新闻详细

ASQ QP分享《推动向前 - 推动流程改进及创新努力的工程原理和概念》

发布日期:2017-08-18 10:28:53
  • 许多工程原理和概念(包括拉伸与压缩)都可用于支持流程改进和创新努力;

  • 通过类比——如全驱车上的车轴和钢结构桥梁上的支撑物,可以阐明管理项目时需要考虑的步骤和工具。


与大多数《质量进展》的读者一样,我是一名质量工程师。质量工程本身就是一项重要的工作,并且在某些方面与对其他工程学科的理解相一致。虽然我的执业范畴仅是质量专业领域,但我多年来与许多工程师进行过密切合作,包括机械、土木、工业、电气、软件和其他领域,并在这一过程中学到了很多有用的知识。

这些经验以及他人的观点清楚地表明,工程科学并非仅仅适用于工程师工作的典型环境,而是可以经常更广泛地应用于其他设定。一些关于科学工程原理、主题和概念示例——汽车车轴如何工作、桥梁是如何建造的,可以帮助引导流程改进项目或创新计划,使其更加成功。


车轴和流程改进

通常,绝大多数汽车只有一个驱动轴。在绝大多数小型车中,前轴是驱动轴,后轴只是随之转动。而卡车正好相反:绝大多数卡车以后轴为驱动轴,前轴用来转向。有些车的前后轴都是驱动轴。如果一辆车有4个轮子,且其都通过前后车轴受车辆引擎的驱动,那么这辆车就称为四驱或全轮驱动车,这种车可以更容易地应对复杂或湿滑的地形。

发动机在一定的转速下输送动力。在车辆加速时,传动装置通过一组尺寸和齿数相应递减的环形齿轮将发动机的动力以递增的速率输送给车轴。试想,一辆自行车后轮上的齿轮总是更小,齿数也更少,因此骑手每踩一下脚蹬子,齿轮就会转更多圈,使自行车前进得更快。

轿车或卡车上的驱动轴上也有传动齿,用于将来自发动机和传动装置的动力传递给车轮。当车辆的前后轴都传递动力——二者均通过带齿的传动轴与发动机和传动装置相连接时,就会出现问题。

如果车的前后轴通过同样大小和齿数的齿轮相连接,它们会以相同的速度运动。但如果驱动后轴和驱动前轴的速度不同,那么就必须解决速度不匹配的问题。

在使用第三方供应商的零件装配卡车时,不匹配问题并不罕见,原因在于不同生产商的驱动轴比率不同。由此也产生了汽车工程学的基本原则:让前轴的速度更快。这一原则也可应用于质量工程。

造成速度不匹配存在两种可能:前轴更快或后轴更快。在双轴系统中, 前轴更快要好一些, 原因在于(注意速度不匹配的程度必须要小,通常是在百分之几的范围内):

如果后轴比前轴速度更快,后轴实际上会推动系统闭合,压缩系统。这会导致前轴发生“前跳”,进而限制(如果不是完全抵消的话)全轮驱动发挥在湿滑或复杂地形上的优势。这种压缩增加了整个系统的负担(见图1)。

如果情况相反,前轮速度比后轮快,那么前轮会拉动车辆向前,并拉伸系统(见图2)。如前所述,如果前后轴的速度比足够接近,后轴不会有什么危险。事实上,增加拉力和拉伸系统还能在一定程度上提升效率。

将这一点应用到质量管理领域,如果要改进一个具有两部分的流程,应激励团队首先改进第二部分——通常也是更靠近客户或终端使用者的部分。若团队执意以改进流程的第一部分入手, 虽然最开始的收效也会令人满意,但在解决第二部分的问题之前,该部分无法实现正常运转,整个流程不会取得成功,也无法改善最终客户的印象。

以订单管理系统为例。在该系统中,订单录入是第一步,订单履行是第二步(见图3)。如果通过项目改进了订单录入,使其更加顺畅,而订单履行仍执行不力的话,客户会心生不满。此外,如果订单录入变得更快、更合理,只会给运转不良的执行流程堆积更多订单,增加对系统第二部分的需求和压力。


如果首先解决执行问题,改进该流程,那么就搭建了能够有效处理新订单的可靠基础架构,之后就可以开始着手处理系统的订单录入部分。当录入流程改善后,新的订单就会更加顺畅地进入改进过的执行流程。

对于具有许多部分的流程,可以使用一系列的质量管理工具帮助确定改进的顺序。这些工具的使用可参见后附的补充说明“亲和图、钟表图和顺序图”。

在一个由两部分组成的顺序流程中,“让前轴速度更快”原则意味着应首先改进流程的第二部分,这样在改进项目向前推进时才能与流程的第一部分相适应。


改进桥梁

现在, 让我们将注意为从汽车切换到土木工程,把创新管理想象成建造一个从现在到未来的桥梁。事实上,在考虑创新项目管理时,可以用到桥梁工程的两个原则。

以美国质量学会为例,其创新部门在就创新管理给出指导时,总是强调要让有创造力的人想出点子——同时发挥能够制定并执行计划、交付新解决方案的团队成员的能动性,这对于项目的成功至关重要。

如果从理念到交付的路径不清晰、不直接,会有怎样的结果?如果从现在到未来的桥梁有个弯道,团队该怎么做?

