產(chǎn)品質(zhì)量管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究

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【摘要】針對智能化生產(chǎn)過程中對產(chǎn)品質(zhì)量的可控性需求，提出一種基于MES的產(chǎn)品質(zhì)量管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過對質(zhì)量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、統(tǒng)計(jì)分析及處理，解決質(zhì)量信息流通不暢、反饋滯后等問題，實(shí)現(xiàn)對產(chǎn)品質(zhì)量和過程質(zhì)量的實(shí)時(shí)監(jiān)控，并能在工序質(zhì)量出現(xiàn)異常時(shí)啟動(dòng)報(bào)警，同時(shí)給出相應(yīng)的處理意見。

【關(guān)鍵詞】MES；產(chǎn)品質(zhì)量管理；質(zhì)量狀態(tài)

監(jiān)控制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，打造具有國際競爭力的制造強(qiáng)國，是提升國家綜合國力、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展的根本保障。作為制造業(yè)的核心命脈，產(chǎn)品質(zhì)量又是決定其生死存亡的關(guān)鍵，因此，實(shí)現(xiàn)對產(chǎn)品質(zhì)量的有效管控是每一個(gè)制造企業(yè)都急需解決的問題。本文從某航天制造企業(yè)機(jī)加車間的實(shí)際生產(chǎn)出發(fā)，以提高制造過程中的產(chǎn)品質(zhì)量管理效率為目標(biāo)，提出了一種基于MES（ManufacturingExecutionSystem）的產(chǎn)品質(zhì)量管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。該方案通過對質(zhì)量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、統(tǒng)計(jì)分析及處理，使質(zhì)量信息融入到制造過程中，并為其提供指導(dǎo)與服務(wù)，從而為提高產(chǎn)品競爭力、降低企業(yè)成本提供技術(shù)支持。

1車間產(chǎn)品質(zhì)量管理現(xiàn)狀

該制造車間主要承擔(dān)某類型號的研制與批量生產(chǎn)任務(wù)。近年來，隨著企業(yè)內(nèi)部信息化建設(shè)力度的不斷加強(qiáng)，生產(chǎn)計(jì)劃管理、工藝數(shù)據(jù)管理、生產(chǎn)過程管理等多個(gè)MES功能模塊已經(jīng)在該車間運(yùn)行使用，并為其規(guī)范生產(chǎn)、提高效率奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。相較于其他幾個(gè)系統(tǒng)模塊在車間生產(chǎn)中的廣泛使用，產(chǎn)品質(zhì)量管理在信息化應(yīng)用程度上還比較落后，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面[1-3]：（1）產(chǎn)品質(zhì)量信息采集方式落后：紙質(zhì)單據(jù)記錄依然是車間質(zhì)量信息采集的主要方式。為了減少工作量，填寫質(zhì)量信息時(shí)往往只對重要數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，質(zhì)量信息的完整性和可靠性大打折扣，從而使車間質(zhì)量管理的有效性難以得到保證。（2）質(zhì)量信息種類繁多，數(shù)據(jù)易丟失：質(zhì)量信息來源于產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的各個(gè)環(huán)節(jié)，種類繁多，數(shù)量龐大。由于單據(jù)之間關(guān)系混亂，質(zhì)量信息不完整，且含義模糊，因此很容易造成質(zhì)量數(shù)據(jù)丟失。（3）質(zhì)量信息與制造信息交互性差：質(zhì)量信息系統(tǒng)與其他制造系統(tǒng)之間彼此獨(dú)立，無法實(shí)現(xiàn)信息共享，因此，很難通過質(zhì)量信息對生產(chǎn)過程進(jìn)行及時(shí)、有效地指導(dǎo)。（4）質(zhì)量信息處理方式落后：面對龐大的產(chǎn)品質(zhì)量信息，缺乏先進(jìn)的質(zhì)量處理方式，對關(guān)鍵環(huán)節(jié)的質(zhì)量管理缺乏可控性，達(dá)不到質(zhì)量管理的本質(zhì)目的。針對上述問題，本文將建立一個(gè)基于MES的、面向制造過程的產(chǎn)品質(zhì)量管理系統(tǒng)，通過對繁雜的質(zhì)量信息進(jìn)行有效的采集、反饋及處理，來實(shí)現(xiàn)持續(xù)、穩(wěn)定地生產(chǎn)出符合設(shè)計(jì)要求的產(chǎn)品的目的。

