燈塔一詞,早已脫離開航海歷史而進入更大范圍,成為一種指引方向、點亮希望的象征。假如把制造業(yè)也看做一汪廣闊的海洋,站在智能制造轉型升級的十字路口,燈塔在何方?
讓我們把目光投向“燈塔工廠”。燈塔工廠項目,由達沃斯世界經濟論壇與管理咨詢公司麥肯錫合作展開遴選,被譽為“世界上最先進的工廠”,代表著全球智能制造的最高水平。據(jù)最新數(shù)據(jù),全球“燈塔工廠”數(shù)量達到132家,中國的“燈塔工廠”增至50家,持續(xù)排名全球第一。
在這里先給自己打個廣告,接下來我們將用一到兩篇文章,對“燈塔工廠”做一個詳盡而深入的解讀,有興趣或有意向入選“燈塔工廠”的企業(yè)不妨點點關注。
01 全局統(tǒng)籌,深度賦能
CMMM智能制造能力成熟度模型
言歸正傳,“燈塔工廠”既有標桿示范的榜樣意義,也可看做一種關鍵信號,激勵更多企業(yè)在智能制造轉型升級浪潮中奮勇爭先。
只不過,當智能制造步入發(fā)展快車道,“眉毛胡子兩手抓”的形式得放一放了,我們需要有更清晰的參考助力:一個是如燈塔工廠一般的引領標桿,一個是足夠有力的行業(yè)標準。前者是后者的呈現(xiàn)載體,后者是前者的判斷依據(jù)。
在去年末的世界智能制造大會主論壇上,《中國智能制造發(fā)展研究報告:能力成熟度》(CMMM2.0)正式發(fā)布,創(chuàng)新性地提出了CMMM是可拆解、可組合、可配置的柔性模式,并從企業(yè)應用視角出發(fā),為企業(yè)持續(xù)提升自身智能制造能力,提供了全局視角、成熟理論和實施路徑。
經過數(shù)年發(fā)展,CMMM從早期的“智能+制造”兩個維度模型,優(yōu)化至覆蓋人員、技術、資源、制造四大要素,從10個核心能力域增加到20個,幫助企業(yè)定位當前的能力水平和實施成效,有效指導智能制造建設,從而提升和優(yōu)化制造過程。
智能制造能力成熟度可從低到高劃分為五個等級——
1. 一級·規(guī)劃級
企業(yè)應開始對實施智能制造的基礎和條件進行規(guī)劃,能夠對核心業(yè)務活動(設計、生產、物流、銷售、服務)進行流程化管理
2. 二級·規(guī)范級
企業(yè)應采用自動化技術、信息技術手段對核心裝備和核心業(yè)務活動等進行改造和規(guī)范,實現(xiàn)單一業(yè)務活動的數(shù)據(jù)共享
3. 三級·集成級
企業(yè)應對裝備、系統(tǒng)等開展集成,實現(xiàn)跨業(yè)務活動間的數(shù)據(jù)共享
4. 四級·優(yōu)化級
企業(yè)應對人員、資源、制造等進行數(shù)據(jù)挖掘,形成知識、模型等,實現(xiàn)對核心業(yè)務活動的精準預測和優(yōu)化
5. 五級·引領級
企業(yè)應基于模型持續(xù)驅動業(yè)務活動的優(yōu)化和創(chuàng)新,實現(xiàn)產業(yè)鏈協(xié)同并衍生新的制造模式和商業(yè)模式
02 從能力要素與能力域
淺看日式制造的“沒落”
除等級外,能力要素、能力域/子域也是CMMM模型結構中的重要組成部分。
能力要素是企業(yè)實施智能制造必須的條件。人員、資源、技術作為支撐要素,制造作為核心要素,體現(xiàn)了人員通過資源、技術來不斷改善制造的過程。
而由此衍生的能力域和能力子域則被統(tǒng)稱為過程域。在人員、資源、技術三個要素下有7個基礎過程域,在制造要素下有13個制造過程域,共計20個。
CMMM模型好比一張標記了沿途各站任務點的地圖,按照地圖挨個打卡,就能按部就班、按圖索驥地走到最終目的地。
而一旦錯過或者“偏科”,就有可能要承擔風險。這一方面的典型案例是日本。日本的制造業(yè)以人為中心,工廠中的問題一般都由現(xiàn)場員工自己發(fā)現(xiàn)、自己解決、自己改善,然后以此提高整體生產質量水平。
但在數(shù)字化變革不同程度地席卷全球的當下,這種模式很難與自上而下的數(shù)字化、智能化兼容了——建立互聯(lián)互通的工廠與現(xiàn)場已是必要,制造和信息、技術融合,能為決策提供以往所不能達到的效率。
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20個過程域
所以,曾經以精細和高品質在國內市場大行其道、一句“開不壞的豐田”為無數(shù)人所津津樂道的日式制造,似乎從某個時間節(jié)點開始,逐漸失去了自己的存在感。在“神戶制鋼數(shù)據(jù)造假”“三菱油耗造假”丑聞接連曝光后,更是有人直接追問:日本制造業(yè)已經徹底走下神壇了嗎?
我們不妨將其看做某個切面:當時代對敏捷、高效提出了更高的要求,具備全局思維就成為必要,能力子域一旦失衡,便會造成競爭的失利。
那么,我們應該怎樣預防或者說阻止這種失衡,破除企業(yè)經營短板,找到智能制造建設工作的正確發(fā)力點呢?
