介紹

“在企業(yè)中使用的任何技術(shù)的第一條規(guī)則是，應(yīng)用于高效運營的自動化將放大效率。第二個是自動化應(yīng)用于低效率的操作會放大低效率。” - 比爾蓋茨 。

工作流是結(jié)構(gòu)化的活動，主要涉及人與人或人與機器的交互，所有這些活動都旨在在不影響安全性、可靠性和一致性的情況下實現(xiàn)盈利運營。工作流技術(shù)開始從純粹的 IT 領(lǐng)域?qū)嵺`轉(zhuǎn)移到 ISA-95 定義的制造運營管理 (MOM) 領(lǐng)域。

本文通過提供 MOM 中工作流技術(shù)的示例，探討了與將工作流技術(shù)引入 MOM 相關(guān)的全球化組織的挑戰(zhàn)。這是使用全球視角完成的，并專注于連續(xù)過程工業(yè)。

融合業(yè)務(wù)和運營戰(zhàn)略的需要正在將 MOM 從主要的數(shù)據(jù)收集和轉(zhuǎn)換功能轉(zhuǎn)變?yōu)橹R導(dǎo)向型經(jīng)濟中的價值推動者。這種轉(zhuǎn)變中一個非常明顯的步驟是儀表板，它在貿(mào)易媒體和 MOM 系統(tǒng)供應(yīng)商中得到了很好的宣傳。除了儀表板，公司已經(jīng)開始意識到在 MOM 域中構(gòu)建和重用業(yè)務(wù)流程的重要性，通常與企業(yè)級業(yè)務(wù)流程以及制造系統(tǒng)和程序集成。當(dāng)這一步發(fā)生時，商業(yè)智能的定義可能會擴展到包括制造業(yè)務(wù)流程。

雖然技術(shù)進步提高了資產(chǎn)和設(shè)備的可靠性，但它們未能提高“人員可靠性”的預(yù)期，而“人員可靠性”是事故和生產(chǎn)損失的主要原因。再加上迫使連續(xù)加工行業(yè)追求精益制造戰(zhàn)略的利潤壓力，老齡化的勞動力和流動的就業(yè)市場正在挑戰(zhàn)業(yè)務(wù)連續(xù)性。領(lǐng)先的流程工業(yè)公司正在研究 MOM 中的業(yè)務(wù)流程和工作流自動化。

Web 服務(wù)和面向服務(wù)的架構(gòu) (SOA) 等技術(shù)使不同的系統(tǒng)能夠進行通信和協(xié)作；然而，決定這種集成是否成功的是系統(tǒng)的所有者和用戶。將知識構(gòu)建到可重用的商業(yè)智能單元的過程需要細(xì)致的工作、最終用戶的認(rèn)可和高層管理人員的支持。企業(yè)和制造場所的成熟度可能是成功的工作流項目所必需的變更管理數(shù)量的重要因素。

在全球制造公司的工作流程項目中，一個經(jīng)常被忽視的因素是全球化。公認(rèn)的全球化對企業(yè)的壓力是利潤率下降、貿(mào)易機會、制造業(yè)的地域流動以及進入更大市場的機會。鮮為人知的是，全球化如何為跨文化和跨國家的知識和最佳實踐開辟了道路。

靈活的業(yè)務(wù)流程基于久經(jīng)考驗的知識，整合了業(yè)務(wù)和運營目標(biāo)，可以提高制造運營的安全性、一致性、可靠性和盈利能力。工作流項目的初始目標(biāo)通常包括啟動、過渡管理和關(guān)閉過程。

盡管本文側(cè)重于連續(xù)過程工業(yè)，但這些概念也適用于其他過程工業(yè)，如化工、發(fā)電和鋼鐵制造。

共同努力的挑戰(zhàn)

市場和行業(yè)動態(tài)

全球化帶來了更廣闊的市場、更分散的供應(yīng)鏈和更廣泛的產(chǎn)品范圍。快速變化的消費者偏好促使公司應(yīng)對更短的產(chǎn)品周期、定價壓力和質(zhì)量要求，同時努力避免其產(chǎn)品的商品化。整個供應(yīng)鏈上的公司都在尋找更高的利潤和更獨特的產(chǎn)品。這些壓力已經(jīng)從消費品市場向上轉(zhuǎn)移到供應(yīng)鏈上。

材料供應(yīng)商，即流程工業(yè)。加工工業(yè)仍在接受 2008 年的原油沖擊和隨之而來的油價波動。與油價波動相關(guān)的問題因需求和產(chǎn)品價格下降而變得更加復(fù)雜，兩者均受當(dāng)前經(jīng)濟放緩的推動。許多制造商通過將自己重新定位為經(jīng)銷商并在低于其額定容量的情況下運營來做出回應(yīng)。為了在市場經(jīng)濟和產(chǎn)能有限經(jīng)濟之間快速切換，公司正在從按庫存生產(chǎn) (MTS) 轉(zhuǎn)向按訂單生產(chǎn) (MTO) 生產(chǎn)策略。