如果构思出点子的个人或团队将概念交给另一个团队进行交付,那么当需要修改计划时就会出现问题。在21世纪初期,美国航空公司的主要管理人员就起草了计划,拟成立低成本的子公司,雇佣幽默的、身着吸引眼球的制服的乘务员。然而,这些计划的执行在成本建模或公司文化等领域并无创新,导致计划最终未能成功。

为保证桥梁建造过程中方法的一致性和完整性,工程师会使用叫做“赝架”的临时支架建立接地点,以提供牢固的支撑。赝架不是最终结构的一部分——其只用于维持建筑物的稳定。

有的项目横跨现实与未来愿景之间的鸿沟;在管理这类项目时,重要的一点是要保持执行方法的一致与完整,以避免违背初衷,并且保证所有利益相关方都收到通知。

想象在一串珍珠项链上的两个珍珠之间打结。如果项链断了,这些结可以避免多个珍珠丢失。类似地,在项目实施环节对关键行为和变量进行结构性的审查,有助于使各方及时跟进,并获知建议,做出必要的改变。

上述审查无需很复杂,可近似看作改进项目中的关卡审查(见表1)。参照桥梁工程中的赝架原理,这个案例的关键是在项目过程中对项目执行所需必要支持予以强化。即便桥梁上有弯道,珍珠项链上的结也有助于维持初始计划在执行过程中的一致性。


拉伸与压缩

拉伸与压缩是另一个可以应用在创新管理当中的工程原理:在重型车辆通过时,钢结构桥梁上的单体钢构件会有不同的反应。一些构件会拉伸,另一些会受到挤压。我们双手握住一支铅笔,拇指用力按压铅笔中部感觉要把笔折断时,铅笔的受力情况就与之类似。

当我们按压铅笔时, 铅笔中部离拇指较远的一边处于拉伸状态,而拇指按压处的铅笔边缘则处于挤压状态。正如之前在汽车车轴的例子中描述过的,这些状态是拉力与压缩。拉力拉伸个体,而压缩挤压个体。

对于钢结构桥梁来说,当桥梁完工通车后,会被拉伸的构件部分是受拉构件,而被挤压的部分则是受压构件(见图4)。桥梁工程师必须使用足够的钢材应对这些不同的功能。一般来说,相对受拉构件,受压构件需要具备更高的含钢量或强度更大的设计,因为其必须要耐弯曲变形;受拉构件通常不需要那么坚固。

然而, 当桥梁处于建造过程中时,其中的单体钢构件有时要发挥与其最终功能相反的作用。例如,在最终结构中发挥受压作用的单体构件可能需要在桥梁完工前承受拉力,以支持桥梁施工,反之亦然。

需要铭记于心的重点是,在施工中受压构件充当受拉构件的角色很轻松,因为前者通常都更加牢固,但受拉构件要承受压力就不那么容易了。直到工程完工为止,它们都要在施工中承担受压这一艰巨的工作。在这种情况下,也许就要在施工中对受拉构件进行加固,或者使用赝架。

在创新计划中承担工作的人可以参照受拉与受压构件的原理。团队中的一些人相对超前,已经为下次创新做好了准备;其他人则相对滞后,需要支持才能到达桥的另一端,或未来的状态。

使用利益相关者分析和影响战略工具,可以为最终状态做好准备,但过渡期怎么办?如果利益相关方参与度不够,或者拥抱变革的人步伐太快,导致其他不愿进行变革的人无法跟上的话,那么是否可能导致失去已获得的动力和成功呢?

