新形态下的注塑企业:精益注塑制造 系列开讲(一)

杨建宏

自从我提出了“精益注塑制造”模型后,许多读者要求我继续细致地讲述这个模型的解释和用法,今后我将分为6期详细解释下这个模型的主要模块。

精益注塑模型图

今天说第一个模块---PEM3设计。

PEM3是5个英文字母“product”“environment”“machine”“mould”“material”的首个字母的简称,中文意思即是产品(设计)、(生产)环境、机器、模具、材料。

这5大要素是注塑行业必然面对的5大要素。有以下共同点:

11)功能性。

这5类硬件都要满足一定的功能。产品要满足一定功能,机器是,模具是,材料也是。

22)价格敏感度。

这5类产品都对价格敏感,因为他们都是要跟市场打交道的,或者从市场买来(机器、模具、材料、环境)或者要卖向市场(产品),不合理的价格对于注塑企业来说是无法维持生存的,比如产品价格低,机器模具价格高,对于注塑企业来说都是灾难。

33)供求可议价的柔性。

这5要素都是有选择余地的,产品不好可以重新设计。机器模具价格谈不拢可以买别人的,所以选择余地很大,有很大的柔性。

44)初始设计最重要。

这5类要素都是首重初始设计。开始设计错了产品和厂房环境或者买错了机器。。。那损失无疑是最大的,不像技术参数错了可以调,这5样都不是。

我以前曾经沉迷于从事于生产管理、精益生产、工程设计等领域很久。

工业设计里面有个重要学派叫:价值工程,其基本观点是产品或系统设计首重价值,价值=功能/价格,即 V = F/C。其观点是1)源头的设计时候对成本影响最大;2)应该追求最高的价值(V),也就是说在满足功能情况下设计越简单价格越低越好等等。

所以在2年前我创立精益注塑制造模型的时候,我就借用其观点,即设计时候推崇PEM3的整体经济性(最高价值),不宜推崇过度的投入及超出客户需求的设计。

下面分别从5个方面阐述这5个要素。

P-产品设计的经济性。

注塑行业的运作对于产品设计的依赖程度很高,我认为有以下3个方面 - - -工艺,品质要求,材料。原则就是“够用就行反对完美”“追求简单低价”。

首先是工艺方面,遵照“够用就行反对完美”“追求简单低价”的原则,工艺设计尽量简单实用,比如我以前做苹果工业电脑MAC时候。

苹果的MAC

MAC的前壳(BEZEL)为了达到立体效果,需要在ABS的BEZEL上覆盖一层透明PC。其实为了达到这种效果可以做双色注塑,可以做包胶注塑,但前者工艺复杂,对于机器和模具的要求都很高,投资很大,所以还是选了包胶注塑的方法照样可以达到既定效果。

一般说来,工艺设计除了刚才的加工工艺尽量节约之外,还有就是零部件个数能少就少,后续装配越容易越好(比如能插接的就不好螺丝组装,能螺丝组装的就不要焊接等),加工越简单越好,工艺越通用越好,对资质要求越简单越好(比如电镀的环保资质难于烤漆,烤漆的环保资质难于注塑)。

其次是品质要求越简单越低越好。

注塑产品的品质一般是三个方面,外观、组装效果、理化性能。生产中往往是品质要求高一点,制造成本高一大截。比如如果要求黑点标准是0.2,如图,那么普通车间是可以的,但如果是0.1,普通车间就有点困难了,而无尘车间的造价就是额外的一大笔支出。

放大100倍的0.2标准的黑点

再比如下图的浇口缺陷,这是浇口气纹(冷料痕),其实在B级面上没有问题的,如果不允许,则模具设计会非常犯难,后续对应的成本也增加很多。

浇口缺陷

这是浇口气纹(冷料痕),其实在B级面上没有问题的,如果不允许,则模具设计会非常犯难,后续对应的成本也增加很多。

产品设计的材料方面也是“够用就行”??。

我们诚然知道,就一般的强度指标及热性能而言,PEEK性能好过PBT,PBT好过PC,PC好过ABS,ABS好过HIPS。但产品设计肯定不能越贵越好,而是够用就行。

这方面案例很多不赘述。

下面说今天说PEM3的第二个模块- - -E环境模块。这个模块注意说的是注塑车间环境的经济性,也是“够用就行”“简单低价”的原则。

车间环境的衡量指标一般有恒温恒湿性能,洁净度,风速,地面等指标。

这部分指标高,车间造价就贵,维护保养等固定摊分费用就高,企业盈利就越困难。

我们常见一些注塑企业很光鲜但不一定盈利就是这个道理。所以在这里,“够用”的标准很关键。如下图:

