Giới thiệu về Manufacturing Enterprise Architecture – Kiến trúc tổng thể doanh nghiệp sản xuất

Kiến trúc tổng thể (Enterprise Architecture, viết tắt là EA) chính là kim chỉ nam cho việc tổ chức, thực thi và đánh giá hiệu quả vận hành các mục tiêu chiến lược của tổ chức, doanh nghiệp. Kiến trúc tổng thể được xây dựng nhằm quy định mối tương tác về tích hợp và chuẩn hóa giữa quy trình nghiệp vụ và hạ tầng CNTT trong hoạt động của một tổ chức, doanh nghiệp. Và vì thế, nó sẽ hoạch định mô hình tổ chức và vận hành sao cho doanh nghiệp, tổ chức đạt được các mục tiêu mà mình đề ra một cách hiệu quả nhất. Một cách tổng quát nhất, kiến trúc tổng thể là sự kết hợp của kiến trúc CNTT – Công nghệ vận hành và kiến trúc nghiệp vụ. Trong loạt bài viết này chúng ta sẽ cùng nhau đi tìm hiểu Kiến trúc tổng thể doanh nghiệp sản xuất và những lợi ích khi áp dụng phương pháp tiếp cận EA cho các dự án chuyển đổi số trong sản xuất nhé.

Mô hình kiến trúc doanh nghiệp Enterprise Architecture (EA) là gì ?

Kiến trúc doanh nghiệp của một tổ chức là bản thiết kế, quy hoạch tổng thể thống nhất từ đầu đến cuối cho toàn bộ quá trình xây dựng, phát triển của tổ chức, hệ thống đó sau này bao gồm toàn bộ các thành tố xây dựng nên cơ cấu tổ chức, hệ thống thông tin, các quy trình nghiệp vụ, các ứng dụng, hệ thống công nghệ, và tất cả các thành phần khác cấu thành nên hệ thống đó nhằm trả lời các câu hỏi :

• Doanh nghiệp đang ở đâu
• Doanh nghiệp muốn ở đâu trong tương lai ?
• Con đường tốt nhất để đến đó là gì?

Thành phần của Kiến trúc doanh nghiệp tổng thể có gì ?

Kiến trúc tổng thể được nhiều tổ chức nghiên cứu và đưa ra các khái niệm khác nhau nhưng xét về thành phần, hầu hết các kiến trúc tổng thể đều bao gồm những thành phần chính sau:

Kiến trúc Nghiệp vụ (Bussiness Architecture): bao gồm chiến lược phát triển, hệ thống quản lý, cơ cấu tổ chức và các quy trình nghiệp vụ chủ yếu của một hệ thống.

Kiến trúc Dữ liệu (Data Architecture): cấu trúc các tài sản dữ liệu vật lý (văn bản, sách…) và logic (dữ liệu số hóa) của hệ thống và công cụ để quản lý các tài sản đó.

Kiến trúc Ứng dụng (Application Architecture): các phần mềm ứng dụng phải được sử dụng, tương tác giữa chúng với nhau và quan hệ của chúng với các quy trình nghiệp vụ chủ yếu của hệ thống.

Kiến trúc Công nghệ (Technology Architecture): mô tả hạ tầng phần cứng và phần mềm cần thiết để triển khai ba lớp kiến trúc nói trên, bao gồm: hạ tầng CNTT, các phần mềm lớp giữa, mạng truyền thông và các chuẩn.

Kiến trúc an toàn thông tin (Security Architecture) : mô tả các hệ thống an toàn thông tin bảo vệ cho toàn bộ các kiến trúc doanh nghiệp phía trên.

