合動力。六、計劃給予的補助。七、與IOT計劃的結合綜效。八、二代的挑戰,目標要超越一代。九、老師傅經驗的必要傳承。十、嘗試錯誤、分享等新觀念的導入等,值得大家一起來深思。

台灣機械業一直存在著供應鏈中心廠與協力廠之間的欠料問題,更造成雙方的相互抱怨,信任日益減少,對台灣機械業的長遠發展是一大阻礙。

為協助解決產業界的痛點,機械公會著手從供應鏈最末端開始往前推進改善活動,在工業局的支持下,於109年起執行機械產業精實管理/TPS補助計畫,共計有23家廠商加入,每家公司聘請TPS顧問專家協助他們投入改善。23家業者中有七成都是由二代接班人親自參與,可感受到他們親力親為要成功達陣的決心;在產業類別方面,機械設備製造商共家有11家加入,零組件廠商有六家、金屬零件加工業有四家及運載車具業兩家。值得一提的是,包括全球傳動、台灣鑽石等業者都帶著其供應鏈廠商一起投入改善工作,讓機械公會相當振奮,如果未來有30家中心廠肯投入TPS精實管理,且每家各帶20家供應商加入計畫,那全台就有600家廠商在進行TPS再造,將形成一股強大的正面能量,除可為產業界建立一個相互觀摩學習、相互砥礪的巨大交流合作平台外,也能讓TPS追求的「沒有最好、只有更好」的氛圍,就如空氣般的自然存在於業者的生活周遭,持續進行改善永無止境!

全文連結:【2020.11.26 工商時報】機械業TPS再造精實大躍進 

推薦序 平凡人為何可以成就不平凡?

劉仁傑

東海大學工業工程與經營資訊系教授

    藉由引興精實管理顧問公司主導《金礦》的重版,讓我有機會讀到這本2006年出版的法國企業著作。書中場景串連了我三十五年來拜訪的國內、外工廠的經歷,特別是在東海大學開授豐田式生產體系課程(Toyota Production System, TPS)的三十年間合作過的兩百多家次企業。

    《金礦》是一本讓人著迷的精實變革著作,章節中系統化地夾帶了TPS豐富內涵,堪稱特色。讀完全書,彷彿驗證了一則TPS實踐原理:一群平凡的人,以平凡的精神或手法,創造出不平凡的成果。這裡所說的「平凡的精神或手法」,就是我近年講授TPS反覆強調的「做好該做的事與顧客觀點」。

    首先,如何做好該做的事?故事的前兩章節,從虧損連連與改善潛力-金礦的一體兩面開始說起,第三章中透過節拍時間來凸顯不穩定的可怕,再於第四章導出標準作業這項該做的事…,全書十章,一氣呵成。

    第十章以持續改善做總結,作者說:「只有當人願意質疑他們自己所做的工作,並修正不滿意的地方,改善才可能實現。」

    這句話看似知易行難、語焉不明,透過作者與企業老闆接著的幾句對話,帶來柳暗花明的共鳴。說明已經實行標準作業的現場,因為原點明確,改善目標清晰可見。他也回應來自管理層的質疑:標準作業確實可以幫助現場,但對其他的業務呢?諸如營業與工程師的溝通…等,是否一樣?作者給了非常明快的答案:「一樣的方法,標準作業會變成一張張查檢表。如此而已。」

    沒有標準作業,如何談品質、交期與成本?沒有原點,如何檢視問題、進行改善?回歸原點,做好該做的事,才有機會持續改善、邁向頂尖。

    其次,理解顧客觀點。作者從第一次走進這家工廠,就強調從一個顧客立場來看工廠的重要。他看到工廠裡庫存、半成品充斥,搬運多、不良品多,語重心長地說,即使對生產過程一點都不了解,也立即擔心兩件事情:一是產品的品質;二是無效率工作。因為「這些所有不能增加價值的無效率工作,都會反映到產品的價格中。」

    書中關於顧客觀點的隱喻非常豐富。譬如:用超市或漢堡的後補充,說明把後製程當做顧客,就不會製造太多。而單件流生產,最能夠調適後製程的需求變化。生管的議題更為寫實,因為顧客給的交貨計畫經常變更,造成物料需求盲點充斥。解決之道來自兩方面,一個是透過內部的平準化,實踐最終裝配線的完美顧客目標;另一個是持續從顧客那裏取得真正的需求資訊,迅速回應到廠內流程。前者是製造組織能力;後者則是市場變化的調適能力,需要關注顧客的顧客,甚至最終顧客的變化。

    因此,市場持續在變化,生產上的種種問題永遠存在。本書主張,領導者應帶領團隊突破內部與外部的重圍,也就是做好該做的事,並從顧客觀點消除浪費與創造價值,邁向精實企業。

