科拉礦業冶金股份公司的多功能互動協同項目

編者按

俄羅斯“2020國際生產率周”有一項重點活動，是由許多大型俄羅斯企業和外國企業參與改進項目“轉型”競賽。項目的優勝者可以獨家在發布系統里展示，并請項目完成者、公司部門領導、競賽評審員和國際生產率周組織者等作出說明或評論。本文展示了2020年大獎賽獲得者——科拉礦業冶金股份公司“諾利斯基的鎳”項目的情況，材料由《標準與質量》雜志特邀記者斯威特拉娜·芭咖勒特史耶伐提供，原載于俄羅斯2020年12期《質量管理方法》雜志。

項目標桿管理：來自第一手的好經驗

凡羅尼咖?杰尼索伐（“國際生產率周”執行主席）：建立永久性改進系統的設計方法是由不同行業的公司實施的。主動組織實施改進方案不僅能快速提供成果，而且是公司改進方法的來源和人力資源發展的工具。

項目方法的主要缺點是其“狹窄性”，很少能成為公司范圍以外的標桿管理的主題。項目團隊不會為專業媒體撰寫類似的文章。

國際生產率周組織委員會決定改變這種狀況，并組織了最好的改進項目的標桿管理。這是一種最好的營銷實踐。還有什么比國際職業競賽更加刺激的呢？國際生產率周2020獲得了第二次國際改進項目“轉型”競賽的巨大成功。共有13個項目在3個主題下參與競賽：項目的持續改進、團隊的持續改進和人力資源。參賽者應用視頻、演講、答辯等形式，通過直線聯系回答了國際生產率周2020評審員的問題，以3種語言在全球范圍翻譯傳播。比賽的合作伙伴是西門子，它們的座右銘是“生活的智多星”。

《標準與質量》雜志和國際生產率周組織委員會啟動了擬議中的改進項目系列綜合材料的征集。科拉礦業冶金股份公司“諾利斯基的鎳”項目發表的系列文章贏得2020年大獎賽的冠軍。

項目描述

科拉礦業冶金股份公司的項目（見表1），是解決一個瓶頸問題：通過提高原料質量（鎳粉）來降低產品供應鏈的成本。然而，項目中實施的改進方法和多功能互動協同效應使標桿管理計劃不僅對冶金業的同行，而且對其他行業的管理者都有受益。

表1 項目的“可視卡片”

從2018年起，該公司推出了一項提高效率的計劃。其目標是在三年內提高勞動生產率20%，同時降低20%的單位成本。該公司的領導層認為，只有在所有部門不斷升級系統部署的情況下，才能取得預定的成果。因此，車間輪流啟動了包括四個主要方向在內的微型轉型項目（見表2）。

表2 項目實施的方法

亞歷山大?利薩伊（科拉礦業冶金股份公司改進生產活動副總裁）：取得成功的第一個條件，當然是所有員工都參與到改進過程中。為此，我們指導員工實際應用Lean技術的知識和技巧，并且與人力資源部合作改進激勵系統。第二個方面是改進生產，包括繪制價值流圖、確定瓶頸、再度使用精益生產工具。第三個方面是開發和實施降低成本的措施。最后是一個特別的主題——客戶導向。我們努力使其成為我們公司文化中不可或缺的一部分。這不僅關系到最終產品、消費者的需要，而且關系到整個生產鏈的客戶導向、影響各個環節的相互關系。我們轉變的目的，不僅是要完成一份客戶要求的清單，也是期望能預測到客戶要求。這次精餾車間實施的提高粉末質量的案例，就是人們克服原有范式并開始了解公司戰略實質的一個過程。

工藝鏈

在精餾車間制造鎳粉，然后進入鎳電解車間生產金屬鎳，這種粉末由可溶性部分（鎳的金屬形態）和非溶性部分（包括貴金屬和有害雜質、未還原的鎳氧化物、硅氧化物和煤）組成。粉末質量越差，非溶性部分越大，粉末中的貴金屬濃度越低。

在2019年，公司曾加大投入，想讓鎳電解車間轉向新工藝——電力萃取鎳，但它的結果并不穩定，導致了貴金屬物質不完全分解的累積。

羅曼?謝爾基（精餾車間主任）：那年11月在精餾車間發動了微轉型的項目。在診斷階段，我們確認隔壁的鎳電解車間工作的穩定性及降低貴金屬的“不完全”，很大程度受到粉末質量的影響。我們的粉末中含有大量難溶和不溶的雜質，對工藝有害，在電解車間一線員工那里出現了問題。

