كيفية استخدام عملية التعدين في الكشف عن أوجه القصور المخفية في تدفقات العمل الهندسي

ويتيح التعدين في إطار عملية التعدين بديلاً مدفوعاً بالبيانات، إذ يمكن من خلال استخراج وتحليل سجلات الأحداث من نظم تكنولوجيا المعلومات، وإعادة تصميم عمليات التعدين في مراحلها الفعلية، والكشف عن الحالات التي يبطئ فيها العمل فعلاً، ويحصل المهندسون والمديرون على نظرة موضوعية وتقنية لسير عملهم، مما يتيح لهم تحديد الاختناقات، وثغرات إعادة العمل، والخطوات غير المقيدة ذات الدقة في عملية التصنيع.

عملية التعدين

ويعد التعدين في إطار عملية التعدين مجالاً لتحليل البيانات يُسجِّل إدارة عمليات الأعمال وعلم البيانات، ويستخدم سجلات الأحداث التي تولدها نظم المؤسسة - إلى نموذج آلي، وتحليل، وتحسين العمليات، وخلافاً لأدوات نموذج العمليات التي تعتمد على مدخلات يدوية، يستمد التعدين في العمليات خرائط العمليات مباشرة من بيانات الأحداث التي تُؤخذ فيها أوقات الدوام، وهذا يوفر أساساً محايداً لفهم كيفية تدفق العمل فعلياً.

ثلاثة أنواع أساسية من التعدين في العمليات

وتندرج تقنيات التعدين في العمليات في ثلاث فئات، ويخدم كل منها غرضاً متميزاً:

• Discovery:] The system automatically constructs a process model from event logs. No prior knowledge of the work flow is required. The resulting map shows every path, deviation, and repetition present in the data.
• Conformance checking:] The mined model is compared against a predefined or (ideal) process. Conformance analysis highlights deviations-faster or slower paths, abandoned steps, unauthorized activities- and quantifies compliance.
• Enhancement:] Insights from discovery and conformance are used to modify the existing process. Enhancements might involve add new activities, reordering steps, or implementing functioning rules to eliminate bottlenecks.

وبالنسبة لتدفقات العمل الهندسية، كثيرا ما يكون الاكتشاف الخطوة الأولى لأنه يبرز تعقيدات خفية، ويتحقق التوحيد عندئذ مما إذا كانت العملية الفعلية تتوافق مع الإجراءات الموثقة أو المتطلبات التنظيمية، ويوفر التعزيز التحسينات العملية اللازمة لخفض مدة الدورة والنفايات.

دور لورق الأحداث في التعدين في عملية التعدين

وسجلات الأحداث هي المواد الخام اللازمة للتعدين على العمليات، وكل دخول يمثل نشاطاً واحداً من الأنشطة التي ينجزها شخص أو نظام أو آلة، ويجب أن تتضمن ثلاثة خصائص حاسمة:

• Case ID:] A unique identifier that groups events belonging to the same process instance (e.g., a specific engineering change request or design review).
• اسم الخطوة التي تم اتخاذها (مثلاً، "التصميم" و "التنقيحات الوقائية" و "الراحة للتصنيع"
• Timestamp:] The date and time when the activity occurred. Timestamps allow the calculation of durations, sequencing, and cycle times.

(ب) خصائص إضافية مثل اسم الموارد أو التكلفة أو النتيجة - يمكن أن تضاف سياقاً غير مطلوبة تماماً، وفي البيئات الهندسية، كثيراً ما تُنشر سجلات الأحداث عبر نظم متعددة: تتبع برامجيات إدارة دورة المنتجات تنقيحات وموافقات؛ وتعالج نظم تخطيط الموارد في المؤسسة عمليات الشراء والمخزون؛ وتُدرج مهام ومعالم سجل أدوات إدارة المشاريع؛ وتُجمع أجهزة التحكم الصناعية على حواسيب متجانسة في الطابق السفلي الأول.

