诗人和民权活动家玛雅·安杰洛写道:“只有知道自己曾经到过哪里,你才能真正知道自己将去哪里。”

在某种程度上,微软联合创始人比尔·盖茨也有类似的建议:“任何技术在商业中使用的第一条规则是,将自动化应用于高效的操作将放大效率。第二,将自动化应用于低效率的操作将放大低效率。”

无论是机器人还是人工智能软件,单纯为了自动化而应用自动化都是灾难的根源。在尝试自动化装配过程之前,工程师应该有具体的目标要实现或要解决的问题。确定这些目标要从对装配线的全面评估开始。最终,这种评估可能会揭示出自动化甚至是不必要的。

Art of Lean Inc.的总裁、丰田汽车公司(Toyota Motor Corp.)前工程师阿特•斯莫利(Art Smalley)在34年的制造业职业生涯中见过很多装配线。当他评估一条线时,他首先看两件事。

“空间利用是其中之一,”他说。“一条糟糕的装配线会占用太多空间,这最终会以这样或那样的形式推高成本。我还会从资源的角度考虑线路的灵活性。当需求变化时,你能有效地增加或减少劳动力吗?物料流动和运输是否有良好的布局?材料处理程序是随意的还是在数量和交付方面设计得很好?退货是如何处理和跟踪的?每个车站的质量如何?”

变革管理协会(Change Management Associates)的总裁德鲁•洛彻(Drew Locher)喜欢与公司管理层保持一致,并在此过程中提出问题。

“这条线的需求率是多少?它的产量是多少?”如果存在差距,那就是需要解决的问题。”“我寻找的是缺乏心流;我在找成堆的存货。如果生产线应该每天组装100个单元,而我在不同的队列中发现了300个单元,那么我就知道生产线没有像它应该的那样流动。

“我也会寻找质量问题。有时,你会看到成堆的废品和返工。”“所以我会问,‘你们的不良率是多少?“有经理告诉我,他们没有,因为他们会解决所有问题。他们真正需要做的是解决首次通过率问题。

“我还会询问从第一次操作开始到产品包装并送到客户手中,需要多长时间才能组装好产品。交货时间和加工时间之间通常有很大的差距,两者之间的区别是改进的机会。”

Honsha Associates高级合伙人、丰田汽车(Toyota)巴西圣保罗装配厂前经理萨米•奥巴拉(Sammy Obara)认为,评估一条装配线时要做的第一件事是查看安全性。

如果你问丰田的任何人,他们会说anzendaiichi这意味着‘安全第一’,”奥巴拉说。“如果不首先确保每个工人的安全,你就不能谈论改善运营的任何方面。”

在那之后,接下来要看的是材料的流动情况。“产品必须始终从原材料流向成品,不能中断,也不能倒退。它必须一直向前发展,一直获得价值,”Obara说。“生产的速度必须与客户需求的速度相匹配。人或机器不应该被压倒。”

专门从事精益材料处理的咨询公司Leonardo Group Americas的负责人理查德•拉恩(Richard Rahn)喜欢观察每个工人的工作表现。

他说:“你只要看看每个工人实际组装某件东西的时间,而不是取零件、走动或只是等待下一个部件到达他们的工位,就能很好地了解生产线的运行情况。”“员工花在不增加价值上的时间越多,提升的机会就越大。”

每当他评估一条生产线时,Rahn总是花时间和工人们交谈。“我喜欢和在线上的人交谈,因为他们有时知道工程师不知道的事情。他们知道实际发生了什么。如果你和网上的人进行诚实的交谈,你可能会学到一些东西。”

关键指标

在评估组装操作时,各种指标都可以提供帮助。安全是最重要的。生产力、质量(报废、返工、内部缺陷、外部缺陷)、交付和交货期也很重要。

斯莫利说:“你必须掌握单位成本和构成成本的因素,如材料和劳动力。”“在你的控制范围内,你有哪些手段可以降低单位成本?”

