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過程方法原則解析與西門子QMS解決方案簡介

文章出處:AG视讯    責任編輯:zhou 發布時間:2018-09-12
摘要:本文由AG视讯智能製造事業部同事撰寫,旨在解釋ISO 9000中所講的Process approach,並分析了其當前企業在質量管理事件過程中的困境,對未來企業級質量管理方案提出了具體的要求。最後,介紹了西門子產品IBS CAQ=QSYS 的解決方案的主要架構及部分功能。

什麽是Process approach?

Figure.1 質量管理的8個原則
 
在ISO 9000中指出,質量管理有8個原則,Process approach正是其中之一(另外七個原則分別是:Leadership領導力,Engagement of people人的因素,Customer focus客戶關注,System Approach 係統的方法,Relationship Management良好的關係 Evidence-based decision基於事實的決策, Improvement持續改善)。
 
而在事實上,在這些原則中,process approach是一個實際運營過程中必然使用的原則,盡管你有時候並不知道到你正在用它。
 
Process:通過Input輸入來傳遞預期的結果的一係列相互關聯、相互影響的活動的集合。

輸入,可以是有形的實體,比如生產過程中使用的材料、零件、裝備,也可以是無形的,比如數據、信息和知識。

通常,AG视讯把process翻譯為流程,或者過程。在下麵的討論中,AG视讯將統一使用過程方法這一術語。

Figure.2 Process approach過程方法

 
過程方法包含了建立組織相關流程,使其自身能夠作為一個集成的完整的係統運轉。
ž 管理係統集成過程及活動、措施來實現目標。
ž 過程定義了相關活動,檢查,以及傳遞的輸出物。
ž 過程中有詳細的計劃及控製手段,並基於組織的要求,使用文件去定義好。

                                                Figure.3 過程控製的模型

過程方法意味著,若要想實現AG视讯所期望的目標,則應該通過對實現過程展開策劃,分析,實施,監控及改善來保證。因為大量的生產實踐和事故教訓告訴AG视讯,如果沒有一個好的過程,則無法保障一個穩定持續的好的結果。
 
過程方法實踐中的挑戰
在成熟的行業及中,其內部團體及組織往往具有功能化,結構化的特點,有時還存在空間上的區域化,全球化的特點。這就意味著他們分別具備不同的職責,大到整個行業,小到一個跨職能的團隊(cross-functional team),每一個團體或者個體都被賦予了相應的職責,換句話說,他們分別要去負責完成整個過程中的一個部分過程,AG视讯可稱之為sub-process。
   
他們可能使用不同的工具,具備不同的知識背景,來自不同的地區和國家。但是作為一個整體,一個團隊,一個企業,乃至一整條產業鏈,他們有共同的目標。這個目標首先是以營利為目的,而為了實現營利,他們必須取悅於客戶,這也就是ISO 9000中所講的客戶關注(customer focus)。

以汽車行業為例,這是一個高度成熟的全球化產業。其業內最普遍的開發過程是APQP(Advanced Product Quality Planning)先期產品質量策劃。這是典型的過程方法的行業應用,在APQP中,為了實現一件產品(子係統,係統)從概念階段到穩定量產,需要經曆五個階段,每個階段內需要有完成各種不同的開發任務,這就需要一個非常細化完善的組織去支撐這種業務模型。

Figure.4 結構化的APQP模型
然而,對於很多企業來說,這一切聽起來很美好,但是卻很難實現。這些挑戰在於:
1) 他們可能不具備那麽完善的組織和流程去支撐這種業務流程。
2) 他們的組織內各種資源(人才,知識庫,設備,工具等)不足以支撐他們使用這種方法。
3) 他們並不能確保這種方法真的可以提高企業的效率帶來投資的回報。
4) 過分細化的組織和活動使他們在管理中麵臨極大的挑戰。
5) 各個團隊及部門之間出於自我保護原則,使得整體的研發運營成本居高不下。
 
同時,每一項活動,都會產生一定的成果,每一個過程都會產生相應的輸出。這個結果或者過程,有時是一個具體的產品,比如一台發動機樣品。而更多情況下,它是一個文本化的知識財產,比如圖紙,文件,測量報告。
 
 Figure.5 APQP各過程的輸入及輸出
大量的不同類型的輸出物來自於不同的部門和團隊成員,而上一個過程中的輸出物又往往是下一個過程的輸入物。這就意味著大量數據需要妥善的管理,而許多企業在實踐過程中往往感到非常痛苦,這是因為:
1) 海量的數據及文件需要管理,但他們目前僅僅在本地化的文件夾中保存。
2) 許多產品和項目是基於此前基礎升級開發,但在數據經驗繼承時,首先發現數據難以高效準確的獲取。
3) 前一過程輸出可能為後一的輸入,這往往意味著接口部分數據需要不同的人進行數據傳遞。而多數企業目前處在手動傳遞的狀態。
4) 文件及數據的釋放及變更往往會對其他文件和數據產生衝擊,離散化的數據管理和文件製作使得變更的協同難以實現。
5) 由於內部組織的繁複及文件,數據的離散,往往對於客戶聲音的反饋不夠及時,而本地化的數據存儲,則意味著質量追溯的效率和可靠度備受挑戰。
6) 在實際生產中產生的業務數據,如測量尺寸,狀態數據無法產生出更高價值,用於指導管理層的工程決策和高層的企業級戰略
 
工具層麵的解決方案
為了實現質量管理中的過程控製原則,有許多方法及工具被總結並傳播,比如前麵提到的APQP,質量功能展開QFD,控製計劃,PDP(Product Development Process),項目管理。同時為了實現每個具體過程中定義的活動,許多理論與工具廣為流傳,比如FMEA,SPC,DOE,CAE,CAD,PPAP,ECM,MSA。
 

