科拉矿业冶金股份公司的多功能互动协同项目

编者按

俄罗斯“2020国际生产率周”有一项重点活动，是由许多大型俄罗斯企业和外国企业参与改进项目“转型”竞赛。项目的优胜者可以独家在发布系统里展示，并请项目完成者、公司部门领导、竞赛评审员和国际生产率周组织者等作出说明或评论。本文展示了2020年大奖赛获得者——科拉矿业冶金股份公司“诺利斯基的镍”项目的情况，材料由《标准与质量》杂志特邀记者斯威特拉娜·芭咖勒特史耶伐提供，原载于俄罗斯2020年12期《质量管理方法》杂志。

项目标杆管理：来自第一手的好经验

凡罗尼咖•杰尼索伐（“国际生产率周”执行主席）：建立永久性改进系统的设计方法是由不同行业的公司实施的。主动组织实施改进方案不仅能快速提供成果，而且是公司改进方法的来源和人力资源发展的工具。

项目方法的主要缺点是其“狭窄性”，很少能成为公司范围以外的标杆管理的主题。项目团队不会为专业媒体撰写类似的文章。

国际生产率周组织委员会决定改变这种状况，并组织了最好的改进项目的标杆管理。这是一种最好的营销实践。还有什么比国际职业竞赛更加刺激的呢？国际生产率周2020获得了第二次国际改进项目“转型”竞赛的巨大成功。共有13个项目在3个主题下参与竞赛：项目的持续改进、团队的持续改进和人力资源。参赛者应用视频、演讲、答辩等形式，通过直线联系回答了国际生产率周2020评审员的问题，以3种语言在全球范围翻译传播。比赛的合作伙伴是西门子，它们的座右铭是“生活的智多星”。

《标准与质量》杂志和国际生产率周组织委员会启动了拟议中的改进项目系列综合材料的征集。科拉矿业冶金股份公司“诺利斯基的镍”项目发表的系列文章赢得2020年大奖赛的冠军。

项目描述

科拉矿业冶金股份公司的项目（见表1），是解决一个瓶颈问题：通过提高原料质量（镍粉）来降低产品供应链的成本。然而，项目中实施的改进方法和多功能互动协同效应使标杆管理计划不仅对冶金业的同行，而且对其他行业的管理者都有受益。

表1 项目的“可视卡片”

从2018年起，该公司推出了一项提高效率的计划。其目标是在三年内提高劳动生产率20%，同时降低20%的单位成本。该公司的领导层认为，只有在所有部门不断升级系统部署的情况下，才能取得预定的成果。因此，车间轮流启动了包括四个主要方向在内的微型转型项目（见表2）。

表2 项目实施的方法

亚历山大•利萨伊（科拉矿业冶金股份公司改进生产活动副总裁）：取得成功的第一个条件，当然是所有员工都参与到改进过程中。为此，我们指导员工实际应用Lean技术的知识和技巧，并且与人力资源部合作改进激励系统。第二个方面是改进生产，包括绘制价值流图、确定瓶颈、再度使用精益生产工具。第三个方面是开发和实施降低成本的措施。最后是一个特别的主题——客户导向。我们努力使其成为我们公司文化中不可或缺的一部分。这不仅关系到最终产品、消费者的需要，而且关系到整个生产链的客户导向、影响各个环节的相互关系。我们转变的目的，不仅是要完成一份客户要求的清单，也是期望能预测到客户要求。这次精馏车间实施的提高粉末质量的案例，就是人们克服原有范式并开始了解公司战略实质的一个过程。

工艺链

在精馏车间制造镍粉，然后进入镍电解车间生产金属镍，这种粉末由可溶性部分（镍的金属形态）和非溶性部分（包括贵金属和有害杂质、未还原的镍氧化物、硅氧化物和煤）组成。粉末质量越差，非溶性部分越大，粉末中的贵金属浓度越低。

在2019年，公司曾加大投入，想让镍电解车间转向新工艺——电力萃取镍，但它的结果并不稳定，导致了贵金属物质不完全分解的累积。

罗曼•谢尔基（精馏车间主任）：那年11月在精馏车间发动了微转型的项目。在诊断阶段，我们确认隔壁的镍电解车间工作的稳定性及降低贵金属的“不完全”，很大程度受到粉末质量的影响。我们的粉末中含有大量难溶和不溶的杂质，对工艺有害，在电解车间一线员工那里出现了问题。