Tầm quan trọng của kiến trúc tổng thể

Cũng giống như vai trò của kiến trúc trong xây dựng, kiến trúc tổng thể đóng một vai trò vô cùng to lớn trong việc xây dựng, cải tổ, phát triển của mỗi tổ chức, cơ quan, doanh nghiệp. Kiến trúc tổng thể giúp cho các cơ quan tổ chức, doanh nghiệp có được cái nhìn rõ ràng, tổng thể về mình, biết được cơ quan, tổ chức đang đứng ở đâu, muốn đi tới đâu. Tổ chức còn thiếu gì, còn cần gì, các dự án triển khai có thực sự nằm trong quy hoạch chung hay chỉ là tạm thời, chắp vá, Giữa các hệ thống có liên hệ, liên kết như thế nào….

Khi quy mô tổ chức còn nhỏ, vài trò của kiến trúc tổng thể là chưa rõ ràng, tất cả các nguồn lực cũng như các vấn đề phát sinh đều với số lượng không đáng kể, trực quan và không quá khó để kiểm soát. Tuy nhiên, khi một tổ chức phát triển lới hơn, quy mô hoạt động được mở rộng thì vai trò của kiến trúc tổng thể được thể hiện một cách rõ ràng.

Lúc này, số lượng nguồn lực tăng cao, các vấn đề phát sinh trong nghiệp vụ nhiều và dễ dàng gây ra sự quá tải, mất kiểm soát; hệ thống thông tin ngày càng trở nên phức tạp, tốn kém, khó điều hành, khả năng đáp ứng kém.

Kiến trúc tổng thể giúp cho tổ chức:

• Đồng bộ hóa các công nghệ thông tin , công nghệ vận hành (IT-OT) với nghiệp vụ, mang lại sức mạnh tổng hợp từ các nguồn khác nhau, các bộ phận khác nhau của một tổ chức.
• Tránh được việc đầu tư trùng chéo, lặp lại
• Xây dựng được bộ tiêu chuẩn cho toàn bộ hệ thống, nên dễ dàng phối hợp, chia sẻ giữa các dự án cũng như mở rộng hệ thống.
• Cho phép cộng tác cởi mở hơn giữa các đơn vị CNTT và doanh nghiệp
• Cho doanh nghiệp khả năng ưu tiên đầu tư
• Giúp dễ dàng hơn để đánh giá kiến ​​trúc hiện tại so với các mục tiêu dài hạn
• Thiết lập các quy trình để đánh giá và mua sắm công nghệ
• Đưa ra cái nhìn toàn diện về kiến ​​trúc công nghệ cho tất cả các đơn vị kinh doanh ngoài CNTT
• Cung cấp khung điểm chuẩn để so sánh kết quả với các tổ chức hoặc tiêu chuẩn khác.
• Xây dựng được quy trình đầu tư rõ ràng, giảm bớt thời gian thực hiện đầu tư…

Vì sao cần có Kiến trúc tổng thể doanh nghiệp sản xuất

Với ngành sản xuất, Các nhà lãnh đạo doanh nghiệp ngày nay phải đối mặt với một loạt các áp lực cạnh tranh và quy định làm phức tạp quá trình hoàn thành nhiệm vụ của họ. Làm thế nào để họ đối phó với những vấn đề thay đổi này?

Một trong những cách quan trọng là theo đuổi Operation Excellence – cải tiến liên tục. Các khảo sát gần đây của LNSResearch chỉ ra rằng hơn 50% số người được hỏi có cải tiến hoạt động như là đối tượng chiến lược chính của họ và hơn 80% coi đó là mục tiêu hàng đầu.

Có rất nhiều mô hình cải tiến quy trình, bao gồm cả việc theo đuổi Operation Excellence trong các ngành sản xuất và hiệu suất sử dụng tài sản trong sản xuất, dựa trên việc cân bằng con người, quy trình và công nghệ trong ít nhất 5 lĩnh vực chính:

• Phần mềm Quản lý hiệu suất tài sản (APM) , 
• Phần mềm quản lý chất lượng doanh nghiệp (EQMS) ,
• Quản lý Môi trường, Sức khỏe & An toàn (EHS) , 
• Quản lý Năng lượng Công nghiệp (IEM) và 
• Quản lý Hoạt động Sản xuất (MOM) .

