據調查，在國內外知名企業中，87%的製造缺陷可以直接或間接的通過設計改善來避免， 不利於生產的產品設計嚴重影響新產品導入進度和量產效率，由此導致的返工、產能低下、市場延誤、客戶滿意度低等問題都給企業增加了無形成本。面向製造的設計（Design For Manufacture， DFM）是並行工程的關鍵技術之一，其目的就是在設計階段就充分考慮下游製造環節的可行性問題 。
如何利用DFM 技術使設計更好的適應生產，降低製造費用，保證產品質量，加快產品研發和上市時間，是新產品導入研究的主要課題。
新產品導入（New Product Introduction，NPI）是產品從研發到生產的過程，具體指如何將新研製的產品快速、準確、高效的在工廠進行工程制樣、小批量試產，直到工廠具備穩定的、標準化的、批量生產能力的過程。
目前，我國企業主導新產品導入過程的多為研發部門或新產品項目部， 而研發設計人員和項目管理人員都對實際生產活動中存在的困難缺少認同感。
在對臺灣某大型液晶顯示器製造企業的調研中發現， 將工業工程設立為獨立的職能部門，利用工業工程的理念和工具推動新產品導入過程，可以在保證產品質量、生產效率的前提下加快項目進展、降低製造成本，甚至推動智能製造的落地實施。
一、設立工業工程部門的企業組織結構
工業工程是一門管理與技術相交叉的學科。美國工業工程師協會（AIIE） 於 1955 年對工業工程（Industrial Engineering，IE） 做出如下定義：“工業工程是對人員、物料、設備、能源和信息組成的集成系統進行設計、改善和實施的工程技術，它綜合運用數學、物理學和社會科學的專門知識和技術，結合工程分析和設計的原理與方法，對該系統所取得的成果進行確定、預測和評價。”在實際生產活動中，工業工程師既可以彌補管理者在技術知識方面的欠缺，又可以提高技術人員與管理者之間的溝通效率。
目前我國企業的IE模式主要有三種：
- 第一，沿襲國外先進管理模式，直接設立職能性的IE部門（科）或崗位；
- 第二，與科研機構或管理諮詢公司合作利用IE理論進行管理優化；
- 第三，增設對決策起參謀作用的非獨立的IE部門以開展工業工程工作。
本文調研的企業採用第一種模式， 將IE 設立為獨立的職能部門，與研發部、採購部、製造部等各部並列，行使權限時保證自身立場的客觀中立。對於集團公司而言，分廠IE 部門在行政和職能上分別受分廠總經理和集團IE 的直接領導，在向本廠最高領導負責的同時，更要監督分廠執行集團統一標準。這種獨立的IE 部門應具備 4 種功能，分別是新產品導入、現場改善、標準化管理、異常處理，其工作執掌如圖 1 所示。
▲臺灣某大型顯示器製造企業IE 組織結構及各課職責（圖1）
二、新產品導入過程
電子產品的新產品導入過程分為三部分：項目開案、試跑階段和量產階段。各階段又根據自身特點進行流程細分，如圖 2 所示。
▲新產品導入過程（圖2）
1.項目開案：項目經理主持項目開案會議，確定客戶、產品、供應商信息以及項目進度安排等。KO 會議需研發/ 品質/IE/PE/資材/業務共同與會，組成新產品項目小組。
2.試跑階段：研發部門主導進行調試、設計變更和產品評審，IE/PE/品質負評審監督責任。研發部門組織召開試跑準備會、檢討會，持續追蹤各項問題。
① DVT（Design Verification Test，工程樣品驗證測試）：研發部門設計產品並組裝 2-3 臺樣機進行基本性能驗證測試，隨後召開 DVT 檢討會進行設計評審。評審通過，樣機移交生產廠。
② EVT（Engineering Verification Test，工程樣機認證測試）：生產廠收到樣機後，準備物料，組裝 20 臺左右工程樣機，供電氣、結構等方面測試，並召開 EVT 檢討會，確認產品檢驗規範，各項評審工作陸續展開。
③ SVT（System Verification Test，系統認證測試）：設計圖紙、檢驗規範均形成書面文件並籤核報備。IE/PE 分別向生產線提供標準作業指導書，按照標準流程排程、備料、生產、檢驗、入庫、出庫，共試產 30 臺左右樣機。召開 SVT 檢討會，各單位公示評審結果。
3.量產階段：由 IE 部新產品導入課主導，主持量產準備會和檢討會，追蹤試跑問題，協調生產、品質、資材部門完成新產品導入過程。
① PP（Production Pilot，小批量試製）：嚴格遵守量產流程。共生產 50-100 臺小工單，跟蹤設變問題的改善情況。
② MP（Mass Production，量產）：IE 部新產品導入課持續跟蹤 1000 臺產品生產數據，根據過程潛在失效模式和結果分析報告，向生產線宣導重點工位及作業管制重點，記錄產品不良率、作業效率等，最終完成新產品導入過程。
至此NPI過程完全結束，IE 部門在 DVT 階段介入 NPI 過程，持續推動 DFM 項目實施；在量產階段負主導責任，指導產線作業，宣導管制重點；量產1000 臺無設計遺留問題，新產品導入課方可將產品移交製造部門，僅保留作業指導書維護權限。
三、工業工程在新產品導入過程中的作用
1.IE主導 DFM 實施，縮短 NPI 週期並降低製造成本
IE 參與的 NPI 過程貫徹DFM 思想，由 IE 主導DFM 實施與設計人員主導相比能夠使新產品更快量產；與項目經理主導相比，提高了溝通效率。三種主導方式用甘特圖簡要說明，如圖 3所示。
