鑄造生產(chǎn)過(guò)程質(zhì)量控制系統(tǒng)應(yīng)用

唐鐘雪，蘇志東，胡進(jìn)林，馮周榮

（共享鑄鋼有限公司，寧夏 銀川 750021）

0 引言

近代質(zhì)量管理的發(fā)展大致經(jīng)歷了三個(gè)階段：第一階段是20 世紀(jì)30 年代之前的質(zhì)量檢驗(yàn)階段，企業(yè)設(shè)立了專職的質(zhì)量檢驗(yàn)部門，專門負(fù)責(zé)產(chǎn)品質(zhì)量的檢查工作，第二階段是20 世紀(jì)40—50 年代的統(tǒng)計(jì)質(zhì)量控制階段，對(duì)工序進(jìn)行分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程中的異常狀況，迅速采取對(duì)策加以消除。第三階段是20 世紀(jì)60 年代以后的全面質(zhì)量管理階段，發(fā)明了各種各樣的質(zhì)量管理工具，并倡導(dǎo)全員參與[1]。

鑄造企業(yè)的過(guò)程質(zhì)量管理經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，管理理念、管理模式、管理手段已經(jīng)比較成熟，但是質(zhì)量管理效果總是不盡如人意。質(zhì)量管理人員根據(jù)發(fā)現(xiàn)的形形色色的質(zhì)量問(wèn)題，不斷的改進(jìn)流程、改進(jìn)制度、改進(jìn)量化等，使得管理方法表面上看起來(lái)越來(lái)越完善，但是除了使我們的管理更加臃腫和復(fù)雜外[2]，質(zhì)量問(wèn)題依然層出不窮。究其原因主要在于有了很好的理念、模式、手段，最根本的如何來(lái)執(zhí)行卻難以保證，缺乏一個(gè)有效的管理系統(tǒng)來(lái)使質(zhì)量管理得到有效的落實(shí)。所以本文結(jié)合當(dāng)今互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)，研究制定了一套信息化、數(shù)字化的過(guò)程質(zhì)量管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)將工藝信息、生產(chǎn)計(jì)劃信息整合成手機(jī)過(guò)程控制終端系統(tǒng)，使過(guò)程控制質(zhì)量得到大幅度提升，從而提高鑄件產(chǎn)品的質(zhì)量。

1 基于數(shù)字化的過(guò)程質(zhì)量管理系統(tǒng)架構(gòu)

根據(jù)目前現(xiàn)有的三大系統(tǒng)：SAP 系統(tǒng)、PLM 系統(tǒng)、生產(chǎn)MES 系統(tǒng)集成建立過(guò)程質(zhì)量控制系統(tǒng)（如圖1 所示）。其各自功能如下：

圖1 過(guò)程質(zhì)量控制系統(tǒng)架構(gòu) Fig.1 System architecture of process quality control

（1）SAP 系統(tǒng)（Systems Applications and Products in Data Processing）是一款用于ERP（企業(yè)資源計(jì)劃）管理的軟件，是一個(gè)基于客戶/服務(wù)機(jī)結(jié)構(gòu)和開(kāi)放系統(tǒng)的、集成的企業(yè)資源計(jì)劃系統(tǒng)[3]。SAP軟件能夠?qū)崿F(xiàn)企業(yè)資源的有效整合，能夠?qū)ζ髽I(yè)的信息流、物流、資金流三大流實(shí)施一體化的管理，為企業(yè)的管理帶來(lái)極大方便。SAP 軟件在企業(yè)考慮人力、資金、時(shí)間及信息等的基礎(chǔ)上，將企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)中的庫(kù)存信息、生產(chǎn)計(jì)劃、運(yùn)輸及銷售服務(wù)等考慮在內(nèi)，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)企業(yè)資源的調(diào)配及優(yōu)化[4-5]。作為過(guò)程質(zhì)量管理的基礎(chǔ)，提供產(chǎn)品代碼信息、訂單數(shù)量信息、訂單交貨信息等。

