基于MES的質(zhì)量信息化管理的實(shí)現(xiàn)

張毛+汪廣擴(kuò)

【摘 要】針對(duì)傳統(tǒng)的質(zhì)量管理方式的不足，在MES系統(tǒng)中構(gòu)建了質(zhì)量管理系統(tǒng)，并構(gòu)建了與MES中其他模塊的信息交互方案，在系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了對(duì)質(zhì)量數(shù)據(jù)的采集、質(zhì)量信息的可追溯、質(zhì)量信息的統(tǒng)計(jì)，該系統(tǒng)已完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)并在企業(yè)中得到了成功應(yīng)用。

【Abstract】In view of the shortcomings of the traditional quality management methods， the quality management system is built in the MES system， and the information interaction scheme with other modules in the MES is constructed. In the system， the collection of quality data， the traceability of quality information and the statistics of quality information are realized. The system design has been completed， and it has been successfully applied in the enterprise.

【關(guān)鍵詞】質(zhì)量管理；MES；信息交互；數(shù)據(jù)采集

【Keywords】 quality management； MES； information interaction； data collection

【中圖分類號(hào)】TP311.5 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2018）02-0047-02

1 研究背景

在離散制造行業(yè)中，對(duì)單件小批量生產(chǎn)，質(zhì)量管理一般要求檢驗(yàn)每個(gè)零件、每道工序的加工質(zhì)量。為保持產(chǎn)品的可追溯性，傳統(tǒng)的管理模式是通過(guò)手寫或者Excel表格錄入的方式來(lái)記錄產(chǎn)品的原材料物料批次號(hào)、過(guò)程在制品質(zhì)量數(shù)據(jù)、成品質(zhì)量數(shù)據(jù)等，這種管理方式雖然能夠在一定程度上保持產(chǎn)品的可追溯性，但也暴露出了一些問(wèn)題：①我們需要耗費(fèi)大量的人力和物力去收集和整理這些質(zhì)量數(shù)據(jù)；②由于涉及環(huán)節(jié)太多，數(shù)據(jù)量太大，中間會(huì)遺漏很多數(shù)據(jù)；③數(shù)據(jù)共享性差，因?yàn)樗鼈兌际欠稚⒈４娴讲煌娜藛T手里，追溯時(shí)需要詢問(wèn)多個(gè)不同角色人員，查閱多個(gè)Excel表格，翻閱大量紙質(zhì)資料；④用紙質(zhì)文件保存風(fēng)險(xiǎn)大、成本高，長(zhǎng)期累積，紙張堆積如山，一旦丟失，將無(wú)法追溯。在MES中，包含產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中大量的靜態(tài)數(shù)據(jù)和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，所以可以借助于企業(yè)推行MES的機(jī)會(huì)，針對(duì)企業(yè)現(xiàn)狀實(shí)現(xiàn)對(duì)質(zhì)量的信息化管理。如何充分利用MES中的相關(guān)功能模塊，如基礎(chǔ)數(shù)據(jù)模塊、車間管理模塊、庫(kù)房管理模塊、統(tǒng)計(jì)分析模塊等，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)準(zhǔn)確采集，保證質(zhì)量信息的全面可追溯性，實(shí)現(xiàn)對(duì)質(zhì)量信息的高效統(tǒng)計(jì)分析是本文研究的重點(diǎn)。

2 MES中質(zhì)量管理與其他模塊關(guān)系圖

MES（制造執(zhí)行系統(tǒng)）是針對(duì)企業(yè)整個(gè)生產(chǎn)制造過(guò)程進(jìn)行管理和優(yōu)化的集成運(yùn)行系統(tǒng)，MES按照基本功能體系結(jié)構(gòu)可以分為三部分模型：生產(chǎn)管理模型，影響生產(chǎn)的主要功能模型，影響生產(chǎn)的其他功能模型[1]。質(zhì)量管理和庫(kù)房管理屬于影響生產(chǎn)的主要功能模型，它與MES生產(chǎn)管理模型中功能模塊的信息交互如圖1所示。

