1 面向车间的质量管理的功能模块
1.1
质量标准模块
根据实际的质量标准的来源和应用范围,质量标准又细分:质量文件、产品质量标准以及工艺质量标准。质量文件包括国际标准、国家标准、行业标准和企业内部标准等;产品质量标准包括功能标准、材料表和公差标准等;工艺质量标准包括工艺参数、操作标准和检验标准等。
1.2
质量检验标准模块
质量检验对生产过程中的原材料质量、在制品的工序质量、成品质量进行在线判定,以确保从原料到成品入库一系列制造过程的质量。质量检验依次完成对原材料、半成品和成品的质量检验。细分为以下模块:原材料检验、工序质量检验和成品质量检验三个部分。
1.3
质量分析、控制模块
在质量管理的早期,质量管理可以直接就定性为检验,检验就是按着质量标准发现和剔除不合格,产品,但是可以看到当不合格产生的时候损失也已经造成。统计过程控制(SPC)技术则借助数理统计方法对对生产过程进行分析评价,根据反馈的质量数据及时发现系统性影响因素出现的征兆,使得生产过程维持在仅受随机性因素影响的受控状态,从而达到质量管理的目的。
实施SPC技术分两个阶段:分析阶段首先要求生产过程在无异常的情况下进行,根据无异常状态下收集的数据计算此类产品生产过程的控制界限,作为分析用控制图和过程能力分析的依据,检测生产过程是否处在稳态,过程能力(工序能力)是否足够的标准。当检测生产过程达到以上两个目的的时候,则进入SPC监控阶段,监控阶段主要是对控制图进行监控,其中的控制界限已经由分析阶段的结果得出了,生产过程的实时数据也在及时的绘制到控制图之上,图中的点的波动情况可以反应过程受控或者失控。如果是失控状态,需尽快寻找原因消除影响。可以看出,SPC技术体现了预防控制的作用。
1.4
质量问题追溯模块
当监控中发现失控状态,质量问题追溯则用来发现在制造环节产生的质量问题及根源,实时纠正制造系统中的故障。通过追溯交互方式操作,获取缺陷产品的基本信息,包括:批号、设备、工序、日期、订单号、加工人员或检验人员的信息等。系统数据库结合该产品质量物料清单,可以追溯到产品原材料信息、设备信息、工装信息、操作人、检验人、检验设备、加工数据和不合格品处置单号等信息。通过对这些数据处理汇总以直观、交互的界面呈现追溯报告。
1.5
质量问题诊断及生产过程调整模块
得到质量问题的追溯报告后,需要质量诊断与调整。通过数据中的专家系统,可以查找问题的根本原因并给出相应的解决方案,最终达到稳定的制造性能和足够的过程能力。
2 面向装配车间的质量管理系统实例
质量是判断装配作业是否成功的关键指标,装配过程采用频繁的质检操作对装配质量进行跟踪与控制。质量技术要求的工序、质量检测信息的统计分析与图形化展现,对车间管理者快速掌握装配质量的发展趋势有重要意义。
2.1
装配质量信息管理
以天津某制造企业装配车间为例。装配车间中产品装配过程质量信息是质量数据分析的依据。装配质量数字化管理是利用计算机技术、现代信息处理技术为数字化车间质量管理提供信息化的工具和手段,全面提高数字化装配质量信息采集、统计、分析处理的速度和水平,提高质量控制的时效性和质量管理的效率和水平。采用数字化技术实现装配信息追溯管理,对装配技术数据、装配过程数据、装配检验数据、试验数据及故检数据进行结构化组织,实现装配质量数字化管理方式。
采用基于XML和Web Service技术的电子表单(E—Form)方式,将装配过程质量数据以XML格式存储起来,实现模板和数据的分离化。由于这种方式存储的是高度结构化的XML信息,使得装配过程质量数据与程序及可执行操作的组织、集成和交互更加柔性,并支持基于结构化数据的逻辑功能操作,如提取装配信息进行比对分析等,从而实现刚性的、非结构化的纸质信息系统向柔性的、结构化的电子信息追溯系统的转变。
