要打造工業4.0的綜合系統，須先用理想樣貌描繪出生產系統的宏觀設計，這點很重要。宏觀設計應該包含課題在內，盡可能完整描繪出理想樣貌，將整體狀況「可視化」，也就是盡全力描繪出理想情境。課題可在實行階段逐一解決，同時提昇生產系統的水準。

就方法而言，各產線要制定出未來5∼10年的展望，同時明確創新理念。為了實現該創新理念，在每個實行階段要逐漸突破各種課題，以全體最佳化為目標。如果只做部分改善，恐怕會先從能做的開始，使得對策缺乏系統，難以達到整體最佳化。反過來說，概念不明確的創新舉措很難引發突破。

符合工業4.0的5個主軸

生產系統設計若要符合工業4.0，在宏觀設計上必須考量許多要素。製程設計的基礎是考量生產對象產品的多樣化或縮短產品生命周期等限制，同時以高效率生產為目標。這種設計作業，方法與CIM時代相同。

第1個設計主軸是製程設計→作業設計→自動化，必須設計高效率生產系統、維持管理高效率生產系統的品質監測系統、設備維護系統及蒐集工時管理實績數據的系統（製程的宏觀設計）。

第2個主軸是投入材料到出貨為止，盡可能採用流線生產（單件流）的無庫存生產。為了實現同步等量化，在產線設計與製程設計等階段應採用進行流線生產的宏觀設計，在設計流線生產的同時，改善和提昇設備速度、縮短品項切換時間、改造設備進行混合生產，同時用最佳排程對應複雜的生產指示。這稱為「製程規劃」。

第3個主軸是從調度、生產、出貨、物流可一氣呵成且流暢進行控制的生產管理系統化。至今，各公司進行各種努力，從大量生產方式到多樣少量或個別接單生產，有各種管理方式。此外，因為ICT的發展，使套裝軟體也很充實，比較容易依各公司的特性活用套裝軟體。所以要活用以生產管理為主軸，善用資材調度管理、庫存管理、JIT零件物流等資訊，建構一套機制（生產管理系統）來支撐彈性且高效率的生產。

截至目前，這也是CIM概念延伸上的對策。到了工業4.0，必須活用CIM的上位階層資訊，設計一套系統，將工廠運用最佳化。至今是硬體＞資訊，所以資訊系統常被實務生產系統牽著鼻子走，但是到了工業4.0，將會演變成硬體＝資訊或硬體＜資訊。我們認為資訊會成為生產系統創新的契機。資訊系統具有智慧判斷功能後，即使既有的實務生產系統沒有太大的改變，依舊能即時讀取現場資訊，由電腦依現場狀況進行最佳的生產排程或生產資訊指示，這樣就能實現流線生產。

現在只要投入費用和時間，便可蒐集各製程的製造條件、設定參數或加工後的測量數據，做出某種程度的分析。生產投入指示、安燈指示或零件供給系統等，可和高階的生產管理資訊系統連動，活用在自動倉儲或自動搬運車的控制上。在限定範圍內可做到從設備方監控生產結果的QCD相關數據，有無偏離基準，同時調節製造條件參數，進行穩定生產。生產管理與製程管理面上，可賦予各單品ID(Identification)資訊，蒐集製程通過資訊，進行個別產品單位的生產管理指示。但這只是在預先設定好的範圍內進行邏輯處理，無法對應超出預測的異常狀況或例外狀況。

工業4.0的目標是用多個感測器蒐集隨時在變化的生產狀況，依故障或個別產品進行最佳指示。過去是由經驗豐富的資深生產管理負責人進行對應，但今後可讓電腦進行判斷。必須教導電腦該蒐集哪種資訊，及該用哪種演算法處理。現階段，只有人類才能撰寫演算法。

第4個主軸是用網路連接顧客或供應商，活用IoT的系統設計。目前已經能透過衛星通訊或網路來監控顧客的使用狀況數據並進行維護。此外，還有遠距離資訊連接的案例，企業將海外生產工廠的產品檢查數據傳回日本，在日本進行趨勢修正管理後，再將修正點回傳海外工廠等。至今是做單方向的製造資訊提供，有了IoT後，遠距離也能進行雙向的資訊溝通，讓製造更具功能性。

IoT的相關技術與AI人工智慧(Artificial Intelligence)技術，其進步令人驚豔。具自我學習功能的AI也有研究上的進展。但要活用在製造技術、生產管理、製程管理等工廠的所有管理上，還需要一點時間。

要用心撰寫電腦用的演算法，必須將生產現場蒐集到的大量數據加工，透過分析大數據找出提昇附加價值的法則。蒐集這類製造資訊，描繪出高度的工廠管理系統，將其活用在生產判斷或生產設備的控制上，就是第5個主軸的生產系統設計。