التنفيذ التدريجي للتعدين في إطار عملية

ويتطلب تنفيذ عملية التعدين في سياق هندسي اتباع نهج منظم، وتضع الخطوات الخمس التالية إطارا قابلا للتكرار لأي منظمة.

1- تحديد مصادر البيانات ونطاقها

ابتداء من اختيار تدفق عمل محدد إلى التحليل، فإن تدفقات العمل الهندسي التي تنطوي على عمليات تسليم متعددة، أو مهام موازية، أو إعادة فرز متكررة هي مرشحات مثالية - على سبيل المثال، عملية المقترح إلى القاعدة، دورة الحياة، أو دورة التحقق من صحة المنتجات، وتدرج جميع النظم التي تنتج بيانات عن الأحداث بالنسبة لتدفق العمل، وتشمل المصادر المشتركة نظماً لصناعة المركبات (منصة تصنيع الصواريخ من طراز PLM)، ومنصة تصنيع (WWedzuamer).

Tip:] Prioritize systems with reliable timestamps and clear case IDs. If a system lacks proper logging, consider increaseing the data with manual entries or implementing automated logging via integration platforms like Directus (which can be extended to capture custom events through its REST API or webhooks).

2 - بيانات التظاهرات المستنفذة والجاهزة

(ج) سجلات حالات التصدير من كل مصدر، بما يضمن أن يشمل كل سجل هوية القضية، واسم النشاط، وتوقيتات الإنتاج، ويمكن أن يتم استخراج البيانات عن طريق المكالمات الهاتفية، أو الاستفسارات عن قاعدة البيانات، أو فرز ملفات السجلات، وبعد استخراجها، توحيد الشكل: تحويل الأزمنة إلى منطقة زمنية موحدة، ودمج القيود المزدوجة، ومعالجة القيم المفقودة.

وضع جدول مسطح (CSV أو XES format) مع الأعمدة: تحديد هوية القضايا، والنشاط، وتوقيت والمرجع (اختياريا)، وأي خصائص إضافية، وتقييم البيانات عن طريق التحقق من الثغرات، وتسلسلات خارج نطاق الطلب، أو فترات قصيرة/طويلة على نحو غير عادي، كما أن قاعدة جيدة من الإبهام تشمل ما لا يقل عن عدة مئات من الحالات لتحقيق نتائج هامة إحصائيا.

3- الكشف عن نموذج العملية

(د) وضع سجل الأحداث المُعدّة في أداة تعدين عملية: استخدام خوارزمية الاكتشاف (مثل ألفا مينر، وجهاز التصوير بالهيرميات، وجهاز التعدين الخليوي) لوضع خريطة عملية، وستظهر الخريطة تدفق الأنشطة، مع وجود دوائر تمثل عمليات الانتقال والترددات تشير إلى مدى سرعة اتخاذ كل مسار، ويمكن أن يبرز الترميزات المُلوِّثة (مثلاً، الأنشطة المُحدَّدة لفترة طويلة).

وفي هذه المرحلة، تجنب القفز إلى الاستنتاجات، ومن المرجح أن يبدو النموذج المكتشف أكثر تعقيداً مما كان متوقعاً، وهذا أمر طبيعي، ويعكس السلوك الفعلي للأشخاص والنظم، بما في ذلك النهايات المميتة، والثغرات، والأنشطة المتداخلة، مثلاً، قد يبين استعراض التصميم الهندسي أن 30 في المائة من المحاليل تعود إلى مرحلة " التصميم المنقح " بعد الموافقة، مما يشير إلى حلقة إعادة العمل التي تضيف أياماً إلى الدورة.

4 - تحليل العقبات والانحرافات

مع خريطة العملية الموجودة، أجري تحليل عميق لتحديد أوجه القصور المحددة.

