โกศล ดีศีลธรรม
Koishi2001@yahoo.com

ด้วยสภาวะการแข่งขันไร้พรมแดน ทำให้องค์กรทุกภาคธุรกิจต้องมุ่งเสนอคุณค่าหรือสิ่งที่สามารถตอบสนองและสร้างความพึงพอใจให้กับลูกค้า ด้วยเหตุนี้กระบวนการพัฒนาออกแบบผลิตภัณฑ์จึงเป็นปัจจัยขับเคลื่อนให้เกิดนวัตกรรมที่สนับสนุนความสำเร็จให้กับธุรกิจ กระบวนการออกแบบจะเริ่มจากการศึกษาความต้องการของลูกค้าเพื่อทำข้อกำหนดผลิตภัณฑ์ (Specification) โดยพนักงานวิจัยตลาดจะดำเนินการสำรวจลูกค้า  

หากตลาดมีศักยภาพเพียงพอก็จะวิเคราะห์ต้นทุนการผลิตและระบุยอดขายหรือการตั้งราคา แต่การวิเคราะห์ควรคำนึงถึงความเสี่ยงการลงทุนในการออกผลิตภัณฑ์ใหม่ เช่น การวิเคราะห์จุดแข็งและความสามารถการผลิต หลังจากได้ดำเนินการศึกษาความเป็นไปได้ก็จะจัดทำข้อกำหนดสมรรถนะตามแนวคิดผลิตภัณฑ์ (Product Concept) รายละเอียดข้อกำหนดดังกล่าวได้อธิบายลักษณะการใช้งานที่สามารถสร้างความพึงพอใจให้กับลูกค้า

เนื่องจากวิศวกรออกแบบมักดำเนินการออกแบบชิ้นส่วนหรือโครงสร้างที่มีรูปแบบการใช้งานเกินความจำเป็น ซึ่งส่งผลให้เกิดต้นทุนสูงขึ้นและความล่าช้าในการออกแบบใหม่ รวมทั้งการแก้ไขเปลี่ยนแปลงรายละเอียดช่วงการผลิต แม้ว่าองค์กรส่วนใหญ่ได้จัดทำคู่มือต่าง ๆ เพื่อสนับสนุนการทำงาน เช่น มาตรฐานการทำงาน คู่มือออกแบบ รายการตรวจสอบ (Checklist) เป็นต้น

แต่สิ่งที่จัดเตรียมไว้มักถูกใช้ในช่วงท้ายของการพัฒนาผลิตภัณฑ์ ดังนั้นความสูญเปล่าในงานออกแบบจำแนกได้ตามประเภทความสูญเปล่า 7 ประการ (The Seven Wastes of Design) ดังนี้

1. การผลิตมากเกินไป (Overproduction) เป็นความสูญเปล่าจากกิจกรรมที่มีการผลิตมากเกินความจำเป็นหรือผลิตก่อนได้รับคำสั่งซื้อจากลูกค้า ความสูญเปล่าในงานออกแบบผลิตภัณฑ์อาจแสดงด้วยการออกแบบเกินขอบเขตหรือมากเกินความจำเป็น แต่อาจไม่สอดคล้องกับข้อกำหนดที่ต้องการใช้งานจริงหรือการมุ่งออกแบบเพื่อการผลิตแบบรุ่น โดยกำหนดวัสดุและเครื่องมือพิเศษที่ต้องใช้ในการผลิตแบบปริมาณมาก (Mass Production) ทำให้เกิดต้นทุนการตั้งเครื่องสูงและอาจเกิดค่าผลิตผลดีจากกระบวนการต่ำ (Low-Yield Process)

2. การขนส่ง (Transportation) เป็นการเคลื่อนย้ายวัตถุดิบ ชิ้นงาน และข้อมูล ซึ่งเป็นกิจกรรมที่ไม่สร้างคุณค่าเพิ่ม โดยทั่วไปสายการผลิตมักเห็นการเคลื่อนย้าย เข้า-ออก ของชิ้นงานจากตำแหน่งจัดเก็บไปยังจุดใช้งาน (Point of Use) นั่นคือ ความสูญเปล่าที่เกิดขึ้น ส่วนรูปแบบความสูญเปล่าจากการขนส่งในงานออกแบบแสดงถึงการออกแบบที่ไม่พิจารณาขนาดหรือภาระชิ้นงาน