亞當(dāng)·斯密的“絕對優(yōu)勢”理論和大衛(wèi)·李嘉圖的“比較優(yōu)勢”理論都主張利用勞動力的區(qū)域優(yōu)勢來實現(xiàn)競爭優(yōu)勢。這些理論也適用于當(dāng)今的全球制造業(yè)經(jīng)濟。他們明確指出，全球化是關(guān)于獲取資源，而不是自己擁有資源，并將生產(chǎn)超越區(qū)域界限，將生產(chǎn)推向條件最有利的地方。

然而，跨國公司的盈利運營取決于許多其他因素，包括健康、安全和環(huán)境 (HSE) 標(biāo)準(zhǔn)、現(xiàn)行保護主義和定價政策以及消費者行為和國內(nèi)市場規(guī)模。敏捷性和跟上市場動態(tài)步伐的能力正迅速成為一項硬性要求。不太靈活的公司面臨著更大、更嚴(yán)峻的生存挑戰(zhàn)。

區(qū)域動態(tài)

美國、日本和歐洲的成熟經(jīng)濟體正在通過更新舊工廠資產(chǎn)和提供整個供應(yīng)鏈的實時可見性來整合其產(chǎn)能，以提高效率。勞動力老齡化導(dǎo)致發(fā)達國家的知識和專業(yè)知識枯竭，迫使他們考慮通過更復(fù)雜的自動化來增強精益制造戰(zhàn)略。

金磚國家（巴西、俄羅斯、印度和中國）經(jīng)濟體正在成為全球經(jīng)濟的強國，并正在建設(shè)新的生產(chǎn)設(shè)施，包括煉油和鋼鐵制造。在加工工業(yè)中，中東地區(qū)的產(chǎn)能繼續(xù)大幅增長，現(xiàn)在隨著供應(yīng)鏈向下進入化工領(lǐng)域。

由于最近的工業(yè)化和缺乏管理世界級設(shè)施的本土專業(yè)知識，發(fā)展中國家不準(zhǔn)備利用其高科技、更新的基礎(chǔ)設(shè)施。因此，他們繼續(xù)依賴成熟的經(jīng)濟體進行技術(shù)轉(zhuǎn)讓和專業(yè)知識。這種依賴性將發(fā)展中國家的許多工廠限制在為其過去的基礎(chǔ)設(shè)施精心打造的本地實踐，而不是世界一流的最佳實踐。由于人口增加和國內(nèi)產(chǎn)能不斷增長，精益制造范式不是發(fā)展中國家的優(yōu)先事項。這些技能和知識的差異阻礙了許多旨在協(xié)調(diào)全球公司的業(yè)務(wù)流程的舉措，該公司專注于獲得規(guī)模經(jīng)濟。

這些動態(tài)正在擴大對知識獲取的需求，隨之而來的是在全球企業(yè)的工廠之間進行知識分配的需求。

技術(shù)動態(tài)

技術(shù)的巨大進步使制造商能夠在幾十年內(nèi)從電氣時代過渡到現(xiàn)場總線和無線技術(shù)時代。數(shù)字技術(shù)的進步為生產(chǎn)設(shè)施的實時集中和遠程控制提供了動力。數(shù)據(jù)的缺乏正在讓位于數(shù)據(jù)泛濫的新問題。數(shù)據(jù)挖掘和倉儲使數(shù) TB 級別的數(shù)據(jù)能夠提煉為有用的信息。

儀表板的出現(xiàn)，以提供各個級別的信息和決策支持的可見性。企業(yè)資源規(guī)劃產(chǎn)品沒有跟上步伐，因此需要 MOM 系統(tǒng)來促進以業(yè)務(wù)為中心的運營。即使在先進技術(shù)采用緩慢的歷史和對久經(jīng)考驗的實踐的持續(xù)關(guān)注的情況下，過程工業(yè)似乎正在做出重大努力，將 IT 的進步帶入制造領(lǐng)域。

組織動態(tài)與內(nèi)部公司因素

企業(yè)內(nèi)不同群體之間的協(xié)作也是維持盈利運營的基本要求。由于管理優(yōu)先級、工作范圍、信息需求和信息系統(tǒng)的差異，團隊很少能夠有效協(xié)作。盡管這些信息系統(tǒng)是其功能目標(biāo)的核心，但它們在工廠級別是不同的。

以數(shù)字方式集成這些數(shù)據(jù)島嶼既不簡單也不充分。還需要整合人們及其思維方式和行動。例如，作為其職能職責(zé)的一部分，維護組經(jīng)常根據(jù)自己的優(yōu)先級安排關(guān)鍵設(shè)備的維護，直到最后一刻才意識到或僅部分了解生產(chǎn)計劃。另一方面，由于銷售或其他要求，會在短時間內(nèi)更改生產(chǎn)計劃，從而影響維護組對設(shè)備的訪問。這種脫節(jié)顯著擴大了計劃與實際執(zhí)行之間的差距，為業(yè)務(wù)敏捷性帶來了另一個障礙。

