精益設(shè)計(jì)是精益企業(yè)的源頭，是決定精益企業(yè)命運(yùn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，因此，精益企業(yè)要實(shí)施“精益生產(chǎn)”的第一步必須從精益設(shè)計(jì)開始。精益設(shè)計(jì)是指產(chǎn)品的精益設(shè)計(jì)和工藝、工廠的精益設(shè)計(jì)。

精益思想(Lean Thinking)源于20世紀(jì)8O年代日本豐田發(fā)明的精益生產(chǎn)(Lean Manufacturing)方式，在制造業(yè)中的應(yīng)用，即“精益生產(chǎn)(Lean production)”。其核心是以整體優(yōu)化的觀點(diǎn)合理地配置和利用企業(yè)擁有的生產(chǎn)要素，消除生產(chǎn)全過程一切不產(chǎn)生附加價(jià)值的勞動(dòng)和資源，追求“盡善盡美”，達(dá)到增強(qiáng)企業(yè)適應(yīng)市場多元需求的應(yīng)變能力，獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益。極大地降低了制造成本、縮短了開發(fā)和制造的周期、顯著地增強(qiáng)了企業(yè)的競爭能力，精益生產(chǎn)的核心其實(shí)是關(guān)于生產(chǎn)計(jì)劃和控制以及庫存管理的基本思想，而在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)支持下的小組工作方式是實(shí)施精益生產(chǎn)的基礎(chǔ)。精益生產(chǎn)要求以少而精的生產(chǎn)要素投入管理和追求效益經(jīng)濟(jì)的指導(dǎo)思想，是對傳統(tǒng)的“大規(guī)模生產(chǎn)模式”的挑戰(zhàn)。它的基本目標(biāo)是零庫存、高柔性、無缺陷。以前在產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域，工程師通常可以不計(jì)成本地追求自己的夢想，而不會受到來自生產(chǎn)部門的壓力，也不用與這些部門的人員進(jìn)行接觸。但隨著產(chǎn)品利潤的不斷下降，各家公司希望能最大程度地降低成本?！爸圃祛I(lǐng)域在此方面已經(jīng)做了大量工作，現(xiàn)在所面臨的問題是如何在產(chǎn)品進(jìn)入生產(chǎn)環(huán)節(jié)以前就開始降低成本?！泵绹鳪oodrich Sensor Systems公司設(shè)計(jì)主管Tim Matuseski認(rèn)為，“普遍應(yīng)用于生產(chǎn)活動(dòng)、以提高效率和減少浪費(fèi)為目標(biāo)的精益原則同樣能為生產(chǎn)上游環(huán)節(jié)提供好處。”

“精益(Lean)”，精，即少而精，不投入多余的生產(chǎn)要素，只是在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間生產(chǎn)必要數(shù)量的市場急需產(chǎn)品(或下道工序急需的產(chǎn)品)；益，即所有經(jīng)營活動(dòng)都要有益有效，具有經(jīng)濟(jì)性。精益生產(chǎn)是眾所周知的豐田生產(chǎn)系統(tǒng)的延伸，是當(dāng)前工業(yè)界最佳的一種生產(chǎn)組織體系和方式，創(chuàng)造了20世紀(jì)工業(yè)企業(yè)再造的奇跡，在汽車、航空、電子等高技術(shù)行業(yè)被作為新一代工業(yè)革命在推廣著。

有競爭力的設(shè)計(jì)

進(jìn)入21世紀(jì)，實(shí)現(xiàn)精益的方法、經(jīng)驗(yàn)日益豐富和成熟，在這期間數(shù)字化制造為精益的實(shí)現(xiàn)又提供了更強(qiáng)大的工具，擴(kuò)展了精益在制造企業(yè)中應(yīng)用的范圍。過去我們在生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)講求質(zhì)量效能、成本控制，實(shí)際上設(shè)計(jì)過程也需要追求高質(zhì)量、高效能、低成本，就是將“精益”的思想從制造向設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)延伸，在設(shè)計(jì)的每一個(gè)環(huán)節(jié)、步驟、流程中都盡可能地使用最優(yōu)的方案，同時(shí)又能夠在設(shè)計(jì)活動(dòng)中對產(chǎn)品設(shè)計(jì)的流程和狀態(tài)進(jìn)行精確控制和優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)產(chǎn)品價(jià)值最高，成本最低。也就是精益設(shè)計(jì)。

