基于產(chǎn)品試制項(xiàng)目集管理的煤機(jī)開發(fā)研究

周 旭,張禮才,張福祥

(中國煤炭科工集團(tuán)太原研究院有限公司,太原 030032)

傳統(tǒng)的煤機(jī)產(chǎn)品開發(fā)方式著力點(diǎn)集中在研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、工業(yè)性試驗(yàn),忽視了關(guān)鍵元部件試驗(yàn),造成產(chǎn)品故障傳遞到裝配調(diào)試階段,甚至工業(yè)性試驗(yàn)階段。而且多個(gè)項(xiàng)目同時(shí)開發(fā)面臨進(jìn)度不一致、相互制約、質(zhì)量問題交織混疊、矛盾沖突加劇的問題,嚴(yán)重制約了煤機(jī)新產(chǎn)品的定型和商品化進(jìn)程[1]。隨著信息革命和人工智能技術(shù)的發(fā)展,傳統(tǒng)的裝備制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、開發(fā)新產(chǎn)品的壓力與日俱增。2020年3月八部委聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于加快煤礦智能化發(fā)展的指導(dǎo)意見》,明確提出煤礦智能化是煤炭工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的核心技術(shù)支撐,煤機(jī)智能化作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和高技術(shù)高附加值產(chǎn)業(yè),成為煤機(jī)市場(chǎng)競爭的焦點(diǎn),傳統(tǒng)的產(chǎn)品開發(fā)方式已經(jīng)不適應(yīng)現(xiàn)在產(chǎn)品試制開發(fā)的要求,急需新的管理手段破解目前的煤機(jī)產(chǎn)品開發(fā)管理困境。本文結(jié)合公司實(shí)際,從產(chǎn)品試制、項(xiàng)目集管理角度出發(fā),提出通過項(xiàng)目協(xié)調(diào)、中間試驗(yàn)、全流程可靠性監(jiān)控與評(píng)估等方法,解決傳統(tǒng)產(chǎn)品開發(fā)面臨的問題。同時(shí)應(yīng)用PDCA循環(huán),提出了多產(chǎn)品試制管理質(zhì)量改進(jìn)流程,為多產(chǎn)品試制質(zhì)量提升提供了解決方案。

1 項(xiàng)目集管理簡介

項(xiàng)目集(Program)也叫項(xiàng)目群或大項(xiàng)目,是一組相互關(guān)聯(lián)并需要進(jìn)行協(xié)調(diào)管理的大項(xiàng)目。項(xiàng)目集的結(jié)構(gòu)如圖1所示。項(xiàng)目集的特征包括:多項(xiàng)目并行實(shí)施、統(tǒng)一戰(zhàn)略目標(biāo)、統(tǒng)籌分配資源。項(xiàng)目集的構(gòu)建選擇建立在企業(yè)的既定戰(zhàn)略上，各組成項(xiàng)目在整體上與企業(yè)的戰(zhàn)略目標(biāo)保持一致,都為整體目標(biāo)服務(wù)。項(xiàng)目集范圍內(nèi)要系統(tǒng)化地合理分配資源，由于目標(biāo)的同一性,多個(gè)項(xiàng)目可能同時(shí)使用同一資源,或同一資源供若干個(gè)不同項(xiàng)目調(diào)用。這就需要在單個(gè)項(xiàng)目資源合理配置的基礎(chǔ)上,從項(xiàng)目集系統(tǒng)角度出發(fā),在不同項(xiàng)目之間合理調(diào)配資源[2]。