 Figure.6 工具層麵的解決方案

然而正如前麵所提到的,這些工具盡管在一定程度上實現了個體活動的功能,但在質量管理的三個維度(業務層麵,產品層麵,組織層麵)上卻力不從心。同時,智能製造的趨勢下,質量管理如何與產品生命周期管理,數字化工廠運營等新的企業級戰略相協調,也越來越引起眾多企業的思考。

 Figure.7 質量管理的三個維度
(業務層,產品層,組織層)
 
整體的係統的解決方案的需求
前麵AG视讯提到,除了過程方法,還有七個質量管理的原則,其中有一個原則是係統的方法(system approach),這意味著企業的戰略及業務目標應該有一個整體目標,盡管他可以被拆分成許多具體的小目標。那這就要求企業內部的組織也應該是一個整體係統,盡管被分為許多不同的職能部門。最後,這也要求,企業應盡量采用一個整體係統的解決方案,去支撐企業的整體目標。所以,未來數字化工業發展中,更多企業會要求一個平台級的解決方案,這個平台應該具有以下特點:
1) 具有專業高效的的功能模塊;
2) 功能模塊間能夠進行數據的傳遞和變更的協同;
3) 該平台應該能夠與其他企業級平台具有良好的接口,且功能不應重疊;
4) 該平台的功能應該具有良好的可拓展性;
5) 該平台的業務邏輯應是通用的,基於行業經驗的業務邏輯;
6) 該平台應能夠提供個性化的開發前提。
 
西門子的QMS整體解決方案IBS QSYS Professional
西門子的QMS整體解決方案廣泛應用於,汽車,重型機械,航空航天及醫療製藥等行業。該方案最早是由IBS公司基於製造行業解決方案整合而成,2015年西門子收購IBS,並在之後繼續對產品進行優化,並於西門子其他PLM及MOM等平台級方案進行整合,意在打造更高層級的戰略平台組合方案。

Figure.8 IBS的曆史

QSYS Professional方案的整體架構基於PDCA(Plan計劃,Do執行,Check檢查,Act行動及改善)戴明環模型。整個平台分為四大部分,每個部分有若幹具體的功能能模塊,比如APQP/Project,FMEA(潛在失效模式分析),Gage Management(量具管理含MSA),Process Flow chat(流程圖), Control plan(控製計劃), Inspection plan(檢驗計劃),QAM(質量措施管理), SAM(供應商評估管理), SPC(過程統計控製), CCM(客戶抱怨管理),PPAP(產品量產批準流程)等。 

Figure.9 Siemens QMS 解決方案的平台內架構

從功能層麵上來講,該方案中所包含的功能模塊,均是基於行業內最新的標準(ISO 9000/ IATF 16949,AIAG標準,VDA標準等)及長期實踐的業務模型所構建,相比較傳統的軟件工具而言,更加適合製造業的應用。對用戶來說,隻需要安裝使用一個係統,便可以代替十幾種工具軟件。

Figure.10 All in one方案
 
對於過程方法而言,最核心的內容在於每個過程之間的輸入與輸出的管理也接口。而QSYS Professional在功能模塊間數據傳遞及階段性數據的交付管理方麵十分出眾。以產品開發流程為例,在BOM到DFMEA,流程圖到PFMEA,PFMEA到控製計劃,控製計劃到檢驗計劃,檢驗計劃到檢驗報告這個過程中,凡是前置文件中的數據,都可以繼承到後麵的文件中。而在發生工程變更時,這些文件可以一鍵協同變更。

 Figure.11 模塊間的數據流轉及協同

前麵講到,質量管理中有一個原則叫做持續改善原則,這一原則的核心在於通過不斷地改善,增加客戶滿意度(產品的結構,功能,質量,成本進行改善),而對於持續改善的目標來講,最重要的前提在於實現質量管理的閉環。
QSYS Professional的PDCA循化正式基於此模型,實現了質量管理的閉環。比如客戶抱怨發起的失效分析及8D報告會把失效模式及失效原因傳遞給FMEA模塊,而FMEA中的打分環節則可參考客訴抱怨及售後數據,真正實現Evidence-based decision.

Figure.12 QSYS Professional中一個典型的業務閉環
 
作為西門子數字化企業整體方案及企業級戰略平台的一個重要部分,QSYS Professional與其他係統可以實現數據對接,比如PLM和ERP以及現場的數采係統,掃描係統和數字化檢具等。
 
Figure.13 與ERP,現場物理層的對接模型
 
對於一個係統而言,與工具軟件相比,最大的優勢應該體現在其與企業的組織架構及管理係統相匹配上。這意味著係統及解決方案必須要把組織架構進行結構化建模,同時要支持權限的設定。
另外在QSYS Professional在資源數據管理方麵非常出色,平台中可建立大量的Master Data基礎數據庫,對多種資源進行分類管理。這些基礎數據庫通常包括,企業資源(客戶,供應商),人力資源(用戶,角色,部門,小組等),設計資源(圖紙,產品結構,工藝操作,產品特性,失效模式等),生產檢測資源(訂單數據,檢測基準,檢具資源),售後類資源等。

 Figure.14 QSYS Professional中的數據資源管理

結語:在工業數字化及工業革命4.0的大趨勢下,未來製造業內對於係統級管理的需求勢必日益上升,企業及行業的法規日益嚴格,質量管理必將麵臨更多新的以及更加複雜的挑戰。對此,企業一方麵應當充分理解質量管理的理論並實踐內部質量管理體係的建設,同時應該采用整體的具有長遠規劃的係統解決方案,從而支撐整體的數字化戰略。