過程方法原則解析與西門子QMS解決方案簡(jiǎn)介
發(fā)布日期:
2018-09-12

摘要:本文由天拓四方智能制造事業(yè)部同事撰寫,旨在解釋ISO 9000中所講的Process approach,并分析了其當(dāng)前企業(yè)在質(zhì)量管理事件過程中的困境,對(duì)未來企業(yè)級(jí)質(zhì)量管理方案提出了具體的要求。最后,介紹了西門子產(chǎn)品IBS CAQ=QSYS 的解決方案的主要架構(gòu)及部分功能。

什么是Process approach?
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Figure.1 質(zhì)量管理的8個(gè)原則
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在ISO 9000中指出,質(zhì)量管理有8個(gè)原則,Process approach正是其中之一(另外七個(gè)原則分別是:Leadership領(lǐng)導(dǎo)力,Engagement of people人的因素,Customer focus客戶關(guān)注,System Approach 系統(tǒng)的方法,Relationship Management良好的關(guān)系 Evidence-based decision基于事實(shí)的決策, Improvement持續(xù)改善)。
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而在事實(shí)上,在這些原則中,process approach是一個(gè)實(shí)際運(yùn)營(yíng)過程中必然使用的原則,盡管你有時(shí)候并不知道到你正在用它。
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Process:通過Input輸入來傳遞預(yù)期的結(jié)果的一系列相互關(guān)聯(lián)、相互影響的活動(dòng)的集合。

輸入,可以是有形的實(shí)體,比如生產(chǎn)過程中使用的材料、零件、裝備,也可以是無形的,比如數(shù)據(jù)、信息和知識(shí)。

通常,我們把process翻譯為流程,或者過程。在下面的討論中,我們將統(tǒng)一使用過程方法這一術(shù)語。

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Figure.2 Process approach過程方法

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過程方法包含了建立組織相關(guān)流程,使其自身能夠作為一個(gè)集成的完整的系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)。
? 管理系統(tǒng)集成過程及活動(dòng)、措施來實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。
? 過程定義了相關(guān)活動(dòng),檢查,以及傳遞的輸出物。
? 過程中有詳細(xì)的計(jì)劃及控制手段,并基于組織的要求,使用文件去定義好。

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? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? Figure.3 過程控制的模型

過程方法意味著,若要想實(shí)現(xiàn)我們所期望的目標(biāo),則應(yīng)該通過對(duì)實(shí)現(xiàn)過程展開策劃,分析,實(shí)施,監(jiān)控及改善來保證。因?yàn)榇罅康纳a(chǎn)實(shí)踐和事故教訓(xùn)告訴我們,如果沒有一個(gè)好的過程,則無法保障一個(gè)穩(wěn)定持續(xù)的好的結(jié)果。
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過程方法實(shí)踐中的挑戰(zhàn)
在成熟的行業(yè)及中,其內(nèi)部團(tuán)體及組織往往具有功能化,結(jié)構(gòu)化的特點(diǎn),有時(shí)還存在空間上的區(qū)域化,全球化的特點(diǎn)。這就意味著他們分別具備不同的職責(zé),大到整個(gè)行業(yè),小到一個(gè)跨職能的團(tuán)隊(duì)(cross-functional team),每一個(gè)團(tuán)體或者個(gè)體都被賦予了相應(yīng)的職責(zé),換句話說,他們分別要去負(fù)責(zé)完成整個(gè)過程中的一個(gè)部分過程,我們可稱之為sub-process。
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他們可能使用不同的工具,具備不同的知識(shí)背景,來自不同的地區(qū)和國(guó)家。但是作為一個(gè)整體,一個(gè)團(tuán)隊(duì),一個(gè)企業(yè),乃至一整條產(chǎn)業(yè)鏈,他們有共同的目標(biāo)。這個(gè)目標(biāo)首先是以營(yíng)利為目的,而為了實(shí)現(xiàn)營(yíng)利,他們必須取悅于客戶,這也就是ISO 9000中所講的客戶關(guān)注(customer focus)。