過去在設(shè)計(jì)界，人們總是追求設(shè)計(jì)工具手段的龐大、豪華和領(lǐng)先，成本必然也高，同時(shí)對設(shè)計(jì)流程并不怎么重視，設(shè)計(jì)質(zhì)量也很難控制。任何工業(yè)生產(chǎn)過程都是以市場的成本、價(jià)值和競爭力為導(dǎo)向，設(shè)計(jì)也必須走到這個(gè)方向去，走出拿人、財(cái)、物等生產(chǎn)要素“堆”的誤區(qū)，走到有競爭力的體系中去。

追求一個(gè)有競爭力、高效的設(shè)計(jì)靠什么？是靠精益的理念來實(shí)現(xiàn)，有了精益設(shè)計(jì)，就可以在設(shè)計(jì)過程的質(zhì)量和成本之間取得一個(gè)平衡，對于一些沒有必要的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)進(jìn)行精簡，對于設(shè)計(jì)中特別關(guān)鍵的環(huán)節(jié)又可以進(jìn)一步優(yōu)化和加強(qiáng)。這就是精益設(shè)計(jì)的意義。

構(gòu)建設(shè)計(jì)流水線

精益設(shè)計(jì)的理念和模式源自精益生產(chǎn)，但兩者相比之下，精益的思想在生產(chǎn)環(huán)節(jié)更容易實(shí)現(xiàn)。制造的生產(chǎn)環(huán)節(jié)和過程都是可見的，它的控制對象都是生產(chǎn)線上、規(guī)模生產(chǎn)設(shè)備一線的工人，從事的工作也比較專業(yè)化，比較單一。而在設(shè)計(jì)體系中，設(shè)計(jì)的對象是知識性產(chǎn)品，參與設(shè)計(jì)的人都是高級的、具有豐富經(jīng)驗(yàn)的高級知識分子和工程師，他們的工作方式具有很大的自主性、能動(dòng)性，同時(shí)設(shè)計(jì)所使用的工具和手段更多的掌握在設(shè)計(jì)人員手中，在很大程度上取決于設(shè)計(jì)人員的理解力和感受力。

精益設(shè)計(jì)的目的就是使得設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)追求設(shè)計(jì)過程的最優(yōu)化，設(shè)計(jì)能力的最優(yōu)化。沒有數(shù)字化手段時(shí)人們的設(shè)計(jì)活動(dòng)是種智力隨意發(fā)揮的勞動(dòng)，而今信息化應(yīng)用深入到一定程度，已經(jīng)從單元工具使用進(jìn)入集成和協(xié)同階段，自然而然就將設(shè)計(jì)過程的優(yōu)化和設(shè)計(jì)流程的優(yōu)化提到議事日程。數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)可以使我們所使用的工具、手段和人的能力配合達(dá)到最佳和最優(yōu)，能夠把設(shè)計(jì)過程的工具、手段、人員通過集成和協(xié)同的方式形成一個(gè)所謂產(chǎn)品設(shè)計(jì)的流水線，更多的腦力勞動(dòng)者可以在一起協(xié)同工作，像在生產(chǎn)流水線上一樣各司其職，發(fā)揮專業(yè)作用。也就是說精益設(shè)計(jì)只有在對智力產(chǎn)品采取了數(shù)字化手段、工具和系統(tǒng)支持以后，才真正使得精益設(shè)計(jì)的概念能夠?qū)崿F(xiàn)。

信息化手段和系統(tǒng)是構(gòu)建一個(gè)基于精益設(shè)計(jì)的流水線的最佳方式。所以精益設(shè)計(jì)是在信息化支撐下所開展的一種新興的設(shè)計(jì)理念和方式，中國的設(shè)計(jì)界在追求創(chuàng)新設(shè)計(jì)的同時(shí)，必須要追求設(shè)計(jì)能力配置的最佳化、最優(yōu)化，從而最終提升中國制造的整體競爭力。

成就完全的精益企業(yè)

人們現(xiàn)在逐漸開始意識到，設(shè)計(jì)和生產(chǎn)一樣，都有一個(gè)按照工業(yè)化過程進(jìn)行專業(yè)配置的流程，如何使設(shè)計(jì)流程和設(shè)計(jì)能力發(fā)揮高效的配置是企業(yè)對設(shè)計(jì)過程進(jìn)行管理控制的一個(gè)很重要的動(dòng)力。

實(shí)現(xiàn)精益設(shè)計(jì)，首先要認(rèn)清一個(gè)企業(yè)設(shè)計(jì)的基本流程，要對自己的狀況、運(yùn)營環(huán)境以及獨(dú)有的生產(chǎn)特性有非常清楚的了解，然后使得設(shè)計(jì)人員、設(shè)施條件、軟件工具、標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)等有機(jī)地結(jié)合起來，按照精益的思想形成一個(gè)企業(yè)生產(chǎn)設(shè)計(jì)流程，然后為企業(yè)提供整個(gè)設(shè)計(jì)能力的最佳配置。