除了全球化和精益制造等外部觸發(fā)因素外，還有一些內(nèi)部企業(yè)因素對協(xié)調(diào)跨企業(yè)工廠的工作實踐的結(jié)果產(chǎn)生混合影響。

根據(jù)研究，以下列出了重要影響（從企業(yè)角度）和可能起到威懾作用的人為因素：

1. 人力資源靈活性：業(yè)務(wù)擴張、收縮、合并和收購?fù)殡S著人員在設(shè)施之間的轉(zhuǎn)移。這對系統(tǒng)和本地工作程序的轉(zhuǎn)移提出了知識管理挑戰(zhàn)。
2. 缺乏一致和共同目標(biāo)：如前所述，盡管進行了整??合和變革管理，但由于工作優(yōu)先級和活動的差異，大多數(shù)工廠仍然面臨不同職能人員和系統(tǒng)之間的脫節(jié)。例如，維護使用計算機化維護管理系統(tǒng) (CMMS) 和企業(yè)資產(chǎn)管理系統(tǒng) (EAMS)，而操作使用工單系統(tǒng)、許可證管理系統(tǒng)和輪班筆記本。每個組的系統(tǒng)提供不同的數(shù)據(jù)視圖，有時每個組維護自己的相同數(shù)據(jù)版本。這些系統(tǒng)通常仍然是數(shù)據(jù)孤島。
3. 專業(yè)化：一些關(guān)鍵工作，如鍋爐啟動和壓縮機停機，需要專業(yè)技能和專業(yè)知識。工廠必須經(jīng)常圍繞專家的可用性安排此類活動，但代價是缺失了操作靈活性。
4. 集中生產(chǎn)計劃和調(diào)度：經(jīng)濟決策，例如原材料采購或定價決策，通常是在遠離工廠車間的業(yè)務(wù)辦公室做出的，并且沒有意識到日常運營問題。這些遠程辦公室采取的行動可能會擾亂計劃的運營活動，從而引發(fā)工廠內(nèi)部的協(xié)調(diào)問題。由于缺少上下文，儀表板提供的決策支持可能不足以防止此類問題的發(fā)生。
5. 更加關(guān)注端到端的可追溯性：遵守嚴(yán)格的質(zhì)量和 HSE 實踐要求在從原材料接收到產(chǎn)品運輸?shù)恼麄€供應(yīng)鏈中實現(xiàn)端到端的可追溯性。在公司內(nèi)部供應(yīng)鏈中擁有不同的系統(tǒng)和人群，他們之間需要數(shù)據(jù)同步。
6. 標(biāo)準(zhǔn)操作程序 (SOPs) 的可訪問性：SOPs 的維護通常更多是為了流程一致性，而不是提供指導(dǎo)。在不太成熟的操作環(huán)境中，它們可能不是最新的或在需要時供操作員使用，從而降低操作員的可靠性并增加 HSE 風(fēng)險。

人的問題

人們對收集、數(shù)字化、標(biāo)準(zhǔn)化和分發(fā)知識的舉措的總體結(jié)果有顯著影響。變更管理對于成功地將工作流自動化引入勞動力至關(guān)重要，尤其是在不習(xí)慣于業(yè)務(wù)流程方面思考的制造環(huán)境中。

阻力的暗流可能由以下因素（除其他外）引起：

• 知識就是力量：知識或?qū)I(yè)知識的共享被形象化為個人權(quán)力或身份的稀釋，從而鼓勵專家囤積知識而未能分享最佳實踐。
• 方便的實踐而不是最佳實踐：隨著時間的推移開發(fā)次優(yōu)但方便的實踐可能會導(dǎo)致工作流自動化項目必須克服的慣性。
• 未記錄的程序：人們采用非正式的工作程序，而沒有留下足夠的痕跡或記錄他們的默認(rèn)信息和最佳實踐。
• 不安全：儀表板可以被視為管理間諜。以向高層管理人員提供運營可見性為借口，放大人員的低效率。這種觀點會讓人產(chǎn)生不安全感或持續(xù)受到管理層的監(jiān)視，因此員工會抵制提高透明度的努力。
• Not-Invented-Here (NIH) 綜合癥：當(dāng)引入其他工廠的成功最佳實踐時，可能會抵制變革，通常說“它在這里行不通，因為……”
• 責(zé)備與從錯誤中吸取教訓(xùn)：一些簡單的任務(wù)由于自滿或健忘而未能充分執(zhí)行。操作員可能會發(fā)現(xiàn)很難記住不經(jīng)常執(zhí)行的程序，例如啟動和關(guān)閉。系統(tǒng)可以跟蹤這些錯誤并將它們報告給管理層進行分析，但這被認(rèn)為是一種責(zé)備行為者的努力，而不是一種從錯誤中吸取教訓(xùn)的方法。