ตลอดจนรายการที่ต้องทำการเคลื่อนย้ายไปยังสายการผลิต การออกแบบโดยใช้ชิ้นส่วนการประกอบที่หลากหลาย หรือการกำหนดชิ้นส่วนองค์ประกอบที่ต้องจัดซื้อจากผู้ผลิตซึ่งอยู่ห่างไกล ทำให้เสียเวลารอคอยและต้นทุนขนส่งมายังสายการประกอบ

3. การเคลื่อนไหว (Motion) อย่างเช่น การค้นหา (Searching) การเข้าถึง (Reaching) การเดิน (Walking) และการจัดเรียง (Sorting) ลักษณะอาการเหล่านี้ได้ส่งผลให้เกิดความสูญเปล่าและอาจเกิดอุบัติเหตุขณะปฏิบัติงาน โดยงานจะเกิดเฉพาะการเคลื่อนไหวที่มีการเพิ่มคุณค่าหรือเรียกว่าเนื้องาน (Work Content)

เช่น หากการทำงานต้องใช้เวลา 20 นาที แต่เกิดการทำงานจริง 15 นาที และความสูญเปล่าจากการเคลื่อนไหว 5 นาที แสดงว่าการเกิดเนื้องานขึ้น 75% ความสูญเปล่าดังกล่าวก่อให้เกิดความเหนื่อยล้าและเสียเวลาทำงาน เนื่องจากการเคลื่อนไหวที่ไม่จำเป็น

การออกแบบผลิตภัณฑ์ที่เกิดความสูญเปล่าในการเคลื่อนไหวคือ การออกแบบที่มีความซับซ้อนและต้องเคลื่อนไหวบ่อยครั้งในงานประกอบหรือการออกแบบที่มีความยุ่งยากต่อการใช้งานและบำรุงรักษายาก รวมทั้งการออกแบบชิ้นส่วนที่มีขนาดใหญ่ทำให้เกิดความยุ่งยากในการเคลื่อนย้ายและต้องใช้เครื่องมือพิเศษในการจับยึดขณะเคลื่อนย้าย

4. การรอคอย (Waiting) เวลาว่างในสายการผลิต (Idle Time) จะเกิดขึ้นเมื่อชิ้นงาน เครื่องจักร และแรงงานไม่พร้อมต่อการทำงาน มักเกิดจากสาเหตุต่าง ๆ เช่น การรอคอยชิ้นงานในการประกอบ การตรวจสอบ หรือเครื่องจักรเกิดขัดข้อง ส่วนปัญหาการออกแบบที่ส่งผลให้เกิดการรอคอยในกระบวนการถัดไปอย่าง การเริ่มเดินสายการผลิตล่าช้าเนื่องจากขาดความสมบูรณ์ของข้อมูลการออกแบบ ทำให้เกิดการรอคอย

5. กระบวนการที่เกินความจำเป็น (Over-Processing) หากความพยายามไม่สามารถสร้างคุณค่าให้เกิดขึ้นตามมุมมองลูกค้า  นั่นคือ  เกิดกระบวนการที่มากเกินความจำเป็น เช่น ลูกค้าต้องการความละเอียดชิ้นงาน 0.001 นิ้ว ทางผู้ผลิตจึงไม่มีความจำเป็นที่ต้องทำชิ้นงานให้มีความละเอียดถึง 0.0001 นิ้ว

ดังนั้นหากเกิดขั้นตอนการวิเคราะห์ การทดสอบ (Testing) และตรวจสอบ (Inspecting) มาก นั่นแสดงถึงความสูญเปล่าได้เกิดขึ้น โดยเฉพาะการออกแบบโดยไม่คำนึงถึงความสามารถกระบวนการ (Process Capabilities) หรือความสูญเปล่าจะเกิดขึ้นเมื่อวิศวกรระบุข้อกำหนดเกินความต้องการของลูกค้าและการออกแบบที่ระบุข้อกำหนดซับซ้อน จะส่งผลต่อความซับซ้อนในกระบวนการผลิต