（2）PLM（Teamcenter）系統(tǒng)是將單個(gè)軟件應(yīng)用，轉(zhuǎn)變?yōu)樵赟OA 的基礎(chǔ)上建立的，跨專業(yè)、跨項(xiàng)目階段和計(jì)劃的真正集成化的PLM 解決方案，為大小制造企業(yè)提供了平臺(tái)可擴(kuò)展性、應(yīng)用豐富性以及可配置性[6]。Teamcenter 是全世界最廣泛使用的PLM 系統(tǒng)。PLM 能夠有效地管理研發(fā)過(guò)程的圖文檔，能夠在一個(gè)產(chǎn) 品的全生命周期里統(tǒng)籌所有資源信息，能夠保證產(chǎn)品數(shù)據(jù)的整性、正確性、一致性，能夠解決企業(yè)產(chǎn)品研發(fā)過(guò)程中的頻繁變更、可追溯性差的問(wèn)題，并且能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的版本管理等功能[7]。PLM 平臺(tái)完成了產(chǎn)品數(shù)據(jù)的“刪繁化簡(jiǎn)”，將以前需要人手工存儲(chǔ)的產(chǎn)品三維數(shù)據(jù)和二維圖紙標(biāo)準(zhǔn)化和數(shù)字 化，將它們統(tǒng)一地放在共享數(shù)據(jù)庫(kù)中，為產(chǎn)品的協(xié)同設(shè)計(jì)提供了可能[8]。該系統(tǒng)與SAP 系統(tǒng)集成后，將產(chǎn)品代碼導(dǎo)入Teamcenter 平臺(tái)，工藝設(shè)計(jì)人員將設(shè)計(jì)好作業(yè)指導(dǎo)書(shū)、關(guān)鍵過(guò)程質(zhì)量參數(shù)與產(chǎn)品代碼建立關(guān)聯(lián)自動(dòng)輸出到對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，且根據(jù)工藝設(shè)計(jì)的變化動(dòng)態(tài)更新，確保工藝是最新版本。

（3）生產(chǎn)管理系統(tǒng)MES，是一套面向制造企業(yè)車間執(zhí)行層生產(chǎn)信息化管理系統(tǒng)[9]。我公司根據(jù)鑄鋼件生產(chǎn)流程及特點(diǎn)自主研發(fā)了一套用于生產(chǎn)管理的系統(tǒng)，主要功能為根據(jù)產(chǎn)品代碼建立產(chǎn)品的生產(chǎn)制造流程，工序生產(chǎn)節(jié)點(diǎn)計(jì)劃，在制統(tǒng)計(jì)，入庫(kù)統(tǒng)計(jì)，OTD（及時(shí)交貨率統(tǒng)計(jì)等）。在過(guò)程質(zhì)量控制系統(tǒng)中主要是將產(chǎn)品的作業(yè)指導(dǎo)書(shū)、關(guān)鍵質(zhì)量參數(shù)與工序進(jìn)行關(guān)聯(lián)實(shí)時(shí)更新，為現(xiàn)場(chǎng)員工提供準(zhǔn)確的工藝和生產(chǎn)信息。

（4）智造運(yùn)營(yíng)（過(guò)程質(zhì)量控制）系統(tǒng)為我公司自主開(kāi)發(fā)的手機(jī)APP 系統(tǒng)，主要功能為員工在手機(jī)端提供一個(gè)便利的查詢、匯報(bào)終端系統(tǒng)。通過(guò)該系統(tǒng)，員工可以看到當(dāng)天的生產(chǎn)計(jì)劃，以及對(duì)應(yīng)產(chǎn)品的作業(yè)指導(dǎo)書(shū)、該工序需要控制的關(guān)鍵質(zhì)量參數(shù)。