精餾車間微轉型項目基本任務的一個成果，就是提高粉末的質量。

亞歷山大?辛尼辛（總經理）：為了解決這個問題，我們成立了一個多功能、跨職能團隊，由車間工作人員和其他部門專家組成。在我們公司，這已經是第2年組建運行類似的小型組織了，隊伍的工作方式基本已經標準化。由感興趣的參與者組成的團隊，首先了解了具體情況，確定了問題的緊迫性，然后應用石川圖和其他分析工具尋找因果關系，通過工作組內的頭腦風暴制定相應措施，并根據假設的可能性采用試驗的方法加以驗證——會放棄其中一部分，留下另一部分去實施，最后對實施措施并不斷修正。

在這種情況下，團隊基本上是精餾車間的工作人員：幾個直接從事此過程并知道內情的焙燒工、該分部的主管同時也是老專家。車間主任也加入了該組。在這個團隊工作的還有對這個生產具有豐富經驗的自動化控制的代表。我在這個團隊里代表公司的改善機構，幫助正確地完成所有步驟的措施，在微轉型項目范圍里對團隊工作結果負責。

為了啟動多功能團隊、厘清問題的緊迫性和具體細節，所有人員拜訪了“客戶”——鎳電解車間，與高管和工作人員交談，從一線崗位獲得第一手信息。事實證明，氧化硅超過標準1.7倍，碳含量是2.3倍。氧化鎳約占粉末中鎳總量的7%。所有這些都導致需要額外的操作成本來處理不溶解的部分，導致金屬在重復加工時的超定額損失，同時增加了溶液中設備的磨損。每年金屬超定額損失估計為1.5萬歐元。

在描述問題并檢驗其迫切性之后，團隊轉而分析根本原因并評估它對問題的影響程度。這一過程中應用了標準工具——石川圖（圖1）。結果顯示：問題最為“嚴重”的因素是使用的材料（26%）與工藝（24%），稍微輕一點的是質量控制（22%）與人的因素（17%），問題最少的是設備（11%）。

圖1 根本原因分析和它對問題的影響（石川圖）

亞歷山大?阿列克謝夫（分段主任）：分析過程顯示了超過25個影響雜質含量的原因。我們為了方便起見，把它們中最大的數值合并到3個基本的組里：管爐工作的穩定、管爐原料的質量和成品質量控制系統（在圖1右側“豎條”中分別以綠色、黃色和紅色表示，在石川圖的字體也給出了對應顏色）。

團隊舉行了幾次頭腦風暴和工作座談會，研發了各個方面的措施，同時對以往提出過但當時還不是很緊迫的解決方案進行了更仔細的研究分析。團隊成員根據以往管爐的工作狀態，確定了影響粉末質量的參數臨界值和爐子工作的最佳條件（圖2）。

圖2 管爐工作狀態的穩定

德米特里?馬克西莫夫（焙燒工）：討論的結果，為操作者形成統一的工作狀態圖。這樣一來，當不同的操作員根據自己的判斷以不同方式進行程序時，就減少了人為因素的影響。在那段時間，還制定了數學模型程序“操作參謀”，用來跟蹤所有爐子的基本參數。這使得我們可以更有效率地對爐子進行操作管理。提高管爐原料質量的措施，同樣由團隊自身的力量實施。

管爐的原料是在爐中沸騰層氧化燃燒后的鎳濃液。如果爐里沸騰層溫度高于規定溫度（圖3），或者產出材料的顆粒度超出規定值（圖4），都會對管爐的還原過程產生不良影響。

圖3 爐沸騰層的溫度，℃（陰影部分表示產生熔煉顆粒）

圖4 在爐的沸騰層含有+1.2mm大小的分餾，%（陰影部分表示顆粒度超出要求）

亞歷山大?卡林寧（老焙燒工）：為了提高供應管爐的材料質量，我們開發了一種自動控制熱力區域和材料顆粒度的算法。以往，是由操作者用手工完成這一過程的。

高科技企業的自動化，今天已轉向數字化過程，科拉礦業冶金股份公司的車間也在按此邏輯行動。比如，建立管爐的數學模型和構建它的數字孿生。在這里被稱為“爐子參謀”的任務，就是根據大量實時數據的分析來確定最佳參數，并為操作者提供建議。

