物联设备数据可视化产品研发流程的质量改善.pdf

PLANT ENGINEERING CONSULTANTS 2023.0419质量控制Q u a l i t y C o n t r o l物联设备数据可视化产品研发流程的质量改善曲彤晖（杭州海康威视数字技术股份有限公司 杭州 310051）摘 要：本文从物联设备数据可视化产品研发流程的案例着手进行研究，采用流程图的方式识别非增值工作，并通过 5-7WHY 分析造成质量问题的根因，从而挖掘出流程背后的基本潜在假设和企业的价值观。通过突破假设，进行流程再造，从而实现了帕累托改进，质量改善效果显著。最后，分别从沙因的组织文化、丰田之道及品管大师的理论交界对案例进行了分析和总结。关键词：物联设备 质量改善 突破假设 流程再造 组织文化Quality Improvement of the IoT Device Data Visualization Product Development ProcessQu Tonghui(Hangzhou Hikvision Digital Technology Co.,Ltd.Hangzhou 310051)Abstract This paper starts with the case study of the research and development process of data visualization products of IoT device,uses the flow chart to identify the non-value-added work,and analyzes the root causes of quality problems through 5-7WHY,so as to dig out the basic underlying assumptions behind the process and the values of the enterprise.By breaking through the assumption and reengineering the process,Pareto improvement is realized and the quality improvement effect is remarkable.Finally,the case is analyzed and summarized from Scheins organizational culture,Toyotas way and quality control masters theory junction.Keywords IoT device Quality improvement Break the assumption Process reengineering Organizational culture中图分类号：TB497 文献标志码：B文章编号：2095-2465(2023)08-0019-06 DOI:10.19919/j.issn.2095-2465.2023.08.006作者简介：曲彤晖（1991 )，男，硕士，工程师，从事智能物联、智能运维、品质管理等工作。通讯作者：曲彤晖，E-mail：。（收稿日期：2023-05-23）1 质量控制研究背景随着智能物联网的飞速发展，海量物联设备的监理成为重要工作。对于物联设备如何“建好、管好、用好”，成为构建整个物联网建设的核心指导。整个物联设备系统包含硬件基础设施，也包含软件PaaS（平台即服务）平台。其中物联设备数据可视化产品是基于物联设备的数据可视化管理平台，作为有效的质量控制工具，其能够通过各类可视化手段，辅助对物联设备进行监管运维，多维分析和统计，从数据中发掘问题并予以改进，从而整体提升物联设备监理的质量。然而，随着物联设备数据可视化的项目增多，此类产品研发本身过程中出现了许多质量问题，亟须进行质量改善，其中尤其重点体现在企业内部研发流程存在的质量控制问题。本文对 TJ 市公安局、HZ 市公安局等项目中的物联设备数据可视化项目的研发经验进行了梳理和总结，从项目核心应用中物联设备的数据可视化的研发入手，纵览整个物联设备可视化产品研发流程中存在的质量问题，以组织文化为关键着眼点，来进行质量改善之道的分析和研究。通过识别这项流程中的增值和非增值工作，提问 5-7WHY（五至七问为什么，即 5why分析法）来研究其中非增值工作的根因，找出企业价2023.04 设备监理20 质量控制Q u a l i t y C o n t r o l值观和背后假设，并提出了一种行之有效且效果显著的方法，以消除该项非增值工作，来完成流程再造。最终，从组织文化探讨物联设备数据可视化产品研发流程中质量问题和质量改善，通过透视整个产品研发流程，进行了详细分析商榷。2 质量控制研究过程2.1 选定流程本次从公司内部选定了物联设备数据可视化产品研发流程进行研究，起点为用户需求调研和沟通，终点为客户成功验收产品。