基于XML(XML—Based)格式的信息追溯表单模板和产品装配过程质量数据的分离能够存储和展现产品履历的所有信息,实现产品履历本的结构化。产品的结构化履历本指的就是履历本中所包涵的装配过程数据(时间、人员等)和装配质量数据(检验数据、试验数据及故检数据等)以结构化的形式进行组织,履历本中任一数据的归属、来源和具体信息都以XML格式描述和记录,可以通过相应的内置业务逻辑程序设计获得指定的任一数据。
装配质量数字化管理以产品装配工艺信息为基础,以装配生产过程流程化为驱动,通过内置的业务逻辑程序设计,实现对装配执行中的输人数据进行校验。例如操作员在执行装配操作时,需在检验表中某处输入一个实际测量数据,可按照工艺规定将该处数据的公差要求写入内置程序,若输入的实际数据超越公差带范围,则进行提示,或用于装配后的超差统计,实现预先的装配质量的控制。
同时,通过装配质量数字化管理,对装配过程质量进行严格的控制,规范化产品装配生产流程化,对每个工序、工步进行质量过程记录及三检责任确认。现场操作人员每完成一道工序都需要刷卡确认,需要进行数字认证的表单签名,系统支持签名的可校验,以防止签名的更改。数字签名以电子形式存在于数据信息之中的,或作为其附件的或逻辑上与之有联系的数据,可用于辨别数据签署人的身份,并表明签署人对数据信息中包含的信息的认可。
在履历打印时,通过内置程序对履历表进行智能分页。同时,基于累积算法设计,可对履历的页数进行智能化的累积计算,从而为履历生成目录。另外,系统支持履历的批量打印模式和单份打印模式,前者指产品装配完成后,用户可直接打印该产品的完整履历(包括页码和目录),后者指在装配过程中,用户可随装配流程的进行选择打印产品履历中的单份表单。
以结构化履历作为数据源,通过预定义XML数据关系,对储存在产品履历的XML数据按照预定义的规则进行解析、提取、分类,最终以图表形式直观展现。相关人员可以按系统提供的方法集对已有的数据进行分析,最终为产品相关参数优化提供依据。
2.2
质量数据分析
质量数据分析系统可分为分析系统和分析定义库两大部分。分析系统由分析子系统、数据连接子系统,直接数据源或数据仓库等各个主要部分组成。分析定义库包括方法库,数据连接、抽取、转换定义及数据源定义等部分。
数据分析的实现拟解决以下几个关键问题:
(1)数据分析的方法与规则的定义,为数据分析建立基本规则库和基本数据操作方法库,以便数据分析人员完成相关的数据分析。
(2)数据提取,包括产品的检验数据和试验记录中的试验性能数据的提取。
(3)数据的分类与转换,即将产品的检验数据和试验数据按照实施人员定义的规则完成内部转换与分类存储,为数据的展示与分析提供基础数据。
(4)数据的展示:为关键间隙与实验性能的比对提供直观的展示,提供基本的数据图表集,如某段时间内的检验数据的分布。
相关数据按预定义的规则以XML数据格式存储,在装配执行过程中不断添加新的产品数据。用户可自行从质量数据(可配置)中选择一个或多个数据按生产13期、批次进行比对分析,系统采用图形化(饼状图、柱状图或折线图等,可自定义)的方式将比对的结果展现,使得用户能够获得直观、鲜明的分析结果图示。可实现的质量数据分析包括:调整垫片的尺寸分布分析、零部件关键尺寸与试验性能的对比分析、关键装配质量数据与试验性能的比对分析、跨批次的单一质量数据分析,以及根据实际需求定制更多的质量数据分析工具。质量数据的对比分析结果将作为装配车间质量监控的依据与实时采集的装配质量数据同时绘制到控制图上。
3 结束语
产品质量是企业赖以生存的核心。质量控制系统将在实际生产中发挥重要的作用,其从过去主要依靠成品检验的方式,逐渐发展成为预先控制与事后检验相结合的管理方式,提高了经济效益。质量管理系统对企业生产过程中的产品质量进行全面和准确的评价,这些数据也成为了企业生产决策层有利辅助决策工具,因此质量控制系统将会具有更加广泛的应用前景。
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