精馏车间微转型项目基本任务的一个成果，就是提高粉末的质量。

亚历山大•辛尼辛（总经理）：为了解决这个问题，我们成立了一个多功能、跨职能团队，由车间工作人员和其他部门专家组成。在我们公司，这已经是第2年组建运行类似的小型组织了，队伍的工作方式基本已经标准化。由感兴趣的参与者组成的团队，首先了解了具体情况，确定了问题的紧迫性，然后应用石川图和其他分析工具寻找因果关系，通过工作组内的头脑风暴制定相应措施，并根据假设的可能性采用试验的方法加以验证——会放弃其中一部分，留下另一部分去实施，最后对实施措施并不断修正。

在这种情况下，团队基本上是精馏车间的工作人员：几个直接从事此过程并知道内情的焙烧工、该分部的主管同时也是老专家。车间主任也加入了该组。在这个团队工作的还有对这个生产具有丰富经验的自动化控制的代表。我在这个团队里代表公司的改善机构，帮助正确地完成所有步骤的措施，在微转型项目范围里对团队工作结果负责。

为了启动多功能团队、厘清问题的紧迫性和具体细节，所有人员拜访了“客户”——镍电解车间，与高管和工作人员交谈，从一线岗位获得第一手信息。事实证明，氧化硅超过标准1.7倍，碳含量是2.3倍。氧化镍约占粉末中镍总量的7%。所有这些都导致需要额外的操作成本来处理不溶解的部分，导致金属在重复加工时的超定额损失，同时增加了溶液中设备的磨损。每年金属超定额损失估计为1.5万欧元。

在描述问题并检验其迫切性之后，团队转而分析根本原因并评估它对问题的影响程度。这一过程中应用了标准工具——石川图（图1）。结果显示：问题最为“严重”的因素是使用的材料（26%）与工艺（24%），稍微轻一点的是质量控制（22%）与人的因素（17%），问题最少的是设备（11%）。

图1 根本原因分析和它对问题的影响（石川图）

亚历山大•阿列克谢夫（分段主任）：分析过程显示了超过25个影响杂质含量的原因。我们为了方便起见，把它们中最大的数值合并到3个基本的组里：管炉工作的稳定、管炉原料的质量和成品质量控制系统（在图1右侧“竖条”中分别以绿色、黄色和红色表示，在石川图的字体也给出了对应颜色）。

团队举行了几次头脑风暴和工作座谈会，研发了各个方面的措施，同时对以往提出过但当时还不是很紧迫的解决方案进行了更仔细的研究分析。团队成员根据以往管炉的工作状态，确定了影响粉末质量的参数临界值和炉子工作的最佳条件（图2）。

图2 管炉工作状态的稳定

德米特里•马克西莫夫（焙烧工）：讨论的结果，为操作者形成统一的工作状态图。这样一来，当不同的操作员根据自己的判断以不同方式进行程序时，就减少了人为因素的影响。在那段时间，还制定了数学模型程序“操作参谋”，用来跟踪所有炉子的基本参数。这使得我们可以更有效率地对炉子进行操作管理。提高管炉原料质量的措施，同样由团队自身的力量实施。

管炉的原料是在炉中沸腾层氧化燃烧后的镍浓液。如果炉里沸腾层温度高于规定温度（图3），或者产出材料的颗粒度超出规定值（图4），都会对管炉的还原过程产生不良影响。

图3 炉沸腾层的温度，℃（阴影部分表示产生熔炼颗粒）

图4 在炉的沸腾层含有+1.2mm大小的分馏，%（阴影部分表示颗粒度超出要求）

亚历山大•卡林宁（老焙烧工）：为了提高供应管炉的材料质量，我们开发了一种自动控制热力区域和材料颗粒度的算法。以往，是由操作者用手工完成这一过程的。

高科技企业的自动化，今天已转向数字化过程，科拉矿业冶金股份公司的车间也在按此逻辑行动。比如，建立管炉的数学模型和构建它的数字孪生。在这里被称为“炉子参谋”的任务，就是根据大量实时数据的分析来确定最佳参数，并为操作者提供建议。