克服挑戰(zhàn)

上面討論的挑戰(zhàn)是公司面臨來自市場、全球化、技術(shù)和組織內(nèi)部壓力的結(jié)果。盡管如此，一旦認(rèn)識到，挑戰(zhàn)是可以管理和克服的。

克服這些挑戰(zhàn)的一種方法是采用 MOM 系統(tǒng)。MOM 系統(tǒng)采用這一趨勢的一個驅(qū)動因素是成熟。由于缺乏制造集成，許多制造公司的企業(yè)資源規(guī)劃 (ERP) 系統(tǒng)并未提供最初預(yù)期的全部收益。

捕獲、提煉和重用企業(yè)的知識來協(xié)調(diào)價值鏈中的行動將為企業(yè)帶來更大的好處。這種知識共享方法的基本要求稱為 4C，是業(yè)務(wù)流程和工作流自動化的關(guān)鍵。

• 協(xié)調(diào)（分享計劃）
• 溝通（共享信息）
• 協(xié)作（共享信息和任務(wù)）
• 合作（共享任務(wù)、信息和目標(biāo)）

業(yè)務(wù)流程和自動化工作流程是成為敏捷企業(yè)的愿望與實時重用積累的知識的能力之間的紐帶。要進入下一步，公司必須能夠?qū)⒅R作為標(biāo)準(zhǔn)化、一致和可配置的運營智能單元進行分發(fā)。這對于從過去以流程為中心的運營轉(zhuǎn)變?yōu)槲磥硪詷I(yè)務(wù)為中心的運營至關(guān)重要。

“重要的不是你知道什么，而是你如何使用你所知道的。”

工作流自動化可以幫助運營人員充分利用他們的知識。

MOM系統(tǒng)角色的變化

儀表板現(xiàn)在可以報告生產(chǎn)目標(biāo)和工廠安全績效，例如致命事故、未遂事故以及自上次事件以來無事件運行的天數(shù)。今天的技術(shù)允許儀表板近乎實時地將這些數(shù)據(jù)呈現(xiàn)給不同的受眾。

然而，儀表板實施在確定“單一版本的真相”方面面臨挑戰(zhàn)。在 MOM 和業(yè)務(wù)級別協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)之前，近乎實時地報告結(jié)果和狀態(tài)時，確定“單一版本的真相”可能很困難。儀表板實施面臨的這些挑戰(zhàn)的示例包括：

• 多個數(shù)據(jù)視圖：當(dāng)可以從兩個或多個系統(tǒng)中獲得性能指標(biāo)時，在同一時間點具有不同的時間延遲或指標(biāo)的不同視角時，就會發(fā)生這種情況。例如，當(dāng)從維護系統(tǒng)獲取時，維護積壓可能與來自運營相關(guān)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)不匹配，因為每個系統(tǒng)使用不同的業(yè)務(wù)規(guī)則，并且在同一業(yè)務(wù)流程中反映不同的點。運維人員可能每個人都覺得他們的數(shù)據(jù)是正確的，從每個人的角度來看都是正確的，但儀表盤設(shè)計必須選擇“單一版本的真相”或為整個業(yè)務(wù)流程提供上下文，以使兩者（或所有）數(shù)字可以理解。
• 實時數(shù)據(jù)可能會稍后調(diào)整：實時計算的讀數(shù)和關(guān)鍵績效指標(biāo)（KPI）容易出錯，通常稍后會手動進行核對和調(diào)整。例如，一家石化工廠的儀表板實時報告 A 級線性低密度聚乙烯 (LLDPE) 的生產(chǎn)情況——基于其熔體流動指數(shù) (MFI) 為8-3.1。根據(jù)實時 MFI 計算，一旦“等級變化”過渡完成，就會報告 A 級的數(shù)量。此事件實時更新庫存等。但是，經(jīng)過質(zhì)量控制檢查后，MEI 被確定為超出指定范圍，由此產(chǎn)生的材料將重新歸類為 B 級。在這種情況下，必須在整個工廠的業(yè)務(wù)和運營系統(tǒng)中協(xié)調(diào)重新歸類的級別。儀表板面臨的挑戰(zhàn)是如何為從 A 級到 B 級的這一等級重新分類提供上下文。此挑戰(zhàn)的解決方案包括將報告延遲到生產(chǎn)完成或為包括生產(chǎn)、QC 和庫存調(diào)整在內(nèi)的整個業(yè)務(wù)流程提供儀表板洞察力。
• 源數(shù)據(jù)的變化：儀表盤依賴于大量的數(shù)據(jù)測量，通常來自各種系統(tǒng)。一個常見的問題是，一個系統(tǒng)中的低級工程或面向生產(chǎn)的更改可能會更改儀表板中的數(shù)據(jù)，從而提供不準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)或丟失的數(shù)據(jù)饋送。

