永續精實與機巧改善

文 / 黃國峰

一、前言

工業的進步造就了人類的文明，人類的文明也讓人類的生活改變了極大的變化，每一次的工業革命，都帶給民生很大的改變，同時也給生活帶來更多的便利，但是這些便利是建築在我們取用地球的資源而來，所以在這一個方面，我們面對工業進步與生活方便的同時，我們是不是也向後代的子孫借用了環境的資源，因此現階段的工業發展必須認真的去面對，溫室氣體影響地球環境的結果，所以永續精實就在這樣的環境下推展開來。
很多的工廠製造業在經歷過140641的碳盤查以後，對於工廠的溫室氣體排放有了初步的了解，但是在這樣的操作底下，每一個單位都只能夠針對自己的硬體設備進行改善，這也是最直接最快速的方式。但是在耗能設備的更動與改善之後接下來又要如何來面對生產過程中的溫室氣體排放影響是一個重大的課題。
而三百多年前江戶時代的機關師所發展的機巧改善（からくり;Karakuri)，在工業能源的應用不發達的年代，製造了許多簡易自動化的機關，這些簡易自動化的機關，並不使用現代化的電力能源，因此在現階段工業化環境來講，可以提供在工業上簡易自動化的方便性，同時又兼顧低能源好用的特性，正好符合友善地球，減少溫室氣體排放的改善功法。

二、機巧改善的工作現場

• 機巧改善的特色︰機巧改善在日本製造現場，已經應用多年，最受矚目的，就是利用重力，槓桿原理、發條、凸輪、滑輪原理的「からくり」低成本、省能源、清潔生產的機巧自働化改善。它的特徵是「簡單」、「自製」且「低成本」。令人驚嘆的是，這些簡易機構卻能有效解決製造現場在品質、效率、設備故障排除等問題。
• 機巧改善的基本邏輯QRFKP︰從機巧改善定位概念圖看，橫軸是創造性的高低，縱軸是改善的費用高低，圖形的最右上角是自動化無人化的最高表現，當然這是需要高成本的投入，而機巧改善的簡易自動化，創意程度來講是屬於高的，在改善的費用裡面是相對的低，這也就意味著在低成本自動化裡面，對於能源及材料的一個應用上，是比較低廉的，對於現階段的友善地球生產，他是比較有效果的。

圖一︰機巧改善定位概念圖（本研究整理）

圖二︰機巧改善邏輯（本研究整理）

所謂的R是指的是作業改善的需求（Requirement），對應的是改善過程當中的問題，了解的需求以後，從相對應的改善機能F（Function）中找出可以符合需求的機能，所謂的K其實只的就是機巧改善元素，技巧改善元素公分動力源有15個，利得傳導結構也有15個，這一份1515的原則表，是由日本早稻田大學片三博教授利用歷屆的技巧改善功夫大展的作品回歸分析得來的，依照其使用的頻率排行所表列的。

圖三︰機巧改善原素1515原則表（片山博，早稻田大學2016）

三、永續精實的綠色7大浪費

1.精實的主要工具價值流圖(Value Stream Mapping)，可用於詳細繪製價值流圖以識別浪費並提供消除或減少浪費的方法。價值流是根據精實系統重新設計生產系統的重要工具。
2.綠色浪費是指在綠色價值流圖中，將產生浪費的七種來源定義為「過度使用能源、水、材料、廢物清除、運輸、排放和對生物多樣性的破壞」
3. 綠色7大浪費的說明

1. 能源7大浪費當中最容易看到的就是能源，也就是說能否讓製造的現場能源的使用更少，是現階段很重要的一個課題，這個課題也是目前大家最容易注意的。
2. 水資源的應用，工廠製造的過程當中，水是一個不可或缺的資源，因此在製造的過程當中，可否使用回收的水，可否讓水資源的應用可回收，盡量做到不過度使用水資源，這是永續精實的基本原則。
3. 材料：使用的材料是否符合環保的原則，是否可以不污染環境，產品的設計與應用，可以減少地球的污染，不過度使用。從工業的角度來看，不製造不良品，就是減少材料的損耗也是一種改善。
4. 垃圾處理，每公噸的產品生產過程當中所產生的垃圾，如果可以減少也是對地球的一大貢獻，不過度產生垃圾是在這裡要被重視的一個重點
5. 運輸：生產過程當中遠距離工作的可行性，供應鏈如何將材料送到工廠，減少運輸的距離多利用大眾運輸，可以達到友善地球的目標，因此運輸的距離縮短減少溫室氣體的排放是一個可達成而且容易的方式。
6. 廢棄物排放：生產過程當中降低有毒廢棄物的排放量減少對環境的傷害也是一種綠色的生產方式，能夠達到減量或者淨零是最好的結果。
7. 生物多樣性：工廠廠房建置的過程中，選用的材料建築的工法，選用的區域要能夠與自然環境共生，減少對地球的影響，也是一個重要的方向。
   

四、機巧改善的綠色效果

下表的改善案例當中，利用重力與彈簧及滑軌的機巧改善，進行現場的自動化設備替換，進行機巧改善作業，達到省電的效果，除了實質的電費節省以外，換算成溫室氣體排放量也有相當的影響。
表一︰壓鑄機生產力提升改善效益計算表

五、總結

機巧改善，是利用大自然的動力為基礎，而這樣的一個應用方式，對於能源應用非常嚴謹的時代，是一個非常好的改善方式，不斷可以利用簡易自動化達到工作現場效能的提升，同時可以兼顧地球環保與資源的應用，如果我在搭配綠色七大浪費的計算與影響，可以完全表達綠色的生產效益是一個值得推廣的一個改善模式。

參考文獻

1. Aufar Fikri Dimyati & Moses Laksono Singgih    「Environmental Impact Evaluation Using Green Value Stream Mapping (Green-VSM) and Life Cycle Assessment (LCA)」2019
2. JIPM 「ローコストで現場を良くするからくり改善」2023 03 20 https://jipmglobal.com/activity/karakuri-kaizen
3. 片山博 「Karakuri 改善Karakuri Kaizen專題演講」2016 逢甲大學工業工程系活動
4. 台灣電力 「永續發展資訊2023」2023，2月號https://www.taipower.com.tw/tc/pageList.aspx
5. 財團法人台灣綠色生產力基金會「改善功夫(Karakuri)示範輔導推廣成果發表會簡報」2019.11.14「108年度「製造業能源管理示範輔導計畫」