德米特里?馬克西莫夫（焙燒工）：就質量控制而言，數字化的解決方案也在這里實施。為了控制被裝載到還原管爐里的材料的顆粒度，我們提出了一個使用數字視覺技術的想法。整個流程用照相機拍攝，第一步使用實際樣品“訓練”的算法，確定流程中煤的顆粒度。第二步是對粉末成品的質量做出鑒定。問題在于，現在技術人員要經歷一晝夜才能分析出這種粉末的化學成分，這使得迅速發現質量變壞和采取行動是不可能的。一個自動控制專業的團隊成員提議舍棄此步方案。

弗拉基米爾?日多維茨基（自動化首席專家）：為了不間斷地控制鎳粉末金屬性程度，我們開發了一個獨特的分析儀。這個儀器為了測量粉末的磁性，由特殊形態的采樣裝置、分樣器、熱交換器、連接感應器和分配器的傳感器組成。這個分析雖然比不上實驗室的可靠性分析，但它提供了一個機會，讓我們能夠實時獲得足夠的粉末質量數據，以便快速和及時地反應。

初步結果

應當說，并非所有跨功能團隊的建議都能經受住進一步的檢驗。例如，討論了將裝在爐里的煤換成油的可能性。油比煤干凈，雜質應當會少些，但在實驗中并沒有取得明顯改善，于是他們放棄了這一想法。

但總的來說，項目實施的第一個結果以其完整性和基礎性，令人印象深刻。

羅曼?謝爾基（精餾車間主任）：我們的項目還沒有完成，但我們已經看到了變化。我們成功地實施了最好實踐，找到了獨特的解決方案。結果，粉末質量大幅提高，從2020年3月鎳氧化物占鎳總量的7%～8%，下降到3%～4%。這對以后的每一次冶煉都有好處。

亞歷山大?利薩伊（科拉礦業冶金股份公司改進生產活動副總裁）：公司推出的持續改進系統基于科拉礦業冶金股份公司生產系統的獨特模型。這是基于我們自身工作上的作品，融入了戴明的14項質量管理原則，并集成在公司的文化中。正是依靠這種發展文化，我們實現了員工有意識而不是形式上地參與改進。幾年前，我們啟動了一個名為“創意工廠”的項目。該公司所有部門的工作人員都提出在現場改善生產過程和在公司整體上提高效率、縮減操作成本的想法，并成功開發了一個跨功能互動的公司數據庫。員工們開始意識到，他們在工作場所開始的改善活動，可能會引導客戶或相關功能的改變。重要的是要考慮生產鏈上所有參與者的利益，以便這些變化能提高所有部分和整個公司的效率。

國際生產率周的專家們對項目的評價

奧列格?扎哈羅夫（ERG公司運營效率總監）：今年比賽的項目水平，無論在內容還是在方法上都有大幅提高。每個項目都體現了改進過程的系統性、參與性和項目團隊的創造性方法。科拉礦業冶金股份公司的項目是一個很好的例子，說明協同對跨功能團隊工作的保障作用。

奧日嘎?婁叔科（烏拉爾聯邦大學研究員）：在評估一個項目時，合理和清晰地陳述概念是有意義的。概念的清晰反映了團隊對其設計意義的理解程度。應當指出的是，“諾利斯基”團隊項目的演示水平很高，信息材料的結構有助于快速了解發展的本質。這是通過把項目材料分段布局來實現的，描述的水準能被廣泛的受眾所理解。項目方案的可視性激發了對團隊專業的信任——提供基本信息，方案的實質以描述來展示，數據以圖形方式呈現。高水平的公司文化和堅定地掌握數字概念的特性，得到證明。

阿列克謝?薩希洛夫（西門子公司“數字生產工業服務”方向首席執行官）：使用現代數字技術控制產品質量，是許多行業的主要生產趨勢之一。尋找輸入的原材料和成品之間的關系，并且是通過網絡完成，這是許多企業所追求的。我很高興科拉礦業冶金股份公司的團隊成功了。這是值得尊敬的成功！

珍貴的思考：發展項目的內部客戶導向和協同性

凡羅尼咖?杰尼索伐（國際生產者周執行主席）：（1）將客戶導向定義為公司的戰略目標之一，并進行廣泛的澄清工作；（2）啟動跨功能改進項目，并組建一個跨功能團隊；（3）在確定目標之前，團隊與客戶交流了很多天，了解所有關于過程的直接和間接事實；（4）使用廣泛的Lean（精益）和TRIZ（發現問題解決理論）方法來尋找根本原因并做出假設；（5）開發、測試和應用簡化設備和技術，使用初創企業的MVP（Model View Presenter）方法；（6）總結項目的成果，交流經驗，并向廣大的專業組織介紹項目。