和傳統(tǒng)的工藝相比，精益設(shè)計(jì)不是從局部去考慮、去配置，而是從整體上、系統(tǒng)上，從精益求精的優(yōu)化上，來考慮整個(gè)設(shè)計(jì)系統(tǒng)、設(shè)計(jì)進(jìn)程，從而能夠達(dá)到更加高素質(zhì)、高水平的一種設(shè)計(jì)狀態(tài)。

精益設(shè)計(jì)是對整個(gè)設(shè)計(jì)進(jìn)程、設(shè)計(jì)流程及設(shè)計(jì)系統(tǒng)本身在市場上具備競爭力的具體的支撐和體現(xiàn)。如果企業(yè)真正能夠把精益運(yùn)用到制造中、運(yùn)用到設(shè)計(jì)中，就可以構(gòu)建一個(gè)完全精益化的企業(yè)，隨著精益思想的推廣，以造就“精益企業(yè)”為戰(zhàn)略來實(shí)現(xiàn)在產(chǎn)品整個(gè)生命周期的快速響應(yīng)、減少生產(chǎn)周期和成本等目標(biāo)，已經(jīng)越來越為更多的企業(yè)所認(rèn)可。這樣的企業(yè)可能是最優(yōu)化的企業(yè)，是最具競爭力的企業(yè)，而且也是能夠創(chuàng)造更多價(jià)值的企業(yè)。

之所以現(xiàn)在提出精益設(shè)計(jì)這個(gè)新的理念，一是設(shè)計(jì)界開始注重成本，逐步認(rèn)識到設(shè)計(jì)投入的一些誤區(qū)；二是信息化到今天已經(jīng)走完了基本工具的使用階段，需要進(jìn)一步按照設(shè)計(jì)流程和體系，合理高效地配置信息系統(tǒng)，為產(chǎn)品設(shè)計(jì)、研發(fā)提供更大的支持和動(dòng)力。在這個(gè)過程中，軟件公司更多地希望能以精益思想為企業(yè)提供一個(gè)更有效、更簡潔、更便捷、更實(shí)用的設(shè)計(jì)體系，同時(shí)在信息化實(shí)施過程中也應(yīng)該有精益設(shè)計(jì)的理念。

精益思想的核心就是以越來越少的投入——較少的人力、較少的設(shè)備、較短的時(shí)間和較小的場地創(chuàng)造出盡可能多的價(jià)值；同時(shí)也越來越接近用戶，提供他們確實(shí)要的東西。精確地定義價(jià)值是精益思想關(guān)鍵性的第一步；確定每個(gè)產(chǎn)品(或在某些情況下確定每一產(chǎn)品系列)的全部價(jià)值流是精益思想的第二步緊接著就是要使保留下來的、創(chuàng)造價(jià)值的各個(gè)步驟流動(dòng)起來，使需要若干天才能辦完的訂貨手續(xù)，在幾小時(shí)內(nèi)辦完，使傳統(tǒng)的物資生產(chǎn)完成時(shí)間由幾個(gè)月或幾周減少到幾天或幾分鐘，隨后就要及時(shí)跟上不斷變化著的顧客需求，因?yàn)橐坏┚邆淞嗽谟脩粽嬲枰臅r(shí)候就能設(shè)計(jì)、安排生產(chǎn)和制造出用戶真正需要的產(chǎn)品的能力，就意味著可以拋開銷售，直接按用戶告知的實(shí)際要求進(jìn)行生產(chǎn)，產(chǎn)品一經(jīng)研發(fā)出來，產(chǎn)品的基因也就確定?？梢?，質(zhì)量是設(shè)計(jì)出來的，提高產(chǎn)品質(zhì)量，應(yīng)該從設(shè)計(jì)源頭人手。在設(shè)計(jì)過程解決產(chǎn)品的質(zhì)量問題可以達(dá)到事半功倍的效果，越是在產(chǎn)品生命周期的前端采取措施，對產(chǎn)品質(zhì)量提高的效果就越明顯。前期設(shè)計(jì)要把握“適時(shí)、適量、適物”的精益設(shè)計(jì)原則。

1、產(chǎn)品級目標(biāo)成本確定

• 產(chǎn)品級目標(biāo)成本確定如下:
  • 1、用戶可接受的市場價(jià)格；
  • 2、計(jì)劃利潤；
  • 3、各種稅金；
  • 4、營銷費(fèi)用；
  • 5、可變計(jì)件成本(計(jì)劃)；
  • 6、開發(fā)規(guī)劃費(fèi)用(計(jì)劃)；
  • 7、產(chǎn)品壽命周期承擔(dān)的固定費(fèi)用份額(計(jì)劃)
  • 8、產(chǎn)品數(shù)量。