德米特里•马克西莫夫（焙烧工）：就质量控制而言，数字化的解决方案也在这里实施。为了控制被装载到还原管炉里的材料的颗粒度，我们提出了一个使用数字视觉技术的想法。整个流程用照相机拍摄，第一步使用实际样品“训练”的算法，确定流程中煤的颗粒度。第二步是对粉末成品的质量做出鉴定。问题在于，现在技术人员要经历一昼夜才能分析出这种粉末的化学成分，这使得迅速发现质量变坏和采取行动是不可能的。一个自动控制专业的团队成员提议舍弃此步方案。

弗拉基米尔•日多维茨基（自动化首席专家）：为了不间断地控制镍粉末金属性程度，我们开发了一个独特的分析仪。这个仪器为了测量粉末的磁性，由特殊形态的采样装置、分样器、热交换器、连接感应器和分配器的传感器组成。这个分析虽然比不上实验室的可靠性分析，但它提供了一个机会，让我们能够实时获得足够的粉末质量数据，以便快速和及时地反应。

初步结果

应当说，并非所有跨功能团队的建议都能经受住进一步的检验。例如，讨论了将装在炉里的煤换成油的可能性。油比煤干净，杂质应当会少些，但在实验中并没有取得明显改善，于是他们放弃了这一想法。

但总的来说，项目实施的第一个结果以其完整性和基础性，令人印象深刻。

罗曼•谢尔基（精馏车间主任）：我们的项目还没有完成，但我们已经看到了变化。我们成功地实施了最好实践，找到了独特的解决方案。结果，粉末质量大幅提高，从2020年3月镍氧化物占镍总量的7%～8%，下降到3%～4%。这对以后的每一次冶炼都有好处。

亚历山大•利萨伊（科拉矿业冶金股份公司改进生产活动副总裁）：公司推出的持续改进系统基于科拉矿业冶金股份公司生产系统的独特模型。这是基于我们自身工作上的作品，融入了戴明的14项质量管理原则，并集成在公司的文化中。正是依靠这种发展文化，我们实现了员工有意识而不是形式上地参与改进。几年前，我们启动了一个名为“创意工厂”的项目。该公司所有部门的工作人员都提出在现场改善生产过程和在公司整体上提高效率、缩减操作成本的想法，并成功开发了一个跨功能互动的公司数据库。员工们开始意识到，他们在工作场所开始的改善活动，可能会引导客户或相关功能的改变。重要的是要考虑生产链上所有参与者的利益，以便这些变化能提高所有部分和整个公司的效率。

国际生产率周的专家们对项目的评价

奥列格•扎哈罗夫（ERG公司运营效率总监）：今年比赛的项目水平，无论在内容还是在方法上都有大幅提高。每个项目都体现了改进过程的系统性、参与性和项目团队的创造性方法。科拉矿业冶金股份公司的项目是一个很好的例子，说明协同对跨功能团队工作的保障作用。

奥日嘎•娄叔科（乌拉尔联邦大学研究员）：在评估一个项目时，合理和清晰地陈述概念是有意义的。概念的清晰反映了团队对其设计意义的理解程度。应当指出的是，“诺利斯基”团队项目的演示水平很高，信息材料的结构有助于快速了解发展的本质。这是通过把项目材料分段布局来实现的，描述的水准能被广泛的受众所理解。项目方案的可视性激发了对团队专业的信任——提供基本信息，方案的实质以描述来展示，数据以图形方式呈现。高水平的公司文化和坚定地掌握数字概念的特性，得到证明。

阿列克谢•萨希洛夫（西门子公司“数字生产工业服务”方向首席执行官）：使用现代数字技术控制产品质量，是许多行业的主要生产趋势之一。寻找输入的原材料和成品之间的关系，并且是通过网络完成，这是许多企业所追求的。我很高兴科拉矿业冶金股份公司的团队成功了。这是值得尊敬的成功！

珍贵的思考：发展项目的内部客户导向和协同性

凡罗尼咖•杰尼索伐（国际生产者周执行主席）：（1）将客户导向定义为公司的战略目标之一，并进行广泛的澄清工作；（2）启动跨功能改进项目，并组建一个跨功能团队；（3）在确定目标之前，团队与客户交流了很多天，了解所有关于过程的直接和间接事实；（4）使用广泛的Lean（精益）和TRIZ（发现问题解决理论）方法来寻找根本原因并做出假设；（5）开发、测试和应用简化设备和技术，使用初创企业的MVP（Model View Presenter）方法；（6）总结项目的成果，交流经验，并向广大的专业组织介绍项目。