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过程改进常被忽视,但其核心是进步的核心

摘要

Michael Filler 和 Matthew Realff 提出,所有流程都来自8种不同类型的步骤。通过了解可用的步骤,你可以重新排列它们以实现流程改进。流程改进因其无形性而被低估。

工艺与产品

如果让你比较左边的物体和右边的物体,你会提出哪些观点?

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你首先会注意到的就是材料。左边是石头,右边是青铜。

你还可以提到石制箭头可能没有青铜那么锋利,耐用性可能较差,而且不对称。

你推断但可能没明确说明的是制造工艺也不同。石头需要切割,青铜则需要冶炼。

聚焦于这个过程的话题, Michael Filler and Matthew Realff propose that Fundamental Manufacturing Process Innovation (FMPI) is central to progress. 让我们来看看他们所说的FMPI是什么意思,为什么它重要,以及几个例子。

作者提出,工艺的改进带来了人类显著的可见进步。然而,人们忽视了无形工艺的变化,过于关注物理产品的变化。在我们上面的箭头示例中,人们关注石头与青铜的结果,而忽视切割与冶炼工艺的改进 1.这些高影响力的流程创新被称为FMPI。

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很难察觉过程的改进,因为它们是无形的,需要你从不同的角度看待情况。你是在抽象细节,试图找到高层次的关系来代表你正在做的事情。这有点像数学中的群论试图抽象化,远离实际应用。

研究FMPI很重要,因为如果你能量化导致人类进步的各种方法,就有一个提升的替代框架。例如,知道装配线通过将流程分解成顺序部分能提高效率,有助于发现还能在哪些地方应用同样的技术。

这对你日常生活的实际影响是回顾你参与的所有重复流程。无论是在工作中还是在爱好中,尝试看看是否有办法重新安排步骤,使你的流程更有效:

  • 如果数据从一个软件转移到另一个软件是一个重复的过程, zapier 也许能自动化这个
  • 如果你总是得教别人怎么做事, scribe 也许能帮你减轻工作量
  • 如果你一直默认做某件事,也许录下自己视频并目视回顾整个过程会有帮助

下面,我们将探讨流程改进的不同步骤,并展示FMPI带来的创新实例。

FMPI通过八个模式实现

他们将流程定义为一系列相互关联的步骤,将初始状态转变为另一种状态。重新排列这些步骤可以带来流程改进。“步骤”是流程的基石,重新排列步骤可以让你获得更有效的流程。

作者提出了8种流程改进类型(模式):

并行化(类型1)指的是同一步骤的多个实例同时执行。

如果你有并行化,这意味着你可以拆分步骤(类型2)和合并步骤(类型3)。

如果你把一个步骤拆分,然后把零件送到不同的下游步骤,这就叫做分离(第4类)

你可以将多个步骤合并(类型5),或者将一个步骤分解成多个步骤(类型6)。 2

最后,你可以通过减法(类型7)来去除东西,或者通过加法(类型8)来添加东西

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通过使用上述8种类型的各种变体,你可以改善做事的方式。让我们来看一些更具体的例子。

集成电路的制造需要并行化、减法和加法

让·霍尔尼和罗伯特·诺伊斯在20世纪50年代末在仙兆半导体的工作表明 a transistor could be made within silicon, and that circuitry could be built on top of the surface 3.能够在一个表面上放置多个晶体管是并行化(类型1)的一个例子

制造过程中还包括许多减法(类型7)和加法(类型8)步骤。下图中来自 Electronics Tutorial你可以看到硅(SiO2)被去除,并添加掺杂材料以创造材料的半导体性能。

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通过并行化,DNA测序得到了改进

在1970年代,DNA测序过程缓慢且劳动密集,因为人们认为必须对整个DNA链进行顺序处理。Joachim Messing和Peter Seeburg开发了 shotgun approach,将DNA分解为随机片段,从而加快测序速度。通过进行多个重叠片段,这允许测序过程中实现并行化(1型),大大提高了速度,降低了成本,并减少了所需的DNA量 4.

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3D打印是从减法转向加法的思维方式

大多数传统制造技术都涉及从原材料的原始形态中减去材料(类型7)。例如,如果你想制作一张桌子,你就要砍树,然后锯掉不需要的部分。

正如你所想,这会导致材料浪费。对许多公司来说,优化原材料中能获得的中间产品数量对于盈利至关重要。例如, fabric optimisation 服装行业可能导致 30% cost savings 5

相比之下, 3D printing 是添加式(类型8)。这意味着生产过程中的浪费大大减少,因为你几乎从底层向上打印所需的内容。 Besides the cost savings, this also allows creation of more complicated structures in fewer steps.

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关于FMPI的开放性问题

作者声称上述工艺改进对这些行业的成本降低至关重要,如下所示。

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除了为技术扩展开辟路径外,FMPI还具备以下特点:

  • S曲线行为,初期采用缓慢,问题解决后广泛采用,随后市场趋于饱和
  • 通过在旧有改进基础上叠加益处。例如,由于早期工艺改进,集成电路芯片上增加了更多层数
  • 在生产中引入不同的偏差。例如,集成电路生产的优化和高固定成本意味着我们被“锁定”在硅作为基材上,而非探索其他选项

他们以几个未解的问题作结:

  • FMPI发生频率如何?影响范围如何?
  • 哪些行业从FMPI中受益更多,哪些行业受益较少?
  • 他们提出了8种FMPI类型,但会不会还有更多?
  • 我们如何预测FMPI?
  • 我们如何激励FMPI?

Footnotes

  1. 他们提出了三个原因:a)流程具有短暂性质,比产品更短暂;b)流程改进应用范围广泛,专业从业者容易忽略(不太清楚具体指什么)c)流程被认为是步骤的重新排列,是一项琐碎的活动 ↩

  2. 在我看来,保理很像分离,我觉得他们想做的区别是分拆会进入不同的下游步骤。保理会进入同一个步骤 ↩

  3. 我对半导体芯片生产的具体细节不太清楚,参见 here 或 this youtube video 需要更多细节。我认为整个生产过程被称为平面工艺,因为硅晶圆必须是平整的,然后你在硅氧化物层上叠加电路,添加光刻胶层,加上掩膜,曝光紫外线,选择性地去除掩膜,这样可以蚀刻氧化层,然后选择性掺杂曝光的硅片。 ↩

  4. 你可以在他们的论文中找到更多细节 here.这超出我所知,所以这里不多说细节。一个更容易理解的霰弹枪流程版本是 here ↩

  5. 这需要用电脑(或者说是人工)生成面料图案,通过排列面料图案,使其“覆盖”面料,几乎没有缝隙。 ↩

讨论

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