设计易製化

前言：

　　全球化是产业的大趋势，为求持续拥有低成本的竞争优势，台湾的企业几乎都已把生产外移，但在「根留台湾」的呼唤下，仍把核心能力－研发留在台湾。企业由OEM、ODM一路走来，虽然OBM的火侯，尚未成为气候，但研发实力却也不容忽视，我们是新产品快速量产且低成本製造的世界级高手。

　　但自从製造外移后，企业的设计工程师一直在两岸奔波，惫极辛苦。究其原因，除了生产单位与研发部门隔海相望，沟通不易外。根本的原因是台湾的研发部门，已改变任务，他们的工作变成重视产品创新，不像过去以生产为伍，以生产是否顺利为己任。而新科的研发工程师，毕业就职时，製造已外移，不曾见过生产线，当然更不了解生产的需求，使此一问题更加的严重。

　　美日等先进国家，早期也发生过此一问题，但后来他们了解，製造与设计是息息相关的循环，两者不能分开运作。若产品设计工程师设计出来的「样品」没有考虑易製性，不能生产则无法变成「产品」，甚至若製造成本太高、品质太差则更无法卖出成为「商品」，根本无法让企业获利。所以后来他们都设立专责部门，推动「设计易製化」的工作。目前台湾也有不少企业，因为研发工程师老往大陆跑，造成困扰，所以也成立所谓「设计卓越化」（Design For Excellent）部门，专责此一工作。

壹、设计易製化(Design for Manufacturability)的基本观念：

一、何谓设计易製化？

　　设计易製化是一组改进零件製造或是简化产品装配的方案、技术、量测、工具、方法的集合，它藉着分析价值、公差、移动、複杂度等来使产品适合人工或自动化的装配，以达成一个最适合的特殊製造系统。

　　换言之，设计易製化是一种工程策略，用量化分析和 “团队努力”的理念，在早期设计阶段解决製造问题。

二、为何要推行设计易製化？

1.依照美国奇异公司为改善品质和生产力所做的研究，美国的企业像：IBM、HP、XEROX、BOEING等都派最优秀的人才做产品设计，结果是产品功能虽然优良，但是製造时问题丛生。而日本的HITACHI公司在产品进入生产前则先评估产品设计的装配性(Assembability)，结果他们发展出一套组立性评价法，提升了整体的生产力。

2.製造仍是今天市场上的竞争武器，若产品设计工程师设计出来的「样品」没有考虑易製性，则会无法变成「产品」，甚至若製造成本太高、品质太差则更无法成为「商品」。另外目前製造上要使用自动化，产品设计也必须适合机器人或自动化的装配才可。

3.目前台湾已由OEM、ODM走入OBM的阶段，企业的设计工程师已有权利设计或更改产品的结构，但大多数设计工程师却都没有具备设计易製化的训练，以便加以应用。

4.设计工程师与製造工程之间需要有量化的工具来做设计问题的沟通，设计易製化的技法刚好适合做为本项数据化的工具。

贰、设计卓越化技术架构说明：

一、设计卓越化所包含技术如下表：

表  一

参、推动设计卓越化的方法

　　设计卓越化之所以被先进国家所重视，实乃大势所趋，由于市场走向个性化，产品寿命急遽缩短，产品设计在企业营运中的份量加大，由于产品设计是整个企业营运活动的原点，它对后续的营运产生鉅大的影响，依照美国福特汽车公司的研究，产品设计实际发生费用虽仅佔5％，但对产品总成本的影响却高达70％。而事实上，依据美、日、台等国，推动设计易製化的经验，实施的结果可以获得下列好处：

一、节省零件的製造成本。

二、降低半成品的存量。

三、提高行销的弹性。

四、降低成品库存。

五、节约材料採购成本。

六、提高机械设备的使用率。

七、节约楼板的使用面积。

八、节省品质成本。

九、减少产品开发的成本。

十、加速产品上市的时间。

十一、提升产品的设计品质。

因为推行设计卓越化有这幺多好处，所以接下来我们谈谈，如何推行设计卓越化，其实施步骤如图一：
 

图 一

　　第一阶段由了解设计卓越化的原则开始，重点在让高阶主管认同本项技术的重要性，支持本项计划之推动。

　　第二阶段则在挑选推动成员，工作点当然在产品设计人员，但除了与生产有关人员参与外，也应包含品管及採购人员或外界之供应商，本阶段除了筹组团队外，应加强本项技术之教育训练，塑造共同之工作文化，奠定合作的基础。

