從制造零件到獲取利潤

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廢鐵也能做出好芯片，但這無法讓工廠與眾不同。Don Dumoulin曾經在多家公司工作過，包括Procter & Gamble、Glaxo-Smith Kline和Blackstone Private Equity，最終他在2013年收購了一家模具工廠。受到美國制造業復興的鼓舞，他說如果不是看到這一行業和這家工廠的具體前景，他絕不會做出這一行動，而且他看重的不僅是這一點。但是，在最新的“鐵”（一臺以堅硬的花崗巖為基礎的五軸機床）到達前，該工廠的潛力并沒有得到充分釋放，即這臺機床可以節約數百小時的人工拋光時間，同時在某些情況下無需進行電火花加工。

這臺嶄新的機床并非為Precise Tooling Solutions公司近期差異化工作的唯一成果。這家占地50000ft2的工廠中堆滿了大型康明斯發動機坯塊，這些坯件處于不同加工階段，而這些僅僅是這臺新五軸機床帶來的諸多合同業務之一。這家工廠(主要關注大型零件)位于印第安納州哥倫布市，占地面積約為2000ft2，該工廠專門生產ErgoSmart設備，這是一套符合人體工程學的工作站和機床底座，于2016年購入用于出售給許多采購注塑模具的客戶。

圖1  除其他優勢外，Precise Tooling Solutions公司的Roeders RXU 1001 DSH五軸機床的精度還能通過降低電火花加工和拋光需求提高多元性和效率。這項技術投資基于持續性的數據收集和分析

新業務并未取消工廠的核心專業，核心專業“精準模具”直到去年還在運營。相反，Precise Tooling Solutions公司的50名員工目前仍在制造和修改模具，生產量同之前一樣。區別在于在過去5年中，該工廠尋找了足夠的額外產能，而長期占據主導地位的汽車工裝業務比例從總業務占比的80%降到不足60%。同時，ErgoSmart業務同之前的合同工作類似，可以匹配現有工作流程。

做到這一步并不需要改變該工廠沿用了四十年未變的加工機制。Dumoulin表示這主要是現場員工的想法，他們認為他將這臺新的五軸機床描述為“機床中的法拉利”完全是基于資深機械師的經驗，而公司的戰略決策方式發生了改變。

圖2  這種新型五軸機床據稱在這家位于Indiana的Columbus工廠的數百英里的范圍內提供最大的Roeders五軸機床作業區

在某些情況下直觀化可能非常重要，因為必須得到可論證的實際證據的支持才能在當代的國際競爭性業務中發揮作用，Dumoulin解釋稱。對于機加工工廠而言，這意味著對于所需工具或庫存的位置不應存在任何疑問。對于中斷的工作流程不得存在任何誤解。關于那些方面實際存在的瓶頸問題或者實際需要潛在新技術不得存在任何不確定性。更廣泛的說，當經濟表現下滑時，老客戶和員工豐富的車間經驗并不足以保證競爭力。簡言之，關鍵在于采用小規模加工車間并圍繞其進行大型企業那樣的分析。

Dumoulin承認過去五年的轉型并非一帆風順。但是在他看來，一帆風順同樣可能意味著危險。他說數十年不變的傳統經營方式很容易阻礙工廠發揮全部潛力，同時這也為投資新式五軸機床提供了機遇。“他們總是說‘我認為或我覺得’而并非‘事實是什么’。”他回想起當初考慮收購的許多機加工工廠。

在Precise Tooling公司，第一步就是了解已有方法的無效性（以及機遇）。“我們編制了電子表格并通過13種不同方式輸入相同的數據。”Dumoulin解釋了當初如何在收購了該工廠后立即決定投資企業資源規劃（ERP）系統。

該系統名為E2 Shop System，由Shoptech Software公司開發，同許多其他投資企業資源規劃系統一樣均采用模塊化設計。這有助于在逐步適應一個模塊后，繼續添加其他模塊。但是，Dumoulin否決了這一特殊考慮。他說：“許多人希望循序漸進，但是那可能會成為我們做過的最糟糕的事情。”他解釋稱同時在兩個系統中作業可能會加劇混亂，甚至造成拖后退。“因此我們決定一次到位，就行更換創可貼一樣。”

估算、報價、采購、工作排程、會計處理、發貨、成本和質量數據分析，所有功能一應俱全，員工在90天內完成所有培訓。Dumoulin強調這次轉型并不輕松，除了E2支持人員提供的大量幫助外，他說轉型成功還需要堅持這樣一種信念，即不要因為無法實現完美而畏首畏尾。這一態度在早期階段非常重要。“當軟件無法準確的完成要求時，可能會出現問題，但這是必然的事情。你不能指望軟件成為萬金油。但是，大家確實需要了解信息的基本依據，而最好的信息依據就是現代企業資源計劃系統。”

Dumoulin將企業資源計劃系統視為一種基礎，一種不完美的基礎，這表明這類系統同工廠認為的那樣一樣重要。例如E2系統可以以秒為增量跟蹤基于時間的生產率指標，而非像舊式電子表格那樣以每半小時為增量，如果員工在計時開始后花費20 min才能適應，則會浪費這一功能。相反，員工應在他們的工作站直接計時，并且只在做好生產準備后開始計時。