最後，將設計好的宏觀設計整理成基本設計書，經公司內部評估後，將其定位為工業4.0創新計畫，成為今後的詳細設計或是實施階段的指針，這樣的設計作業就是宏觀設計。

突破工程障礙的建議

強大的實務生產系統是指能高效率生產、流線生產，並具備高品質的工廠。生產系統創新是指描繪宏觀設計（包含課題的設計），同時確實進行改善和創新以達成目標並累積成果。為建構工業4.0，則有以下課題應解決

1.對應多品項

製程規劃的突破，以打造高完成度的流線生產。實現單件流的整流化（單元編排、U形產線、小型專用產線化）、同步化（同步周期時間提昇設備速度、混合生產化）、可對應多品項的設備創新（活用多軸機器人、縮短品項切換時間）

2.穩定生產化

製造品質的穩定化（提昇品質精度）、設備的穩定運轉（排除設備損失的對策、TPM等）、徹底推動5S或定位管理。

3.高速化

提昇設備速度以實現高效率生產。高速化的課題是技術創新（不影響製程品質或產品精度）、發熱、振動與噪音對策等突破。此外，還必須謀求設備的改造、更高的投資報酬率。

4.製程創新

高效率生產還有另一個技術突破，開發新工法削減製程數或設備開發等。

雖然無法直接解決問題，但必須充實能引發突破的生產技術管理。1990年代起，外包化和工廠移轉海外加劇，企業內的生產技術已經被削弱。生產技術人員的不足、專案經理的技能不足、年輕技術人員的實力不足等問題顯著，甚至出現自我封閉的專業人員只願意做限定的專業。在這樣的狀況下，要推動突破就必須讓生產技術人員在年輕時學會突破的推動方式。

推展突破的3步驟

突破是指解決困難的課題。設計開發人員習慣用功能展開思考法，但生產技術人員不同，較習慣採用坊間現成的技術（稱為「模式發想思考法」），會用功能展開思考法進行問題解決的生產技術人員相當稀少。進行突破是指分析物品在製造技術下的變化（加工、處理或設備運動的物理、化學、工學機制），用邏輯性的方法掌握問題。

依照問題分析與解決進行突破工程的展開手法，步驟如下所示：

1.設定理想姿態當作目標（宏觀設計的展開）。宏觀設計就是前文所述的內容。

2.透過現狀分析，明確與理想姿態之間的差距。現狀分析會依據應突破的目標採用各種不同的分析手法，重點是盡可能量化目前的實力程度。

3.分析無法徹底縮短差距的要因。

「要因分析」的流程是不斷問「為什麼」，同時假設問題的發生要因，透過驗證讓假設變成真實。這種問題分析與解決(PSP)是藉由假設到驗證的連鎖過程，來追究做不到的真正原因，然後加以解決，使其能夠達成。因為是處理技術問題，可用物理化學法則或工學法則建立假設，然後依內容進行驗證。許多技術人員了解思維模式，但只有極少數的人能在實務上發揮。在問題解決上，我們常看見很多人採取經驗法則，也就是利用其他公司的成功案例或過去的經驗法則找出某個原因的結論。一般來說，有7成的問題靠經驗法則或許能解決，但剩下3成必須仰賴「要因分析法」。這類殘留的問題會成為慢性問題而被擱置。但要達成高遠的目標，就不得不對應這3成的問題。

追究做不到的真正原因，主要是指技術的極限、投報率的極限，在這個階段不會追究管理面和工廠體質面。如果追溯原因到管理面或體質面，課題只會愈來愈多，有時會需要長期的對策。在突破工程部分，主要聚焦在技術面的問題。透過要因分析進行突破，必須盡可能依照自然科學帶動思考，否則會找不到解決問題的線索。重點是必須從物理化學法則或工學法則，分析問題解決對象的變化機制，透過假設與驗證，挖掘出真正的原因。

【本文出自《能力雜誌》2022年1號；訂能力電子雜誌；非經同意不得轉載、刊登】

許多「GOOD FACTORY」絕對會致力投入的，就是明確揭示自家工廠以何種樣貌為目標的「未來藍圖」。日本企業大概是在1980年代中期，開始積極進軍海外。當初，許多企業都將工廠進駐海外視為日幣升值的因應對策，藉此謀求低廉人事成本。之後，在因應全球化的必要性日益升高、新興國家市場可能隨著經濟發展逐漸擴大等背景影響下，進軍海外步調更為加速。結果，海外工廠的目的或存在意義也開始變得多樣化，在海外發展的形態也大幅變化。