以汽車行業(yè)為例,這是一個(gè)高度成熟的全球化產(chǎn)業(yè)。其業(yè)內(nèi)最普遍的開發(fā)過程是APQP(Advanced Product Quality Planning)先期產(chǎn)品質(zhì)量策劃。這是典型的過程方法的行業(yè)應(yīng)用,在APQP中,為了實(shí)現(xiàn)一件產(chǎn)品(子系統(tǒng),系統(tǒng))從概念階段到穩(wěn)定量產(chǎn),需要經(jīng)歷五個(gè)階段,每個(gè)階段內(nèi)需要有完成各種不同的開發(fā)任務(wù),這就需要一個(gè)非常細(xì)化完善的組織去支撐這種業(yè)務(wù)模型。
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Figure.4 結(jié)構(gòu)化的APQP模型

然而,對(duì)于很多企業(yè)來說,這一切聽起來很美好,但是卻很難實(shí)現(xiàn)。這些挑戰(zhàn)在于:
1) 他們可能不具備那么完善的組織和流程去支撐這種業(yè)務(wù)流程。
2) 他們的組織內(nèi)各種資源(人才,知識(shí)庫,設(shè)備,工具等)不足以支撐他們使用這種方法。
3) 他們并不能確保這種方法真的可以提高企業(yè)的效率帶來投資的回報(bào)。
4) 過分細(xì)化的組織和活動(dòng)使他們?cè)诠芾碇忻媾R極大的挑戰(zhàn)。
5) 各個(gè)團(tuán)隊(duì)及部門之間出于自我保護(hù)原則,使得整體的研發(fā)運(yùn)營(yíng)成本居高不下。
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同時(shí),每一項(xiàng)活動(dòng),都會(huì)產(chǎn)生一定的成果,每一個(gè)過程都會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的輸出。這個(gè)結(jié)果或者過程,有時(shí)是一個(gè)具體的產(chǎn)品,比如一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)樣品。而更多情況下,它是一個(gè)文本化的知識(shí)財(cái)產(chǎn),比如圖紙,文件,測(cè)量報(bào)告。

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?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于不同的部門和團(tuán)隊(duì)成員,而上一個(gè)過程中的輸出物又往往是下一個(gè)過程的輸入物。這就意味著大量數(shù)據(jù)需要妥善的管理,而許多企業(yè)在實(shí)踐過程中往往感到非常痛苦,這是因?yàn)椋?/span>
1) 海量的數(shù)據(jù)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(chǎn)品和項(xiàng)目是基于此前基礎(chǔ)升級(jí)開發(fā),但在數(shù)據(jù)經(jīng)驗(yàn)繼承時(shí),首先發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)難以高效準(zhǔn)確的獲取。
3) 前一過程輸出可能為后一的輸入,這往往意味著接口部分?jǐn)?shù)據(jù)需要不同的人進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞。而多數(shù)企業(yè)目前處在手動(dòng)傳遞的狀態(tài)。
4) 文件及數(shù)據(jù)的釋放及變更往往會(huì)對(duì)其他文件和數(shù)據(jù)產(chǎn)生沖擊,離散化的數(shù)據(jù)管理和文件制作使得變更的協(xié)同難以實(shí)現(xiàn)。
5) 由于內(nèi)部組織的繁復(fù)及文件,數(shù)據(jù)的離散,往往對(duì)于客戶聲音的反饋不夠及時(shí),而本地化的數(shù)據(jù)存儲(chǔ),則意味著質(zhì)量追溯的效率和可靠度備受挑戰(zhàn)。
6) 在實(shí)際生產(chǎn)中產(chǎn)生的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù),如測(cè)量尺寸,狀態(tài)數(shù)據(jù)無法產(chǎn)生出更高價(jià)值,用于指導(dǎo)管理層的工程決策和高層的企業(yè)級(jí)戰(zhàn)略
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工具層面的解決方案
為了實(shí)現(xiàn)質(zhì)量管理中的過程控制原則,有許多方法及工具被總結(jié)并傳播,比如前面提到的APQP,質(zhì)量功能展開QFD,控制計(jì)劃,PDP(Product Development Process),項(xiàng)目管理。同時(shí)為了實(shí)現(xiàn)每個(gè)具體過程中定義的活動(dòng),許多理論與工具廣為流傳,比如FMEA,SPC,DOE,CAE,CAD,PPAP,ECM,MSA。