圖1 項(xiàng)目集的結(jié)構(gòu)Fig.1 Structure of program management

項(xiàng)目集管理(Program Management, PGM)是為了實(shí)現(xiàn)組織的戰(zhàn)略目標(biāo)和利益,而對(duì)一組項(xiàng)目(項(xiàng)目集)進(jìn)行的統(tǒng)一協(xié)調(diào)管理。項(xiàng)目集管理是涉及組織、過程與治理的管理框架,是為了對(duì)有關(guān)項(xiàng)目和活動(dòng)的相互關(guān)系進(jìn)行管理,通過項(xiàng)目集管理這種形式把有關(guān)項(xiàng)目和活動(dòng)匯集在一起。它始終是從戰(zhàn)略的角度來監(jiān)督各項(xiàng)工作,以協(xié)調(diào)和調(diào)整項(xiàng)目群內(nèi)各項(xiàng)目的活動(dòng)。通過項(xiàng)目集管理,能在各個(gè)項(xiàng)目與快速變化的商業(yè)環(huán)境和不斷完善的戰(zhàn)略之間建立良好的聯(lián)系[3]。項(xiàng)目集管理的優(yōu)點(diǎn)如圖2所示。項(xiàng)目集管理的基本觀念是從全局出發(fā),通過對(duì)所有項(xiàng)目的最大化整合,達(dá)到項(xiàng)目集價(jià)值最大化的目的,提升企業(yè)的核心競爭力。項(xiàng)目集管理一般包含兩級(jí)層面的管理,即單一項(xiàng)目成分管理和項(xiàng)目集綜合管理。

圖2 項(xiàng)目集管理的優(yōu)點(diǎn)Fig.2 Advantages of program management

2 傳統(tǒng)的煤機(jī)產(chǎn)品開發(fā)流程

傳統(tǒng)的煤機(jī)產(chǎn)品開發(fā)流程包括簽訂合同、項(xiàng)目開發(fā)方案設(shè)計(jì)、項(xiàng)目投產(chǎn)評(píng)審、項(xiàng)目詳細(xì)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、裝配調(diào)試、出廠檢驗(yàn)、工業(yè)性試驗(yàn)等環(huán)節(jié),如圖3所示。

圖3 傳統(tǒng)煤機(jī)產(chǎn)品開發(fā)流程Fig.3 Traditional coal machine product development process

上述煤機(jī)產(chǎn)品開發(fā)流程大體上可以分為合同簽訂、生產(chǎn)制造、工業(yè)性試驗(yàn)三個(gè)部分。1)合同簽訂階段。主要由市場(chǎng)營銷部門牽頭,與煤炭生產(chǎn)企業(yè)溝通,獲取顧客需求,通過需求分析,設(shè)計(jì)標(biāo)書,參加煤炭生產(chǎn)企業(yè)組織的招標(biāo)會(huì),獲取中標(biāo)資格。2)生產(chǎn)制造階段。主要包括項(xiàng)目方案設(shè)計(jì)、投產(chǎn)評(píng)審、詳細(xì)設(shè)計(jì)、加工制造、裝配調(diào)試、出廠檢驗(yàn)等環(huán)節(jié)。煤機(jī)新產(chǎn)品生產(chǎn)制造階段主要任務(wù)由產(chǎn)品開發(fā)課題組承擔(dān)。課題組擬定產(chǎn)品開發(fā)方案,向公司科研管理部門提出申請(qǐng),由公司科研管理部門邀請(qǐng)專家召開項(xiàng)目評(píng)審會(huì),決定項(xiàng)目是否符合投產(chǎn)要求。評(píng)審?fù)ㄟ^的項(xiàng)目,課題組開始詳細(xì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、圖紙繪制,形成產(chǎn)品BOM表和圖樣目錄,提交給公司工藝管理部門制定產(chǎn)品加工工藝和裝配工藝,生產(chǎn)管理部門組織外協(xié)件加工制造,外委件采購。產(chǎn)品加工制造完成后,生產(chǎn)管理部門組織車間和班組根據(jù)產(chǎn)品裝配作業(yè)工藝指導(dǎo)書完成產(chǎn)品裝配。課題組負(fù)責(zé)制定產(chǎn)品調(diào)試大綱和出廠檢驗(yàn)大綱,并協(xié)助生產(chǎn)班組完成產(chǎn)品調(diào)試。公司質(zhì)量管理部門負(fù)責(zé)完成產(chǎn)品出廠檢驗(yàn)。3)工業(yè)性試驗(yàn)階段。主要由課題組配合營銷部門、煤炭生產(chǎn)企業(yè)完成,試驗(yàn)時(shí)間一般為期三個(gè)月左右。這一階段包括產(chǎn)品到礦組裝調(diào)試、故障排查和處理以及對(duì)煤炭生產(chǎn)企業(yè)技術(shù)工人的培訓(xùn)等。