如今不論任何工廠，被賦予的任務不再只是集團內部提昇效率性或生產性的據點，更是對進駐國或區域的獨立自主，或是全球經濟而言的核心存在。各工廠身處於這種全球化的複雜環境中，都會與當地從業人員共同商討自己本身的目標為何、理想樣貌、未來藍圖，明確揭示日後希望實現的樣貌，並與所有員工相互確認共同願景。

揭示工廠目標，就是揭示工廠的存在意義，對於工作者而言，也等同於明確揭示本身的成長樣貌。業績（生產量、生產額）或利潤等業績目標固然重要，明確揭示公司的目標樣貌或面對員工的態度，對於工廠的中長期營運非常重要。

洞悉海外設廠3大分期

傾聽曾外派到海外工廠的人士談話，可以聽到各式各樣的意見。「當地員工只會按照指示辦事」、「日本長期沿用的那一套在那裡都不管用」、「當地沒人懂生產管理」等，似乎初來乍到就必須面對許多課題。

但是，有很多企業都解決了那些課題，歷經變革成為「GOOD FACTORY」。成長蛻變成為「GOOD FACTORY」的公司，面對各自課題全都是在一邊苦惱、嘗試錯誤的過程中，持續致力實施必要措施。這些措施隨著事業、工廠或區域的發展時期也有所不同。其中，洞悉工廠的發展時期尤其重要，就算是有效果的措施，根據實施時期的不同，也有可能造成反效果。

關於願景或中期計畫的制訂，工廠草創初期就要以經驗不足的當地從業人員為主體，進行相關討論或許會窒礙難行。雖然，我們會希望及早培養當地從業人員，但是不該漫無目的胡亂指導，首先必須由日籍職員示範。為當地從業人員示範後，細心指導，藉此幫助他們成長。如果目標是達成更符合現場實際狀況的人才培育，就必須先有計畫地培育當地講師，再慢慢建構出以那些講師為主的教育體系。

如上述，想要實現「GOOD FACTORY」，就必須洞悉時期，按部就班朝目標邁進。我們將其區分成「草創期」、「成長期」、「成熟期」等3個時期，根據不同成長時期，介紹各階段需要投入的要訣。各時期應該實施的重點如下所述：

1.草創期

(1)工廠內部確立製造基礎

(2)貫徹自家公司理念

(3)首先，從工廠產出「良品」

但是創業後多長的時間稱為「草創期」，根據各家企業有所不同。各公司需要針對這方面，自行具體定義。

2.成長期

(1)所有人對於致力達成的樣貌擁有共同想像

(2)為此，有意識認知朝自主化邁進的幾項措施並逐一執行

「成長期」或許也可說是打造工廠自主基礎的時期。重點在於管理者必須留意員工從「根據指示執行」，邁向「自行發掘問題、課題，並檢討對策」等不同階段的意識變化。

3.成熟期

(1)認知到主角是當地從業人員

(2)意識到以當地從業人員為主體的各項措施並予以採納

「成熟期」是邁向自主的最後階段。繼成長期之後，除了眼前的問題、課題之外，重要的是逐漸培養出得以檢討更長期課題，開展相關戰略與措施的能力。

利用共同認知的指標來管理

工廠推動整體性改善時，可能會有「積極投入改善的部門」、「投入改善的小組很少，卻能做出高品質改善的部門」、「組成成員或參加者都很少，改善推動不如預期的部門」等，各部門進度出現落差的情況。在此情況下，到底應該如何評價部門的投入會是件難事。要是評價無法適切，即使獎勵員工希望他們積極推動改善，也無法有效推展活動。

面對類似案例，藉由各部門共通的指標加以管理，就能讓活動進度可視化，也能進行整體比較。正確評價活動結果雖然是件難事，就提昇士氣這方面而言，卻是至關緊要的。

許多「GOOD FACTORY」都會訂出所有從業人員都能理解的指標(Key Performance Indicators, KPI)，永遠都以相同基準掌握進度或成果。也會設定像是定期掌握進度狀況的會議等，如此就能賦予活動節奏感，還能將現場無法解決的技術性課題帶進日常，予以可視化。

事例1》以相同指標比較集團內各公司

「豐田紡織 泰國」會以相同指標，比較集團內的各公司。這是因為，藉由與眾多工廠比較，掌握自家公司的水準，此活動持續到最後，會需要一個超乎一定水準的指標性存在，目標設定並非只求「大家做得到、我們也要做到」，必須設定只屬於自己、更上一層樓的目標。因此瞄準的是更高水準，持續朝具有挑戰性的目標、理想樣貌的明確化，設定革新目標邁進。評價KPI的設定也很重要，但是其根本思維是擺脫「與其他公司比較」，激發想要更上一層樓的士氣。正確理解KPI的精神並引進，就可能逐漸蛻變成以革新為目標的工廠。