2.2 跨部门会议本次将参与 TJ 市公安局及 HZ 市公安局的 2 个项目物联设备数据可视化产品研发的相关各部门人员聚集起来，进行平等讨论，群策群力。与会者主要包括以下各部门人员：产品经理代表 1 名，交互设计师代表 2 名，视觉设计师代表 1 名，软件架构师代表 1 名，前端开发工程师代表1名，后端开发工程师代表1名，测试工程师代表 1 名，最后还邀请了 1 名领导层管理者研发总监。会议上组织大家发言并邀请大家合作画出整个物联设备数据可视化产品研发流程图，如图 1 所示。通过深入探究流程背后的假设，来找到一些问题的改善方法。2.3 流程图通过分析整个物联设备数据可视化产品的研发流程，按照跨职能部门进行分工合作的原则，梳理和绘制完成其关键流程图，如图 1 所示。2.4 识别非增值根据增值与非增值的特性，识别图 1 中的增值与非增值工作并将结果标注。其中每一道工序，灰色阴影背景的框代表当前工序为非增值工作，白色背景的框代表当前工序为增值工作。2.5 表因分析对整个流程分析发现，实际研发过程存在许多非增值工作。其中，前端开发工程师的非增值工作 最多，且很多非增值工作都是“返工”。如在流程图 1的前端开发工程师的泳道中，常会由于产品需求规格、交互设计、视觉设计、后端接口、系统测试缺陷等发生局部返工；更为严重的返工是全局返工，即在交付给客户的产品未达到其期望时，可能引起整个流程的 返工。对 2 个项目的问题进行总结分析发现，整个过程中最关键的一些质量问题可归纳如下：1）公司内各部门参与本实验室项目的成员浪费了大量的时间和资源在相互沟通和确认上；2）上述情况导致内部整个研发过程中，经常会出现某环节的部分返工；3）开发过程中，客户需求出现较大的变更，导致已完成的进度前功尽弃，全部返工；4）客户受众不统一，角色时常切换，导致产品研发版本出现分歧，开发和维护成本大幅增加。针对上述问题，初步分析其表因为如下 2 点：1）用户需求变化快，需求变更频繁。由于要应对不同的项目对外展览要求，每天接待来自政企界的各级领导，不同的领导会提出不同的建议，导致用户在研发阶段就频繁产生需求变更，从而造成了各种内部损失成本和隐性成本。例如 TJ 项目和 HZ 项目的设备可视化平台从交互设计到前后端开发实现，前后经历过三四个较大变更版本，导致各种交互设计、视觉设计、前端研发、后端研发、项目管理、需求反复沟通、设计变更等资源的大量浪费。虽然积累了很多经验，但是也对于后续这种项目该怎么做产生了一定的启示，即可能需要从根本上来预防，从而减小这些成本损失。2）用户角色不同，对同一个可视化平台期望看到的展示效果可能不一致。TJ 项目的用户角色主要是一二支队，他们希望看到视频网的一体化运维监理概况，从中发现问题，能够体现出该应用发现问题、解决问题的能力。而 HZ 项目更偏向于总结展示基于产品的各项能力所完成的设备监理成果，二者设备原始数据类似，但展现维度因用户角色而不同，前期 1 个可视化平台版本因为分歧越来越多，要做的兼容越来越多，导致不得不拆分成 2 个版本，2 个版本各自按其个性化需求来满足不同用户角色的需求。2.6 寻找根因通过对上述流程中的非增值的总结及表因分析可以发现，在物联设备数据可视化产品研发流程中，返工问题成为最核心的质量问题之一。因此，选取返工问题来进行 5-7WHY 的提问，寻找其根因即流程背后的假设和企业价值观，见表 1。PLANT ENGINEERING CONSULTANTS 2023.0421质量控制Q u a l i t y C o n t r o l图 1 物联设备数据可视化产品研发流程中的非增值与增值工作?2023.04 设备监理22 质量控制Q u a l i t y C o n t r o l序列提问回答1为什么前端开发工程师会经常发生返工问题？因为前端开发工程师理解需求不到位2为什么前端开发工程师理解需求不到位？因为交互设计师和视觉设计师输出的成果物错误或不符合需求3为什么交互设计师和视觉设计师输出的成果物错误或不符合需求？因为是完全按照产品经理输出的用户需求规格来设计和修改的，产品经理输出的需求规格有误或变更，会影响整个研发流程4为什么产品经理的需求规格有误或变更会影响整个研发流程？因为客户需求的输入只有产品经理 1个入口，用户需求的变更无法快速响应和交付5为什么用户需求的变更无法快速响应和交付？因为除产品经理外，其他各部门无法接触到客户真正的需求期望6为什么除产品经理外，其他各部门无法接触到客户真正的需求？因为传统开发模式下，各部门各司其职，分工合作是不可避免的屏障7在设备数据可视化产品研发流程中，为什么一定要有这种屏障？因为没有行之有效的制度或工具，可以去突破这种部门屏障表 1 通过 5-7WHY 挖掘质量问题根因2.7 突破假设通过对上述 5-7WHY 的提问可以发现，出现返工的根因，即是组织内各部门间的屏障，造成了需求不对称，以及需求延时。