背景∶
众所周知，电子制造业的竞争在加剧，因此，企业不得不考虑如何提升自己的竞争优势。中国的制造业人均生产效率远远低于发达国家，为美国的1/25，日本的1/26。以手工形式组织的生产方式必须向以高柔性的设备自动化为代表的生产方式的变革，才能增强企业的核心竞争力，同时也增强了国家的竞争力。
本文基于我公司所从事的非大量制造的设备开发事业而做的指导性论文，主要是针对我公司的设备开发人员年纪轻经验不足，尤其是不了解电子制造业的产业特点等现实情况而进行的思想性系统性的论述，未必适用于其他公司或产业。
通常精益生产用于产品生产，而我使用这一理论指导工场内的生产设备开发。我本人正应用这些在生产、开发中总结出的理论，领导一个日益壮大的设备开发团队。如果能成为大家在开发设备时的一种既定的理念，那将是一件很欣慰的事。

什么是Lean?
Lean就是我们大家都听说过的精益生产。其本来名字叫作丰田生产方式，即TPS(TOYOTA  Production System)。起源于日本丰田汽车公司，在上个世纪70年代的石油危机中展现出成本竞争优势，并于80年代后，开始盛行于欧美发达国家各产业。
人类社会化大生产经历了3个主要时代，第一个是19世纪以前的以手工生产为主的单件手工生产方式；第二个是以福特汽车工业生产为代表的集约式大批量生产方式；第三个是现在正在经历着的多品种小批量生产方式。生产方式的变革是由市场特点决定的。
所谓“丰田式生产方式”，就是最能适用于当今世界个性化消费，多品种小批量的市场特点，而发展起来的生产方式。其以市场主义为宗旨，消除各种浪费降低成本为目标，以精简为手段，精益求精，不断改善的高柔性生产方式。

Lean的基本理念及在工场设备开发中的体现∶
1．Lean的基本目标∶消除七种浪费
    1)过量生产(度)
  2)生产线或工位等待(节拍)
  3)制造出不良品(品质)
  4)零件、产品搬运(物流)
  5)库存多(现金)
  6)作业动作(IE动作经济原理)
  7)工艺流程(不必要的工艺、不必要的精度等)
2．体现在工场设备开发中的特征
  1)过量生产⇒设备开发式样的浪费
①设备柔性不好。不成单元化，不易随意组合成新式样。从而造成每种设备只能对应一种或少量产品的生产。要想扩大产品生产就只能增加设备的数量，造成投资浪费。
防止过量生产的方法，一是设计时要计算设备节拍与生产线节拍吻合，成整数倍。二是标准化，base要标准，换产时只需要重新设计治具。例，我部门设计的回转式检查机，设计的最小生产节拍为生产线节拍的2倍，也就是说，一台设备连接两条生产线或更多；而检查治具部则设计成容易更换的式样。使检查效率提高了近800％。
②设备大小不适中。比如生产很小的电子产品印刷板，却用了2－3米长的大波峰焊接机，这样设备使用的结果往往是工件与工件之间有很大的距离，造成设备的空运转或等待。应该设计小型可灵活移动的设备，节约成本。
2)等待的浪费⇒这里说的节拍的浪费并不是指设备节拍的浪费，而是指设备开发中，各个环节配合的浪费。
比如企画阶段，设计方案时，现场的工程师没用及时的参与到方案设计中，从而造成方案设计的延期；再如，具体设计时，电气工程师与机械设计师的设计进度不匹配；又如，设备已经调试完毕，可是不能及时投入到生产线内，等等，这些都造成了相关开发人员的等待，造成资源浪费。防止等待浪费的方法，就是要采用项目管理方法(另外论述)。

 3)制造不良品的浪费⇒设计制作的浪费。
①设计结构有误，尺寸、精度、配合等不正确，造成的返工，修理等。
②加工错误。
③在生产线上制造出了不良品等。
防止制造不良品的浪费就是要进行设计FMEA和设计评审，多方位吸取意见和吸取有经验者的经验。
4)搬运的浪费⇒设备制作过程的浪费
 ①外购零件、部件调达不及时，周期长；
 ②装配场所与加工场所距离远；
 ③有需要外协公司加工制作的零件；
 ④零件购入舍近求远等。
 减少搬运的浪费，就是要克服上述问题，零件尽可能的自加工，加工场所与装配和使用场所尽可能的在同一场所；信息管理很重要，零件购入、实验等尽可能的在近处进行。