圖3  通過共享綜合汽車照明和內飾模具，該廠每年可加工35～100個新注塑模具，同時可以維修/修改300～350個模具。該廠生產的新模具的重量大部分介于200～750t之間，但是該廠所維修的模具重量通常更大

為打破這種舒適的生產方式需要形成紀律和車間層面的支持，這需要讓每一個人積極參與到轉型中來，這里的“積極參與”不僅指“接受企業資源計劃系統的相關培訓”。下一步是利用6個月的時間獲得國家標準化組織（ISO）對該質量系統的認證，證明這種新方法的價值，因為企業資源計劃系統讓工作更簡單。實際上，E2系統是一種專門針對ISO設計的整體模塊。其他功能同樣有用，比如白板—排程功能讓該系統可以更輕松的規劃、定位瓶頸，進行假設實驗和評估實驗結果。

同時，獲得ISO認證會鞏固ERP數據基礎的依據，甚至員工也會開始意識到系統的強大功能及其帶來的好處。總之，在2014年，為了獲得ISO 9001：2008認證，需要對流程進行記錄，根據需要對流程展開頭腦風暴并進行修改，編制相關檢查表為員工提供指導以及確保遵守最新的嚴苛品質標準。Dumoulin表示：“我們進行了兩次測量并立即進行了削減。”該流程不僅可以對生產區程序進行編碼（這類程序對機械師已變得非常死板），同時還迫使機械師了解并糾正缺陷和低效。

對于新的數據基礎和新改善的流程帶來的好處，得益于一項10%利潤分享計劃，一些成本節約直接變為員工的收入。這種直接回報導致更容易證明一種更高效的方法所具備的優勢。2016年早期，Dumoulin利用剛剛獲得的ISO認證取得了新的成果，比如該工廠首次實現了99%的按時交貨率。通過保持通信開放確保此類消息傳播非常重要。除了定期的“公司狀況”會議外，還需要堅持同各工種討論每一項問題，注重發現流程問題而非人員問題。Dumoulin稱這種開明的方法是改變企業文化和釋放投資資本的重要內容。

一些數字可以為這類主張提供支持。2015年，質量問題造成的虧損額（即因為廢棄、返工或無法滿足營業毛利目標造成的收入損失）從2014年的22.5萬美元降至15萬美元。該數字在2016年達到7萬美元，2017年為4萬美元。隨著該數字的持續下降，投資額不斷提升，在過去的3年中，該工廠對資本設備的投資額約為4百萬美元。

該工廠最近的一項設備投資是新式羅德斯RXU 1001 DSH機床，2017年8月安裝。五軸加工適用性廣泛，當汽車頭燈和尾燈模具（Precise Tooling公司的主要產品）客戶不希望使用電火花加工進行涉及發光二極管（LED）的加工時，五軸加工就成為了優先選擇。因為電火花成型加工長期以來一直是（并且仍然是）對那些難以完全銑削的形狀進行后續加工的首選工藝，所以這會導致一個問題。 盡管如此，新的數據基礎和新改進的流程讓Precise Tooling公司將挑戰轉化為機遇做好了充分的準備。

“客戶的要求讓我們變得更好。”Dumoulin談到需要可以匹敵電火花加工的設備時表示。他還稱機械師對這臺設備的速度和精度同樣印象深刻。這臺設備提高了產能，尤其是大型零件的熄燈產能，這對于該工廠核心制模業務外的多元化非常重要。

來自制造業以外的成功并未讓Dumoulin回避高昂的成本。相反，他說需要慢慢習慣對復雜機床的需求，更不用說本文中的互補性工裝和CAM軟件。然而，如果不事先確定論證和評估此類巨額投資的潛在影響所需的運營可預見性，則決策會變得更加困難。本質而言，基于數據的決策有助于提供方法，還能在工作要求變化時提供投資和適應的勇氣。如今，他正在考慮引進第二臺五軸機床。

圖4  雖然該廠此類業務較少，但是電火花成型加工仍然是一種重要工具。實際上，該廠只是最近才采購了一臺新的電火花成型加工刻模機：Mitsubishi EA28V

Precise Tooling公司在未來可能會投資更多的機床。Dumoulin稱他一直在為公司的新型ErgoSmart工作站業務尋找后繼者。該工廠每年生產數百件桌面模具，而這只是該工廠基本合同加工業務的一部分。鑒于采購和銷售自有工作臺系列的機遇，該團隊認識到加工機座、卡具和其他部件并不會對現有工作流造成顯著干擾。此外，工廠擁有足夠的空間用于將整條組裝線簡單地從原位置遷移過來。或許最重要的一點，是該工廠所服務的注塑模具和工業零件采購商同樣也是用于降低背部損傷的相關產品的理想客戶。目前，相關數字也支持了這一觀點，Dumoulin預測至少在未來幾年中ErgoSmart的收入每年均會翻倍。

這同Dumoulin原來的預想并不一樣，雖然計劃涉足機械加工業務，但他最初只打算收購小中型工廠，按照他的說法是：“為他們的客戶和嫻熟員工整合各類工廠。”如今，他預計總體業務量每年都會實現兩位數增長。

對于更廣泛的行業領域，他認為其他中小型工廠也會找到自己的ErgoSmart。其他工廠也會采用一種效率更高的方法，突破傳統加工知識。Dumoulin認為，小型工廠有自己的發展之道，雖然這條道路初看起來并不容易。

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