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?Figure.6 工具層面的解決方案


然而正如前面所提到的,這些工具盡管在一定程度上實(shí)現(xiàn)了個(gè)體活動(dòng)的功能,但在質(zhì)量管理的三個(gè)維度(業(yè)務(wù)層面,產(chǎn)品層面,組織層面)上卻力不從心。同時(shí),智能制造的趨勢(shì)下,質(zhì)量管理如何與產(chǎn)品生命周期管理,數(shù)字化工廠運(yùn)營(yíng)等新的企業(yè)級(jí)戰(zhàn)略相協(xié)調(diào),也越來越引起眾多企業(yè)的思考。

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?Figure.7 質(zhì)量管理的三個(gè)維度

(業(yè)務(wù)層,產(chǎn)品層,組織層)
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整體的系統(tǒng)的解決方案的需求
前面我們提到,除了過程方法,還有七個(gè)質(zhì)量管理的原則,其中有一個(gè)原則是系統(tǒng)的方法(system approach),這意味著企業(yè)的戰(zhàn)略及業(yè)務(wù)目標(biāo)應(yīng)該有一個(gè)整體目標(biāo),盡管他可以被拆分成許多具體的小目標(biāo)。那這就要求企業(yè)內(nèi)部的組織也應(yīng)該是一個(gè)整體系統(tǒng),盡管被分為許多不同的職能部門。最后,這也要求,企業(yè)應(yīng)盡量采用一個(gè)整體系統(tǒng)的解決方案,去支撐企業(yè)的整體目標(biāo)。所以,未來數(shù)字化工業(yè)發(fā)展中,更多企業(yè)會(huì)要求一個(gè)平臺(tái)級(jí)的解決方案,這個(gè)平臺(tái)應(yīng)該具有以下特點(diǎn):
1) 具有專業(yè)高效的的功能模塊;
2) 功能模塊間能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳遞和變更的協(xié)同;
3) 該平臺(tái)應(yīng)該能夠與其他企業(yè)級(jí)平臺(tái)具有良好的接口,且功能不應(yīng)重疊;
4) 該平臺(tái)的功能應(yīng)該具有良好的可拓展性;
5) 該平臺(tái)的業(yè)務(wù)邏輯應(yīng)是通用的,基于行業(yè)經(jīng)驗(yàn)的業(yè)務(wù)邏輯;
6) 該平臺(tái)應(yīng)能夠提供個(gè)性化的開發(fā)前提。
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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(yīng)用于,汽車,重型機(jī)械,航空航天及醫(yī)療制藥等行業(yè)。該方案最早是由IBS公司基于制造行業(yè)解決方案整合而成,2015年西門子收購IBS,并在之后繼續(xù)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行優(yōu)化,并于西門子其他PLM及MOM等平臺(tái)級(jí)方案進(jìn)行整合,意在打造更高層級(jí)的戰(zhàn)略平臺(tái)組合方案。

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Figure.8 IBS的歷史


QSYS Professional方案的整體架構(gòu)基于PDCA(Plan計(jì)劃,Do執(zhí)行,Check檢查,Act行動(dòng)及改善)戴明環(huán)模型。整個(gè)平臺(tái)分為四大部分,每個(gè)部分有若干具體的功能能模塊,比如APQP/Project,F(xiàn)MEA(潛在失效模式分析),Gage Management(量具管理含MSA),Process Flow chat(流程圖), Control plan(控制計(jì)劃), Inspection plan(檢驗(yàn)計(jì)劃),QAM(質(zhì)量措施管理), SAM(供應(yīng)商評(píng)估管理), SPC(過程統(tǒng)計(jì)控制), CCM(客戶抱怨管理),PPAP(產(chǎn)品量產(chǎn)批準(zhǔn)流程)等。?