在第 3 層（有時在第 2 層）中實施工作流自動化可為儀表板提供更可靠和一致的信息，從而提高其價值。工作流自動化還可以通過將知識正規(guī)化和保存為可重復(fù)的最佳實踐，在知識因老齡化或移動勞動力而丟失之前提高運營績效。

超越儀表板

業(yè)務(wù)系統(tǒng)傳統(tǒng)上專注于盈利性運營和靈活滿足市場需求的能力，將遵守 HSE 要求委托給控制系統(tǒng)。同樣，控制系統(tǒng)更側(cè)重于保護工人的生命和安全以及環(huán)境合規(guī)性，而不是業(yè)務(wù)的盈利能力和敏捷性。

在當(dāng)前的商業(yè)世界中，業(yè)務(wù)和運營之間的功能鴻溝正日益縮小，因為它們的目標(biāo)變得更加交織在一起。

能源成本的上升以及原料可用性、質(zhì)量和價格的可變性使得不斷改進生產(chǎn)過程變得勢在必行。這些壓力也促使企業(yè)將流程數(shù)據(jù)聚合轉(zhuǎn)化為更高分辨率的生產(chǎn)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，從而為業(yè)務(wù)驅(qū)動增加控制維度。MOM 在事件驅(qū)動的實時工作流程中不斷變化角色，因為它作為業(yè)務(wù)和運營功能無縫集成的推動者承擔(dān)著更大的重要性。

ISA-95 第2、3、4層的功能必須經(jīng)過協(xié)調(diào)才能提供完整的價值。應(yīng)該使用工作流自動化系統(tǒng)來協(xié)調(diào)各種系統(tǒng)及其用戶之間的信息流。

由自動化工作流程提供支持的協(xié)調(diào)可以包括通過提示和完全自動化的工作流程對各種工廠功能及其參與者進行橫向和縱向集成。

業(yè)務(wù)流程及其自動化工作流程可用于更好地集成生產(chǎn)流程和企業(yè)業(yè)務(wù)流程。

制造業(yè)工作流

工作流是業(yè)務(wù)流程的幾種實現(xiàn)之一。它們是結(jié)構(gòu)化的活動，主要指導(dǎo)人與人或人與機器的交互，這些交互通常跨越企業(yè)的各種功能。在不同系統(tǒng)和不同人員角色之間協(xié)調(diào)活動的能力是在 MOM 中使用工作流系統(tǒng)的好處之一。

隨著工作流自動化在 MOM 領(lǐng)域的使用不斷增長，專為制造而設(shè)計的工作流相關(guān)工具的可用性也在增加。新一代面向制造的工作流自動化產(chǎn)品借鑒了廣泛采用的 IT 標(biāo)準(zhǔn)，例如 Web 服務(wù)、面向服務(wù)的架構(gòu)和業(yè)務(wù)流程建模符號 (BPMN)。這些 IT 標(biāo)準(zhǔn)的使用對于使跨 ISA-95 層級的業(yè)務(wù)流程能夠在每個域中使用適當(dāng)?shù)墓ぞ叻浅Ｖ匾?/p>

制造工作流程自動化系統(tǒng)需要以下功能：

• 捕捉實時信息
• 提供上下文相關(guān)的指導(dǎo)和基于角色的視圖
• 使角色中的所有用戶能夠獨立于他們的個人技能水平，始終如一地執(zhí)行高技能任務(wù)
• 將計劃分解為時間表并將計劃轉(zhuǎn)化為工作指導(dǎo)
• 定期安排工作流程或在不頻繁或例外的情況下使用它們
• 通過明確的說明促進安全可靠的操作
• 持續(xù)跟蹤計劃的績效
• 為生產(chǎn)和用戶交互提供端到端的可追溯性
• 執(zhí)行 KPI 計算并生成報告以促進工作流程改進
• 在儀表板上顯示帶有上下文信息的結(jié)果
• 靈活且可實時重新配置
• 遵循行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，使用市場上現(xiàn)成的或商業(yè)化的技術(shù)
• 使用常見的工業(yè)協(xié)議和方法（例如 OPC 和基于事件的觸發(fā)器）與現(xiàn)有的自動化和信息系統(tǒng)對接
• 與控制系統(tǒng)操作站集成
• 跨各種信息系統(tǒng)同步活動和信息，以確保信息的完整性
• 提供垂直整合，直到工作指令和跟蹤級別
• 通過協(xié)調(diào)流程和工作流提供跨職能的橫向集成

工作流自動化系統(tǒng)本身并不執(zhí)行整個業(yè)務(wù)流程。相反，他們的角色是協(xié)調(diào)和指導(dǎo)由各個系統(tǒng)提供的服務(wù)。有時，現(xiàn)有系統(tǒng)無法幫助操作員執(zhí)行特定任務(wù)或程序。因此，工作流系統(tǒng)還包括工作指令組件或系統(tǒng)。