3 煤機(jī)產(chǎn)品開發(fā)面臨的問題及原因分析

煤機(jī)裝備經(jīng)過多年發(fā)展,形成了完整的采掘、運(yùn)輸、支護(hù)裝備產(chǎn)品線。然而傳統(tǒng)的產(chǎn)品開發(fā)方式開發(fā)周期長、產(chǎn)品可靠性水平不高,從產(chǎn)品加工制造開始直至工業(yè)性試驗(yàn),會(huì)出現(xiàn)許多問題,包括加工制造問題、裝配問題、調(diào)試問題、設(shè)備性能指標(biāo)與大綱不符合問題，以及井下試驗(yàn)遇到的諸多問題,需要研發(fā)人員到處救火,忙得焦頭爛額,公司部門之間矛盾沖突加劇，產(chǎn)品成本較高,顧客抱怨較多等[4]。造成上述問題的原因在于,煤機(jī)產(chǎn)品傳統(tǒng)的開發(fā)方式?jīng)]有做好產(chǎn)品開發(fā)各個(gè)階段之間的銜接。在此可以把產(chǎn)品研究與開發(fā)階段的鴻溝比喻為魔川,把開發(fā)與商業(yè)化之間的鴻溝比喻為死谷,把產(chǎn)品商業(yè)化與產(chǎn)業(yè)化之間的鴻溝比喻為達(dá)爾文海,如圖4所示。

圖4 產(chǎn)品開發(fā)階段的鴻溝Fig.4 Gaps in the product development process

產(chǎn)品試制是縮短產(chǎn)品開發(fā)周期,跨越產(chǎn)品開發(fā)各個(gè)階段鴻溝、提升產(chǎn)品可靠性的重要技術(shù)手段,同時(shí)也是一個(gè)完整的產(chǎn)品開發(fā)周期的重要組成部分。傳統(tǒng)的產(chǎn)品開發(fā)方式對(duì)產(chǎn)品試制環(huán)節(jié)重視不足,忽視了關(guān)鍵元部件中間試驗(yàn),導(dǎo)致產(chǎn)品設(shè)計(jì)問題沒有得到及時(shí)的發(fā)現(xiàn)和糾正,產(chǎn)品成熟度低,將故障隱患傳遞到裝配調(diào)試、工業(yè)性試驗(yàn)階段,從而導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量問題頻發(fā),可靠性水平不高,極大增加了項(xiàng)目失敗的風(fēng)險(xiǎn)[5]。

項(xiàng)目集管理的理念在于將組成項(xiàng)目集的各個(gè)項(xiàng)目作為相互聯(lián)系、相互作用的一個(gè)有機(jī)整體,強(qiáng)調(diào)項(xiàng)目之間的協(xié)調(diào)與溝通,實(shí)行統(tǒng)一管理。造成傳統(tǒng)的煤機(jī)開發(fā)周期長、質(zhì)量問題多的一個(gè)重要原因在于產(chǎn)品開發(fā)周期各個(gè)環(huán)節(jié)之間溝通不暢、矛盾沖突沒有得到及時(shí)有效的解決[6]。由于傳統(tǒng)產(chǎn)品開發(fā)流程的各階段會(huì)分散到公司各個(gè)部門完成,部門之間各司其職,條塊分割,缺少溝通和協(xié)調(diào),相互之間推諉扯皮,公司無法掌握具體情況并進(jìn)行整體協(xié)調(diào),不能控制產(chǎn)品開發(fā)的進(jìn)度,出現(xiàn)的問題只能事后處理,極大地拖延了產(chǎn)品推向市場(chǎng)的時(shí)間,更為嚴(yán)重的是,部分問題還帶到產(chǎn)品中,給公司帶來不可挽回的損失。