Các quy trình kinh doanh khác, chẳng hạn như Quản lý chuỗi cung ứng (SCM) hoặc thiết kế và giới thiệu sản phẩm mới (NPDI), cũng có thể rất quan trọng để đạt được Operation Excellence trong một số ngành dọc nhất định.

Thách thức mà nhiều doanh nghiệp phải đối mặt là mang lại sự kết hợp đúng đắn giữa con người, quy trình và công nghệ với nhau trên tất cả các lĩnh vực kinh doanh quan trọng của họ.Thông thường, mỗi khu vực có xu hướng dùng công nghệ để giải quyết các vấn đề quy trình cụ thể của họ. Các dự án cuối cùng tạo ra các vùng thông tin và quy trình có thể được tối ưu hóa trong nội bộ, nhưng có thể tác động tiêu cực đến việc theo đuổi Operation Excellence trên toàn doanh nghiệp lớn.

Vậy giải pháp cho điều này là gì ?

Vai trò của kiến ​​trúc doanh nghiệp sản xuất

Giải pháp cho vấn đề này thường tạo ra các hệ thống bị cô lập, thường là các công nghệ không tương thích trên tính tổng thể lớn và môi trường sản xuất của tổ chức là xem xét toàn bộ các practice Operation Excellence một cách có hệ thống. May mắn thay, một phương pháp để làm điều này là CÓ. Đó chính là EA, quy trình được gọi là Kiến trúc doanh nghiệp và các người thực hành liên quan được gọi là kiến ​​trúc sư doanh nghiệp. Kiến trúc doanh nghiệp (EA) bắt nguồn từ những năm 1980 và một trong những mô hình EA đầu tiên được áp dụng là mô hình của Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia Hoa Kỳ (NIST) từ năm 1989.

Vào giữa những năm 1990, Open Group , 400 tập đoàn thành viên của các công ty bán hàng và người dùng đã tạo ra Khung kiến ​​trúc nhóm mở (TOGAF) để xác định kiến ​​trúc CNTT. Nó đã nổi lên như là khung phổ biến nhất trong ngành để xác định kiến ​​trúc CNTT. Trong khung TOGAF có 4 miền để kiến ​​trúc phải được đối chiếu; kinh doanh, dữ liệu, ứng dụng và công nghệ.

Đối với các doanh nghiệp sản xuất hay hoạt động công nghiệp, nơi phần lớn công nghệ hoạt động nằm ngoài phạm vi và sự kiểm soát của tổ chức CNTT, các nỗ lực EA truyền thống thường không đạt được như mong muốn. Họ thường không xác định được sự phức tạp của con người, quy trình và công nghệ thực sự cần thiết để đạt được Operation Excellence . Nó liên quan đến việc hoàn thành vai trò chính của một doanh nghiệp sản xuất hoặc tài sản chuyên sâu trong việc tạo và cung cấp sản phẩm và dịch vụ.

Vì những lý do trên, cần phải có Kiến trúc doanh nghiệp Sản xuất (hoặc khai thác hoặc ngành công nghiệp cụ thể khác) để xác định hệ thống các hệ thống tạo nên doanh nghiệp. Các nhà sản xuất và các ngành công nghiệp chuyên sâu về tài sản cần mở rộng EA của họ ra ngoài các hệ thống CNTT và kết hợp sản xuất và các hệ thống hoạt động khác như : APM (Asset Performance Management) , EHS, EQMS, IEM, MOM và các hệ thống điều khiển và tự động hóa quy trình (SCADA, IIoT).

Khi Internet công nghiệp của vạn vật (IIoT) hình thành, Tài sản được kết nối thông minh cho phép các hoạt động được kết nối thông minh và có Sản phẩm được kết nối thông minh. Theo đó, EA sẽ trở nên ít tập trung hơn về các hệ thống CNTT kinh doanh cổ điển và nhiều hơn về con người, quy trình và công nghệ đóng góp trực tiếp vào điểm mấu chốt của một doanh nghiệp sản xuất hoặc sử dụng tài sản. Điều này đặt ra một thách thức ở chỗ các kỹ năng EA rất hiếm được quan tâm ở bên ngoài tổ chức CNTT bằng chuyên môn về lĩnh vực cụ thể của ngành, đặc biệt là về các hệ thống sản xuất và kỹ thuật.

