【行業資訊】思與辨 |制造運營管理(MOM)能力成熟度模型述評——“成熟”與“卓越”之辨
發布時間:2023-07-21 文章來源:鴻宇科技 瀏覽次數:2305
歷史上的轉向:從MES到MOM
MESA進入業內的視野,很可能是從1992發布制造執行系統(MES)的11個功能模塊開始的,那時國內的MES市場還不是一片紅海,尚處于啟蒙階段。那時的競爭雖不如現在的激烈,但有著啟蒙階段特有的困惑:
MES所應用的各行業之間的差異巨大,不同的MES產品的設計理念和發展歷程也不同,所以MES和業務系統及控制系統之間的邊界往往很難清晰的界定;
MES缺乏一個通用且明確的對象范圍,所以它除自身軟件產品和軟件系統的主體概念外,還包含了其所能解決問題的部分概念和描述,但由于面向特定問題的不同MES產品間有差異性,造成了MES的概念具有一定的模糊性。
MES是一個軟件產品和軟件系統的概念,屬于解決方案范疇,本就是商業主體市場競爭的地帶,很難達成共識。國際自動化協會(ISA)為了可以促進業務領域專家和IT專家的互相理解,在MESA工作的基礎上追本溯源,轉向對問題域(管理控制活動)的澄清和規格化,形成了被廣泛接受的標準ISA95。ISA最大的貢獻就是提出了制造運營管理Manufacturing Operations Management(MOM)這一術語,并為它界定了清晰的活動模型和信息流。
01緣起:為什么開發MOM的能力成熟度模型
MOM的標準化工作始于MESA的MES功能模型,但又不止于此。ISA同MESA一道致力于ISA95標準的推廣,從美國國家標準ANSI/ISA95成為具有國際影響力的ISO/IEC 62264,再到我國的GB/T20720,這一過程可以概括為區域性知識和技術在諸多要素(尤其是經濟利益要素)的推動下所進行的普遍化和社會化的擴張性努力。
ISA95標準將MOM高度的規格化和結構化,這一舉措的確改善了業主、集成商及軟件供應商之間的溝通質量,就像它的名字一樣,解決系統集成和信息交換問題是它“敬謹奉持”的圭臬。它只在“實然”層面陳述了制造運營管理執行了哪些活動,產生了哪些信息,發生了哪些事件,卻沒有在“應然”層面建議我們應該怎么做、做什么才能取得好的效果等等。
為了進一步擴大標準的效用,MESA起草了一份白皮書,編號為#53,題目是《MESA MOM Capability Maturity Model》(以下統稱白皮書),中譯MESA制造運營管理能力成熟度模型。
在白皮書中,制造運營的成熟度被定義為:一個企業組織在面對意外和異常事件時,其所擁有的成熟、穩健和可重復的制造運營的度量。所以,處理制造運營中的異常事件,而不損失生產率(Productivity)的能力,是企業組織成熟度的度量標準。這種能力可以建立在某個/某幾個關鍵人物上(個人英雄主義),或者是一支訓練有素的團隊,依靠完善的處理程序。企業越是不依賴個人的英雄主義行為,其成熟度越高。成熟度水平越高,組織的效率越高,犯錯與失誤越少,制造運營中存在的系統性問題也就越少。
這份白皮書清晰的定義了不同能力水平的特征,這些特征為MOM能力成熟度的評價提供了基準,能幫助企業組織找準制造運營能力現狀的定位,識別改進的機會在哪里。此外,白皮書還為企業組織提供了通向高水平成熟度的參考路徑。
02MOM能力成熟度模型的鋪演:結構化的能力水平
MESA的成熟度模型不衡量物理上的生產制造過程的成熟度或復雜度,它衡量的是策略、程序、培訓和對信息的控制,這些要素反映了有效執行運營的能力。白皮書認為策略(policies)、程序(procedures)、培訓(training)、工具(tools)是企業組織建構運營能力的要素,要素的表現就構成能力成熟度的特征。
策略:企業組織的頂層設計,包含了總體目標和一系列保障目標落實的程序。在較高的成熟度水平上,策略是以書面的(written)和正式受控(formally controlled)的文檔形式維護的。