6. สินค้าคงคลัง (Inventory) หากระดับสต็อกสินค้าที่ถูกจัดเก็บมีมากกว่าอุปสงค์ของตลาด นั่นคือ เกิดความสูญเปล่าในการจัดเก็บสินค้าคงคลัง หากพิจารณาชิ้นส่วนที่ถูกออกแบบต้องทำการสั่งซื้อจากผู้ส่งมอบ โดยขนส่งไปยังสโตร์และส่งไปยังสายการประกอบสุดท้าย ความสูญเปล่าที่เกิดขึ้นคือ ค่าวัสดุ ค่าแรงงาน การตรวจรับ การขนถ่าย ค่าการเก็บรักษาและควบคุมสต็อก ตลอดจนต้นทุนธุรกรรมจัดซื้อของฝ่ายสนับสนุน ดังนั้นการออกแบบสำหรับงานผลิตจึงต้องระบุรายละเอียดแต่ละองค์ประกอบที่จำเป็นอย่างชัดเจน

7. การเกิดของเสีย (Defect) โดยมักพบเห็นทั่วไปในสายการผลิตและแสดงในรูปงานแก้ไขหรือเศษของเสียในกระบวนการผลิต ดังนั้นการออกแบบสำหรับงานผลิตจึงสัมพันธ์โดยตรงกับความสูญเปล่าที่เกิดขึ้น นั่นคือ หากชิ้นงานที่ถูกออกแบบไม่สามารถประกอบกันได้ก็จะเกิดของเสียขึ้น

สาเหตุความสูญเปล่าประเภทนี้อาจเกิดจากข้อมูลรายละเอียดการออกแบบไม่ชัดเจนหรือไม่ถูกต้อง เช่น ข้อมูลความเที่ยงตรงหรือค่าพิกัดความเผื่อ (Tolerance) นอกจากนี้ยังอาจเกิดจากการออกแบบที่ไม่สามารถสนองความต้องการให้กับลูกค้า ทำให้เกิดการปฏิเสธที่จะรับสินค้า ซึ่งเป็นประเด็นหลักของการออกแบบที่มุ่งตอบสนองผู้ใช้งาน

ความผันผวนที่ก่อให้เกิดของเสีย

1. การผลิตมากเกินความจำเป็น ประการแรกควรจำแนกว่าใครคือลูกค้าของเรา เพื่อศึกษาผลกระทบการออกแบบที่มีผลต่อห่วงโซ่คุณค่าและบูรณาการทีมงานผลิตภัณฑ์ โดยมุ่งสร้างความมีส่วนร่วมระหว่างผู้ส่งมอบกับฝ่ายจัดซื้อและวิศวกรออกแบบ เพื่อให้เกิดการแลกเปลี่ยนข้อมูลเกี่ยวกับผลกระทบของวัสดุที่เลือกใช้ โดยมุ่งตอบสนองความต้องการของลูกค้า

2. การขนส่ง โดยจัดเก็บข้อมูลเกี่ยวกับผลิตภัณฑ์ เช่น น้ำหนัก ศูนย์ถ่วงน้ำหนัก (Center of Gravity) รวมทั้งพิจารณาลักษณะการยกหรือเคลื่อนย้าย โดยตรวจสอบรายละเอียดตามข้อกำหนดใน NIOSH (National Institute for Occupational Safety and Health) เช่น ข้อแนะนำการยกวัตถุ

3. การเคลื่อนไหว โดยมุ่งออกแบบชิ้นส่วนที่ถอดประกอบได้ง่าย เพื่อลดเวลาและความสูญเปล่าจากความเหนื่อยล้า รวมทั้งใช้หลักการแรงโน้มถ่วงเพื่อประหยัดการเคลื่อนไหว ส่วนการประกอบชิ้นงานควรดำเนินการจากล่างขึ้นบน (Bottom Up) และภายในสู่ภายนอก (Inside Out) โดยควรออกแบบชิ้นส่วนให้มีลักษณะสมมาตร (Symmetrical Part) เพื่อสะดวกในช่วงการประกอบและปรับตั้งได้อย่างเที่ยงตรง นอกจากนี้ควรออกแบบชิ้นงานให้มีจำนวนตัวจับยึดอย่างเหมาะสม เพื่อลดเวลาการขันยึดและวัสดุสิ้นเปลือง

4. การรอคอย โดยกำหนดรายละเอียดข้อมูลทางเทคนิคและแสดงโครงสร้างหลักของผลิตภัณฑ์ไว้อย่างชัดเจนสมบูรณ์เพื่อให้ผู้ปฏิบัติงานสามารถดำเนินการอย่างถูกต้อง