Điều này tạo ra sự cần thiết phải kết hợp nhiều bộ phận trong doanh nghiệp, CNTT, bộ phận kinh doanh và bộ phận vận hành công nghiệp (sản xuất)  để tạo ra một kiến ​​trúc toàn diện hơn, đạt được từ các tài sản thông minh tại khu vực sản xuất cho đến các hệ thống kinh doanh. Đó là những hệ thống quy trình được sử dụng để duy trì tuân thủ các yêu cầu tài chính và quy định khác. Cách tốt nhất để làm điều này là thành lập một nhóm Kiến trúc Doanh nghiệp Sản xuất  để tạo và duy trì kế hoạch kiến ​​trúc và các tài liệu hỗ trợ cho kế hoạch sản xuất và kinh doanh.

Lợi ích của việc mở rộng EA tại khu vực sản xuất

Vì việc xác định Kiến trúc Doanh nghiệp Sản xuất sẽ cần một khoản đầu tư của nhiều người và thời gian cho nhiều doanh nghiệp, đặc biệt là những doanh nghiệp lớn hơn, nơi có mức độ phức tạp có thể đòi hỏi nỗ lực đáng kể để hiểu, không muốn đầu tư, ít nhất là không nỗ lực chính xác trong khi ý tưởng về Operation Excellence đang thu hút phản ứng đầu tiên của nhiều doanh nghiệp là bằng cách tối ưu hóa tất cả những điều nhỏ nhặt, hiệu suất tổng thể chắc chắn sẽ được cải thiện. Họ sẽ xem xét chi phí về thời gian và tiền bạc của một nỗ lực triển khai EA và không thấy ROI trong ngắn hạn.

Framework chuyển đổi số sản xuất

Thực tế là, nếu không có kiến ​​trúc tổng thể, hầu hết các doanh nghiệp sẽ chi tiêu quá mức cho các bộ phận chức năng không cần thiết. Bộ phận bảo trì sẽ mua một giải pháp để giải quyết các vấn đề bảo trì của họ, các hoạt động sẽ mua một gói MOM cho sản xuất, nhóm Chất lượng sẽ mua một giải pháp chất lượng cụ thể và bộ phận CNTT mua ERP.

Điều xảy ra là chúng sẽ kết thúc với 2 hoặc 3 hệ thống, đôi khi nhiều hệ thống hơn với mỗi chức năng chồng chéo nhau, vì vậy cuối cùng chúng ta sẽ đầu tư nhiều hơn ba lần chức năng so với dự định.

Điều làm cho vấn đề tồi tệ hơn là khi mỗi nhóm nhìn vào một số liệu cụ thể như Hiệu quả Thiết bị Tổng thể (OEE) họ thường có các số liệu khác nhau vì mỗi hệ thống sử dụng dữ liệu được thu thập một chút và độc lập để tính toán số liệu. Sau đó, họ dành nhiều thời gian hơn để tranh luận về con số nào là chính xác hơn là họ cố gắng cải thiện OEE.

Thêm vào đó là chi phí duy trì nhiều hệ thống và các phần mềm tương tác và chi phí có thể tăng vọt. Một nỗ lực EA thích hợp sẽ giúp tối ưu hóa số lượng hệ thống, loại bỏ sự trùng lặp quá mức của chức năng, chi phí thấp hơn và cải thiện luồng thông tin tổng thể. Không có gì lạ khi thấy tiết kiệm ngay lập tức từ một nỗ lực của EA khi các nút thắt thông tin được loại bỏ.

Nhiều doanh nghiệp đã thực hiện một bài tập EA từ trên xuống dưới thấy rằng con đường đến Operation Excellence không khó như họ nghĩ và có lợi ích nhiều hơn là đầu tư mất tiền.