挑戰

手動處理流程與資料管理工作,容易導致存取控制不當、缺少同步工程功能與缺少可追溯性和版本控制。這個有缺陷又容易出錯的手動資料輸入流程,會使重工率大幅攀升,不只延誤上市時程,也會增加公司成本。

 

Vaillant Group 是暖氣、通風和空調 (HVAC) 技術領域的全球市場和技術領導者。該公司進行了一項長期數位轉型計畫,希望透過以多層介面連接 SAP 的 Windchill 來管理產品的生命週期。他們在為期八年的 PLM 藍圖中,已經完成多個重要里程碑,包含在 Windchill 中建立及管理零件、BOM 與文件;建立產品發行與變更管理機制;管理產品法規遵循/永續性;追蹤產品成熟度;透過工作流程強化 SAP 檢視功能,以及在生命週期終結時淘汰產品等功能。

挑戰

Vaillant 採用了多種不同的設計和生產力軟體平台,例如 CAD (PTC Creo、AutoCAD、Mentor)、PLM (Windchill) 和 ERP (SAP)。起初,該公司未使用從 Windchill 連結至 SAP 的介面,而是結合了試算表和電子郵件的運用,來手動管理流程和資料。產品 BOM、3D CAD 模型、2D CAD 工程圖、技術規格與其他文件的成熟度與核准狀態,都需要投入大量心力進行手動追蹤。手動搜尋文件與文件中的資訊不僅困難重重,更是欠缺效率。工程變更通知 (ECN) 會於 Excel 中進行管理,ECN 資料則需再次以手動輸入的方式輸入傳輸到 ERP。

由於產品資料發行、第一個實體樣本與必要的工作流程之間沒有系統控制的硬連線,因此需要投入大量心力來手動管理。

這種方法有許多缺點:存取控制不當、缺少同步工程功能、需浪費人力處理試算表、缺乏可追溯性和版本控制能力、缺少透明度與狀態追蹤、完成流程步驟的等待時間太長,以及手動資料輸入流程容易造成錯誤。以上種種缺點,不僅會導致上市時程延後,重工的頻率也很高。

在獨立顧問公司 (Ernst & Young) 的大量分析和評估程序下,這些問題終於浮出檯面。這個事實最後促成了生命週期管理的數位轉型計化畫,這項計劃預計將耗費 10 年時間、採用階段性方法進行,並劃分成 3 個交付成果階段。

解決方案

第一階段

這個階段在 2015 年至 2017 年實施,主要著重在 PLM 的核心元素,例如建立工作流程控制的零件和材料清單 (BOM);建立發行、工程變更管理及第一個實體樣本發行流程的概念與前導計劃;管理產品文件;建立「自始至終全程處理」的產品成熟度狀態概念;自動將產品資料從 Windchill 傳輸至 SAP;強化工作流程控制的 SAP 檢視方式;以及設計凍結後的產品建立相關活動。

第二階段

第二階段包含 2018 年到 2021 年 (預估) 的藍圖。這個階段會將進階 PLM 功能加入 PLM 藍圖,主要目的在於管理收集、整合、核准和測試產品需求的整體流程;管理和追蹤產品法規遵循/永續性;管理開發過程中的產品成本;以及管理產品淘汰事宜。在全球範圍有效使用版本和工程變更管理及第一個實體樣本發行流程,也是本階段的其中一項任務。此外,本階段也會針對以模型為基礎的系統工程進行初步規劃。

第三階段

在 2022 年到 2024 年 (預計) 的最後階段,Vaillant 計劃在導入 PLM 基礎和進階功能後採用數位轉型技術,讓資訊在產品生命週期的各階段之間都能順暢流通。例如,他們計劃使用從物聯網 (IoT) 感應器取得的智慧連網產品資訊來預測產品故障,並且透過配套產品將內容輸入至設計,以進行最新產品和現有產品的最佳化。他們還計劃為服務部門提供擴增實境 (AR) 工作指示來改善服務供應效率,並且針對不同使用案例建立和應用「數位化身」(Digital Twin)。這些使用案例都必須向相關使用者與負責人進行說明與評估,以確保創造附加價值。

成果

導入 PLM 之前的 ECN

對於 Vaillant 來說,在導入 PLM 解決方案之前的 ECN 管理,充滿了程序和效率不彰的問題。當時,他們面臨不少重大的挑戰:設定時間過長 (涉及手動收集變更資料)、變更狀態不透明、流程執行時間過長、手動追蹤導入 ECN 的必備作業太過費時,以及過度依賴電話和電子郵件。