2基于MES的產(chǎn)品質(zhì)量管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計(jì)。根據(jù)制造車間的生產(chǎn)管理特點(diǎn)，構(gòu)建出的產(chǎn)品質(zhì)量管理體系架構(gòu)如下：（1）表示層：即用戶層，用來提供產(chǎn)品質(zhì)量信息的管理、監(jiān)控、分析等操作的人機(jī)交互界面。（2）業(yè)務(wù)邏輯層：提供產(chǎn)品質(zhì)量管理功能的各類應(yīng)用模塊，主要包括質(zhì)量計(jì)劃管理模塊、質(zhì)量過程管理模塊、質(zhì)量統(tǒng)計(jì)分析模塊、質(zhì)量資源管理模塊及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理模塊。（3）數(shù)據(jù)庫及運(yùn)行平臺層：建立產(chǎn)品質(zhì)量數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，并在運(yùn)行平臺上開發(fā)運(yùn)行。數(shù)據(jù)庫為Oracle，服務(wù)器為Tomcat。2.2系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)。基于MES的產(chǎn)品質(zhì)量管理系統(tǒng)以產(chǎn)品制造過程中的質(zhì)量信息管理為主要目標(biāo)，通過對質(zhì)量信息的采集、分析，實(shí)現(xiàn)對產(chǎn)品質(zhì)量和過程質(zhì)量的實(shí)時(shí)監(jiān)控。結(jié)合XX車間的生產(chǎn)特點(diǎn)，基于MES的產(chǎn)品質(zhì)量管理系統(tǒng)的功能樹如圖2所示[4]。（1）基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理模塊實(shí)現(xiàn)對基礎(chǔ)信息的管理功能，包括部門角色管理、人員管理，設(shè)置系統(tǒng)操作權(quán)限等。（2）質(zhì)量計(jì)劃管理模塊質(zhì)量計(jì)劃模塊主要實(shí)現(xiàn)對車間質(zhì)量計(jì)劃的制定、審批及執(zhí)行情況的監(jiān)控，其目標(biāo)是為整個(gè)質(zhì)量管理過程提供可靠的數(shù)據(jù)來源。（3）質(zhì)量過程管理模塊質(zhì)量過程管理模塊是保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高企業(yè)效益的關(guān)鍵，其作用是對質(zhì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集、維護(hù)，并對質(zhì)量異常進(jìn)行及時(shí)診斷、處理，從而為管理者制定質(zhì)量解決方案提供決策依據(jù)，為產(chǎn)品質(zhì)量的持續(xù)改進(jìn)提供技術(shù)支持。（4）質(zhì)量統(tǒng)計(jì)分析模塊通過對生產(chǎn)過程中的各質(zhì)控點(diǎn)進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)控、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，生成相應(yīng)的質(zhì)量報(bào)告、報(bào)表并反饋給質(zhì)量決策者，從而為企業(yè)質(zhì)量管理工作的有序進(jìn)行提供技術(shù)保障。（5）質(zhì)量資源管理模塊質(zhì)量資源管理模塊主要是對檢驗(yàn)設(shè)備及檢驗(yàn)過程中的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行維護(hù)、管理，從而為規(guī)范管理過程提供依據(jù)。

3基于MES的產(chǎn)品質(zhì)量管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

3.1質(zhì)量過程管理。質(zhì)量過程管理主要實(shí)現(xiàn)對質(zhì)量數(shù)據(jù)的采集、維護(hù)及對檢驗(yàn)結(jié)果的診斷處理功能，以達(dá)到指導(dǎo)生產(chǎn)的作用。圖3為首檢檢驗(yàn)信息采集頁面。3.2質(zhì)量狀態(tài)監(jiān)控。對工序質(zhì)量的實(shí)時(shí)追蹤，有利于管理者及時(shí)了解產(chǎn)品的質(zhì)量狀態(tài)。圖4不同批次零件的工序質(zhì)量監(jiān)控結(jié)果。從圖4可以看出，編號為2643的零件，其“研磨”工序異常（不同顏色代表不同的質(zhì)量狀態(tài)），系統(tǒng)給出“建議返修”的處理結(jié)果。

4結(jié)束語

本文從車間的實(shí)際生產(chǎn)特點(diǎn)出發(fā)，設(shè)計(jì)、研究了基于MES的產(chǎn)品質(zhì)量管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)能對產(chǎn)品質(zhì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)、全面地采集，并實(shí)現(xiàn)與其它制造信息的集成共享；能對質(zhì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析及監(jiān)控，并對質(zhì)量異常進(jìn)行報(bào)警，同時(shí)給出相應(yīng)的處理意見。由此可見，本系統(tǒng)能有效地幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)對產(chǎn)品質(zhì)量的控制與管理，從而為提高車間生產(chǎn)效率、降低企業(yè)成本打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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作者:張蕾 單位:陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院