无尘
作业

以上为我在企业作业

是我分别在4个要求不同的企业诊断时的照片,环境分别是1万等级的无菌无尘室-10万等级的洁净室- 10万等级的洁净室 - 普通注塑厂房。

其产品分别是药品包装物- - -化妆品包装 - - - 移动终端配件- - -厨房电器配件。

熟悉注塑行业的人士可能会看出来,1、2、4这3张图片的厂房配置是没有问题的,而图片3的厂房配置有点过了,移动终端注塑件可以不必用洁净室。

但另一方面,环境配置不够也不行,比如高端连接器加工,就要去恒温恒湿风速低,但我授课过的下面的连接器厂就不行了。

某连接器厂实图

这个厂,四门大开,车间过道的风力至少有3级,速度至少3~4米/秒,温度湿度都不恒定,结果就是产品稳定性很差,尺寸不良超1000ppm,需要人挑选,根本无法做高端的连接器。

下面说PEM3设计的第三个方面,机器。

机器的选择方面很多,主要是压力、速度、精度、响应时间、螺杆性能等几个方面。同样吨位的机器这几个方面不同则价格差别有3~5倍,性能低了没法生产性能高了浪费钱。

以速度来说,普通注塑机螺杆射出速度只有80~~100mm/秒,一般高速机可以达到160~~400,特种高速机可以达到800~~1200(资料显示有达到3000的除外)。

以手机保护套为例,普通注塑机可以加工1.0mm厚的TPU,一般高速机可以加工0.7mm的PC,而要加工0.45mm的则要特种高速机。如下面2款产品都是我在注塑厂遇到的2款产品,基本都可以用普通注塑机解决,特别是左侧的产品,但他买了350的高速机,基本属于配置浪费,不符合“经济原则”

&

实际设备配置中,配置不足的情况的情况更多,特别是在螺杆配置中。我们知道螺杆品种很多,针对不同的料应该有不同的螺杆,比如PS、PA、PVC、PC、PMMA、PET、玻纤料等都有自己的专属螺杆,如果使用不当则轻者无法顺利生产重者螺杆损坏。下面2个图是我在辅导的注塑厂把普通螺杆用了玻纤料后的结果。

PK

所以我说的浪费并非全部指花钱多了,有时候花钱少了会引起更多的浪费。

注:精益生产里面的浪费有3种情况,过多,过少,不均衡,3种都是浪费的。

浪费

速速自检了~~

精益生产对于浪费3种形态的理解。一般来说,

我认为,机器配置存在以下9大浪费:

① 品牌浪费

② 选择型号及系列不当

③ 吨位浪费,大马小车或大车小马

④ 部分固定配制设计的过度或不足

⑤ 没有专用机或都是专用机

⑥ 螺杆选择过度或不足

⑦ 机器购买过多,利用率不足

⑧ 模具产品与机器不配套

⑨ 模具产品与螺杆不配套

下面说PEM3设计的第四个方面,模具。

我认为模具设计存在着一个“经济性”的最佳点,在这2个点的两侧分别是设计浪费及设计不足。

今天着重说设计浪费,我认为模具设计浪费有9种情形,即:

① 模具材料使用过度或不足

② 模具精度过度或过低

③ 加工工艺过度或不足

④ 模架与模仁不匹配

⑤ 模具整体不考虑机器尺寸

⑥ 易损件设计过度

⑦ 模具寿命过长或过短

⑧ 生产效率设计过低

⑨ 流道的无端浪费

看下图:

看懂否

很明显,如此短粗的模腔,如此少的穴数,如此空旷的分型面,实在地告诉我们这个模具的设计违反了上述9条里面的第8条,生产效率设计过低,至少说穴数少了,这就是模具设计“不经济”的案例。

最后说下材料,这是PEM3设计的第五个方面也是最后一个方面。

我认为,常见材料设计浪费主要有5大情形:

① 品牌浪费

② 性能浪费

③ 未加回用料的浪费

④ 指定专用料的浪费

⑤ 指定添加剂(含固定品牌色种)的浪费。

前面2个都容易理解。至于未加回用料的浪费,事实就是的讲,注塑行业用回用料是正常的,各项理化指标也很容易过关,但执行中往往被规定很严苛的比例,比如20%等等,最后企业往往是偷着加,玩猫与老鼠的游戏。

综上,注塑行业在生产开始之前要做好的5件事,5个要素的设计 - - -产品、生产环境、机器、模具、材料就是如上简单的理解,实际执行中应用非常落地及复杂,但不管情况怎么变,我们要记住一个总原则,就是“整体经济原则”,即“够用就行反对完美,经济性为要”。

现在注塑行业环境很恶劣,对于成本的压力很大,上述是“精益注塑8原则”之首- - -“经济性”原则对应的5大要素。要想在严酷的现实环境下存活下来,理解好今天说的5要素的“经济性”是必须的也是必要的。

本章完,待续············

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