需求不对称：公司外部客户与产品经理的需求不对称；公司内部各部门之间的需求传递问题造成不对称。需求延时：公司内部各部门分工过细，且没有有效的工具统一流程，一个需求到达终点时可能已经不准时（Just In Time），甚至出现错误或变更。进一步分析其基本假设可发现，当下公司内，大家在传统分工细作模式下工作已久，潜意识中认为不可以打破部门间的屏障，各司其职是必须的，尤其是在大公司内部，早就形成了分工合作就会事半功倍的企业价值观。但是，这个基本假设或价值观是需要突破的，只有突破思维，转变习惯，才会卓有收获。那么如何解决此根因问题？如何打破公司内各部门间的屏障（至少在设备数据可视化产品研发流程中）？主要从 2 方面入手：1）改变公司所有员工的信念，虽然短时间内可能无法看到明显的效果，但是，可以持续地进行组织培训，通过培训员工，并指导他们工作和自行突破1。2）实施帕累托改进（Pareto Improvement）,实现整体进步和收益2。通过投入短时间的预防成本，将开发一套辅助设备可视化配置工具（下称 NXV），应用此工具可以直接进行设备数据可视化产品的低代码配置，通过持续丰富且灵活的可配置特性，而无须再在后续的项目或新的设备数据可视化产品研发流程中投入软件架构师、前端开发工程师、后端开发工程师等角色，通用的客户需求也可以省去视觉设计师的工作，让交互设计师和产品经理打破部门屏障和企业屏障，直面用户需求。当客户需求发生变更时，也能快速响应和调整，甚至可以当面完成交付。通过此工具，极大地缩短了流程，节省了成本。2.8 流程再造在应用 NXV 进行改造后，数据可视化产品研发的全部流程如图 2 所示，相比原流程，再造之后的流程进行了彻底的重新设计，流程图整体出现了大幅度缩减。其中，视觉设计师、软件架构师、前端开发工程师、后端开发工程师、测试工程师在此流程中的工作将完全省去，并可投入其他项目工作中，不仅为企业节省了一大笔费用，还从其他项目上为企业争取了一定价值。这些部门的人不再参与，直接杜绝了这部分返工问题的发生。另外，再造后的流程直接打破了部门屏障，交互设计师和产品经理都可以直面客户，当客户需求频繁变更时，可以快速响应，在 NXV上可以当面与用户沟通需求，快速配置出用户想要的设备可视化效果，极大地缩短了工期和应对异常变异的能力，显著地降低了成本，最大限度地减少了返工问题。经过质量改善后，物联设备数据可视化产品研发流程的总成本降低了约 90%。图 2 物联设备数据可视化产品研发流程再造?B?Visual?B?Visual?PLANT ENGINEERING CONSULTANTS 2023.0423质量控制Q u a l i t y C o n t r o l3 质量控制的根本分析3.1 从沙因组织文化视角分析通过对上述案例的研究可以发现，质量问题的根因还是在于“人”没有突破流程背后的假设，这与企业文化有密不可分的内在联系。首先要知道，文化是一种由内而外的多层次内涵。一个人，一个组织或企业，正是按这种方式去塑造其文化。如何改变人、实现人的不断突破，是企业文化的关键要素之一。一个人最难以改变的是由内而外的改变，即先改信念再改行为，这种方式称之为理念方式；而较易执行的是由外而内的改变，即先改行为再改信念，这种方式称之为规范方式。基于沙因的组织文化理论3，如图 3 所示，回顾在物联设备数据可视化产品研发流程再造的案例研究中的做法，虽然已经找到了基本假设，即部门或企业内外存在无法突破的屏障，而这种传统分工制下的屏障假设却是我们习以为常的结果。如果没有通过本次探究和深挖，可能根本无法发现此根因。因为此假设是看不见的，被认为理所当然的“信念”，而更高层次的，作为一家大企业，其企业价值观中必然蕴含了分工合作的观念，并且这种外显的判准价值已深入每个部门员工的内心。比如“解耦文化”，则是这种价值观的淋漓尽致的体现。在日常工作中，不管是部门组织架构管理，还是研发或设计或测试，都将“解耦”奉为圭臬。不多细分部门，不去设计多模块，不分层测试等，都不会工作了。这背后的假设给人的改变加上了厚重的枷锁，极难以突破。但实际上，解耦并不是目的，它只是一种手段。我们更希望的是“动态解耦”，即解耦为了提高质量而服务。若不需要解耦，那么就果断打破屏障，轻装上阵地奔向卓越质量。这其实也契合了我们的质量文化中宣扬的理念：“成就客户，一次做对”。图 3 组织文化层次?在本案例中，其实这种假设已经根深蒂固。因此单独地采用由内而外的改变，已经难以取得显著成效，至少在短时间内无法令人满意。故采用双向长短期的改变方式，主要包含了下述 2 个关键点：1）长期改变方式为由内而外的理念方式，通过培训员工关于“动态解耦”的理念，帮助他们学习质量改善的方法，来不断尝试突破其思维或潜意识的假设，以逐渐在后续企业发展中发挥越来越重要的作用。2）短期改变方式为由外而内的规范方式，通过前期积累的专家经验，以及对质量问题的根因分析，投入一定的预防成本，通过短期的开发一款辅助设备可视化配置工具（NXV），来完成流程再造，对后续会有长期且持续的收益。