削减废品成本：制造业提效的实证策略

在制成品成本结构的所有组成部分中，材料成本对几乎任何行业都是最昂贵的之一。当然，没有原材料和组件就没有生产。但若因质量不合格拒收过多材料，会显著冲击公司利润率。甚至单是刀具成本就很高！

跨行业，被拒材料称为废品。没有什么比高废品率更能引起管理层关注。问题极其关键，类似人工和设备利用率，降低废品的计划几乎总是制造商持续改进举措的一部分。

制造商必须考虑废品率，而非仅关注最大产出，否则利润将重创。

但究竟什么归类为“废品”材料？管理者如何主动减少废品产生？我们探讨废品概念、如何计算废品率、以及减少废品返工的策略。

什么是废品？

制造废品是制造运营中将被丢弃的不可用材料。

废品可细分为几类，同时作为所有拒收材料的通用定义。首先是原材料形式被拒的废品。可能因变质，或因离规性能特征如抗拉强度、破碎点。此材料未经任何额外或部分加工。

其次是部分加工后的废品。许多制成品分生产阶段，任一步骤失败即意味零件必须拒收。这比报废原材料更贵，因半成品已投入增值劳动。

第三是成品因不符合规格被报废。部分可通过增值劳动调整零件或转作他用返工。若无返工可能则必须完全报废。

这是一个废品零件示例。此处刀具故障（底部断裂的铣刀）导致零件轻微超差。无法返工，该零件连同断裂刀具必须报废。

如何衡量制造废品：废品率

制造业中的废品率是什么？

废品率是衡量生产质量和产出的指标，帮助制造商了解流程效率。低废品率暗示运营高效制造；高废品率可能意味组织面临质量管控问题和较低运营效率。

制造废品如何计算？

最简单来说，废品率公式就是不可用单元数除以总生产单元数。（理论上这与一次合格率相反，后者看合格/合格单元数除以总生产单元数）。

废品率 = 不可用单元数 / 总生产单元数

为这些废品零件赋予美元价值，让制造商能开展废品分析，确定业务承担的废品全成本。

也有更复杂（但更准确）的废品率测量法，考量额外废物类型以确保废品全貌。Planning Master建议纳入以下估算以生成更准确废品率：

• 材料
• 返工时间
• 能源
• 搬运
• 处置成本
• 质量保证成本

制造业废品成因

废品成因多样，常是劣质流程所致。典型流程抑制维护、装夹、刀具质量、培训。

所有废品增加成本，需额外劳动的推高成本更甚。复杂制造环境中，许多因素导致废品返工，包括：

• 装夹不当
• 设备维护不善
• 刀具维护不善
• 刀具质量差
• 操作员失误
• 培训问题
• 手工流程
• 沟通错误
• 低效程序
• 设计变更/规格管理不善

MachineMetrics的拒收零件帕累托图可视化零件被拒原因。这帮助质量经理和持续改进负责人调整流程，确保最常见废品成因得到缓解。

减少废品返工的6大方法

精益、六西格玛等方法论旨在帮助消除浪费、改进运营流程。这些方法论给企业结构和识别减少废品的流程。废品减少技术包括审计流程、根因分析等正式程序驱动变革。

许多软件系统助制造商监控流程确保更高产品质量、减少浪费。

机器监控解决方案有助于在机器层面采集精准生产数据，准确衡量废品产生量。

减少废品的关键是管理者和高管买单。这可作为更广泛持续改进举措一部分，或实施专门废品减少计划。以下六个切入点：

1. 开展流程审计

许多制造商的OEE远低于假设。实际OEE常在25-30%区间，而管理层和高管认为高20-30个百分点。这是因为流程随时间偏移，核算和调整这些变化的控制机制一直是手工的。

开展流程审计是任何废品减少流程的第一步。不了解当前流程实际发生情况，识别废品点将不可能。

大多数废品将与六大损失中的浪费相关：

• 故障停机
• 装夹调整
• 小停顿
• 速度降低
• 启动损耗
• 生产拒收

可对每类废品损失开展根因分析并实施流程变更减少或消除废品。

2. 改善沟通与变更管理

制造节奏快、噪音大、流程长。上下游流程间沟通有时不存在，错误因此复合。手写笔记和标签同理，字迹质量、不清晰等缺陷影响下一生产阶段。

复杂物料清单（BOM）也是车间沟通链的祸首。若必须随零件流转，有导致废品的出错机会。这在车间层面成立，操作员对BOM理解因培训不同而异。

设计或BOM变更未沟通或因手工流程滞后也属实。准确传达BOM变更与拥有清晰BOM覆盖所有生产阶段同等关键。

案例研究：BC Machining几乎消除刀具磨损导致的废品，大幅缩短换型时间，每台机器年省$72k。

3. 审查材料采购

制造商质量不仅取决于制造商品用的材料和组件质量，也取决于生产工具用的材料质量。前者情况下，严格甄选材料如抗拉强度、合金一致性、供应商生产方法，能在材料投产时成就或毁掉公司质量。