2 過(guò)程質(zhì)量控制系統(tǒng)應(yīng)用

Teamcenter 整合大多數(shù)的CAD 等各種自動(dòng)化軟件，包含的數(shù)據(jù)集范圍也十分廣泛[10]，因此Teamcenter 系統(tǒng)可以將各種形式的作業(yè)指導(dǎo)書(shū)、關(guān)鍵過(guò)程質(zhì)量參數(shù)輸出（圖2、圖3），工藝設(shè)計(jì)人員將產(chǎn)品工藝設(shè)計(jì)完成后，編制每一道工序的專項(xiàng)作業(yè)指導(dǎo)書(shū)和關(guān)鍵過(guò)程質(zhì)量參數(shù)控制表（圖4、圖5），并且與產(chǎn)品代碼、工序代碼相關(guān)聯(lián)，通過(guò)接口輸出功能將該文件輸出到數(shù)據(jù)供過(guò)程質(zhì)量控制系統(tǒng)調(diào)用。

生產(chǎn)管理系統(tǒng)（MES 系統(tǒng)）根據(jù)產(chǎn)品的代碼、鑄件號(hào)確定鑄件的生產(chǎn)流程及工序計(jì)劃（圖6），然后下達(dá)到手機(jī)系統(tǒng)。

過(guò)程質(zhì)量控制系統(tǒng)（智造運(yùn)營(yíng)）作為現(xiàn)場(chǎng)手機(jī)終端APP 系統(tǒng)，以產(chǎn)品的代碼作為索引、將鑄件號(hào)、工序計(jì)劃與作業(yè)指導(dǎo)書(shū)、工序關(guān)鍵質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行集成關(guān)聯(lián)在一個(gè)平臺(tái)中，現(xiàn)場(chǎng)人員以手機(jī)號(hào)登陸后可以方便的產(chǎn)品自己當(dāng)班生產(chǎn)計(jì)劃（圖7）。

圖2 設(shè)計(jì)平臺(tái)的專項(xiàng)作業(yè)指導(dǎo)書(shū)輸出 Fig.2 Special operating instructions output of design platform

圖3 關(guān)鍵過(guò)程質(zhì)量參數(shù)輸出 Fig.3 Key process quality parameter output

圖4 專項(xiàng)作業(yè)指導(dǎo)書(shū) Fig.4 Special operating instructions

查詢到當(dāng)班生產(chǎn)計(jì)劃后，班組長(zhǎng)即組織當(dāng)班開(kāi)始學(xué)習(xí)專項(xiàng)作業(yè)指導(dǎo)書(shū)，掌握產(chǎn)品的操作流程、重要質(zhì)量信息（圖8）。

作業(yè)指導(dǎo)書(shū)學(xué)習(xí)完成，員工開(kāi)始準(zhǔn)備生產(chǎn)物料，同時(shí)班組長(zhǎng)開(kāi)始組織檢測(cè)上序轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)的半成品過(guò)程質(zhì)量狀況（圖9），如果上序過(guò)程質(zhì)量參數(shù)100%合格，則本序給予上序一定的質(zhì)量獎(jiǎng)勵(lì)金額，如果發(fā)現(xiàn)有不合格的質(zhì)量參數(shù)則上序按不合格類型和數(shù)量補(bǔ)償本序，同時(shí)該不合格信息自動(dòng)集成到公司不合格管理系統(tǒng)進(jìn)行糾正、預(yù)防處理。通過(guò)這種方式來(lái)促進(jìn)大家的自主管理意識(shí)，真正體現(xiàn)過(guò)程質(zhì)量控制的三不原則“不制造缺陷、不接受缺陷、不傳 遞缺陷”。

圖5 各工序關(guān)鍵質(zhì)量控制參數(shù) Fig.5 Key quality control parameters of each process

圖6 MES 系統(tǒng)排產(chǎn) Fig.6 MES Scheduling System

圖7 生產(chǎn)流程、生產(chǎn)計(jì)劃查詢 Fig.7 Production process and plan inquiry

圖8 專項(xiàng)作業(yè)指導(dǎo)書(shū)查詢培訓(xùn) Fig.8 Special operating instructions inquiry training