4 煤機(jī)產(chǎn)品開發(fā)的管理思維

解決目前煤機(jī)產(chǎn)品開發(fā)面臨的問題,需要引入中試體系建設(shè)的理念和項(xiàng)目集管理的理念,而且必須與煤機(jī)行業(yè)的發(fā)展實(shí)際相結(jié)合。1)中試體系是在研發(fā)過程中做好產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)、銷售和售后服務(wù)的技術(shù)和工藝準(zhǔn)備,加速實(shí)現(xiàn)開發(fā)成果商品化。然而,煤機(jī)行業(yè)發(fā)展有其自身的特點(diǎn),需要引入產(chǎn)品試制理念,通過強(qiáng)化關(guān)鍵元部件試驗(yàn),建立以產(chǎn)品問題為導(dǎo)向的試制監(jiān)督評(píng)估機(jī)制,建立試制評(píng)估程序,實(shí)施節(jié)點(diǎn)控制,監(jiān)督各個(gè)事業(yè)部做好產(chǎn)品試制。2)煤機(jī)公司面臨多個(gè)項(xiàng)目同時(shí)展開或相繼實(shí)施,大型成套煤機(jī)裝備開發(fā),需要各個(gè)項(xiàng)目組之間的密切配合。然而煤機(jī)公司的事業(yè)部之間配合松散,嚴(yán)重制約了大型項(xiàng)目的開發(fā)周期和完成質(zhì)量。為此,需要引入項(xiàng)目集管理的理念,將組成項(xiàng)目集的各個(gè)項(xiàng)目作為相互聯(lián)系、相互作用的一個(gè)有機(jī)整體,成立項(xiàng)目協(xié)調(diào)部門,加強(qiáng)項(xiàng)目之間的協(xié)調(diào)與溝通。

5 煤機(jī)多產(chǎn)品試制項(xiàng)目集管理解決方案

解決傳統(tǒng)產(chǎn)品開發(fā)方式問題的有效途徑包括加強(qiáng)產(chǎn)品試制和實(shí)施項(xiàng)目集管理。

首先,加強(qiáng)產(chǎn)品試制,解決煤機(jī)產(chǎn)品關(guān)鍵元部件可靠性不高的問題。煤機(jī)關(guān)鍵元件包括關(guān)鍵傳動(dòng)元件、關(guān)鍵電氣控制元件、關(guān)鍵執(zhí)行元件等。強(qiáng)化關(guān)鍵元部件中間試驗(yàn),建立專門的關(guān)鍵元部件試驗(yàn)區(qū),設(shè)計(jì)關(guān)鍵元部件試驗(yàn)系統(tǒng)。比如，設(shè)計(jì)減速器加載試驗(yàn)平臺(tái),模擬實(shí)際工況，對(duì)礦用減速器進(jìn)行加載試驗(yàn)和型式試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)優(yōu)化設(shè)計(jì),直至減速器溫升、效率、噪聲與振動(dòng)性能達(dá)到試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)要求,方可進(jìn)入裝配環(huán)節(jié)。再比如,針對(duì)煤礦智能錨護(hù)設(shè)備,建立鉆架、工作臂等關(guān)鍵元部件試驗(yàn)平臺(tái),完成鉆架、工作臂帶載試驗(yàn),實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)油缸位移、連桿機(jī)構(gòu)空間位姿、液壓系統(tǒng)壓力、流量、馬達(dá)轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩等參數(shù)信息,優(yōu)化控制程序,直至達(dá)到設(shè)計(jì)要求為止,方可進(jìn)行整機(jī)裝配。試驗(yàn)未達(dá)標(biāo)的關(guān)鍵元部件,禁止裝配到整機(jī)上。通過關(guān)鍵元部件試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)問題及時(shí)優(yōu)化設(shè)計(jì),進(jìn)行再次試驗(yàn),直至達(dá)到設(shè)計(jì)要求為止。煤機(jī)產(chǎn)品關(guān)鍵元部件試制流程如圖5所示。

圖5 煤機(jī)產(chǎn)品關(guān)鍵元部件試制流程Fig.5 Trial production process of key components of coal machines

其次,強(qiáng)化項(xiàng)目集管理,解決各個(gè)子項(xiàng)目之間溝通交流不暢、信息梗阻問題。項(xiàng)目集管理包括項(xiàng)目集效益管理、項(xiàng)目集相關(guān)方管理、項(xiàng)目集治理。1)項(xiàng)目集管理團(tuán)隊(duì)以收益為導(dǎo)向,實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目集收益的最大化。項(xiàng)目集的收益是向預(yù)期接受者提供具有實(shí)用性、價(jià)值和正面變革的行動(dòng)和行為的結(jié)果。項(xiàng)目集效益取決于組成項(xiàng)目各個(gè)單元的效益,項(xiàng)目集整體效益大于項(xiàng)目集各個(gè)單元的效益之和。2)項(xiàng)目集相關(guān)方管理是指對(duì)項(xiàng)目集相關(guān)方需要、希望和期望的識(shí)別,并通過溝通管理來滿足其需要，解決其問題的過程。項(xiàng)目集相關(guān)方管理將會(huì)贏得更多人的支持,從而能夠確保項(xiàng)目取得成功。3)項(xiàng)目集治理使決策成為可能，執(zhí)行決策，建立支持項(xiàng)目集的實(shí)踐，保持對(duì)項(xiàng)目集的監(jiān)督。