5. กระบวนการที่มากเกินความจำเป็น โดยมุ่งออกแบบชิ้นส่วนองค์ประกอบตามข้อกำหนดที่สอดคล้องตามความต้องการของลูกค้า เพื่อลดต้นทุนและเวลาที่ใช้ในการออกแบบการผลิตควรพิจารณาในช่วงการออกแบบขั้นต้น เนื่องจากวิศวกรมักออกแบบการใช้งานเกินความจำเป็น ทำให้เกิดค่าใช้จ่ายและความล่าช้าในการออกแบบ แนวทางสร้างประสิทธิผลการออกแบบการผลิตจำแนก ดังนี้

• การมุ่งออกแบบเรียบง่าย (Design Simplification) โดยมุ่งลดองค์ประกอบชิ้นส่วนการประกอบย่อยที่ไม่ซับซ้อนและสะดวกในงานประกอบด้วยหลักการวิเคราะห์คุณค่า (Value Analysis) เพื่อระบุหน้าที่การใช้งานหลักแต่ละองค์ประกอบ โดยมุ่งลดต้นทุนวัสดุและเวลาที่ใช้ประกอบ ส่วนการเพิ่มผลิตภาพงานจะใช้ระบบอัตโนมัติสนับสนุนงานในสายการประกอบ

• การจัดทำมาตรฐาน (Standardization) โดยเฉพาะมาตรฐานชิ้นส่วนเพื่อประหยัดเวลาการออกแบบและลดความสูญเปล่าสายการผลิต รวมทั้งการใช้ร่วมหรือสับเปลี่ยนชิ้นส่วนระหว่างผลิตภัณฑ์ ทำให้ลดจำนวนรายการวัสดุที่ต้องจัดซื้อและจัดการสต็อกอะไหล่อย่างเหมาะสม นั่นคือ การลดต้นทุนจมเพื่อการสต็อก

• การออกแบบโมดูล (Modular Design) เป็นการรวมมาตรฐานแต่ละส่วนที่หลากหลายด้วยรูปแบบโมดูลเพื่อสร้างผลิตภัณฑ์ ซึ่งแพร่หลายในแวดวงอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์และยานยนต์ ดังกรณี Dell สร้างผลิตภัณฑ์พีซีจากโมดูลมาตรฐานอันหลากหลาย ส่วนโตโยต้าได้ออกรถรุ่น Camry Corolla และ Lexus โดยใช้ชิ้นส่วนมาตรฐาน

ลักษณะชิ้นส่วนแบบโมดูล

ช่วงการออกแบบขั้นต้นได้มีการจัดทำต้นแบบและดำเนินการทดสอบ (Prototype Test) รวมทั้งดำเนินโครงการนำร่องการผลิตและปรับแต่งก่อนดำเนินการออกแบบขั้นสุดท้าย (Final Design) โดยนำรายละเอียดข้อกำหนดการออกแบบมาพิจารณาวิธีการผลิตและส่งมอบ ช่วงนี้อาจมีการเปลี่ยนแปลงข้อมูลการออกแบบซึ่งเป็นสาเหตุหนึ่งของความล่าช้าและเกิดต้นทุนความสูญเปล่าในการพัฒนาผลิตภัณฑ์

ข้อมูลช่วงออกแบบสุดท้าย ประกอบด้วย รายละเอียดของแบบ (Detail Drawing) ข้อกำหนดผลิตภัณฑ์และแผนกระบวนการ (Process Plan) ครอบคลุมรายละเอียดเกี่ยวกับอุปกรณ์ที่จำเป็น อธิบายลักษณะงาน (Job Description) วิธีการทำงาน (Work Procedure) และโปรแกรมควบคุมเครื่องจักรอัตโนมัติ ส่วนการออกตัวผลิตภัณฑ์ใหม่ (Product Launch) ได้ประสานความร่วมมือระหว่างคู่ค้า โดยเฉพาะการจัดทำแผนการตลาดซึ่งต้องประสานความร่วมมือระหว่างฝ่ายการตลาดกับฝ่ายผลิตกันอย่างใกล้ชิด