圖9 檢查上序過(guò)程質(zhì)量參數(shù) Fig.9 Check the sequence process parameters

班組長(zhǎng)檢查完上序質(zhì)量之后，按照作業(yè)指導(dǎo)書(shū)要求、關(guān)鍵質(zhì)量參數(shù)組織本序生產(chǎn)，然后在系統(tǒng)中自檢質(zhì)量參數(shù)控制情況（圖10）。自檢結(jié)束后系統(tǒng)自動(dòng)將本序完工信息傳輸?shù)缴a(chǎn)MES 系統(tǒng)中進(jìn)行完工匯報(bào)，班組獲得本序的生產(chǎn)定額，將本序的半成品移交給下序。

每個(gè)工序完工后的結(jié)果，過(guò)程質(zhì)量控制系統(tǒng)將每個(gè)班組的當(dāng)月的過(guò)程質(zhì)量控制符合率、索賠和被索賠的金額動(dòng)態(tài)更新（圖11），使每個(gè)班組都能清晰明了的知道自己的產(chǎn)品質(zhì)量水平和實(shí)時(shí)的質(zhì)量獎(jiǎng)罰狀況，真正做到全員關(guān)注質(zhì)量，全員提升質(zhì)量。

圖10 檢查本序過(guò)程質(zhì)量參數(shù) Fig.10 Check current process parameters

圖11 班組過(guò)程質(zhì)量符合率和索賠金額統(tǒng)計(jì) Fig.11 Team process quality compliance rate and claim amount statistics

3 過(guò)程質(zhì)量控制系統(tǒng)應(yīng)用效果

（1）生產(chǎn)質(zhì)量融合：過(guò)程質(zhì)量控制系統(tǒng)（手機(jī)APP）將MES 中所有的生產(chǎn)計(jì)劃與產(chǎn)品相關(guān)的作業(yè)指導(dǎo)書(shū)、關(guān)鍵過(guò)程質(zhì)量參數(shù)集成，將關(guān)鍵過(guò)程質(zhì)量參數(shù)評(píng)價(jià)與MES 系統(tǒng)完工匯報(bào)集成，完全實(shí)現(xiàn)了質(zhì)量控制與高效生產(chǎn)的智能融合。

（2）數(shù)字化圖形化：過(guò)程質(zhì)量參數(shù)以圖形比對(duì)、數(shù)據(jù)比對(duì)為基礎(chǔ)，為產(chǎn)品過(guò)程質(zhì)量的統(tǒng)計(jì)分析提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)過(guò)程記錄真實(shí)、準(zhǔn)確、及時(shí)的信息反饋，促進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量的改進(jìn)。

（3）過(guò)程控制能力：通過(guò)全員參與、上下序互檢、質(zhì)量索賠的市場(chǎng)化運(yùn)營(yíng)的質(zhì)量控制的方式，公司專職檢查員人數(shù)減少80%，關(guān)鍵過(guò)程質(zhì)量參數(shù)符合由66%上升到91%，產(chǎn)品質(zhì)量焊補(bǔ)率下降50%。

4 結(jié)語(yǔ)

在數(shù)字化、信息化時(shí)代，制造業(yè)需要積極的利用先進(jìn)的信息技術(shù)來(lái)改變傳統(tǒng)思維，采用互聯(lián)網(wǎng)的思維來(lái)解決生產(chǎn)制造過(guò)程中的各個(gè)信息斷點(diǎn)和孤島。共享鑄鋼的鑄造生產(chǎn)過(guò)程質(zhì)量控制系統(tǒng)的應(yīng)用解決了質(zhì)量控制如何有效運(yùn)行的最基本問(wèn)題，通過(guò)系統(tǒng)集成實(shí)現(xiàn)工藝、生產(chǎn)信息的無(wú)縫集成，通過(guò)手機(jī)終端顯示的模式解決了現(xiàn)場(chǎng)信息及時(shí)反饋的問(wèn)題，通過(guò)檢查量化模式的改進(jìn)，促進(jìn)了全員參與質(zhì)量改進(jìn)的積極性。