這些都反映市場對目標(biāo)成本的影響，指出了設(shè)計(jì)過程中為達(dá)到目標(biāo)成本應(yīng)控制的因素。目標(biāo)成本確定時(shí)，既要考慮競爭對象的價(jià)格水平，還要考慮用戶的經(jīng)濟(jì)能力。因此產(chǎn)品級目標(biāo)成本的確定不是某一個(gè)部門的事，而涉及到企業(yè)甚至整個(gè)供應(yīng)鏈的全過程各個(gè)環(huán)節(jié)。采用基于互聯(lián)網(wǎng)的協(xié)同設(shè)計(jì)環(huán)境可在概念設(shè)計(jì)階段改變了原有的線性設(shè)計(jì)流程，以并行工程的方式進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)，各種功能小組互相作用與反饋重疊，目標(biāo)成本方法在這種集成式設(shè)計(jì)中起了重要作用。

2、利用精益設(shè)計(jì)理念采用價(jià)值工程評價(jià)與修正

目標(biāo)成本精益設(shè)計(jì)是及時(shí)制造，消滅故障，消除一切浪費(fèi)，向零缺陷、零庫存進(jìn)軍。企業(yè)中普遍運(yùn)用價(jià)值工程的類型是功能分析，即對產(chǎn)品的每一主要功能或特征的效用和成本進(jìn)行考察。這種分析的目的是確定效用與成本間的平衡。在復(fù)雜的產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，所有組件累加形成最終產(chǎn)品的成本與價(jià)值。價(jià)值工程需要協(xié)同功能組去分析每種產(chǎn)品功能相關(guān)聯(lián)的價(jià)值。這對每種功能價(jià)值的成本比率確定至關(guān)重要。價(jià)值工程由分析與確立兩個(gè)步驟引導(dǎo)。在分析步驟中，決策與制造專家組調(diào)查產(chǎn)品功能價(jià)值與評價(jià)價(jià)值。在研究產(chǎn)品功能特點(diǎn)及成本、價(jià)值的基礎(chǔ)上確定產(chǎn)品的價(jià)值系數(shù)：

3、計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用

在產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面，計(jì)算機(jī)技術(shù)主要應(yīng)用在輔助設(shè)計(jì)和輔助設(shè)計(jì)管理。隨著計(jì)算機(jī)業(yè)及軟件業(yè)的進(jìn)步，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAD軟件，已經(jīng)在工業(yè)界廣泛使用。利用CAD軟件能夠很快設(shè)計(jì)出圖紙，大大提高了作圖效率。國際上的大企業(yè)已經(jīng)開始嘗試用計(jì)算機(jī)進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)、試做。例如，某一產(chǎn)品的塑料外殼需要很強(qiáng)的抗震能力，人們從以前大量試驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)中，建立評價(jià)的模型，將此模型做成評價(jià)軟件，此類產(chǎn)品通過CAD軟件設(shè)計(jì)出后，用評價(jià)軟件來模擬實(shí)驗(yàn)評價(jià)，可得出目前的設(shè)計(jì)有哪些方面比較薄弱，可能存在的問題，然后再修改設(shè)計(jì)圖，再評價(jià)，直到評價(jià)合格，開始制作模具。而在此之前，并不需要制模具，修改模具等等工作，這樣就減少了修改模具所耗費(fèi)的時(shí)間及費(fèi)用

4、詳細(xì)設(shè)計(jì)階段產(chǎn)品成本設(shè)計(jì)

產(chǎn)品級目標(biāo)成本確定后，在設(shè)計(jì)部門可根據(jù)概念設(shè)計(jì)的確定的方案進(jìn)行產(chǎn)品詳細(xì)設(shè)計(jì)的同時(shí)，財(cái)務(wù)部門需將產(chǎn)品層的目標(biāo)成本進(jìn)行分解，建立子件目標(biāo)成本。這也是一個(gè)協(xié)同工作的過程，財(cái)務(wù)部需應(yīng)用到設(shè)計(jì)部門提供的BOM、工藝路線、工作時(shí)間的信息，采用作業(yè)成本法，才能科學(xué)地進(jìn)行目標(biāo)成本分解

具體來說，從以下幾方面人手：

（1）物料清單(BOM／BiII of Materia1)