該公司所設定的KPI包括「勞務體質：平均用人成本、留職率」、「生產力：勞動生產力、設備生產力」、「進貨品質：不良率」等項目。

事例2》將各職場的目標可視化

「豐田汽車 泰國」所實施的是「清楚認知自主化水準」的工廠營運。所謂的自主化，根據6大領域（安全、品質、成本、設備保全、生產管理／物流、環境）明確展現達成狀態，訂出各年度目標後全力達標。其特徵在於各職場針對各項目設定各自目標，並予以可視化。

事例3》所有人共享資訊，解決問題

「東風日產乘用車」會大幅豎立所有人都能看見的方針管理布告欄。內容涵蓋所有方針開展與管理項目。各生產類型的重要指標、重要活動課題或定期反省點等，全都一目了然，員工能夠藉此確認日常管理狀況，也有助貫徹執行、後續追蹤。

1.所有相關人員共享現場品質狀況等資訊

該公司日常管理的核心為QRQC活動。此活動讓所有相關人員每天共享生產現場的品質狀況等資訊，因此得以迅速因應突發狀況或異常情事。

實際運作方面，分為以品質為主的製造相關「製造課題」，還有起因於材料、設備、標準作業方法等變更的「技術課題」，員工在日常活動中會推動不同管理循環，採取得以立即因應的做法。

2.所有部門都以「家族定位」參與運作

該公司還有所謂「橫向補充―家族模式」，用以支援QRQC活動的獨特活動。這是圍繞製造現場的上游工程、生產技術、設備保全、IE、安全、物流、採購等所有部門全數參與，所有人（＝家族：family）篩選出應該檢討的課題在家族會議中慢慢解決的「家族運作模式」。

問題不只在本身職場解決，如同「課題檯面化與改革無極限」所言，將課題檯面化至「所有人」的層次，結合眾人力量、集思廣益，慢慢解決，這已成為該公司日常管理活動的基本態度。

善用過往資料提昇QCD

進軍世界各地的工廠，首要目標就是能根據標準流程作業或生產。隨著現場的成熟度日漸提昇，當地從業人員會開始自行思考，以改善為目標。而工廠高層希望達成的未來目標樣貌，就是以當地人才負責營運的自主工廠。

進軍海外歷經數年歲月的工廠，品質、成本、交期(Quality Cost and Delivery, QCD)也已經穩定，日常業務交由當地人才推動應該是沒問題的。問題大都發生在設備故障或零件異常等情況。培養出能在諸如此類的緊急情況下，瞬間因應的當地人才，也是以「自主化」為目標的一大前提。而更重要的是，創造不會發生異常的狀態。

為此，必須發掘潛藏於生產線中，那些可能引發異常的要素，持續改善，避免異常發生。當地從業人員自行發現問題，加以改善，持續提昇QCD水準，有助於提昇當地工廠競爭力，最終就能實現由當地員工管理的工廠。

一般而言，品質問題的解決對策大致分為3階段：1.防止不良品的流出、2.防止發生、3.防範於未然。新產品計畫剛啟動時，會將心力投注於防止不良品流出，所以會有許多問題被發現，然後解決。但是，也有案例是在新產品販售之後，再次發生以前的品質問題。

發生這種問題時，許多工廠都沒有留存計畫剛啟動時的品質不良相關數據資料或因應對策等紀錄，似乎很難回顧過往。在此，將介紹運用過去品質問題的數據資料，成功改善品質的事例。

事例4》審視過往專案計畫

「豐田汽車 印尼」為邁向當地自主化，謀求組織體質的強化，回顧了10年前的專案計畫。這是因為，他們認為製造現場的問題長期未解決，原因之一就是專案計畫上路之初，對於當時發生的問題未能充分了解與因應。這個活動是從品質、設備保全、物流這3個面向，確認過去的紀錄。

同時，推動「所有人共同面對從新計畫啟動遺留至今的問題」、「各生產現場共同提出問題點，將其可視化」、「徹底分析問題，銜接具體對策」等一連串活動。所謂的「生產現場」意指如塗裝、沖壓、物流或設備保全等各工序，藉由回頭檢視所有工序，達成解決問題的目標。

此外，該公司也運用ABC管理告示板，為防止延遲、疏漏，藉此掌握所有成員狀況。他們根據各產品編號，將所有確認項目可視化，規定「全綠」才能邁入下個階段。特別值得一提的要點是「10年前的紀錄如今仍確實管理」、「明確界定所有問題，力求早期解決」、「將問題可視化，絕不拖延解決」。這一連串的努力，都有助於擬定品質不良對策。

【本文出自《能力雜誌》2022年1號；訂能力電子雜誌；非經同意不得轉載、刊登】