導讀:歷史上每一次工業(yè)革命都會對工業(yè)管理學的方方面面產生深遠的影響,對質量工程,質量管理也不會例外。對產品質量保證來說,開發(fā)和制造是兩個最重要的階段,那么工業(yè)4.0也勢必將對質量工程產生巨大影響。
在工業(yè)4.0的實踐中,自主機器人、增材制造、物聯網、云計算、大數據等各種關鍵技術,正在走向成熟。這些技術是有機的結合及作用在“工業(yè)4.0生態(tài)系統(tǒng)”上的 (圖1)。 在此我們可以看到這個生態(tài)系統(tǒng)包括產品設計,生產,客戶,供應商各個“利益相關者“,和相關系統(tǒng)。工業(yè)4.0在制造業(yè)要達到真正落地, 工業(yè)4.0平臺,或物聯網平臺 (圖2),是一個關鍵整合者,它是一個計算機平臺,作為操作系統(tǒng),把各個工業(yè)4.0技術元素和工業(yè)4.0生態(tài)系統(tǒng)連結,整合,管理,運轉起來。現在已經有若干工業(yè)4.0平臺在應用,比如 GE Predix, Siemens Mindsphere, HPE/Universal IOT Platform, 等。這些平臺基本上是專業(yè)性的, 比如設備管理,系統(tǒng)聯通,大數據組合及運算等單一或幾種功能。
圖1: 工業(yè)4.0生態(tài)系統(tǒng)(制造業(yè))
圖2:常見西方工業(yè)4.0平臺
在信息時代,消費者可以快速得到大量產品信息,如性能,價格,口碑。 消費者常有網上社區(qū),群體,互動頻繁,趨向于挑剔,個性化,而且他們的喜好隨著各種潮流,趨勢,個人觀點而變化,對服務的要求也在提高。從產品供應方來看,因在3次工業(yè)革命之后,產能,產品開發(fā),靈活制造能力均有很大提高,滿足這種消費者的能力在提高。工業(yè)4.0的落地更會大大提高這種能力。
圖3:制造模式的演變
圖3展示了以上所提的消費者和制造業(yè)的百年演變,在第二次工業(yè)革命前,個性工匠制造(Craft Production)是常態(tài),一人一訂單,從1913至1955,由于第二次工業(yè)革命(標準化,流水線),大規(guī)模,少品種的制造方式成為主流。隨著數控,傳感,和信息技術逐步植入制造業(yè)(第三次工業(yè)革命),多品種,小批量生產成為經濟可行,對應于圖四曲線1980后一段。隨著工業(yè)4.0的落地,我們會進入高度多品種,個人化,高效的制造模式,對應曲線最后一段。
歷史上每一次工業(yè)革命都會對工業(yè)管理學的方方面面產生深遠的影響,對質量工程,質量管理也不會例外。對產品質量保證來說,開發(fā)和制造是兩個最重要的階段,那么工業(yè)4.0也勢必將對質量工程產生巨大影響。
現今的質量工程起源于戴明(Edward Deming),朱蘭(Joseph Juran),主要的學說與著作大多寫于60年以前,在第二次工業(yè)革命的后期。那個時期的狀況與現在有很大的不同,比如計算機還在萌芽狀態(tài),數據采集靠手工,幾乎所有文件在紙上,交流通迅都不方便,公司隊伍龐大,等等。豐田的精益制造也產生于那個時期。
當以數控,傳感器,計算機和信息技術為代表的第三次工業(yè)革命展開落地后,數據變的容易獲得,各種統(tǒng)計分析軟件也變的易于操作,功能強大。這就催生了六西格瑪管理方法。
從現在開始,工業(yè)4.0進入倒計時狀態(tài),一些質量專家體會到它會給工商業(yè)和社會帶來巨大變化,現在實行的質量管理學說有近60年沒有創(chuàng)新性的變化了,不少方法和工具也陳舊了,在現場用的越來越少。是到了推陳出新的時候了。于是有人提出“質量4.0”, 意思是“工業(yè)4.0時代的質量管理”。 到現在“質量4.0”還在初級階段未成熟,但發(fā)展?jié)摿艽?。那么質量4.0會走向何方呢?