導入 PLM 之後的 ECN

將 Windchill 可高度設定、立即可用,且具有多層介面的 PLM 功能應用到 SAP/MDG-M 後,就可形成一套全方位的變更管理解決方案,並立即享有下列優勢:

  • 自動產生獨立零件、產品、文件等清單
  • 自動產生預先定義規則等重要功能
  • 自動將已變更的產品資料 (包含製造 BOM) 傳輸到 ERP SAP (透過企業系統整合,即 ESI)
  • 由工作流程控制的核准流程獲得改善且效率提升
  • Windchill 和 SAP MDG-M 提供的工作流程
  • 自動且透明的跨系統變更狀態追蹤
  • 還有更多……

 

工作流程管理改善幅度

Vaillant 定義了以下三個實質評估點,用於評估導入 PLM 之前和之後的流程。

  1. 與 SAP 整合的 Windchill 中的 ECN 建立日期,以及在 Excel 進行的手動流程 (實施 PLM 之前)
  2. Windchill 中的「設計凍結」日期,以及在 Excel 中的手動流程 (實施 PLM 之前)
  3. 導入 PLM 前後的工程變更通知 (ECN) 生效日期,亦即零件/產品已準備就緒,可進行量產

工程變更請求流程 (ECR) 對於修改系列零件 (而非 NPI) 而言相當重要,即下列 PLM 前後的流程中三種具體 ECR 量測點。

  1. Windchill 中的 ECR 建立日期,以及在 Excel 中的手動流程 (實施 PLM 之前)
  2. Windchill 中的「ECR 核准」日期,以及 Excel 中的手動流程 (實施 PLM 之前)

此處的關鍵指標是基於 PLM 的優勢,所減少的工程變更的處理時間。Vaillant 從 2018 年 1 月至 2018 年 12 月,持續量測期間內處理工程變更的有效平均時間。他們在 2019 年 1 月至 2019 年 12 月間導入 PLM,並在隨後測試 ECN 流程的相同指標,結果顯示:在 2019 年年底,平均流程執行時間減少了約 25%。量測對象也包含 Windchill 和 SAP MDG-M。

為了獲得真實且確實的結果,他們將已執行的執行時間量測累積計算,並將使用 2018 年第 1 季所有 ECN (不含 PLM) 計算得出的流程執行時間算術平均數,與 2019 年第 1 季 (含 PLM) 的所有 ECN 平均數相互比較。下列量測步驟將 2018 年第 1 季和第 2 季所有 ECN (未使用 PLM) 納入考量,並與 2019 年第 1 季與第 2 季的所有 ECN (使用 PLM) 進行比較。

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圖 1:適用 NPI 的 ECN (新零件發行/上市)

對使用中應用工作流程系統的 ECN 流程進行深入探討後,會發現應用了 Windchill 的工作,其執行時間均大幅下降。另一方面,SAP MDG-M 中執行的流程部分,則可看出預期與實際的執行時間減少幅度有落差。該公司已定義出許多前景看好的活動,而活動均已啟動或是正在實行,以改善目前的情況。

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圖 2:修改系列零件 ECN

除了 PLM 工作流程的優勢外,我們還觀察到使用 PLM 前後的另一個重要層面。使用 PLM 之前,會經常使用包含很多 BOM、工程圖和其他文件的大型 ECN 來發佈新產品,但使用 PLM 之後,情況已有所改變。現在,員工會使用較小的 ECN,並在正確時間啟動流程,因此不僅執行時間縮短,規劃工作也更加出色。

提高直通率的流程

在零件或產品進入量產之前,除了其他核准項目外,團隊還須取得兩項必備且相輔相成的重要核准:

  • 產品資料與文件核准:這項流程是由 ECN 流程 (工程變更通知) 管理,目的是確保所有資料與文件都已針對量產準備就緒。這項流程也會確保生產、品質、採購等部門都已進行過所有必要任務。
  • 第 1 個零件/產品樣本核准:產品的第一個實體樣本會由供應商等對象交付,並以產品文件與資料為依據。這項流程主要由品質、開發、生產與採購等部門控制。

