品質4.0:品質工程的未來
品質4.0:品質工程的未來
一. 前言
在過去十年中,工業 4.0給各不同行業的製造實務帶來了重大的變化,這些變化也影響到品質管理活動的實施。自2004 年以來,Google 搜尋中對品質工程的興趣下降了70%;而與品質工程相比,資料解析(data analytics)增加了20倍(Zonnenshain and Kenett, 2020)。似乎,目前品質專業人員極需要學習和理解工業 4.0相關新技術,並思考如何使用這些新技術來為工作場所與顧客增加價值。
二. 品質的演進
品質的相關做法在歷史上經歷了幾次變化--從檢查到品質管制,再到品質管理和品質設計。目前全球採用的著名品質活動包括ISO 9000、全面質量管理(TQM)、六標準差、國家品質獎/卓越模式等。如何有系統地整合這些品質活動來解決品質問題,現今仍然是一般公司實施品質管理的重要努力方向。
在各式品質管理活動中,最重要的核心想法就是要進行品質改善;而,品質改善需要解決問題。在解決問題的過程中,找尋適當的問題、問題的拆解、數據的收集與分析、如何解釋分析的結果,都是重點。過去的幾十年來,許多品管從業人員,都是應用這種以數據導向的邏輯(Data-driven logic)來解決品質問題,而這樣的想法也會一直持續下去。過去,品質改善中常用到的技術,包括:統計方法、品質工具、豐田生產系統/精實想法等。漸漸地,有人開始使用數據挖礦、大數據與工業4.0的技術進行品質改善,品質4.0 (Quality 4.0)的時代也因此開啟。工業的進展和品質發展之間的關係如表1所示。
▲表 1. 工業進展和品質發展之間的關係
三. 品質4.0
工業4.0一詞,最早出現在2011年的漢諾威工業博覽會上,而品質4.0這個名詞是何時開始使用的,則不可考;也許是大約在2015年的時候。美國品質學會(ASQ)從2017年起已經舉辦過四次的品質4.0研討會。在網站上,ASQ把品質4.0描述為:將工業4.0的先進數位技術與品質卓越 (quality excellence)結合在一起,來推動實質性的績效改善。底下針對品質4.0的內涵做更進一步的討論。
意義
有關品質4.0,從宏觀的角度上來看,數位轉型是重點,它是由客戶和業務需求所驅動的策略轉變,希望可以利用數位技術來促進新的營運模式與新的價值來源,並也創造新的品質管理系統。從微觀的角度上來看,品質4.0是希望運用過去我們常用的品管方法與工業4.0的技術來協助企業進行品質改善與創新。
理念
品質4.0企圖將數據、流程、產品、人員連結整合在一起,希望他們可以協同合作。品質4.0是要來增強(或改進)人類的智能,並提高決策的速度和品質。品質4.0是跨功能的。在品質4.0的環境中,希望能將評估成本與失敗成本降至零,以大幅度的提升利潤。推行品質4.0,就如同將改善與創新導入至公司內部中,這需要公司內相關人員一起努力。
重要技能
通常,一位品質4.0工程師需要有:(1)軟技能:包括溝通、解決問題、團隊合作、變革管理等;(2)技術技能:包括與數據科學相關的技能等。品質4.0常用的工具,包括:數學與統計、人工智慧、大數據,以及致能技術(enabling technology)。其中,大數據在品質4.0中扮演相當重要的角色(Su, 2019)。工業4.0技術應用於品質改善中最重要的部份,便是如何使用大數據或數據科學的方法於品質改善與創新當中。
工業4.0是品質4.0的一部分
企業經常要經由了解顧客需求、進行設計、購買材料、製造、出貨,以及顧客服務等來做好營運管理。在這些過程中,若能透過傳統上常用的統計與品質工具之協助,或是將網路通訊技術全面導入於生產過程與企業經營,使產品、設備、企業間之數據與資訊可以高度虛實整合與應用(智慧工廠),進而提升效率與品質,以獲得顧客滿意與高興,這就是品質4.0。從這個角度來看,工業4.0是品質4.0的重要幫手,是品質4.0的一部分。
四. 品質的未來
在工業4.0技術的催化下,品質4.0已儼然成形,是品質未來發展重點。然而,品質4.0要探討的並不只是侷限於技術面,它更是一種管理品質的新方法。品質4.0需要公司的全員買單,包括高層管理人員、IT、市場營銷、品質專業人員等。
目前,台灣的確缺少成功實施品質4.0的證據。不過,國外已有少數公司開始實施品質4.0的框架,例如,國際公司尼康(Nikon)宣布其戰略是品質4.0,希望透過數位化、自動化和互聯檢測(connected inspection)來實現從設計到製造的完整流程管制。展望未來,希望台灣的企業,特別是高科技公司,也能將品質4.0的概念進行實際運作,以豐富化品質工程的知識體系。
參考文獻
● Zonnenshain, A. and Kenett, R. S., 2020, Quality 4.0—the challenging future of quality engineering. Quality Engineering, 32(4), 614-626.
● Su, C.-T., 2019, Take a big byte--know the effects of big data on quality improvement to better solve problems and address customer concerns. Quality Progress, October 2019, 22-29.