煤炭生產(chǎn)企業(yè)是煤機(jī)產(chǎn)品開發(fā)項(xiàng)目的主要相關(guān)方,煤機(jī)產(chǎn)品的收益取決于對(duì)煤炭生產(chǎn)企業(yè)需求的準(zhǔn)確識(shí)別和滿足程度。為此,煤機(jī)產(chǎn)品開發(fā)項(xiàng)目集治理應(yīng)圍繞這一主題展開。提升產(chǎn)品可靠性、縮短產(chǎn)品開發(fā)周期是確保煤機(jī)產(chǎn)品開發(fā)項(xiàng)目成功的關(guān)鍵。

煤機(jī)產(chǎn)品開發(fā)的問題在于項(xiàng)目溝通不暢、沖突加劇、部門相互推諉扯皮、質(zhì)量問題得不到及時(shí)有效的解決,為此設(shè)立項(xiàng)目協(xié)調(diào)部門,協(xié)調(diào)項(xiàng)目沖突。項(xiàng)目沖突包括不同項(xiàng)目之間的橫向沖突以及項(xiàng)目執(zhí)行各個(gè)階段之間的縱向沖突,如圖6所示。項(xiàng)目之間的沖突包括資源沖突、進(jìn)度沖突等,合理解決項(xiàng)目之間對(duì)人力資源、場(chǎng)地、設(shè)備設(shè)施占用的問題。根據(jù)過程決策程序圖和網(wǎng)絡(luò)圖等先進(jìn)方法,合理安排各個(gè)項(xiàng)目的進(jìn)度,解決資源沖突問題。

針對(duì)跨部門的大項(xiàng)目解決項(xiàng)目執(zhí)行各個(gè)階段之間的沖突,解決開發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、裝配調(diào)試、工業(yè)性試驗(yàn)各個(gè)階段產(chǎn)生的問題,加強(qiáng)溝通交流,落實(shí)責(zé)任歸屬,解決部門之間推諉扯皮、質(zhì)量問題擱置的問題。建立設(shè)備故障信息統(tǒng)計(jì),質(zhì)量問題跟蹤評(píng)估制度,由項(xiàng)目協(xié)調(diào)部門定期組織項(xiàng)目分析會(huì),項(xiàng)目對(duì)接人根據(jù)故障信息跟蹤表單,按照節(jié)點(diǎn)落實(shí),確保質(zhì)量問題能夠得到及時(shí)有效的解決。

圖6 項(xiàng)目協(xié)調(diào)Fig.6 Project coordination

6 結(jié)論

本文以煤機(jī)產(chǎn)品為研究對(duì)象,論述了傳統(tǒng)的產(chǎn)品開發(fā)方式的弊端。針對(duì)煤機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量問題交織混疊,矛盾沖突加劇、開發(fā)周期較長、可靠性水平較低的問題,結(jié)合公司實(shí)際,從產(chǎn)品試制、項(xiàng)目集管理角度出發(fā),提出解決方案如下:1)加強(qiáng)煤機(jī)產(chǎn)品試制。在傳統(tǒng)的煤機(jī)產(chǎn)品開發(fā)流程中,強(qiáng)化關(guān)鍵零部件試驗(yàn),提升煤機(jī)關(guān)鍵零部件可靠性。2)引入項(xiàng)目集管理。設(shè)立項(xiàng)目協(xié)調(diào)部門,開展項(xiàng)目之間的橫向協(xié)調(diào)和項(xiàng)目執(zhí)行各個(gè)階段的縱向協(xié)調(diào),提升項(xiàng)目完成質(zhì)量。