實施 PLM 後,兩項核准都完全由 PTC Windchill 和 SAP 所控制。PLM 中這兩項核准之間有硬連結連結,因此不會在量產初期出現任何偏差。

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圖 3:導入 PLM 後,直通率實體樣本的核准流程品質已獲得改善

改善 ECN 追蹤文件

一般而言,工程變更通知 (ECN) 文件的手動流程可能會造成不必要的偏差。在 PLM 前的 ECN 文件就有這個情況。這種情況會導致開始量產前就必須重工,造成效率低落問題。

現在,Vaillant Group 的此項流程已由 PLM 全面支援。將 PLM 尚未應用於 ECN 流程中的 2018 年 ECN 追蹤文件比重,與 2019 年所有 ECN 都已在 PLM (Windchill 與 SAP MDG-M) 執行的比重相互比較後,可以看出在應用 PLM 前後,經調查的 ECN 與 ECO 高達數千筆。一張圖片勝過千言萬語!

有了 PLM,ECN 追蹤文件的比重在 12 個月內從 50% 降低至 2% 左右。這項訊息清楚顯示 PLM 有能力掌控流程,並讓工程師有更多時間創造附加價值。

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圖 5. 管理 ECN 文件的一般流程與可能的偏差

改善主要資料品質

主要資料是組織重要的資料資產,也是描述產品及驅動業務流程的實體。這類資料必須經過評估,例如量測效能。為確保主要資料的高品質,進而確保業務運作流暢,主要資料必須由治理流程來控管。

採用 PLM 前,Vaillant Group 的產品主要資料已建立完畢,並由研發部門使用不同系統維護:3D CAD 系統、PDM 系統、試算表與文字處理系統等。這個現象會導致資料出現重複、輸入多筆資料以及資料不完整等問題。而重新處理這些資料也需要額外耗費心力。

PLM 實施後,維護主要資料的數據來源會連線,且會將重複資料最小化。使用 PLM 後,由於主要資料品質問題而產生的重工比重逐漸減少,釋出的資源也能專心進行創新任務。與 2018 年相比,2019 年年底的重工比例減少了 16%。在熟能生巧後,後續情況將可望繼續改善。

專案前置時間

專案前置時間是指專案開始與完成之間的延遲時間。

減少專案前置時間也有助於縮短上市時程,從而提升公司的競爭優勢。對於產品開發與產品管理而言,上市時程往往是量測工作效能的關鍵 KPI。正確的 PLM 解決方案可以縮短上市時間。

專案前置時間也會在 PLM 前後量測。下列量測點均已選取:

  • 專案開始日期
  • 產品設計凍結 (專案內開發) 日期
  • 產品上市日期

在 PLM 前後,大量專案均已經過分析,以便量測 PLM 對前置時間的效果。最可能受 PLM 影響的前置時間,莫過於介於專案「開始」與「上市」之間的時期。與執行 PLM 前的專案相比,就可看出執行 PLM 的專案在「專案開始到上市」的前置時間平均減少約 8%。隨著使用 PLM 的經驗逐漸累積,後續的前置時間可望進一步減少。

數位轉型

儘管 Vaillant Group 仍處於邁向數位化轉型的過程中,他們長久以來運用 PLM 固有的工程變更管理流程優勢,至今已獲得大幅改善。Vaillant 從 2015 年開始朝提升效率的短期目標邁進,成果相當豐碩。而且更重要的是,他們花時間努力的成果進行量測和量化,將「產品生命週期管理」(PLM) 帶入組織中。

這些新的數據和結果明確證實了 PLM 的價值,有了這些成果,Vaillant Group 「長字輩」(C-suite)高層採納 PLM 的流程也可邁入下一階段。這就表示他們擁有優異的商業個案,可以繼續實行「數位轉型」的第二和第三階段計劃,包含納入物聯網 (IoT) 和擴增實境 (AR) 等技術。

Vaillant 正放眼未來,力圖用新技術強化 Digital Thread,進而為該公司創造更高的價值。

我們與 PTC 攜手合作,運用市場上最先進的技術來探索與創造新的製造可能,這些技術包羅萬象,從 3D CAD、PLM、物聯網 (IoT) 到擴增實境 (AR) 不等。隨著這些技術日後會逐一運用在製程中,Vaillant Group 一定能在歐洲及其他地區繁榮成長、持續領先!

–Gamal Lashin 博士,Vaillant Group 策略暨績效經理