在更为机械化的作业中,诸如总体设备效率等指标也很重要。

Locher回忆道:“我参观了一家安装了自动化组装单元的工厂,把它们连接在一起,减少了库存,生产线的平衡也很好。”“然而,有些电池不太可靠,所以整条生产线都会关闭。工程师们没有解决可靠性问题,而是把生产线拆开,用成堆的库存缓冲每个电池单元。”

Obara表示,公司在衡量指标方面犯的最大错误不是看哪些指标,而是看多久一次。他表示:“废品率和首次合格率是很好的指标,但许多制造商只在周末、月底甚至季度末才看它们。”理想情况下,你应该有实时显示这些指标的面板。”

公司在衡量指标方面犯的另一个错误是他们衡量指标的方式。Obara记得与一家制造商合作以缩短更换时间。最终,他确定,工人们不是测量每次转换所需的确切时间,而是四舍五入到最近的小时。

Obara回忆道:“工人们不明白他们为什么要测量随时间的变化。”“对他们来说,这只是一个记录的问题,而不是可以用于持续改进的数据。”

从哪里开始

从哪里开始改进取决于要解决的问题。您是想提高安全性、提高吞吐量、提高质量、减少周转时间,还是兼而有之?如果容量是问题,工程师可能希望找到并解决线路上的最大限制。如果是质量问题,工程师可能只需要创建一个防错夹具或夹具。

根据操作的规模,最好采取全面的方法来处理生产线。Locher警告说:“你不会想要次优化。”“这种情况我见过很多次了。人们提高了一个领域的效率,却造成了下游的瓶颈。”

Rahn同意一个整体的方法是最好的,但也承认暂停生产来重新设计一条生产线并不总是可行的。在没有明显问题的情况下,他喜欢从队伍的末尾开始,然后向后工作,因为那部分队伍离顾客最近。

“你不会想创造一匹赛马,然后把它放在驴的后面,”他警告说。

模拟软件可以提供帮助,特别是在大型混合模式的业务中。“模拟可以让你进行实验,”Rahn说。“它不一定能告诉你正确的答案,但它可以让你试验车型组合和产量的变化,从而测试你的设计的稳健性。”

当然,如何解决这些问题各不相同。在某些情况下,评估将确定自动化的机会。但是,专家建议工程师在部署自动化来解决生产问题时要谨慎。

Obara观察到:“如今几乎所有事情都有很多自动化的方法,以至于我们有时在了解其必要性之前就开始追求自动化。”“在许多情况下,自动化取代了人力要素的巨大价值。人们可以思考。人能做改善.自动化的另一个问题是它可能成为一座纪念碑。移动起来会很困难,你会失去一些灵活性。”

Rahn表示同意。他指出:“日本制造商在自动化方面没有走得太远。”“他们更愿意培训员工的标准工作,并获得他们持续改进的想法。

“美国制造商倾向于寻求技术解决方案。如果紧固紧固件有问题,他们宁愿投资数千美元在计算机化扭矩枪。然而,每当你增加一层技术,你的开销就会增加,支持成本也会增加。”

Locher说:“如果完成时间是20秒或更短,那么你就可以考虑自动化了。”“一个人根本跟不上这种重复性。然而,如果完成时间是60秒,你真的需要自动化吗?”

当然,除了增加产量之外,部署自动化还有其他原因。例如,机器人可以通过接管焊接、研磨或绘画等肮脏和危险的任务来提高安全性。同样,机器人可以通过更精确、更重复地执行一些任务,比如拧螺丝或配药,来提高质量和减少浪费。

当需要自动化时,“不要使用最大最快的机器,”Locher警告说。“即使你知道你可能在某个时候每天生产1万件,也要投资一台每天生产2500件的机器。这将是成本的一小部分,而且它将更加可靠。如果未来确实出现了更大的需求,你随时都可以再买一台。”