后者情况下，切削模具、铣削头等硬质刀具类型必须保证能切割声称能切的材料。若刀具性能特征劣等，会导致废品。

供应商管理、供应商质量审核、材料和工具认证将帮助降低车间废品。那些材料变更，如BOM和设计变更通知，引入时必须严密监控。

4. 审查并改进培训

精密零件CNC加工等传统制造业依赖多年学徒制和培训让操作员上手。操作员所知多基于直觉和“手感”。问题在于“手感”不总是防止废品的好工具。

另一方面，在未审计流程、不完善变更管理、差劲材料选择中培训新操作员，把担子压在操作员肩上，意味着废品几率烙印在骨子里、几成定局。

除上述步骤，操作员需获取实时数据和机器健康状况以决策行动。利用MachineMetrics等状况和生产监控软件，操作员仍接受设备操作和生产精密零件所需工艺技能培训。他们也被培训监控并主动响应潜在废品事件。

5. 记录正确的事项

许多制造商淹没在手工程序的文档海洋中。但最关键的文档方面却缺失。活跃产品的设计迭代应始终有定义明确、可追溯的访问。这包括CAD/CAM图纸和任何工程规格。

BOM、质量文档（特别是合规和监管机构相关）、其他关键项应严格结构化。也应参与审计流程确保它们被完成。

6. 评估维护策略

作为“不坏不修”的进阶，预防性维护策略已尽责。但用预防性方法废品率仍高于理想，大多数制造商尚未超越它们。

因为手工状态监控需大量人工、手工检查和测量温度、磨损、磨蚀等。手工预防性维护策略可能检测不到刀具磨损和故障，数据可能因错误、偏见、培训问题遗漏。传统维护不预测振动、油液润滑一致性、颗粒含量等微妙深层数据。

用MachineMetrics减少废品返工

MachineMetrics能监控并自动化您的生产运营以减少废品返工，显著改进流程。MachineMetrics顶级机器数据平台包括生产监控、状况监控、预测性维护和流程优化。

以下是MachineMetrics为机床车间、注塑作业和其他离散制造商降低废品返工的几种方式：

工作流、通知与指令

世上所有审计和流程改进文档若手工创建管理都将落空。有了MachineMetrics，可用触发器和动作功能构建工作流并加入系统，定制和自动化许多工厂运营。

操作员可看到实际操作或任务，需要时呼叫支持。这些警报从机器发送给合适资源解决问题，无论管理者、维护还是质量。工作指令进一步辅助他们执行和理解所承担流程。

精准文档

有了MachineMetrics，手工文档流转可成过去。废品发生时，系统可指定“原因”，让操作员、维护、质量经理理解发生什么。这帮助更快钻取根因防止未来废品。

自动化精准文档也助QA团队理解“一次通过率”等KPI以建立或调整基准。因数据分析实时，管理者和技术员可快速调整流程防止废品返工。

状况监控

MachineMetrics先进机器监控技术和分析软件帮助企业从预防性转向预测性维护策略，在废品发生前识别潜在废品并行动。

自动化状况监控通过采集机器诊断实时监控机器健康。这对连接机器的机械IIoT传感器和预测零件和刀具故障的高频数据检测均适用。问题出现即刻警报维护，确保设备平稳运行、不产出缺陷零件。

刀具监控

刀具监控可在超越人工检测层面监控设置。这包括振动、温度等先于刀具故障的变量。

这些事件数据经分析通过直观仪表盘和HMI报告，让操作员或维护技术员拥有精准机器状况的真实可视化。结合高频数据分析，员工能在问题发生前看到未被检测的问题。

这确保防止不合格零件、断裂刀具和其他质量问题，制造商无需浪费任何材料或刀具。

开始使用MachineMetrics

用MachineMetrics机器数据平台自动化制造运营带来诸多益处，包括减少废品返工。平台提供的洞察让操作员和管理者在事情发生时甚至发生前快速行动。信息被语境化，通过警报、通知、仪表盘即时提供给所有需要者。

有了MachineMetrics，您可优化流程，有信心问题将用实时数据和高级分析主动解决。您的文档将数字化、以最新最准形式即时访问，防止过时信息被使用。

用MachineMetrics降低废品是平台广泛收益的一部分。企业可依赖精准机器和生产数据分析问题、开发更快根因分析、在几年前难以想象的水平上防止废品返工。

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