3.2 从丰田之道视角分析从濒临破产到企业之巅，丰田的 TPS 理论至关重要，它可以概括为“一个目标，两大支柱，三项 基础”4。一个目标：低成本、高效率、高质量地进行生产，正如研究案例中的再造流程，其目标是明确的，即低成本、高效率且高质量地完成数据可视化产品研发并交付给客户。两大支柱：准时化和自动化。1）准时化。从丰田之道来回顾本次案例研究，可以发现再造后的流程更加准时化（Just In Time）。丰田的准时化是指在需要时生产所需的确切数量的产品。在本案例中，则是通过消除需求不对称的程度和需求延时来完成“准时化”。通过流程缩减，突破部门屏障，交互设计师可以同产品经理一样，直面客户，在第一时间了解客户需求并通过NXV进行设计和配置，所见即所得，所求立即得。2）自动化。丰田的自动化在本案例中通过拉近客户和交互设计师及产品经理的距离来解决掉了通过大幅度减小容错处理能力来实现异常即停止；通过 NXV可以实现人机分离操作，提高效率，保证质量。三项基础：对丰田 TPS 进行进一步完善，结合丰田之道的两大信念，可以得出三项基础，即持续改善，对人尊重，制造先育人。丰田之道两大信念中的“现地现物”要求追溯源头，找出事实，建立共识，尽速达成目标。在本案例研究中，通过找出根因，提供了快速实现交付目标的办法。同时，也遵照了以人为本的信念，通过建立互信关系，让整个团队与个人的绩效都发挥到了极致。2023.04 设备监理24 质量控制Q u a l i t y C o n t r o l3.3 从品管大师共识的视角分析最后通过对戴明、克劳士比、狩野纪昭、朱兰等几位品管大师的理论进行总结，在所有大师各自的哲学中，尽管存在差异，但他们的概念都有共通之处。与本案例研究相结合能够体现出来的 5 点包括：1）变革过程必须是企业文化转型。2）质量要整合到所有功能中，而不可以视为只是某些单独的功能。3）是人，不是机器，来驱动质量工作。4）质量要求组织中每个人都参与。5）全公司的教育和培训对于长期改善至关重要。从数据可视化产品研发流程再造过程中，可以窥见，人是贯穿整个流程的主角。每个人都参与其中，质量的好坏是一环紧扣一环，一环出错，则可能满盘皆输。变革的过程就是要突破假设，给价值观进行转型。即使由于整个企业庞大，而无法全部扭转，至少在某几个部门内或某项流程内，完成每个人的突破，从而逐渐形成全面的企业文化和价值观。4 结束语本文通过对物联设备数据可视化产品研发流程的质量改善研究，深入理解了全面质量管理的手法，同时也使得企业中的数个部门实现了动态解耦，完成了思维突破，在部分范围内实现了对基本假设的突破。本着预防成本最低、所有根因都可预防的预防战略，后续仍需要持续改善，并让最高管理层看到这种假设突破和持续改善所带来的效益，促进高层管理者做出一心一意的承诺，进一步能够完成积极反馈，驱动企业向着越来越好的方向发展，最终实现更加卓越的 目标。参考文献1 Schlesinger L A,Heskett J L.Breaking the cycle of failure in servicesJ.MIT Sloan Management Review,1991,31(04):17-28.2 Macdonald J,Piggott J.Global quality:the new management cultureM.California:Pfeiffer,1993:181.3 Schein.Organizational culture and leadershipM.State of New Jersey:Wiley,2017:5.4 日 大野耐一.丰田生产方式 M.谢克俭,李颖秋译.北京:中国铁道出版社,2006:98.（上接第 12 页）5 结束语GQ70 型轻油罐车罐体焊接质量，是罐体各工位工艺纪律落实有效性的综合体现。从单个筒节的下料、校圆、筒体组装间隙及错台量的控制，到罐体外环焊接前的清根质量等，只有每个工位的操作都将工艺技术要求落实到位，才能保证最终罐体焊接质量良好。在企业进行 GQ70 型轻油罐车罐体生产过程中，相关技术管理和质量检查部门一起，不断总结各批次罐体焊接质量管控经验，逐步完善焊接质量缺陷产生的预防措施，通过狠抓罐体过程制造质量，强化工位工艺措施落实，使罐体筒节内外环焊缝、各配件与罐体角焊缝一次探伤检测返工率大幅减少，罐体水压试验和移交一次合格率大幅提高，为 GQ70 型轻油罐车上线安全运行提供了可靠保障。参考文献1 特种作业人员安全技术培训考核管理规定(国家安全生产监督管理总局令第 30 号)EB/OL.https:/ TB/T 15801995 新造机车车辆焊接技术条件S.3 NB/T 47013.22015 承压设备无损检测 第2 部分：射线检测 S.4 NB/T 47013.42015 承压设备无损检测 第4 部分：磁粉检测 S.5 TB/T 18032007 铁道罐车水压试验 S.