การเชื่อมโยงสารสนเทศการออกแบบ

6. สินค้าคงคลัง ควรเน้นการออกแบบด้วยรูปแบบเรียบง่ายและขจัดความซ้ำซ้อนขององค์ประกอบ โดยศึกษาหน้าที่การใช้งานแต่ละส่วน (Functional Approach) เพื่อจัดทำให้เป็นมาตรฐานและลดปัญหาการจัดเก็บสต็อกชิ้นส่วนที่หลากหลาย โดยเฉพาะการระบุมาตรฐานวัสดุ ชิ้นส่วน และกระบวนการ อย่างชัดเจน รวมทั้งพิจารณาปัจจัยอายุการใช้งานแต่ละองค์ประกอบเพื่อประเมินช่วงเวลาที่เกิดการเสื่อมสภาพและดำเนินการจัดซื้อในช่วงที่เหมาะสม

7. การเกิดของเสีย โดยประยุกต์กลไกป้องกันความผิดพลาด (Poka Yoke) เพื่อลดปัญหาการเกิดของเสียและออกแบบให้สอดคล้องกับความสามารถกระบวนการ รวมทั้งวิเคราะห์รูปแบบความเสียหายและผลกระทบ (Failure Mode and Effect Analysis) หรือ FMEA เพื่อวิเคราะห์สาเหตุและผลกระทบในความบกพร่องอย่างเป็นระบบและดำเนินการแก้ไข

ทำให้จำแนกสาเหตุและควบคุมปัจจัยความบกพร่อง ขั้นตอนวิเคราะห์จะเริ่มจากรายละเอียดการใช้งานของผลิตภัณฑ์และลำดับปัญหาตามความรุนแรง เพื่อทำแผนป้องกันการเกิดปัญหาซ้ำจากความชำรุดเสียหาย

การวิเคราะห์รูปแบบความเสียหายด้วย FMEA

ปัญหาหลักที่เป็นอุปสรรคต่อการสร้างนวัตกรรมเพื่อตอบสนองอุปสงค์คือ การแปลงความคิดหรือไอเดียเป็นผลิตภัณฑ์ที่ส่งผลต่อคุณภาพการออกแบบ การตัดสินใจในกระบวนการออกแบบจึงมีผลกระทบกับกลยุทธ์การขาย ประสิทธิภาพการผลิต ความรวดเร็วในงานบำรุงรักษา และต้นทุนผลิตภัณฑ์

ดังนั้นการปรับปรุงกระบวนการออกแบบจึงควรปรับโครงสร้างการตัดสินใจโดยมุ่งความมีส่วนร่วมโดยเฉพาะการออกแบบโดยมุ่งทีมงาน (Team Approach) ประกอบด้วยทีมงานจากฝ่ายงานหลัก เช่น การตลาด การผลิต และวิศวกรรม ผลการศึกษาเกี่ยวกับการออกตัวผลิตภัณฑ์เทคโนโลยีขั้นสูงได้สรุปว่า

ปัจจัยหลักที่ส่งผลต่อความสำเร็จและล้มเหลวมักเกิดจากการบริหารทีมงาน ดังกรณีทีมงานออกแบบของ Daimler Chrysler ที่สามารถเปิดตัวรถสปอร์ต โดยใช้กรอบเวลาตั้งแต่การวางแนวคิดจนถึงการผลิตเสร็จสิ้นไม่ถึง 3 ปี ทำให้ประหยัดงบประมาณได้ถึงสองพันล้านดอลลาร์สหรัฐฯ แต่ละทีมงานประกอบด้วยสมาชิกตั้งแต่ 20-85 คน โดยมีการทำงานร่วมกันอย่างใกล้ชิด

นอกจากนี้ปัจจัยการแข่งขันได้ผลักดันให้องค์กรต้องพัฒนาการออกแบบผลิตภัณฑ์ด้วยการออกแบบอย่างคู่ขนาน (Concurrent Design) เพื่อสนับสนุนการปรับปรุงคุณภาพตั้งแต่ช่วงต้นการออกแบบที่สอดคล้องกับแนวคิดการพัฒนาผลิตภัณฑ์แบบลีน (Lean Product Development)

โดยทำงานร่วมกันระหว่างฝ่ายงาน ขณะเดียวกัน (Concurrent Team) ซึ่งมุ่งความร่วมมือและตัดสินใจออกแบบที่ไม่ต้องรอให้แต่ละขั้นเสร็จสมบูรณ์ (Overlap) ทำให้ย่นระยะเวลาและต้นทุนออกแบบ การให้คำแนะนำกับบุคลากรฝ่ายผลิตในช่วงต้นกระบวนการออกแบบจึงเป็นปัจจัยปรับปรุงคุณภาพการออกแบบ นี่คือ สิ่งที่บ่งบอกว่าองค์กรได้พยายามเปลี่ยนแปลงวัฒนธรรมองค์กร