從歷史上看,很多管理學上的,尤其是工業(yè)工程和質量工程上的創(chuàng)新,往往是實干家干出來的,如豐田生產系統(tǒng),全面質量管理。所以,這些質量4.0創(chuàng)新要看工業(yè)4.0會使質量管理的現場-產品開發(fā)和制造過程發(fā)生什么變化。
工業(yè)4.0對質量管理業(yè)務領域產生的變化及影響
1.全面聯通的產品開發(fā)制造的生態(tài)圈,它使包括人員,產品,機器,及有關系統(tǒng)實現信息無障礙流通。
2.物聯網器,芯片,信息流,人工智能植入傳統(tǒng)產品硬件,大大提高了產品的功能,也對品管,可靠性和風險管控構成挑戰(zhàn)。
3.除了傳統(tǒng)的質量方法,很多新高科技方法,如云計算,深入學習(Deep Learning),人工智能,VR,Augmented Reality 進入實用,功能強但錯用,濫用風險高。
4.在制造過程中極高能的設備,儀器,元件增加,產生新能力和新問題。比如精確,快速的3D掃描儀,可快速生成加工件精確電腦圖象模型,可代替?zhèn)鹘y(tǒng)的點測量來進行品管,但我們需搞出‘以圖象為基礎的品管過程’。
1.質量的定義,質量管理的側重點:
從質量的范疇來看,一方面是正面的質量,或“我的產品有多好”, 另一方面是負面的控制,或“我產品的故障,缺陷”。長期以來,雖然正面的質量很重要,但由于它不易數量化,所以實際上沒有有效的提高,培植的方法論,很多是上了市場才知道。所以負面的“質量控制”成了質量管理的絕大部分的工作。比如六西格瑪是要減少故障率 (PPM),可靠性工程就是減少失效。
在實現工業(yè)生態(tài)全聯通的情況下,尤其是在產品開發(fā)時和客戶能實現實時,雙向體驗互動,和個人化定制,生產,那么產品的“正面質量”,或“客戶價值”會成為可以感覺,一定程度上可以掌控,提高,培值的指標。客戶價值(Customer Value)作為一個概念被學界研究過,但并沒有被有效的應用。工業(yè)4.0很可能會改變這一切。實際上已經有一些知名公司把質量工作的要點定為“保證,提高客戶終身價值”。
2.質量管理的隊伍:
工業(yè)4.0帶來信息,數據的大爆炸,工業(yè)4.0平臺帶來高度聯通會影響“誰來作質量工作”,“怎么作,及“如何分工,協調“等諸問題。傳統(tǒng)的質量范疇”減少廢品,缺陷“,仍十分重要, 因為“高度聯通”使壞消息傳播的很快。同時如果把”提高客戶終身價值“也作為重要目標,這樣會使產品開發(fā),創(chuàng)新,個性化,服務等諸環(huán)節(jié)變的十分重要。這樣很多傳統(tǒng)上與質量管理較遠的群體,比如信息部門(IT),產品研發(fā)設計,數據師(data scientist),工業(yè)4.0平臺管理者等,都會成為”利益攸關方(stakeholders)”。.
未來質量管理系統(tǒng)的結構,管理方法,工作流程很可能會產生很大的變化。
3.質量方法與工具的發(fā)展變化
很多現存的質量方法和工具還是五十,六十年前搞出來的,因為現在的情況和那時有了很大的變化,有些方法不太好用了,而且慢慢淡出現場。 當然很多基本的東西不會變,比如質量文化,追求完美,科學方法指導下的連續(xù)改進(PDCA)。
但是可以預期質量方法與工具至少在以下方面應有很大發(fā)展與變化:
3.1: 快速,高質量的處理海量客戶信息(Voice of Customers): 滿足客戶要求是高質量的前提。在信息大爆炸時代,海量的客戶信息,如社交群體信息,網器回饋,客戶網上意見成為客戶信息的主要載體,數據量動輒數百萬計,這種數據與傳統(tǒng)的客戶數據有很大不同??焖俚姆治?,梳理這種數據,并準確,快速的把結論,判斷回饋于正確的有關部門人員,實現快速改進。 這需要使用不少大數據,甚至人工智能方法,需要質量管理,信息部門,數據師,產品,制造,市場的合作。
3.2:提高,保證客戶終身價值:如前所述,正面的質量,“我產品有多好“應該是非常重要的目標,也是商業(yè)竟爭勝利的關鍵因素。這在很大程度上與產品開發(fā)有關。實質上是”以優(yōu)異產品開發(fā)提高客戶價值“,對次至今有一些現存的理論,方法,成功體系。隨著工業(yè)4.0的落地,這方面的操作性會越來越高。
3.3: 數據質量與校對: 要使工業(yè)4.0產生的海量數據起到作用,數據質量(data quality)極為重要。數據質量是一個相對年輕的學科,可預期在工業(yè)4.0時代大發(fā)展,大應用。還有數據校對(data calibration)也很重要,也就是“信息系統(tǒng)的數據是不是準的“,比如最近的波音737Max上仰角傳感器數據不準,造成大問題。
3.4: 信息植入硬件系統(tǒng)的品管: 隨著物聯網,芯片,等信息元素植入傳統(tǒng)硬件,這給品管帶來很大挑戰(zhàn)。 這已是近年汽車業(yè)返修提高的重要因素。這方面的能力急需提高。
3.5: 預測性品管與設備維護: 隨著物聯網,信息元素植入產品,設備,大量產品,設備運行信息會回饋給生產者,擁有者。這些信息,經過現代計算技術的分析,判斷,可成為準確預測產品,設備狀態(tài)的依據。進行預測性品管與設備維護。
3.6: 現代的很多風險管控,標準管控,認證過程也是基于上世際五六十年代的老方法。它們對安全,品質保證起到了極大的作用。
隨著工業(yè)4.0的進步,希望能變得更可靠,風險更低,同時管控更有力,效率更高。