3 質(zhì)量信息化管理實(shí)現(xiàn)過(guò)程

3.1 質(zhì)量數(shù)據(jù)采集

產(chǎn)品由原材料制造成成品是一個(gè)復(fù)雜、多變的過(guò)程，期間會(huì)產(chǎn)生很多中間品，如果數(shù)據(jù)采集不及時(shí)，狀態(tài)一旦發(fā)生變化，將無(wú)法逆轉(zhuǎn)，所以保證數(shù)據(jù)采集的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性很重要。目前，質(zhì)量數(shù)據(jù)的采集方式有手工錄入，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與共享和自動(dòng)采集等[2]。產(chǎn)品不同階段的質(zhì)量信息，采用不同的數(shù)據(jù)采集方式：①原材料的物料批次號(hào)，在備料過(guò)程中，由原材料庫(kù)管員通過(guò)手工錄入系統(tǒng)，與生產(chǎn)任務(wù)相關(guān)聯(lián)，貫穿于產(chǎn)品整個(gè)生產(chǎn)周期，最終隨產(chǎn)品入零件或成品庫(kù)；②產(chǎn)品的基本質(zhì)量信息，如是否關(guān)鍵件、關(guān)鍵工序，工序檢驗(yàn)方式，關(guān)鍵尺寸等，由工藝技術(shù)人員定義好，和零件的工藝信息一起存儲(chǔ)在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理模塊中，當(dāng)任務(wù)投產(chǎn)時(shí)候，通過(guò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方式把這些信息輸入MES的其他模塊中；③過(guò)程在制品的質(zhì)量信息，通過(guò)掃描質(zhì)量跟蹤卡上條碼方式將質(zhì)量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集到MES的生產(chǎn)跟蹤模塊中；④成品檢驗(yàn)編號(hào)，通過(guò)掃碼輸入并同成品其他信息一起入庫(kù)、出庫(kù)。

通過(guò)以上方式在MES中實(shí)現(xiàn)了對(duì)產(chǎn)品從原材料到成品整個(gè)生命周期質(zhì)量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集，為后續(xù)質(zhì)量信息的追溯和質(zhì)量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析奠定了基礎(chǔ)。

3.2 質(zhì)量信息可追溯性

質(zhì)量信息的可追溯性是質(zhì)量管理的重要組成部分，MES中對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的追溯就是從原材料到產(chǎn)品交付整個(gè)過(guò)程的追溯。對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的形成過(guò)程進(jìn)行分析，質(zhì)量信息可追溯性的對(duì)象主要包括：

3.2.1 原材料的可追溯性

原材料質(zhì)量信息來(lái)源于上游物資供應(yīng)鏈系統(tǒng)，通過(guò)數(shù)據(jù)輸入方式將原材料物料批次號(hào)與任務(wù)信息關(guān)聯(lián)后，如果要對(duì)過(guò)程在制品原材料信息進(jìn)行追溯，通過(guò)MES系統(tǒng)中打印的質(zhì)量跟蹤卡就可以查詢到對(duì)應(yīng)物料批次號(hào)，如果對(duì)已經(jīng)完工入庫(kù)或者交付的產(chǎn)品原材信息進(jìn)行追溯，在出入庫(kù)記錄或者庫(kù)房里面也可以很快查尋到物料批次號(hào)，有了物料批次號(hào)我們?cè)倩氐轿镔Y供應(yīng)鏈系統(tǒng)就可完成對(duì)原材的追溯。通過(guò)開(kāi)發(fā)MES與物資供應(yīng)鏈系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口的方式還可以將原材料的信息直接推送到MES中，在MES中直接完成對(duì)原材料質(zhì)量信息的追溯。

3.2.2 工藝信息可追溯性

工藝信息的可追溯性是指對(duì)產(chǎn)品工藝路線的設(shè)計(jì)、工藝參數(shù)選擇和確定等信息的追溯。本項(xiàng)目通過(guò)在MES中建立基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理模塊對(duì)產(chǎn)品工藝路線信息進(jìn)行存儲(chǔ)和管理，產(chǎn)品一旦投產(chǎn)，工藝路線信息可自動(dòng)與生產(chǎn)任務(wù)相關(guān)聯(lián)，通過(guò)在系統(tǒng)查詢界面輸入產(chǎn)品的名稱、圖號(hào)或訂單編號(hào)等就可快速查詢到產(chǎn)品采用的工藝路線、選擇的工藝參數(shù)和工藝設(shè)計(jì)和確認(rèn)等信息。endprint