ดังนั้นช่วงแรกวิศวกรการผลิตจะถูกมอบหมายให้มีส่วนร่วมในกลุ่มพัฒนาผลิตภัณฑ์ หลังจากนั้นฝ่ายวิศวกรรมจะถูกมอบหมายให้ดำเนินการ ทำให้เกิดการถ่ายทอดข้อมูลระหว่างฝ่ายออกแบบกับฝ่ายผลิตมากขึ้น ส่งผลให้เกิดการพัฒนาคุณภาพการออกแบบขั้นสุดท้ายและพัฒนาสู่ความมีส่วนร่วมการผลิตอย่างต่อเนื่อง

กระบวนทัศน์พัฒนาผลิตภัณฑ์

ความแตกต่างระหว่างการออกแบบตามลำดับ (Sequential Design) กับการออกแบบคู่ขนานพร้อมกันคือ การกำหนดราคาและต้นทุนค่าใช้จ่าย การศึกษาความเป็นไปได้ในกระบวนการทั่วไป (Traditional) ใช้แนวทางกำหนดราคาขายแบบ Cost Plus ด้วยการคำนวณค่าใช้จ่ายบวกด้วยกำไร (Profit Margin)

ส่วน Concurrent Design จะใช้การตั้งราคาขายแบบ Price Minus ดำเนินการก่อนที่จะออกแบบรายละเอียด การบริหารต้นทุนผลิตภัณฑ์จะครอบคลุมตั้งแต่ช่วงพัฒนาผลิตภัณฑ์ใหม่ เนื่องจากสัดส่วนต้นทุนส่วนใหญ่จะเกิดในช่วงพัฒนาและออกแบบผลิตภัณฑ์ แต่สภาพทั่วไปเมื่อองค์กรประสบปัญหาผลประกอบการหรือสร้างผลกำไรต่ำกว่าเป้าหมายก็มักตัดลดค่าใช้จ่าย R&D

โดยมุ่งให้ความสำคัญต่อกิจกรรมหลังช่วงการพัฒนา (Post-Development) เช่น การผลิต การขาย และค่าใช้จ่ายทางธุรการ เป็นต้น การดำเนินการดังกล่าวจะส่งผลต่อปัญหาการออกตัวผลิตภัณฑ์ล่าช้ากว่ากำหนดหรือผลิตภัณฑ์อาจไม่ได้ตามข้อกำหนด โครงการลดต้นทุนหรือการสร้างผลกำไรส่วนใหญ่จึงเริ่มดำเนินการตั้งแต่ช่วงการพัฒนาผลิตภัณฑ์

ราคาขาย = ต้นทุน + กำไร    ……………… (1)
สมการ 1 เป็นแนวคิดการกำหนดราคาแบบเดิม (Cost Plus) เหมาะสมกับตลาดที่มีสภาพการแข่งขันต่ำหรือตลาดผูกขาด แต่สภาพแวดล้อมทางธุรกิจที่มีการแข่งขันอย่างขับเคี่ยวและความต้องการของลูกค้าที่หลากหลายจึงส่งผลให้เกิดความเปลี่ยนแปลงการกำหนดราคาแบบใหม่ ดังสมการ 2

สมการ 2 ราคาขายถูกกำหนดด้วยสภาพการแข่งขันและคุณลักษณะผลิตภัณฑ์ที่สอดคล้องกับความต้องการของตลาด ดังนั้นเพื่อรักษาความสามารถการแข่งขันและความอยู่รอดขององค์กรระยะยาวจึงต้องระบุต้นทุนเป้าหมายที่แข่งขันได้

ด้วยเหตุนี้ต้นทุนเป้าหมาย (Target Costing) จึงถูกระบุเพื่อใช้ประเมินขั้นตอนในกระบวนการออกแบบด้วยเทคนิควิศวกรรมคุณค่า (Value Engineering) ซึ่งเป็นกิจกรรมเกี่ยวข้องกับทุกฝ่ายงานทั้งองค์กร โดยเฉพาะการพัฒนาผลิตภัณฑ์ใหม่จะต้องมุ่งความพึงพอใจลูกค้าเป็นหลักและสามารถแข่งขันได้ทั้งปัจจัย ราคา คุณภาพและบริการ