程序:按照一定順序執行的一系列行動(actions),確保以可接收的方式實施策略。在較高的成熟度水平上,程序也是以書面的和正式受控的文檔形式維護,或者在工具中實現。
培訓:企業組織策略和程序落實所依托。人員必須先接受策略和程序方面的培訓,才有可能依照策略和程序的行動要求行事。在較高的成熟度水平上,培訓要正式舉行,培訓記錄要正式保留,培訓效果要正式評價。
工具:輔助、規范和加速程序實施的技術手段。包括各類為人們所熟悉的、運行在MOM活動領域的管理信息系統,如MES、QMS、LIMS、WMS、批執行系統(Batch Execution System,BES),計算機化維護管理系統(Computerized maintenance management system,CMMS)、電子批記錄系統(eBRS)等等。在較高的成熟度水平上,組織采納的工具能夠很好的匹配策略和程序的實施(可能強制人員遵照程序執行,也可能不強制),對工具有良好的接納程度,使用人員經過正式培訓。
根據企業組織在制造運營管理方面的表現,其成熟度被分成6個等級:
0.未定義——由于企業組織認為不必要或尚未意識到,而沒有進行的實踐活動。
1.初始級——不成文、沒有形式上的管理、被動式的、臨時的、不受控的實踐活動,但成功往往依靠個人英雄主義式的努力基本不采用或隨意的采用軟件工具,而且未經培訓,使用方法不一致。
2.管理級——某些實踐活動可重復性較高,而且能夠產生一致結果,部分的實踐活動條文化,但程序并不嚴謹,相似的任務在不同的部門采用不同的程序,采用軟件工具輔助管理,但受限于培訓,結果的一致性并不好。
3.定義級——實踐活動條文化并形成內部標準,不同的部門貫徹落實同一套管理制度和規定,在有限的培訓下,軟件工具的使用形成慣例。
4.量化管理級——實踐活動條文化、可重復性強、受到監控和管理,在不同部門之間形成指標考核的共識,使得效益能夠量化管理,軟件工具按部就班使用,對人員進行上崗前的嚴格培訓。
5.優化級——通過技術的演變和革新持續改進實踐活動,總結積累偏差異常產生的原因,變更流程來改進性能,并采取措施評估流程變更帶來的效果是否滿足目標,軟件工具定期根據變更的流程進行升級,確保適應最新的流程和管理程序,KPI納入管理制度,定期審核和更新以適應新流程,收集KPI數據進行考核。
MOM能力成熟度水平的評估與ISO9001的評審很相似,是一個尋找客觀證據并做出判斷的過程。白皮書對收集客觀證據也給出了一些忠告和建議:
Interview,用開放式的問題引出回答,看看他們告訴你的是否符合規定的流程,不要擔心挑戰和窺探。成熟度的關鍵在于雇員是不是真的理解他們的工作,所以重點考察培訓的效用。
Observe,不能僅僅依靠文件和記錄,觀察是客觀證據的重要組成部分。觀察他們實際的工作,把觀察到的與條文化的程序比較。其實他們經常愿意披露他們在日常工作中處理的隱藏缺陷。
Review,審查文件和記錄,包括書面的策略和程序,重點檢查文件是否得到充分的控制,需要的人是否能夠得到文件。
Examine,檢查實際操作記錄和收集的數據,選取有代表性的記錄和數據,受限于評估時間和精力,以及組織范圍,要聚焦重要的運營管理活動。
03通向更高的MOM能力成熟度水平
高水平的MOM能力成熟度通常需要兩方面的改善來達成:一是管理提升,二是技術改造。管理的提升體現在清晰的角色與職責、正式的策略與程序、閉環的反思與修正、一致的溝通與執行、定期的檢視與改善等等。技術的改造體現在高度的任務技術匹配(Task-Technology Fit,TTF),廣泛的技術接受(Technology Acceptance,TA)與采納,定期的技術評估與更新,優越的信息集成與互聯等等。
白皮書進一步指出,技術的使用是企業組織達到并維持在較高成熟度水平的最大挑戰之一,然而一旦使用正確,它可以降低維持在高水平的成本代價。
如果企業組織希望將策略和程序以一致的方式落實在人員的行動中,那么軟件工具的使用就必不可少。工具的有效使用使策略和程序的貫徹落實更加容易。有效的工具鼓勵正確的行為,甚至強制正確的行為。