• Waiting times:] Activities with long gaps between completion and initiation of the next step. These often indicate resource shortages or approval queues.
• Rework cycles:] Activities that appear more than once in a single trace. For engineering, common rework cycles involve design changes due to incomplete specifications or late-stage client feedback.
• Parallelism vs. sequentialism:] If tasks that could be done in parallel are executed sequentially, it indicates a coordination opportunity.
• Conformance violations:] Activities that occur out of the expected order or that use unauthorized resources.

(ج) التحقق من مدى تطابق الاستخدام مع المعايير كمياً، حيث إن العملية الفعلية تنحرف عن المثال المثال، مثلاً إذا كان المعيار يتطلب أربعة عمليات توقيع قبل الإفراج عن الغير، ولكن ثلاثة فقط تحدث في 40 في المائة من الحالات، فإن العملية غير متوافقة مع ذلك، وقد تكون هذه الانحرافات مقبولة ولكن ينبغي تبريرها وتوثيقها.

5 - تنفيذ التحسينات والرصد

(ج) تحويل النتائج التحليلية إلى تغييرات عملية ملموسة: إعادة تصميم مسارات العمل من أجل إزالة الاختناقات - مثلاً بإضافة حلقات استعراض موازية، أو تأهيل الإخطارات بالموافقة، أو تحديد فترات الانتظار القصوى، ومواصلة جمع سجلات الأحداث، وتكرار التحليل لقياس الأثر، ولا يعد تعدين العملية عملية واحدة، بل ينبغي أن يصبح ممارسة مستمرة للتحسين، وقد أنشأت منظمات كثيرة لوحات عمل لرصد مؤشرات الأداء الرئيسية (دورات الامتثال).

الفوائد الرئيسية لتدفقات العمل الهندسية

وعندما تطبق عمليات التعدين بصورة منهجية، فإنها تقدم عدة مزايا قابلة للقياس إلى الأفرقة الهندسية.

• بدلاً من التخمين لماذا تأخر المشروع يمكنك تحديد النشاط والموارد بالضبط مما يسبب التباطؤ مثلاً شركة واحدة اكتشفت أن خطوة الموافقة في سير عملها هي 35 في المائة من مجموع وقت القيادة لأن المصادقة قامت باستعراض التغييرات مرة واحدة في الأسبوع
• Improve Process Transparency and Accountability:] Process maps show every path taken, including shortcuts or workarounds that employees adopt to meet deadlines. This transparency helps managers understand informal process variations and decide whether to formalize useful shortcuts or eliminate harmful ones.
• Enhance Cross-Functional Collaboration:] Engineering workflows often span departments-design, procurement, manufacturing, quality. Process mining exposes where hand-offs break down.
• Support Data-Driven Decision Making:] Process mining replaces opinion-based arguments with hard evidence. When proposing a change, you can show stakeholders that 70% of projects follow an unnecessary rework cycle, costing an estimated 200 hours per month. This makes it easier to secure budget and executive buy-in.
• Reduce Cycle Times and Costs:] A 2022 study published in the ]Journal of Engineering and Technology Management] found that companies using process mining reduced engineering change order cycle times by an average of 18% within six months. The savings come from fewer rework cycles, shorter waiting periods, and better allocation allocation cycles.

دراسة حالة: أوامر التغيير الهندسي المبسطة

ويكافح مورد في الفضاء الجوي في منتصف المدة مع فترات طويلة من أجل أوامر التغيير الهندسي، ويقتضي إجراءهم الموحد من فريق التصميم تقديم طلب تغيير، يليه استعراضات من الهندسة والجودة وإدارة البرامج، وقد تم توثيق العملية، ولكن فترات الإنجاز الفعلية تراوحت بين 10 أيام وأكثر من 40 يوما، وتشتبه الإدارة في عدم الكفاءة ولكنها تفتقر إلى بيانات ملموسة.