3.2.3 制造過(guò)程信息可追溯性

制造過(guò)程是產(chǎn)品質(zhì)量的實(shí)現(xiàn)過(guò)程，在產(chǎn)品制造過(guò)程中，影響產(chǎn)品質(zhì)量的人、機(jī)、料、法、環(huán)、測(cè)關(guān)鍵因素中有4個(gè)因素是與制造過(guò)程直接相關(guān)的，因此制造過(guò)程質(zhì)量信息量是最大的，對(duì)制造過(guò)程信息追溯實(shí)現(xiàn)起來(lái)也是最復(fù)雜的。在制造過(guò)程中，通過(guò)掃描質(zhì)量跟蹤卡上的條碼將各個(gè)工序的質(zhì)量信息采集到MES中，信息包括：各工序操作人員、檢驗(yàn)人員、送檢數(shù)量、合格數(shù)量、質(zhì)量異常情況等，并支持通過(guò)掃碼、訂單信息、產(chǎn)品信息等維度的查詢，實(shí)現(xiàn)了對(duì)零件工序級(jí)的可追溯性。

3.2.4 外協(xié)件的可追溯性

外協(xié)件包括全套外協(xié)、零件外協(xié)和工序外協(xié)。因?yàn)橥鈪f(xié)廠家的過(guò)程質(zhì)量信息是很難控制的，我們只實(shí)現(xiàn)了對(duì)外協(xié)的廠家和外協(xié)成品質(zhì)量信息進(jìn)行追溯，實(shí)現(xiàn)方法是，在MES中對(duì)每個(gè)外協(xié)廠家創(chuàng)建一個(gè)唯一的ID，外協(xié)廠家以加工者的角色參與進(jìn)來(lái)，建立成品檢驗(yàn)?zāi)K對(duì)外協(xié)成品的質(zhì)量信息進(jìn)行記錄。

3.3 不合格品審理

工序檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)過(guò)程異常信息后，提交異常信息，質(zhì)量管理人員組織不合格品審理后，將審理結(jié)論登記回系統(tǒng)中，系統(tǒng)自動(dòng)根據(jù)審理結(jié)論調(diào)整生產(chǎn)計(jì)劃，審理結(jié)論包括：報(bào)廢、返工、返修、讓步放行、超差放行等，質(zhì)量管理與計(jì)劃管理的關(guān)系如圖2所示。

3.4 質(zhì)量信息的統(tǒng)計(jì)

質(zhì)量信息的統(tǒng)計(jì)包括對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量信息的統(tǒng)計(jì)和對(duì)操作人員質(zhì)量信息的統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)分析的最終目的都是為了使復(fù)雜的生產(chǎn)過(guò)程處于受控狀態(tài)，保證持續(xù)、穩(wěn)定地輸出合格的產(chǎn)品。MES中包括了大量的制造過(guò)程數(shù)據(jù)，通過(guò)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行提取、分析和計(jì)算，我們可以得到我們需要的質(zhì)量信息，比如不合格品審理信息、員工一次送檢合格率、工序檢驗(yàn)數(shù)據(jù)等。

4 質(zhì)量信息化管理實(shí)施效果

基于MES的質(zhì)量信息化管理實(shí)現(xiàn)了對(duì)零件從原材料，經(jīng)生產(chǎn)過(guò)程，到成品出庫(kù)生產(chǎn)全過(guò)程質(zhì)量數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量信息的全面可追溯。系統(tǒng)在企業(yè)成功實(shí)施和使用，實(shí)現(xiàn)了對(duì)所有任務(wù)的原材料物料批次號(hào)、過(guò)程質(zhì)量信息、成品檢驗(yàn)數(shù)據(jù)、生產(chǎn)批次信息的實(shí)時(shí)管理和全面可追溯性，實(shí)現(xiàn)了對(duì)質(zhì)量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集和統(tǒng)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)所有操作人員和外協(xié)廠家一次送檢合格率的實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)和計(jì)算；實(shí)現(xiàn)了質(zhì)量信息可追溯性；質(zhì)量管理效率也得到明顯提升。質(zhì)量信息化管理的成功實(shí)施，顯著提升了企業(yè)的質(zhì)量管理水平，也為企業(yè)后續(xù)信息化管理工作的持續(xù)推行和改善創(chuàng)造了先決條件，通過(guò)系統(tǒng)對(duì)不合格的故障模式進(jìn)行分析，采取對(duì)應(yīng)的技術(shù)和管理手段，產(chǎn)品質(zhì)量得到顯著提高。

【參考文獻(xiàn)】

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