การดำเนินการจะมีคณะกรรมการพัฒนาผลิตภัณฑ์ทำหน้าที่ทบทวนแผนงาน ตั้งแต่ช่วงวางแผน ออกแบบการผลิต และการจัดหาจัดซื้อ แต่ละช่วงได้มีการทบทวนความก้าวหน้าและประเมินผล รวมทั้งอนุมัติให้ดำเนินการในขั้นตอนถัดไปทั้งระดับฝ่ายและระดับองค์กร โดยประเมินราคาที่แข่งขันได้หักด้วยผลกำไรเป้าหมาย

เนื่องจาก 80-90% ของต้นทุนวงจรอายุจะเกิดในช่วงออกแบบผลิตภัณฑ์ ดังนั้นระบบควบคุมต้นทุนจึงให้ความสำคัญในช่วงออกแบบ สามารถจำแนก ดังนี้

1. วางแผน (Planning) เป็นการสรุปแผนการออกผลิตภัณฑ์ใหม่ในรูปเอกสารที่แสดงรายละเอียดการออกแบบ เช่น ข้อมูลแนวคิดผลิตภัณฑ์ ข้อกำหนดรายละเอียดการออกแบบ ตารางกำหนดการ ต้นทุนผลิตภัณฑ์และราคาขาย

2. แนวคิดการออกแบบ (Concept Design) โดยนำข้อมูลจาก 1 เพื่อจัดทำแนวคิดการออกแบบ ประกอบด้วยข้อมูลรายละเอียดหน้าที่การใช้งานหลัก (Main Function) การประมาณต้นทุนเป้าหมายแต่ละองค์ประกอบผลิตภัณฑ์ และใช้ข้อมูลประมาณต้นทุนออกแบบผลิตภัณฑ์ให้สอดคล้องกับหน้าที่การใช้งาน

3. การออกแบบเบื้องต้น (Basic Design) โดยใช้ข้อมูลขั้นตอนก่อนเพื่อดำเนินการร่างแบบ (Drawing) ตามแนวคิดออกแบบผลิตภัณฑ์และจัดสรรต้นทุนเป้าหมาย

4. ออกแบบรายละเอียด (Detail Design) ประกอบด้วย รายละเอียดข้อกำหนดการผลิตให้สอดคล้องกับต้นทุนเป้าหมายที่จัดสรรแต่ละองค์ประกอบ

5. การจัดเตรียมเพื่อการผลิต (Manufacturing Preparation) โดยแสดงรายละเอียดเกี่ยวกับการผลิต เช่น ข้อมูลการออกแบบกระบวนการผลิต รายละเอียดต้นทุนการผลิตแต่ละส่วนผลิตภัณฑ์ ประเภทเครื่องจักรและอุปกรณ์จับยึด เป็นต้น

การกำหนดกำไรเป้าหมาย

ด้วยเหตุนี้การออกแบบเพื่อต้นทุน (Design to Cost) เป็นกลยุทธ์บริหารต้นทุนผลิตภัณฑ์ที่มีประสิทธิผลในช่วงพัฒนาซึ่งเป็นปัจจัยสร้างความสามารถการแข่งขัน โดยมีองค์ประกอบหลักคือ

• ศึกษาความต้องการของลูกค้าและระดับราคาที่สามารถแข่งขันได้
• ดำเนินการจัดทำงบประมาณและจัดสรรต้นทุนไปยังส่วนต่าง ๆ ของโครงสร้างผลิตภัณฑ์อย่างเหมาะสมที่สุด
• ศึกษาปัจจัยผลักดันต้นทุนผลิตภัณฑ์ (Cost Drivers) เพื่อจัดทำข้อกำหนดผลิตภัณฑ์และใช้เป็นแนวทางลดต้นทุน
• กำหนดแบบจำลองต้นทุนผลิตภัณฑ์และต้นทุนวงจรอายุในช่วงต้นการพัฒนาผลิตภัณฑ์เพื่อใช้สนับสนุนการตัดสินใจ
• พิจารณาปัจจัยการออกแบบเพื่อเป็นทางเลือกการออกแบบด้วยต้นทุนที่เหมาะสม ด้วยเทคนิควิศวกรรมคุณค่าเพื่อระบุหน้าที่การใช้งานที่จำเป็น (Functional Analysis) โดยมุ่งเป้าหมายการลดต้นทุนอย่างมีประสิทธิผล
• ใช้ข้อมูลที่จัดเก็บดำเนินกิจกรรมไคเซ็นโดยมุ่งลดต้นทุนระยะยาว