工作指令組件或系統(tǒng)通常：

• 將高級目標(biāo)分解為特定于職能的任務(wù)，并提供執(zhí)行這些任務(wù)的詳細(xì)指導(dǎo)
• 反映多年來獲得的數(shù)字化運營情報和知識，其中包括對事件的預(yù)期響應(yīng)，例如原油波動
• 除了最佳實踐和標(biāo)準(zhǔn)操作程序 (SOP) 相關(guān)信息外，還向人員實時提供上下文和特定于角色的信息
• 從人工工作流和相關(guān)工作流交互的角度來看，是否基于工程化的業(yè)務(wù)流程
• 提供垂直整合，協(xié)調(diào)整個生產(chǎn)車間的活動，并根據(jù)需要在第2層內(nèi)進行水平整合

設(shè)計知識庫

自動化工作流的創(chuàng)建和維護類似于設(shè)計知識庫（也稱為運營智能）。設(shè)計知識庫的過程需要自上而下和自下而上的活動。自上而下的活動定義了業(yè)務(wù)流程，包括制造領(lǐng)域和實施相關(guān)業(yè)務(wù)流程活動所需的較低級別的制造工作流程的定義。自下而上的活動確定現(xiàn)有的自動化和信息系統(tǒng)，這些系統(tǒng)提供實施工作流所需的服務(wù)，然后用新的自動化和/或工作指令作為工作流系統(tǒng)的一部分來填補空白。自上而下和自下而上的活動在制造工作流程中重疊，通常需要多次迭代或協(xié)商才能協(xié)調(diào)一致。

僅僅反映當(dāng)前的流程和工作流并不總是業(yè)務(wù)流程實現(xiàn)的預(yù)期結(jié)果。這樣做可能會導(dǎo)致進一步制度化非最佳或不受歡迎的流程或工作流程。建議采用一種分析過程，包括研究和挖掘現(xiàn)有系統(tǒng)、標(biāo)準(zhǔn)操作程序、工單、許可證、輪班報告和生產(chǎn)報告，以確定工廠的最佳實踐，并根據(jù)行業(yè)最佳實踐確定改進它們的機會。

解決問題的協(xié)作計劃、執(zhí)行、檢查、行動 (PDCA) 方法對于迭代改進工作流程實施和合并關(guān)鍵用戶反饋非常有用。與工廠人員一起花費時間和精力來獲取他們當(dāng)前和所需工作流程的默認(rèn)信息和推理通常是值得的。

在第3層中工程化業(yè)務(wù)流程的自頂向下方法可以使用第2層的服務(wù)并包括第3層中的任務(wù)。這些業(yè)務(wù)流程可能跨越多個類別的操作，例如生產(chǎn)、維護、庫存和質(zhì)量，或者完全在一個單一類別中。

在第3層和第4層中，使用基于 SOA 的 Web 服務(wù)可以在業(yè)務(wù)流程引擎、工作指令系統(tǒng)和其他 MOM 系統(tǒng)之間提供一種易于接受的集成工具。但是，第2層和第3層中有許多遺留系統(tǒng)并不支持 Web 服務(wù)，因此需要使用 OPC 等通用工業(yè)協(xié)議將許多系統(tǒng)集成到工作流中。

PDCA循環(huán)從下向上工作，應(yīng)該對每個第2層的任務(wù)單獨和獨立地執(zhí)行，以便在每個第2層的組織中實現(xiàn)行動和信息的集成。這種方法可以擴展到多個第2層的組織和系統(tǒng)，以建立共同的目標(biāo)，并將單個任務(wù)或工作流連接到更高級別的任務(wù)中。更高級別的任務(wù)可以作為第2層可以執(zhí)行的服務(wù)呈現(xiàn)給第3層的活動。通過從第2層開始工作，可以更容易地將HSE考慮因素、遺留系統(tǒng)的實際情況和約束因素納入工作流任務(wù)和活動中。

計劃

第一步是決定將哪些業(yè)務(wù)流程實施為自動化制造工作流程，并確定支持它們的第 3層的操作。目標(biāo)、實現(xiàn)目標(biāo)所遵循的方法以及每個第3層的操作所需的結(jié)果被分類為任務(wù)或工作單元。

任務(wù)或工作單元被組織為模板。每個模板都包含實現(xiàn)目標(biāo)所需的信息，包括說明、對 SOP 的引用、報告格式以及角色和設(shè)備信息。模板是工作流的主定義。運行工作流模板時，它被視為工作流的唯一實例，具有與之關(guān)聯(lián)的唯一執(zhí)行數(shù)據(jù)。