BOM是完整的、正式的、結(jié)構(gòu)化的組成一個(gè)產(chǎn)品的部件清單。該清單包含每個(gè)部件的物料編號、數(shù)量和計(jì)量單位。是自動(dòng)生產(chǎn)材料成本的關(guān)鍵數(shù)據(jù)來源，并決定了計(jì)算順序。物料清單可能包括半成品，而半成品本身也有物料清單，這樣構(gòu)成了多層物料清單。BOM可由設(shè)計(jì)部門創(chuàng)建，財(cái)務(wù)、生產(chǎn)、儲運(yùn)部門共享，具有惟一的BOM編號及用途。

（2）工作中心(Work center)

工作中心在產(chǎn)品目標(biāo)成本分解中是計(jì)算人工成本和制造費(fèi)用的基礎(chǔ)，在工作中心定義了與產(chǎn)品成本相關(guān)的公式。

（3）工藝路線(gouhng)

工藝路線描述了生產(chǎn)一種產(chǎn)品所需的每一道工序以及執(zhí)行這些工序的先后順序。包含了每一道工序在哪個(gè)工作中心中執(zhí)行，需要哪些材料部件以及其他的一些計(jì)算生產(chǎn)期、產(chǎn)能、生產(chǎn)成本相關(guān)的技術(shù)信息。對每道工序，還需定義該工序的作業(yè)(Activity)數(shù)量。

（4）成本中心

成本中心是目標(biāo)成本分解、歸集與控制的組織機(jī)構(gòu)，在能明確成本控制責(zé)任和方便成本核算原則下，工作中心與成本中心可是多對一關(guān)系或一對一關(guān)系。在成本中心，通過各種BOM中物料成本、工藝路線定義的作業(yè)與工作中心定義的公式，匯總即可得產(chǎn)品各層級的目標(biāo)成本。

（5）精益設(shè)計(jì)(Lean Engineering)的實(shí)現(xiàn)

可通過“設(shè)試、量試階段解決消除所有缺陷”、縮短設(shè)計(jì)周期、主查負(fù)責(zé)制的項(xiàng)目組織形式、品質(zhì)預(yù)測以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)精益設(shè)計(jì)。

（6）設(shè)試、量試階段解決消除所有缺陷

工業(yè)產(chǎn)品從設(shè)計(jì)開發(fā)到大批量生產(chǎn)，一般要經(jīng)過設(shè)計(jì)試做(簡稱設(shè)試)、試量生產(chǎn)(簡稱量試)以及大批量生產(chǎn)(簡稱量產(chǎn))三個(gè)階段，對于復(fù)雜的工業(yè)產(chǎn)品，例如汽車還要追加技術(shù)試做等階段。要實(shí)現(xiàn)及時(shí)生產(chǎn)，在量試階段就要消除所有設(shè)計(jì)缺陷。

量試階段消除所有缺陷使得設(shè)計(jì)的總損耗最小。在設(shè)計(jì)試做、量試、量產(chǎn)階段，總損耗設(shè)計(jì)試作的單件損耗雖然很高，但因生產(chǎn)數(shù)量極少，總損耗不會太大。在量試開始，產(chǎn)品數(shù)量增多，雖然單件產(chǎn)品損耗率比設(shè)計(jì)試作時(shí)少，但總量比設(shè)計(jì)試作要多，總損耗增加。到大批量生產(chǎn)時(shí)，每天產(chǎn)量較高，在初期如果產(chǎn)品品質(zhì)不能穩(wěn)定，發(fā)生因品質(zhì)問題停線及改造產(chǎn)品等情況，其損失可能巨大。因此，盡量將問題在批量生產(chǎn)前解決及縮短整個(gè)過程時(shí)間，保證新產(chǎn)品能高品質(zhì)低損耗、快速地推向市場，已成為企業(yè)提升競爭力的利器。

（7）縮短設(shè)計(jì)周期

設(shè)計(jì)周期的縮短主要通過產(chǎn)品模塊化設(shè)計(jì)、并行工程來解決。模塊化(UNIT)設(shè)計(jì)也稱單元化設(shè)計(jì)，產(chǎn)品由若干個(gè)模塊(單元)組成，每個(gè)模塊(單元)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的一部分機(jī)能(功能)，所有模塊(單元、組件)組合后實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品全部機(jī)能(功能)的方式稱為模塊化設(shè)計(jì)。每個(gè)模塊實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品所需部分機(jī)能，全部組合后實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的全部機(jī)能，每個(gè)單元可以獨(dú)立裝拆，又可獨(dú)立升級改進(jìn)。只要某個(gè)單元(或若干單元)有了改進(jìn)升級，整個(gè)產(chǎn)品的部分機(jī)能就能得到改進(jìn)及升級。