    最後,精實企業的特質為何?我每年2月都開授TPS課程,約與8家企業進行產學合作,實踐精實改善。2020年的合作企業包括上銀科技、台灣引興、和昕精密、矽品精密、美商日紳、高聖精密、凱柏精密、精聯工業8家。

    台灣引興小組由3位女生組成,3月初起每周赴廠1-2個半天,地點在台灣引興精科廠區。實習之初,就被經過精實洗禮的現場所震撼。她們在課堂上說:整個客製化鈑金流程,從基本5S到最終節拍產出,將精實生產發揮得淋漓盡致。經過詳細觀測,期中報告提出的創意已嶄露頭角,期末報告獲得第一名,並在7月9日的TPS大會,對54家經營者或高階幹部發表成果。

    她們提出的最大成果是減少作業員識圖時間的浪費,並發展出新的SOP與平準化作業,達成減少90%識圖時間、作業員從5人減至3人的驚人成果。關鍵在於3D繪圖人員與現場焊接人員的認知不同、欠缺溝通機制。換句話說,雖然台灣引興擁有高水準的SOP,卻沒有從使用者(顧客)角度,讓3D圖轉為能滿足後製程需求的SOP。這個在台灣引興精科廠誕生的改善亮點,直接支持前述研讀《金礦》心得,TPS實踐關鍵在於「做好該做的事與顧客觀點」。

    台灣引興是台灣工具機的精實典範,我們的互動已經超過四分之一個世紀。台灣引興與《金礦》的精實企業一樣,擁有兩個重要特質。第一個是持續學習,用持續改善迎接嚴酷市場環境的挑戰。第二個是擁有開放心胸,不僅樂意與上下游部門溝通,甚至接受第三者的檢視。

    《金礦》平易近人,將TPS的專業轉為每天的工作細節,以及日常管理的準則。堅持做好該做的事與顧客觀點,一定能做好初期的標準化及流程改善,追求整體流程平準化的問題解決。最終也一定能夠在精實的基礎上,活用智慧製造科技,進行企業的升級與轉型,用顧客價值實踐可持續經營模式。

悼念原田武彥先生

文/劉仁傑

2019年12月3日,同屬精實企業系統群組的李兆華顧問,發佈了國瑞汽車前總經理原田武彥先生逝世的訊息,引起了許多產業界朋友的悼念。在這裡,我彙整了從去年底到今年初在群組或學術界演講,提及與原田先生,以及由他促成的台灣自行車A-Team的相關事蹟,表達個人誠摯的追思。

    2000年代前後,我擔任東海大學工業工程與經營資訊系所主任,受到當時國瑞汽車總經理原田武彥許多禮遇,感銘至深。1999年12月6日,原田總經理在王派榮副總經理陪同下到東海大學演講,受到本系師生熱烈歡迎。雖然他演講的主題是「21世紀豐田汽車發展策略」,談及全球汽車廠朝向智慧型交通系統(ITS)發展的結盟,在亞洲如何與泰國豐田區隔,以及如何發揮台灣所屬64家協力廠的獨特優勢,包括演講前的餐敘交流談及台灣自行車產業發展,尤其具備歷史性意義。

    可能很少人知道,這段互動淵源,特別是他對台灣自行車產業的關心與見解,是影響我後來從工具機研究延伸到自行車研究的關鍵。2007年8月我與美籍夥伴Jonathan Brookfield的台灣自行車A-team研究在AOM獲獎(Liu Ren-Jye and Jonathan Brookfield, 2007, “Taiwan’s A-Team: Integrated Supplier Networks and Innovation in Taiwan Bicycle Industry,” The Proceedings of Annual Meeting of the Academy of Management, Philadelphia, PA, U.S.A. Aug.3-8, 2007. Carolyn Dexter Award Nominee),領獎時我還特別提起這一段往事。

    感念原田武彥先生對台灣產業升級的卓越貢獻,謹分享台灣自行車A-team成立前的三段事蹟,提供產學界朋友參考。

    第一,劉金標董事長與羅祥安總經理的學習精神,國瑞汽車總經理原田武彥的喜好交友,是促成2000年,國瑞汽車應經濟部工業局「車輛產業總體競爭力提昇計畫」(透過中衛發展中心)的策劃邀請,由總經理原田武彥領軍,正式協助巨大機械暨協力廠導入豐田生產模式的關鍵。

    第二,原田武彥總經理在東海大學演講,以及後來的一次交流,分享輔導自行車業心得的同時,即曾指出:「台灣製造業擁有完整的協力體系,這個體系如果崩解,豐田汽車在這裡即使能夠成功地製造與銷售,也將是很大的遺憾。」在他的心目中,與汽車產業無直接淵源的台灣自行車,有非常大的潛力與空間。