一旦定義了工作流的第 3 層部分，它所需的第 2 層服務(wù)就會被識別并鏈接到工作流。這樣做可能需要進行另一次工程迭代，以確保提供正確的第2層服務(wù)。

在其他情況下，工作流可能會擴展到第 2、3、4層。例如，將計劃、后勤、QA、運營和維護集成到一個工作流中可能需要在相同或不同運營中的第 2、3、4層中采取行動。

當(dāng)工作流模板完成、測試并發(fā)布到操作時，計劃就完成了。

執(zhí)行

執(zhí)行業(yè)務(wù)流程時，工作流模板會轉(zhuǎn)換為實例并運行或執(zhí)行。工作流的每次運行都會創(chuàng)建執(zhí)行活動和任務(wù)并收集獨特的數(shù)據(jù)，同時還構(gòu)建審計跟蹤。除了直接完成第2層和第3層中的業(yè)務(wù)流程活動所需的數(shù)據(jù)之外，還可以收集相關(guān)數(shù)據(jù)，例如警報、事件、用戶備注和屏幕截圖，以幫助在以后提供操作的上下文。

檢查

作為流程改進計劃的一部分，工廠管理人員、工程師或顧問應(yīng)定期挖掘和審核業(yè)務(wù)流程和工作流程性能數(shù)據(jù)的記錄。目標(biāo)是改進最佳實踐或采用新的最佳實踐。可以對工作流系統(tǒng)進行編程以提供使用統(tǒng)計數(shù)據(jù)，例如在前一時期添加、使用或修改的模板或知識的數(shù)量。其他有用的統(tǒng)計數(shù)據(jù)可能是完成這些任務(wù)中的每一個所需的平均、最佳和最差周期時間，以及諸如遵守時間表、計劃和流程以及特定任務(wù)的執(zhí)行頻率等指標(biāo)。

行動

檢查過程的結(jié)果可以確定最佳績效者和一致的工作實踐。此數(shù)據(jù)可用于更新模板以提高整體性能，并可與其他工廠共享。結(jié)果還可以確定新的工作流模板、任務(wù)或工作，說明將在哪些方面改進操作。

根據(jù)對檢查過程結(jié)果的分析，可以決定定期任務(wù)的安排。

在所有 PDCA 循環(huán)中，重要的是要記住，保留集體知識、迭代行業(yè)和公司范圍的最佳實踐以及在站點之間重用商業(yè)智能是關(guān)鍵目標(biāo)。做這些事情有助于公司各個部門的安全、一致、可靠和有利可圖的運營。

工作流程設(shè)計中自動化水平的選擇

隨著工業(yè)采用精益制造技術(shù)并努力實現(xiàn)更一致和更安全的操作，自動化在連續(xù)過程中的作用變得越來越重要。

雖然技術(shù)已被用于提高資產(chǎn)和設(shè)備的可靠性，但它并未廣泛用于提高人員可靠性，而人員可靠性是事故和生產(chǎn)損失的主要原因。

自動化程序和工作流程是應(yīng)用技術(shù)來提高加工廠安全性的一種方法。

選擇合適的自動化水平取決于許多因素。對時間要求嚴(yán)格或危險的過程，例如核聚變反應(yīng)，通常在高度可靠的控制系統(tǒng)中通過高度程序自動化進行控制。這種自動化水平可以提供安全、可重復(fù)和高效的操作，但并不總是對所有流程經(jīng)濟可行，并且它不像其他選項那樣容易支持持續(xù)改進。

另一種時手動程序。使用手動程序需要額外的操作人員，使合規(guī)更加困難，并且經(jīng)常導(dǎo)致不確定的操作。這些問題多年來在著名的災(zāi)難中都得到了體現(xiàn)。

全自動和手動程序的替代方法是使用自動化引導(dǎo)操作員完成從任務(wù)角度設(shè)計的復(fù)雜程序。此類程序通過上下文指導(dǎo)提示操作員，并需要在關(guān)鍵點進行人工判斷。使用提示程序允許自動合規(guī)檢查和更一致的程序執(zhí)行。提示程序可以將自動程序和手動程序的優(yōu)點結(jié)合起來。

通過正確組合手動、提示和全自動程序和流程，可以實現(xiàn)最佳自動化水平。工作流應(yīng)設(shè)計為與所有層級的自動化集成，將每個層級視為可用服務(wù)。使用工廠中現(xiàn)有的自動化水平啟動工作流實施有助于變更管理。它也可以是一種用來建立關(guān)于進一步自動化的共識的有用方法，特別是在第2層內(nèi)，這將是有利。

 

業(yè)務(wù)流程的使用可以擴大。一個業(yè)務(wù)流程可能與許多其他業(yè)務(wù)流程進行通信，從而產(chǎn)生一組企業(yè)級或供應(yīng)鏈級業(yè)務(wù)流程，以滿足當(dāng)今不斷發(fā)展的企業(yè)的需求。

在業(yè)務(wù)流程中加入制造運營和第2層的控制功能，可以幫助企業(yè)實現(xiàn)全公司范圍內(nèi)的優(yōu)化，不受地點和人員的影響。這些知識驅(qū)動的系統(tǒng)降低了在資源可用但人才稀缺的地區(qū)建立新生產(chǎn)設(shè)施的障礙。