▲DFM 三種主導方式的甘特圖對比（圖3）
假設只考慮設計與製造並行，由研發部門主導 DFM， 設計完成後再與生產部門溝通導入，項目進展相當於串行工程；另外，研發人員難以提前且全面的考慮製造可行性問題，勢必增加設變次數，拖延項目進展，導致項目在 t3 時刻結束。
若由從管理角度出發的項目經理主導DFM，可以較好的實現設計與製造的並行，但由於項目經理在專業知識方面有所欠缺，溝通不同部門時需要較多的溝通次數和溝通時間，項目可能會在 t2 時刻結束。
而 IE 部門主導 DFM 時，IE 工程師在 DVT 階段介入設計過程，依照集團指定的 DFM 標準化文件，就設計可能存在的組裝干涉、不防呆、物料管理困難等問題多方溝通， 最大限度地減少 DFM 方面的設變次數；此外，IE 工程師可以準確表達製造困難和自動化要求，與設計人員溝通無障礙，指導製造部門執行設計變更也及時準確，幾乎無延誤時間。此時，項目可能會在 t1 時刻結束。
顯然 t1
2.IE 主導設計可生產性評審，避免設計導致的作業困難
在手工流水線上，若某工位因作業難度過高成為瓶頸站位，將影響生產線平衡，降低生產效率；若作業員作業時需額外的注意力，則既影響生產效率又存在品質隱患；若各工位都按照標準作業指導書作業，仍不能滿足產品檢驗規範，將造成產能浪費，甚至客戶拒收。以上情況均屬於設計問題造成的作業困難。
賦予IE部門設計可生產性評審的權限，可以有效避免上述問題。評審採取打分制，按問題嚴重程度從低到高扣 1-3 分，EVT 評審分數低於 80 分需改善後才能進行SVT 試跑，SVT評審分數低於 90 分不得進入量產。評審報告需由製造與研發功能主管共同籤核並公示全廠。
評審主要內容有：①設計是否符合 DFM 標準化文件要求；②產品結構是否存在嚴重干涉；③設計是否防呆；④設計是否適應已導入的自動化設備；⑤正常作業是否存在不滿足檢驗規範的隱患等其他設計問題。
此外，設計可生產性評審報告不僅要體現設計問題， 還要與技術人員溝通給出解決對策。出現重大設計不良且難以推動改善時，IE工程師需通報全廠，杜絕設計問題給後續量產造成品質和效率隱患。
3.IE主導過程潛在失效模式及結果分析，預測失效風險並管控作業品質
在設計已經沒有更改餘地或者更改成本過高的情況下，為保證順利量產，某些高風險工位需克服作業。此時需要IE工程師同時考量生產線特點和工藝特殊性，使用過程潛在失效模式及結果分析 （Process Potential Failure Mode and Effects Analysis，PFMEA） 技術對產品生產過程中存在的風險進行分析評估。
PFMEA 用於分析生產過程中每個環節可能存在的風險和風險程度，並針對各項風險採取相應的預防和糾正措施，降低風險係數，減少問題的發生。具體方法是計算風險順序數RPN=嚴重度 S×頻率 O×探測度 D，按照 RPN 從大到小對所有工位排序，IE 工程師應向車間管理人員和作業員重點宣導風險前3 名的工位，講解可能的失效模式以及失效探測方式，給出控制預防策略，從而降低作業不良率。
4.IE主導企業設計和生產標準化管理，為先進製造技術奠定基礎
智能製造是製造業未來的發展趨勢，各種先進製造技術的使用都需要標準化的環境作為基礎。簡化和標準化是IE 基本意識之一，將 IE 部門作為標準的制定者是一個正確的選擇。
IE 能夠根據產品的共性和生產線的特性制定 DFM 標準，如附件條碼標準化規定不同供應商條碼的編碼規則，對易混料的附件進行讀碼區分，有效減少附件的錯、漏、反。
IE 負責建立產品工藝路線，根據標準工時及標準作業動作制定機種工時表，作為核算產品製造成本和製作標準作業指導書的唯一依據；IE 負責標準作業指導書（Standard Operation Procedure，SOP）的編寫、發放和維護， SOP 作為生產線作業的唯一標準，使作業員的每一個動作都有法可依等等。
這些標準化的管理為產品數據管理（Product Data Management，PDM） 系統、企業資源計劃（Enterprise Resource Planning，ERP）、廠區信息整合系統（Shop Floor Integrated System，SFIS）、高級計劃與排程（Advanced Planning and Scheduling，APS）系統、生產自動化等先進製造技術的引入、使用以及擴展奠定了堅實的基礎，是未來實現智能製造所進行的先期工程。
四、小結
本文調研的臺灣企業多年佔據全球電視機出貨量排行榜前三位，其產品報價之低、新產品導入進度之快、產品質量之優良，在業內得到了廣泛認可，有效IE模式為企業的成功做出了巨大貢獻。
一個專業而且強有力的IE 部門， 可以給企業帶來長遠的、可持續的經濟和社會效益。IE 參與新產品導入過程，並不僅僅是對某一產品的設計進行改善，更重要的是規範多部門參與的新產品導入過程，為整個企業建立起IE 意識，即全局與整體的意識，成本與效率的意識，問題與改善的意識，簡化與標準化的意識，以及以人為本的意識。這種意識體系的建立，可以幫助企業在當前實體經濟轉型升級的大背景下，緊跟智能製造的潮流， 更快的適應各種先進製造技術，在激烈的商業競爭中立於不敗之地。
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