  另外、设备如果不能自由移动，则是体现在生产过程中的搬运浪费。也要注意避免。
 5)库存的浪费⇒材料、零件等预先购买
  对于设备大量制作时，一定会要先期购买一些材料、零配件的，造成库存。库存本身占用了公司的现金，影响了现金流，要坚决消除。作为解决方法，一定要遵循就近选择的原则，并与供应商建立短交货期的协约。另外，要建立供应商管理系统，大小没关系，帮助你清楚的管理供应商，也就是管理你的库存。      
  6)作业的浪费⇒设计、制作阶段，使用了不恰当的方法
①未利用设计软件制作标准化库；
②团队成员使用了不统一的设计软件，作成无法很好的衔接；
③设计者单凭自己的意念去设计，没有形成一个很好的团队交流平台；
④该计算校核的结构没有认真去做；
⑤未使用合适的工具进行装配，如应该用台钻打孔的地方，使用手钻打孔，造成孔的偏斜；
⑥不需要加工的部分进行了加工；
⑦未使用应当使用的工具进行检查造成的返工，等等。
针对于这些浪费，必须进行作业标准化和标准化作业，也要进行必要的教育培训。利用师傅带徒弟的方法是很有效的，但是也必须将作业标准化。
  7)工艺流程的浪费⇒设计中出现的多余的设计要求等
①使用了多余的材料；
②使用了不必要的材料及零件；
③过度加工或处理；  
④使用了不符合要求的材料或零件；
⑤结构不合理等。
 必须进行教育培训，让设计师进行实际的加工、装配等工作是非常必要的；同时，有经验者的指导也是非常重要的。

综上所述，每一种浪费都会增加设备的开发成本，而设备开发成本增加，意味着折旧到产品上的单位成本就增加，从而减弱产品竞争优势。因此，设备开发过程中一定要减少浪费。

2．Lean的视角、方法手段及对设备开发的指导作用∶
1)以客户为中心，客户至上主义∶
 现代的市场规律为，      利润＝售价－成本
   即，一般产品的售价是根据市场等因素事先决定的，因此工场的利润完全取决于产品成本，公司若想取得利润最大化，惟一的途径就是实现成本最低化。现代的设计理念为∶成本是设计出来的。因此，设计师是成本控制最重要的人。
  对于面向自己公司的工场而进行的设备开发过程，工场的使用者便是我们的客户，我们无疑要以最低的售价，最低的成本来满足工场各方面的需要。这就需要设备开发时绝对要“以人为本，现场主义”。

2)以人为本，现场主义
从现场的产品制造方法出发，多角度考虑，开发设备。
现场的经营者角度∶少花钱，多品种对应，高柔性设备。
现场的管理者角度∶设备不易损坏，产能高，效率高。
现场的操作者角度∶作业性好，易操作，安全。
现场的设备维修者角度∶不易损坏，即使损坏，也能轻易找到原因，并容易修理。
现场的品质管理者角度∶不制造不良品，信赖性、稳定性高。

3)以精简为手段。精简不等于偷工减料，而是要找寻最适合自己的。我们通常会遇到这样的情况，某台设备的有些机构及机能对于我们的产品生产来说，可能永远也用不到。虽然这是一台很好的设备，但是它并不完全适合我们，或者说那些不适合我们的东西实际上就是浪费。TCL在推出他的大屏幕液晶电视机的时候，就采用了这样的指导思想，去除了对于中国人不需要的全制式频道机能等功能，削减那些多余的成本，而集中精力和财力进行大屏幕液晶的研发，从而开发出适合中国需要的低成本产品。
    在我们的开发中，也做过类似的事。我们生产的一种产品要进行接口的插拔次数实验，从外面购买设备的话，需要5－6万元RMB，但是那样的设备对于我们来说，有一些机能是不需要的，比如压力值测定等，而这部分的成本是很高的。因此，我们决定自己开发测试机，只需要满足我们的要求即可。结果，我们的开发成本还不及购买的20%。
 在进行精简设计，成本设计时，可使用QFD&HOQ质量屋等工具进行均衡设计，既满足要求，又实现0缺陷。(具体工具的使用方法，本论文不叙述)