واستخرج الفريق سجلات الأحداث من نظام الإدارة المستدامة للأراضي ومتعقب الإصدار، التي تغطي 200 1 منظمة من منظمات المحاسبة البيئية على مدى 18 شهراً، وباستخدام خوارزمية الحديد الحراري في نظام إدارة المخاطر قبل المحاكمة، اكتشفوا أن 25 في المائة من منظمات التعاون الاقتصادي قد مرت بوثيقة إضافية للموافقة غير موثقة في الإجراء، وقد حدثت هذه الحلقة عندما طلب مدير الهندسة إجراء تحليل إضافي بعد الموافقة الأولية، مما أدى إلى تأخير متوسط قدره 8 أيام.

واستناداً إلى هذه النتائج، نفذت الشركة تغييرين: (1) أضافت مجالاً إلزامياً في نظام إدارة الأراضي لتوثيق سبب أي حلقة تحليل إضافية، مما أدى إلى ظهور عملية إعادة العمل غير الضرورية وعدم تشجيعها، (2) قامت بتأهيل مهمة استعراض الجودة بحيث لا يمكن تجاوزها دون استثناء موثق، وفي غضون ثلاثة أشهر، انخفض متوسط مدة دورة تنظيم التجارة الإلكترونية من 24 يوماً إلى 18 يوماً، وارتفع الامتثال للعملية الموحدة من 68 إلى 95 في المائة.

التغلب على التحديات المشتركة

مشاريع التعدين في العمليات ليست بدون عقبات، فتوقعها يمكن أن يوفر الوقت والإحباط.

• Data Quality Issues:] Incomplete or inconsistent logs are the most common barrier. Timestamps may be missing, case IDs may not align across systems, or activities may be recorded with different names (e.g., Review) vs (Engineering Review) Invest time in data clean and consider implementing better logging standards at the source systems.
• ((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((
• ]Organizational Resistance:] Employees may perceive process mining as a surveillance tool. Frame the initiative as a means to identify process issues -not people issues. Share anonymized aggregate results and involve frontline workers in interpreting the maps. When they see that the data reveals systemic problems rather than individual blame, buy-in increases.
• Scope Creep:] Starting with too many workflows at once can overwhelm the analysis. Begin with one high-value, data-rich work flow. Expand only after demonstrate value.

الاتجاهات المستقبلية في عملية التعدين من أجل الهندسة

ويتطور هذا المجال بسرعة، وهناك ثلاثة اتجاهات ذات أهمية خاصة بالنسبة للمهنيين الهندسيين.

• Integration with AI and Machine Learning:] Predictive process mining uses historical logs to predict delays or compliance risks before they occur. For example, a model could alert project managers when a design review is likely to exceed its time budget, enabling proactive intervention.
• Real-Time Process Mining:] instead of analyzing historical data, real-time mining monitors events as they happen. This is especially valuable in manufacturing engineering, where a deviation in the assembly line can be detected and corrected immediately.
• Low-Code/No-Code Platforms:] Tools like Directus allow organizations to build custom logging and integration layers without heavy development. By combining a headless CMS with process mining logical, engineering teams can capture event data from custom business applications that traditional ERP/PLM systems do not cover.

خاتمة

إن أوجه القصور المخفية في تدفقات العمل الهندسي مكلفة، ولكنها ليست حتمية، فالتعدين في إطار عملية التعدين يوفر طريقة صارمة ومعززة بالبيانات لكشف الاختناقات، وثغرات العمل، وثغرات الامتثال التي يغلب عليها التحليل اليدوي، وباتباعها لتحديد البيانات، واستخراجها، واكتشافها، وتحليلها، وتحسينها، يمكن أن تحول عمليات التبصر في مجال الإنتاج إلى عمليات شفافة وناية.

For further reading, explore the IEE Task Force on Process Mining] and the academic paper "Process Mining in Manufacturing: A comprehensive Survey" (Schuh et al., 2023) for domain-specific applications.