การประยุกต์ต้นทุนเป้าหมายเพื่อการออกแบบ

ส่วนการออกแบบเพื่อการประกอบ (Design for Assembly) จะมุ่งประสิทธิภาพในการประกอบด้วยการลดจำนวนชิ้นส่วนที่ไม่จำเป็นเพื่อประหยัดต้นทุนวัสดุ โดยประเมินวิธีการประกอบและเวลาเพื่อลำดับขั้นตอนการประกอบอย่างเหมาะสมที่สุด ปัจจุบันได้ใช้โปรแกรมช่วยออกแบบ (Computer Aid Design) หรือ CAD เพื่อระบุลำดับขั้นการประกอบและแสดงผลด้วยแบบจำลองสามมิติบนจอคอมพิวเตอร์

ดังกรณีอุตสาหกรรมพีซีได้ประยุกต์ DFMA ในช่วงออกแบบเพื่อประเมินชิ้นส่วนที่ใช้ประกอบพีซีและแสดงแบบจำลองด้วยต้นแบบเสมือน (Virtual Prototype) ทำให้ผู้ออกแบบทราบปัจจัยผลกระทบในงานประกอบและการถอด (Disassembly) ส่งผลให้ประหยัดชิ้นส่วนการประกอบ 50% และลดเวลาการประกอบ 32%

การประยุกต์แนวคิดลีนเพื่อการพัฒนาและออกแบบจะต้องให้ความสำคัญกับผลิตผลจากกระบวนการออกแบบตามมุมมองผู้ใช้งาน ความเข้าใจความต้องการที่แท้จริงของลูกค้าเป็นปัจจัยแห่งความสำเร็จตามแนวคิดลีน ซึ่งต่างจากการพัฒนาผลิตภัณฑ์ทั่วไปที่ดำเนินการตามลำดับขั้นตอน ทำให้เกิดความล่าช้าในการออกตัวผลิตภัณฑ์และต้นทุนการออกแบบสูงขึ้น รวมทั้งปัญหาคุณภาพที่เกิดจากลำดับขั้นตอนในช่วงการออกแบบ

1. Cooper, Robin. And Kaplan, Robert, the Design of Cost Management Systems, Prentice Hall, 1999.
2. James P. Womack and Daniel T. Jones, Lean Thinking, New York: Simon & Schuster, 1996.
3. Keinosuke Ono and Tatsuyuki, The Strategic Management of Manufacturing Businesses, Kaiseisha Ltd. (Japan), 1992.
4. Kiyoshi Suzaki, The New Manufacturing Challenge Techniques for Continuous Improvement, The Free Press, 1987.
5. Mark A. Vonderembse, Gregory P. White, Operations Management, West Publishing Company, 1996.
6. Nicholas, John M. Competitive Manufacturing Management, McGraw-Hill, 1998.
7. Russell, Roberta S. and Taylor, Bernard W., Operations Management, Pearson Education, 2003.
8. Suzaki, Kiyoshi, The New Manufacturing Challenge Techniques for Continuous Improvement, The Free Press, 1987.
9. Toyoharu Fujimoto, Management Challenge: The Japanese Management System in an International Environment, McGraw-Hill Book Co, 1991.
10. Vollmann, Thomas E., Berry, William L. and Whybark, D.Clay, Manufacturing Planning & Control Systems, McGraw-Hill, 1997.
11. http://imvp.mit.edu
12. โกศล ดีศีลธรรม, เพิ่มศักยภาพการแข่งขันด้วยแนวคิดลีน, ซีเอ็ดยูเคชั่น, 2548.
13. โกศล ดีศีลธรรม, ผลิตภาพ: ปัจจัยพัฒนาสู่การแข่งขันยุคใหม่, สำนักพิมพ์ผู้จัดการ, 2550.
14. โกศล ดีศีลธรรม, การวางแผนปฏิบัติการโลจิสติกส์สำหรับโลกธุรกิจใหม่, สำนักพิมพ์ฐานบุ๊คส์, 2551.