　　第三阶段则在设定目标，依照企业个别的需求目标可以订定在降低装配成本、实现自动化、缩短产品上市时间、消除工程设计变更、提升品质等。

　　第四阶段选择先导方案，目标选定后首先应选择一先导方案强力推动，先导方案成功后强力宣导，建立全体的信心，这样全面推动才容易成功。先导方案可以挑选产品本身共用零件多，其延伸效益大者，这种产品改良，对公司影响较大。或者产品仍在概念设计阶段，设计尚未着手，改善空间大者，也就是较容易有成效的产品着手。另外情势上必须处理的产品，例如劳力密集的产品，需要立即处理人工短缺的问题，或者被竞争者以低价，掠夺市场的产品。

　　第五阶段订定规则，订定游戏规则时应引用前面所介绍的美国或日本的设计易製化分析工具和评价法，同时也要修订新的产品设计流程，在设计过程中分阶段检讨产品的设计是否符合设计易製化的原则。若能将前面所述的设计原则深植于自动化的CAD设计系统中，随时提醒设计工程师，注意设计是否注意到易製化更好。另外订定奖励措施、整理设计工作检核表(Check List)也是推行时必须要的手段。

　　第六阶段评估与回馈，这是做任何的计划所必须有的阶段，在推行设计易製化时，由于参与者大部份是工程人员，他们讲求精确的数据，所以评估方法必须客观，同时众多的工作项目中必须随时评定工作的优先项目，同时也要订定工作完成时限与责任担当者。

　　推动工作完成后，最重要的是把设计卓越化的工作制度化，之后任何的产品在开发设计的过程中，本项工作都可被彻底执行。所以笔者在推动本项工作一段时间后，参照过去所执行的成功案例，以最常被企业所运用的ISO相关规定，在研发流程中设定数个审查步骤，来落实设计易製化的工作。详如图二

设计审查（Design Review）的步骤

　　

图二

各审查点工作说明

DR-1

‧检讨确认製品企划书或商品企划书和顾客规格的内容后，再彻底理解製品的目的和功能。

‧审查基本设计书的内容。

‧检讨设备投资、模具、新的製造方法、新的测定技术、试作之类的必要性。

‧设定目标成本。

‧确定整个製品化的日程和主要项目的日程。

DR-2

‧审查详细设计书的内容。

‧检讨是否遵守设计基準。

‧确认是否充分考虑生产设计(装配性、印刷电路板实装性)。

DR-3

‧详细检讨工程试作在製造技术上的困难和品质管理上的必要事项。

‧进行生产设计评价(装配性之类)。

‧为缩短製造期间，就设计、製造法、检查法加以检讨。

‧认定试验项目，比较试作评价数据和设计值的差异。

‧ 确认是否达成目标成本。

DR-4

‧ 把握治工具、製造设备的安排状况，进行状况，确保日程进度。

製造计划书

‧弄清每个基板部分的特徵(尺寸、实装零件、目标成本)。

‧明确从设计到製造的日程。

‧ 设计製造工程，并设定目标值。

试作报告

‧将试作时的种种问题点回馈给设计。

‧事前评价量产时的製造性，并回授给设计。

生产设计和製造性评价

　　上图所示是多品种少量产品的设计审查流程，在製造方面，必须即早参与各审察点的作业。在基本设计完成后，最好就能着手生产系统设计，但是基板部分，看得见实物的详细设计完成后，再开始实质上的进行。

肆、结论

　　产业正值转型升级的关键时刻，台湾的母公司迅速转为全球的营运总部，同时也是全球研发中心。

　　产品设计是企业活动的原点，产品的每一个零件是否适合製造，产品本身是否容易装配都关係到产品的成本与品质和交期。这三者正是ODM或OBM是否成功的最关键点，所以说产品开发是企业价值链的源头，也决定整个价值链的活动是否可以圆满成功，这也是台湾的企业不能不重视设计易製化的原因。