答案或許在于對各個單點的深度突破。
03 單點深度突破案例
基于數(shù)字化思維的FMEA過程控制
數(shù)字化研發(fā)設計、自組織柔性生產、自組織物流、敏捷供應鏈、基于價值的服務、可持續(xù)制造、設備全生命周期管理、數(shù)字化培養(yǎng),是CMMM的八大典型模式價值識別圖譜。
本期案例智,我們將以柔性生產為目標,為各位帶來基于數(shù)字化思維的FMEA過程控制案例。
我們都知道,制造業(yè)早已過了以規(guī)模論成敗的階段,消費者差異化的需求越明顯,就越倒逼制造業(yè)向個性化制造轉型。企業(yè)要攻克的課題越來越多,不論是消費者需求、還是生產異常、潛在失效風險,怎么依托關鍵大數(shù)據(jù),定制需求的柔性化、智能化、高敏捷的產品,將成為核心競爭力所在。
K客戶是一家家電制造企業(yè),當前面臨的主要問題恰好就在用戶差異化需求的沖擊上,在通過線上初步答題診斷和不間斷幾輪面談咨詢后,我們對K客戶的組織戰(zhàn)略、人員技能、數(shù)據(jù)、設備、生產作業(yè)等方面有了一個較為全面的評估結果。
最后,在K公司所提的制造過程“參數(shù)管理質量環(huán)”要求下,我們?yōu)槠浯罱艘惶谆谟脩趔w驗差異化需求、基于制造失效影響及影響分析(PFMEA)的全面可視化的制造過程質量管理體系。
FMEA技術不僅是對過程中的風險進行識別控制,更是直接貫穿到整個生命周期。以某款新冰箱的箱體發(fā)泡工藝為例:依據(jù)產品設計和開發(fā)輸出的要求,我們劃分出7個步驟,來對冰箱的制造過程進行設計和開發(fā)。
1. 確定過程分析范圍
確定分析的范圍為箱體發(fā)泡工藝,從殼體預熱、夾具固定,到注料,再到最終的光學檢測,這一階段的制造過程工藝流程圖,是基于產品開發(fā)與設計(FMEA)輸出的產品框圖(裝配層級及順序)來的。
范圍的確定有助于FMEA團隊更準確地分析過程,將優(yōu)勢資源集中于優(yōu)先級較高的過程中。
2. 過程結構分析
結構分析是整個FMEA的基礎階段,我們可以通過過程流程圖或結構樹的形式定義流程;基于人機料環(huán)等4M要素,找出影響過程的所有要素。
例如這里的注料過程,其影響要素就有操作員、機器設備、工裝夾具以及環(huán)境溫濕度。
3. 過程功能分析
功能分析是整個FMEA的核心階段,目的是確保產品/過程的預期功能/要求能夠實現(xiàn)。需要通過技術性語言進行描述。
這里我們還是以注料為例,注料后的箱體前臉平整度、飄偏度需要滿足工藝要求,這里提出的是對產品特性的要求。那我們再來看下影響產品特性的過程特性有哪些要求,需要通過4M要素進行拆解。以箱體飄偏度為例,通過特性矩陣能看到,飄偏度受氣動壓力與脫模間隙影響。
轉化成技術性語言便是:氣動壓力5~8pa;脫模間隙<0.05mm。通過識別各層級功能和要求后,開展產品特性與過程特性之間的關聯(lián)性分析,進而建立功能網。
4. 過程失效分析
所謂失效就是指上一步功能分析中的功能/要求無法滿足。過程步驟,要實現(xiàn)的功能無法滿足即為失效模式;過程工作要素,要實現(xiàn)的功能無法滿足,即為失效原因;因失效模式,而對整個過程項造成的影響即為失效影響。
我們不僅要分析當前已知的失效,對可能發(fā)生的未知失效同樣需要分析。同時要確定三者的關聯(lián)關系,在功能網的基礎上,進一步建立失效網。
5. 過程風險分析
需要完成對三個度(嚴重度、發(fā)生度、探測度)的評價。嚴重度表示失效影響的嚴重程度,考慮三個方面:1)對廠內的影響;2)對直接發(fā)運工廠的影響;3)對最終用戶的影響。
發(fā)生度可以簡單理解為失效模式發(fā)生的可能性,需要結合當前的預防措施來評價。可以通過計算ppm、cpk得出相對準確的判斷。
探測度則表示當前探測措施的有效性,能否及時準確的找出失效的產品,是我們判斷的標準。一般通過檢驗或實驗來完成探測。其有效性的判定,很大程度上取決于是否做過MSA。
通過對三個度的評價我們可以標記出特殊特性,并對其重點關注,同時對后續(xù)將要采取的措施優(yōu)先級進行排序,之后就可以調集企業(yè)資源優(yōu)先對高AP項采取控制。
6. 過程控制方法優(yōu)化
對高AP項優(yōu)先采取控制措施,并且驗證這些措施的有效性,然后重新評估風險,將驗證有效的措施同步到控制計劃當中去執(zhí)行。通過不斷的優(yōu)化可將風險降至最低。
FMEA不斷更新的目的就是為了持續(xù)改善,不斷降低風險,確保過程穩(wěn)健。
7. 過程標準固化
這是一個總結FMEA經驗的過程,需要借助軟件建立企業(yè)FMEA、家族FMEA、知識庫、措施庫等,將FMEA經驗固化沉淀。
我們將AQP FMEA和PQM(專業(yè)版QMS)及其他系統(tǒng)數(shù)據(jù)間的串聯(lián)通道打通,時刻保證FMEA文件的動態(tài)更新,進而指導K客戶質量的持續(xù)改善,保證生產線在大批量生產和小批量生產之間任意切換。
正如CMMM模型所指示的一樣,過程控制是企業(yè)經營發(fā)展當中的重要一環(huán),而非唯一一環(huán),后續(xù)我們仍將持續(xù)建設本專欄,力圖提供更多案例參考,促成企業(yè)多維度發(fā)展建設,強化“多邊形”能力。
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審核編輯黃宇
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