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Figure.9 Siemens QMS 解決方案的平臺(tái)內(nèi)架構(gòu)


從功能層面上來講,該方案中所包含的功能模塊,均是基于行業(yè)內(nèi)最新的標(biāo)準(zhǔn)(ISO 9000/ IATF 16949,AIAG標(biāo)準(zhǔn),VDA標(biāo)準(zhǔn)等)及長(zhǎng)期實(shí)踐的業(yè)務(wù)模型所構(gòu)建,相比較傳統(tǒng)的軟件工具而言,更加適合制造業(yè)的應(yīng)用。對(duì)用戶來說,只需要安裝使用一個(gè)系統(tǒng),便可以代替十幾種工具軟件。

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Figure.10 All in one方案

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對(duì)于過程方法而言,最核心的內(nèi)容在于每個(gè)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(shù)據(jù)傳遞及階段性數(shù)據(jù)的交付管理方面十分出眾。以產(chǎn)品開發(fā)流程為例,在BOM到DFMEA,流程圖到PFMEA,PFMEA到控制計(jì)劃,控制計(jì)劃到檢驗(yàn)計(jì)劃,檢驗(yàn)計(jì)劃到檢驗(yàn)報(bào)告這個(gè)過程中,凡是前置文件中的數(shù)據(jù),都可以繼承到后面的文件中。而在發(fā)生工程變更時(shí),這些文件可以一鍵協(xié)同變更。

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?Figure.11 模塊間的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)及協(xié)同


前面講到,質(zhì)量管理中有一個(gè)原則叫做持續(xù)改善原則,這一原則的核心在于通過不斷地改善,增加客戶滿意度(產(chǎn)品的結(jié)構(gòu),功能,質(zhì)量,成本進(jìn)行改善),而對(duì)于持續(xù)改善的目標(biāo)來講,最重要的前提在于實(shí)現(xiàn)質(zhì)量管理的閉環(huán)。
QSYS Professional的PDCA循化正式基于此模型,實(shí)現(xiàn)了質(zhì)量管理的閉環(huán)。比如客戶抱怨發(fā)起的失效分析及8D報(bào)告會(huì)把失效模式及失效原因傳遞給FMEA模塊,而FMEA中的打分環(huán)節(jié)則可參考客訴抱怨及售后數(shù)據(jù),真正實(shí)現(xiàn)Evidence-based decision.

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Figure.12 QSYS Professional中一個(gè)典型的業(yè)務(wù)閉環(huán)

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作為西門子數(shù)字化企業(yè)整體方案及企業(yè)級(jí)戰(zhàn)略平臺(tái)的一個(gè)重要部分,QSYS Professional與其他系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)對(duì)接,比如PLM和ERP以及現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)采系統(tǒng),掃描系統(tǒng)和數(shù)字化檢具等。

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Figure.13 與ERP,現(xiàn)場(chǎng)物理層的對(duì)接模型

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對(duì)于一個(gè)系統(tǒng)而言,與工具軟件相比,最大的優(yōu)勢(shì)應(yīng)該體現(xiàn)在其與企業(yè)的組織架構(gòu)及管理系統(tǒng)相匹配上。這意味著系統(tǒng)及解決方案必須要把組織架構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)化建模,同時(shí)要支持權(quán)限的設(shè)定。
另外在QSYS Professional在資源數(shù)據(jù)管理方面非常出色,平臺(tái)中可建立大量的Master Data基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫,對(duì)多種資源進(jìn)行分類管理。這些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫通常包括,企業(yè)資源(客戶,供應(yīng)商),人力資源(用戶,角色,部門,小組等),設(shè)計(jì)資源(圖紙,產(chǎn)品結(jié)構(gòu),工藝操作,產(chǎn)品特性,失效模式等),生產(chǎn)檢測(cè)資源(訂單數(shù)據(jù),檢測(cè)基準(zhǔn),檢具資源),售后類資源等。

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?Figure.14 QSYS Professional中的數(shù)據(jù)資源管理


結(jié)語:在工業(yè)數(shù)字化及工業(yè)革命4.0的大趨勢(shì)下,未來制造業(yè)內(nèi)對(duì)于系統(tǒng)級(jí)管理的需求勢(shì)必日益上升,企業(yè)及行業(yè)的法規(guī)日益嚴(yán)格,質(zhì)量管理必將面臨更多新的以及更加復(fù)雜的挑戰(zhàn)。對(duì)此,企業(yè)一方面應(yīng)當(dāng)充分理解質(zhì)量管理的理論并實(shí)踐內(nèi)部質(zhì)量管理體系的建設(shè),同時(shí)應(yīng)該采用整體的具有長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃的系統(tǒng)解決方案,從而支撐整體的數(shù)字化戰(zhàn)略。


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