那些不愿意的人也许需要更充分地参与到项目当中;也有可能需要遏制那些很早就接受变革的人的热情,使其放慢脚步, 让其他人能够赶上来——这意味着他们在项目期间会受到抑制,但最终他们会实现加速。为了创新能够通过最终验收而采取的方法,和为了在过渡期满足各种不同需求而采取的方法,二者之间可能需要有所区别。

我近年来开发了一个工具,用于补充其他质量技术方法——包括利益相关者分析和力场分析,这个工具就是拉力—压缩(TC)图。此图可作为典型的利益相关者分析图的补充,因为后者通常描述最终状态的目标——换句话说,就是为了使提议的变革获得采纳和实施所需要的支持水平。

然而,还有同样重要的一点,即在实施过程中每个利益相关者会发挥何种作用。如果对本来持支持态度的人做工作的方式不当,那么其有可能放弃支持。而如果能够在正确的时机调动之前反对变革者的热情,他们也有可能转为支持方。也许确实有必要让部分早期支持者的步伐慢下来,以保持其他人的热情。


引导测试

拉伸与压缩的原理也可以应用于测试。因为有太多事例表明测试不充分会导致失败、麻烦和更糟糕的情况,在发表或实施一个解决方案或创新方案之前,对其进行测试是一个好主意。

再次应用桥梁的概念,在测试中使用拉力就意味着进行足够多次的测试以得到可靠的结论——也就是拉伸测试结果,使其能够适用于更大的样本范围。听起来挺合理吧?不过,对于“可靠”的定义还有有待商榷。

还要看具体情况是否要对市场进行快速反应,如果期望投放一款利润微薄的产品以占领市场份额,或正在从早期支持者处寻求指导,那么就可以使用拉力方法。需要充分使用单位测试和取样,而非对所有用户场景和处理组合都进行完整、彻底的测试。

另一方面, 如果局面事关生死(例如预防大肠杆菌),或是采用追随者策略(产品模仿),又或是你在办公室维护信誉的最后一次机会,那么采用拉力方法也许就过于冒险了。

图5表示的是在测试中将压缩和拉力作为一个连续体使用的情况。换句话说,你可能在端到端的完整测试和再测试上花费了太多时间和精力,导致得出最终结论太迟——延误了成为市场领导者或团队实现收益的时机。

一般来说,在图5中让测试水平位于中点右侧是更可取的。从因子设计(全因子试验设计)的角度来看,拉力是一种筛选模型,用于发现关键变量的指征,因此六西格玛黑带或质量经理可以删减模型以更加彻底地测试那些关键的变量X。


推和拉

桥梁建造和汽车工程中的拉力和压缩的概念给质量方法带来了额外的价值,项目负责人或质量经理可以使用这些方法给流程改进和创新计划注入活力。

可以将拉力和压缩视为与精益企业中的“推和拉”相平行的概念:推动系统封闭;把良好的工作推入不良的流程;把员工推至不堪重负;在已经能获得适合的结论时推动进行更多测试。这些情况都会延缓项目进程,同时还无法产生显著的更好的结果。

记住积极的一面,当系统就绪时把工作拉动向前;让员工拉动成为战术支援;把你的解决方案拉动到需要它的人面前。


相关链接

亲和图、钟表图和顺序图

一个团队正试图决定要优先解决的问题。团队成员聚到一起或通过虚拟会议聚到一起,询问彼此的部门内应解决哪些问题。每个人都要贡献想法。

如果团队成员聚在一起开会,就给每人发便签纸,在上面写下自己的想法——每张纸上写一个想法。然后让团队成员把所有写上想法的便签纸贴在墙上或白板上。等大家贴完后,可以对便签纸整理分类。这项工作也许看起来非常艰巨和困难,部门看上去也存在许多问题。


亲和图

要求团队成员走到贴有便签纸的墙壁前,默读彼此的想法。之后指导成员把写有类似想法的便签纸分为一组。最好能够安静地进行这一操作,以避免有的声音过于突出——然而如果是虚拟会议的话,安静是不可能的。在团队将便签纸分组完成后,沿着每一组的外围画一个圈,并给每组都加上一个能够体现其主题的名称。


关联图或钟表图

把在亲和图中得出的主题转移位置——新的白板上或新的文件中(在虚拟会议的情况下)。将主题名称摆放成环形。

之后由团队来审视每两个不同主题间的关系。例如A和B,A和C,A和D,A和E,B和C以及B和D之间的关系(见补充图1)。

每一对主题间都有一个箭头,指向在流程执行或团队正常工作中必须首先解决的问题,或对另一个问题起决定作用的主题。补充图2中的箭头表明E主题取决于A主题,或者在解决E之前必须先解决A。

建立钟表图的最后一步是对指向每个主题的箭头计数,并把数字写在主题名称旁边。


顺序图

从具有最多箭头数量的主题开始,按从多到少的顺序列出主题名称。参见补充图3。

在本例中,首先列出的是主题B,因为在钟表图中有3个箭头指向它。如果指向两个主题的箭头数量相同,那么就看一下这两个主题间的箭头方向,优先选择箭头指向的那一个。在本例中,钟表图中B和D之间的箭头指向B。因此,顺序图中列出的就是目前改进主题的最佳顺序。



作者:Tracy Owens

译者 韩岭(CAQ)