工作流解決方案的優(yōu)勢

• 安全可靠的操作：該解決方案利用技術(shù)為用戶提供上下文知識和基于程序的指導(dǎo)。這提高了人員的可靠性和操作的一致性。它集成了人機交互和系統(tǒng)交互，從而平衡了全手動和全自動操作的優(yōu)勢。
• 同步的業(yè)務(wù)和運營目標(biāo)：它減少了跨職能的協(xié)調(diào)問題，將各個職能目標(biāo)與安全和盈利運營的核心目標(biāo)相結(jié)合。操作數(shù)字化產(chǎn)生操作日志和審計跟蹤，從而提高端到端的可追溯性。從本質(zhì)上講，同步目標(biāo)建立了共同的目標(biāo)并改善了溝通與協(xié)作。
• 運營智能和業(yè)務(wù)連續(xù)性：工作流解決方案通過審計日志條目或評論的方式，從專家用戶那里獲取隱性信息。可以挖掘這些信息來獲取運營情報，以共享最佳實踐，并使企業(yè)免受業(yè)務(wù)連續(xù)性問題、人員流失、退休等問題的影響。
• 可擴展和可重復(fù)的運營：從工作流解決方案中獲得的運營智能和洞察可以擴展或分發(fā)到企業(yè)內(nèi)的跨國地點或工廠。這有助于提高操作的一致性和可重復(fù)性，而不受人員技能水平或位置的影響。這種運營情報有助于在獨立于用戶和國家背景的不同地點生產(chǎn)具有相同質(zhì)量和相同安全水平的產(chǎn)品，而不受用戶和國家背景的影響。
• 改進的響應(yīng)和敏捷性：將重要事件近乎實時地傳達給各種功能，包括計劃和調(diào)度、運營和維護，可提高響應(yīng)的質(zhì)量和時間。這樣的改進使業(yè)務(wù)更加敏捷。

上述每個好處的關(guān)鍵促成因素是工作流能夠使用一組通用的圖形用戶界面 (GUI) 無縫集成不同制造角色的活動和任務(wù)。

結(jié)論

工作流是主要涉及人與人或人與機器交互的結(jié)構(gòu)化活動。當(dāng)旨在實現(xiàn)加工廠的盈利運營時，它們可以提高可靠性、一致性和安全性。

然而，人和機器的無數(shù)組合導(dǎo)致交互可能并不總是最佳的。雖然面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)和 Web 服務(wù)可以讓不同的系統(tǒng)協(xié)同通信和協(xié)作，但要讓此類系統(tǒng)的所有者也進行協(xié)作需要付出巨大的努力。獲取知識、提煉知識并將其數(shù)字化為可重復(fù)使用的商業(yè)智能單元的過程不會在一夜之間發(fā)生。組織的文化和社會結(jié)構(gòu)必須支持協(xié)作，價值體系必須吸收同化最佳實踐。

推出工作流驅(qū)動的流程的最佳方法是對其進行微調(diào)，讓用戶體驗好處并在一段時間內(nèi)將它們吸收同化。當(dāng)變化與之前發(fā)生的完全不同，或者必須在短時間內(nèi)發(fā)生時，受影響的人需要盡早參與并接受教育。先驅(qū)者有望獲得所有權(quán)并成為工作流驅(qū)動流程的倡導(dǎo)者和使徒，從而創(chuàng)造一個敏捷的工作環(huán)境。

本文的目的不是斷言工作流系統(tǒng)可以解決工廠車間的所有協(xié)調(diào)問題，但重點是設(shè)計良好的工作流系統(tǒng)肯定會使協(xié)調(diào)更容易。如果系統(tǒng)是從基于真實工廠車間經(jīng)驗和知識的常規(guī)工作流程的角度設(shè)計的，而不僅僅是基于技術(shù)，那么隨著時間的推移，采用的阻力可能會降低。由于不同人員的功能目標(biāo)都可以作為工作流相互關(guān)聯(lián)，以支持更大的盈利性和連續(xù)性業(yè)務(wù)目標(biāo)，因此以工作流為中心的 MOM 系統(tǒng)方法有助于將儀表板上的目標(biāo)與整個組織的實際績效同步。

除了實現(xiàn)這種集成之外，精心設(shè)計的業(yè)務(wù)流程還可以提高工廠運營的各個階段（例如啟動、過渡管理和關(guān)閉）的安全性和可靠性。因此，基于 SOA 構(gòu)建的工作流驅(qū)動的 MOM 系統(tǒng)通過將業(yè)務(wù)和 IT 基礎(chǔ)設(shè)施擴展到傳統(tǒng)企業(yè)邊界之外的云，不斷增加業(yè)務(wù)價值并將公司轉(zhuǎn)變?yōu)榘踩矣欣蓤D的數(shù)字企業(yè)，從而賦予敏捷性。