  第三,原田武彥總經理的自行車整車廠輔導,初期重點放在豐田式生產體系的導入,由於效果卓著,很快就碰觸到協力廠的供料問題,不僅間接促成了台灣自行車A-team的籌組,也提供了A-team運作初期的概念與方法。2002年12月11日A-team與國瑞汽車在經濟部工業局簽署「建構豐田生產系統合作意願書」,堪稱是A-team籌設底定、對外宣布前最重要的里程碑。

  原田先生的逝去,勾起了中台灣產業界的懷念,從他個人的領導風格與著書主張,到帶動台灣TPS學習風潮、A-Team夥伴的共同騎乘活動,都令人印象非常深刻。在這段期間,我接到過複數的相關詢問,諸如:A-Team為何後來失敗?這些疑問,顯然包括了非常大的誤解。

  為了釐清這個誤解,我們樂意從長期的研究觀察,提供進一步的見解。

  台灣自行車A-Team成立於2002年底,2003年春天假自行車國際展對國內外公開。羅祥安與曾崧柱分別擔任過6年會長。2014年接任第三任會長的吳盈進與台灣自行車協會(TBA)主席羅祥安,2016年底公開宣布:A-Team已經達成提升自行車產業的設立目標,將轉入TBA委員會,做為業界知識共享和學習的平台。

    我個人的長期觀察認為,A-Team至少樹立了三個典範。

    第一,產業領導人強烈的危機意識與產業發展願景,有效帶動主力整車廠暨零組件廠的全面升級。其中生產關鍵零組件的SRAM(速聯)、天心、桂盟與彥豪,質量俱進,影響擴及整個產業的供應鏈成員。

    第二,擁有持續的價值創造模式。從整合上下游廠商落實精實製造(TPS)出發,延伸到TQM和TPM等品質管理系統導入。強化共同研發的基礎建設、透過團隊騎乘活動共同開拓市場,從共生邁向共創。

    第三,結合產業精實變革與顧客價值創造,改寫自行車的發展宿命。14年來外銷數量雖略有波動,外銷金額持續攀升,平均單價更從2002年的124美元,一路衝高,2016年達到502美元。

    因此,我們肯定兩位領導人達成目標的主張,支持用知識共享和學習平台維持互動。第三任秘書長、自行車中心總經理梁志鴻用流體力學說明A-Team成立與運作的理論,也就是說面對亂流衝擊,團結使總體受傷達到最小。

    當然A-Team在達成總體目標之後也呈現了一些問題,其中最明顯的是相對受益問題。哈佛商業評論中文版就特別製作了一個「A-Team成功方程式」的特輯(2013年6月號),其中整理十年間美利達如何逼近巨大機械,最讓人印象深刻。事實上,產業管理理論也指出同型發展(isomorphism)將妨礙差異化的主張。從這個角度,在有效創造與新興國的能力差距之後,讓A-Team宣布達成歷史任務而功成身退,具備再度追求個別企業差異化之重要意義。

  A- Team解散意味著產業內企業體系間的強連結消失,但企業暨協力體系(如捷安特協力會) 將會更強。這有助於體間之差異化。因此,對台灣競爭力將是好事。

:基於群組討論或演講多屬即時互動,年度或日期往往依憑記憶,有可能發生錯誤。若有不一致時,請以經過查證的本文為準。

為什麼歐美不會出現「口罩國家隊」?產業專家:他們不喜歡做「平凡的事」

文/ 劉仁傑

1. 台灣工具機口罩國家隊用一個月的時間,擴建60條生產線,讓台灣口罩產能從不到300萬片提升到1000萬片。

2. 相對於台灣的速度、日本的品質,西方的競爭優勢在創新。從這個對平凡的工作沒有興趣、不關心的特質,或許已經可以預測到歐美面對此次肺炎疫情的可能悲劇。

【2020.03.17 商業週刊 】 為什麼歐美不會出現「口罩國家隊」?產業專家:他們不喜歡做「平凡的事」

客製型價值創造案例 (回答讀者)

問:友嘉高松的案例很精彩,是台灣工具機轉型非常寶貴的學習模式。可惜沒有如何進行客製化、如何融入顧客現場需求的具體說明。

答:理解顧客製造現場的流程需求,將工具機產品有效融入,是創造顧客價值的關鍵。譬如:友嘉高松為一個客戶的空壓系統三點組合、油壓系統的壓力錶等,安裝在機器的正面左方,和常見安裝在機器正後方或側面的思維不同;另一個案例,友嘉高松的車床屬於小型機,標準機的操作高度相對比較低,他們將機器墊高,讓廠內產線的操作高度一致,滿足顧客的加工線標準化需求。