在具體實踐中,MOM軟件工具逐漸形成了以制造執行系統(MES)、質量管理系統(QMS)、高級計劃與排產系統(APS)、實驗室信息管理系統(LIMS)、廠內物流系統(IntraPlant Logistics System)為主體的實現模式。然而其應用效益并不如預期,其中固然有應用系統自身的原因,也有用戶如何看待和使用這類系統的原因。
ISA95標準化委員會,在總結過去40年的MOM系統實施經驗時,這樣描述它的價值定位:系統的投資回報率來自于該系統如何使工廠減少或消除不良事件的連鎖效應和成本。易言之,系統帶來的效益主要的取決于是否能夠利用系統數據對不利條件迅速做出反應并采取行動。這一點與MESA對MOM成熟度的看法基本是一致的。
從數據落實到行動,這中間是一連串的“信息關聯→聚合→分析→理解→決策”智力密集型過程。所以,數據在MOM系統中的組織形式和流動速度也會影響管理上的效益,況且從決策落實到最后的行動,尚有執行力的問題。我們認為,數據組織越完善、數據流動越迅速、越能夠自動決策,MOM系統越是可以發揮它的效益,如圖1。
圖1 數據應用于行動的價值曲線
可以回想,在制造運營管理還處在口頭知識傳遞的年代,即使是紙和筆也可以成為有效的工具。
現如今,MOM工具早已伴隨著數字化技術的進步演化到了更高級的形態,在建構與形塑企業組織的同時,也被企業組織建構與形塑。
如果從社會物質性實踐(sociomaterial practices)的角度看待組織的演化,通向更高MOM能力成熟度水平的階梯,是組織文化、制度、程序、個人與技術系統互相形塑、從舊秩序建立新秩序、形成最佳配合關系的實踐過程,如圖2。
圖2 社會物質性實踐過程示意
04成熟與卓越之辨:追求“卓越”是“成熟”的標志
白皮書對MOM能力成熟度的定義和解釋,也許跟我們慣常的認知有些出入——為什么在高水平的定義中看不到卓越(excellence)的影子?那些能力要素似乎跟我們熟悉的運營卓越(OperationalExcellence)沒什么關聯性?它跟我們的智能制造能力成熟度模型一點都不像!等等。筆者初次接觸白皮書時,也帶著同樣的疑惑和不解。
原來,筆者一直混淆了成熟(maturity)和卓越(excellence)兩個截然不同的概念。它們不僅在字典意義(meaning in dictionary)上不同,而且只要追問它們各自的歷史,就可以看到它們的脈絡意義(meaning in context)也不同。
成熟度模型可追溯到卡耐基梅隆大學軟件工程研究所的CMM,用于軟件項目管理過程的度量, “成熟度”一詞的使用意味著,為了在項目管理中產生可重復的成功,能力必須隨著時間的推移而增長。成熟暗示著有合適的工具、技術、程序甚至是文化的基礎,能夠保障成功的可重復性。成熟的組織會最大化的做對的事情,糾正做錯的事情。
卓越模型可追溯到美國波多里奇國家質量獎(MBNQA)和歐洲品質管理基金會(EFQM)的卓越業務(Operational Business)模型。“卓越”意味著組織有能力營造連續成功的環境,這里的成功是由客戶最佳利益的實現來衡量的。
在“卓越”的含義中,成功的可持續性是重點,在“成熟”的含義中,成功的可重復性是重點。可以說,“成熟”度量組織的過程,“卓越”度量組織的產出。但同時它們又是相互關聯的,成熟度越高,組織管理效率就越高,效果越好,因此組織的表現(performance)也將被提升,成熟有助于卓越的達成,而且必須成熟才能取得卓越。從成熟走向卓越的過程,成功逐漸多于失敗,到達卓越后,組織就連續獲得成功,如圖3。
圖3 成熟與卓越的關系示意
期待所有的項目都成功是不現實的,有些人認為唯一真正的失敗是沒有從失敗中吸取到教訓。如果能夠及早發現失敗,將資源重新分配給其他機會性更大的實踐,那么失敗也可以被視作另一種成功。
原文刊載于《儀器儀表標準化與計量》2023年第3期 作者:岳磊 盧鐵林