4)问题机会论∶5W  & 永无止境的改善
   5W，是一种打破沙锅问到底的一种寻找问题根源的方法。一般情况下，任何问题在连续被追问5次后，根源都会水落石出的。比如说，一台小型铆接机在工作中出现了铆接位置不准却的现象，我们就要问∶为什么铆接头会发生位置偏移?因为铆接头的一个螺丝掉了。为什么螺丝会掉呢？因为松动了，没有及时发现。为什么没有及时发现？因为每天的点检没有按要求认真的做。那为什么不按要求做？．．． 另外，为什么螺丝会松动呢？因为没有防松垫圈．．．
 Lean思想认为，问题是改善的机会，也正是进步的机会。因此设备开发过程中，也应采取这样的方法，来提高开发技术，尤其是对于还欠缺经验的年轻设计师。

由Lean来看生产设备八大损失及设备开发时的对应预防措施
由Lean思想，我们来审视设备的损失，及可采取的措施
1.故障⇒结构简单，运动部可视化，故障说明书及纠正措施表，易故障部要便于维修。如，使用导向校等。
2.切换、换模⇒Base通用化，单元化，交换部位标准化，治具易拆装。
3.调试⇒设备设计时要考虑消除粗调作业，使用定位、导向机构等。微调要数字化。
4.生产节拍延长⇒设计时要充分考虑设备节拍的柔韧性，在生产节拍减慢的情况下，一台设备可连接多条线；或者增加设备结构的柔韧性，增加其他机构，完成完成更多的作业。
5.空运转、等待⇒一机多线
6.大修⇒结构简单化，模块化，小型化，便于检修，用定期保养取代大修。
7.制造不良品、废品⇒关键结构尺寸链要少，设备刚性、稳定性要充分计算校核，结构要通过专家或有经验者的集体评审。要注意调整机构的精度。
8.高价(低性价比)，折旧费增加⇒低价策略。就近原则。考虑零件及机设备寿命的前提下，使用便宜的零件、材料，多余的功能砍掉。

生产设备的这些损失是在设备开发阶段就必须要进行预先测量，并结合生产实际情况进行对策。

由Lean思想指导设备开发(设备开发的着眼点)
1． Lean的两个支柱
1) 准时化(Just in time)⇒拉式生产方式、一个流生产、看板管理、平准化．．．
2) 自働化(两层含义∶设备自动运行、出现问题设备人员自动停止) ⇒生产系统自动监测停止。
结果∶少人化、高质量、低成本、高柔性、短交货期、0库存。
2． 精益生产中，设备开发的着眼点
1) 产品设计标准化，即，使不同产品采用同样的设计标准，便于提高设备的适用性，即提高设备的通用性，柔性。这是有效进行自动化的前提和保障。
2) 自动化、少人化不等于无人化，全自动化生产线柔韧性不高，成本高，尽量避免。尽最大可能的消除手动作业，人工作业出现的不良几率高，因而伴随着检查人员的数量也增加。
因此，作业复杂程度不高，索然无味的作业，安全性不好的作业，一定要先机器化，不制造不良品。在此基础上，检查人员的数量可以大副减少到最小限度，而后对必要的检查进行自动化。
要注意∶设备要具有一旦生产出现异常的时候能自动停止的功能。
3) 对于实行鱼丸式生产的产品，产品线上会产生大量的在制品，需要进行设备改造实现一个流(或者被要求的最小流)生产，降低在制品库存。
4) 对于较小而复杂程度不高产品，如小型按钮开关等，人工作业较困难，效率很低，必须要自动化。
等等。
总之，设备开发的着眼定还是少人化、高质量、高效率、高柔性、0库存。
精益设备开发的原则 (详细请参考《“经济适用设备”的开发原则》)

1、 便宜，没有多余的结构，多余的功能增加多余的结构
2、 故障率低，故障现象易见易排除
3、 入线，出入口同高，横向距离短，符合动作经济原理
4、 柔性好，单元化，换产容易，可自由移动
5、 信赖性高，效率高
6、 操作容易，安全，作业性好
7、 结构简单化，维修拆解容易