面向定制化需求的過(guò)程質(zhì)量控制系統(tǒng)應(yīng)用研究

楊俊 馮昊 韓星 張海云 王昉

摘 要：針對(duì)消費(fèi)者個(gè)性化定制需求傾向和企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中存在質(zhì)量信息傳遞和管理不及時(shí)、低效的現(xiàn)象，研究開(kāi)發(fā)了面向定制化需求的過(guò)程質(zhì)量控制系統(tǒng)。本文重點(diǎn)介紹了該系統(tǒng)的兩大核心子系統(tǒng)的搭建邏輯和方法，包含客戶(hù)需求定制系統(tǒng)和過(guò)程質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)。通過(guò)應(yīng)用實(shí)踐表明該系統(tǒng)是可行的，有利于質(zhì)量執(zhí)行的監(jiān)控和現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)度的跟蹤。

關(guān)鍵詞：過(guò)程質(zhì)量控制;定制化;系統(tǒng)

1 引言

隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，消費(fèi)者的收入和消費(fèi)水平不斷提高，消費(fèi)者對(duì)汽車(chē)產(chǎn)品種類(lèi)的需求日趨多樣化，存在強(qiáng)烈的個(gè)性化定制需求。訂單數(shù)量多、每單批次少、配置種類(lèi)多已逐漸成為行業(yè)的共性特征。在行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的當(dāng)下，產(chǎn)品質(zhì)量仍舊是企業(yè)滿(mǎn)足客戶(hù)要求，謀求生存和發(fā)展的第一要素。產(chǎn)品質(zhì)量管理的基礎(chǔ)是過(guò)程質(zhì)量控制，過(guò)程質(zhì)量控制通過(guò)跟蹤管理好每個(gè)細(xì)分過(guò)程的質(zhì)量確保最終產(chǎn)品質(zhì)量。因此要提升產(chǎn)品質(zhì)量，必須加強(qiáng)生產(chǎn)過(guò)程質(zhì)量控制。

然而，目前許多企業(yè)的大部分質(zhì)量過(guò)程的流轉(zhuǎn)多采用紙質(zhì)表單傳遞，人工流轉(zhuǎn)的方式，信息傳遞緩慢，工作效率低下。許多生產(chǎn)信息，特別是生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)品裝配信息和問(wèn)題缺陷的處理過(guò)程信息無(wú)法及時(shí)、準(zhǔn)確的反饋到管理部門(mén)，造成生產(chǎn)計(jì)劃與生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)了嚴(yán)重脫節(jié)[1]，不利于質(zhì)量執(zhí)行的監(jiān)控和現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)度的跟蹤。另外，紙質(zhì)記錄的質(zhì)量信息也給數(shù)據(jù)的提取，統(tǒng)計(jì)分析和存檔帶來(lái)困難，不利于質(zhì)量信息的分析預(yù)測(cè)和追溯搜索[2]。

所以，在白熱化的汽車(chē)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，如何快速高效保質(zhì)地交付按客戶(hù)需求定制的產(chǎn)品和服務(wù)是各汽車(chē)企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力的聚焦所在。

2 系統(tǒng)構(gòu)架

2.1 系統(tǒng)需求分析

本文提出了一種面向定制化需求的過(guò)程質(zhì)量控制系統(tǒng)。具體而言，該系統(tǒng)包含以下功能：

客戶(hù)需求定制化，根據(jù)客戶(hù)需求形成定制BOM和工藝控制內(nèi)容，滿(mǎn)足多樣化個(gè)體需求;

質(zhì)量控制精益化，將精益生產(chǎn)質(zhì)量管理理念和工具納入系統(tǒng)運(yùn)行，提高質(zhì)量保證;

生產(chǎn)過(guò)程可視化，查看整車(chē)流轉(zhuǎn)過(guò)程和零件裝配完成狀態(tài)，便于生產(chǎn)進(jìn)度監(jiān)控;

裝配記錄可溯化，以不同形式記錄和存檔生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)，便于后續(xù)追溯;

問(wèn)題響應(yīng)及時(shí)化，通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)及時(shí)傳遞制造發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，便于資源拉動(dòng)和問(wèn)題解決;

系統(tǒng)交互擴(kuò)展化，系統(tǒng)具有良好的接口擴(kuò)展性，便于其他智能系統(tǒng)的集成和交互。

2.2 客戶(hù)需求定制和過(guò)程質(zhì)量控制業(yè)務(wù)流程分析

根據(jù)客戶(hù)的需求輸入，在全配置BOM 庫(kù)和工藝控制庫(kù)里選擇選裝零件和選配工藝控制內(nèi)容，合并生成單車(chē)過(guò)程質(zhì)量控制內(nèi)容。全配置BOM（或工藝控制庫(kù)）是基于某個(gè)原則（如平臺(tái)或車(chē)型）將多個(gè)不同配置的產(chǎn)品數(shù)據(jù)（或工藝控制數(shù)據(jù)）合并得到的一種BOM（或工藝控制庫(kù)）。

過(guò)程質(zhì)量控制業(yè)務(wù)流程以工位為質(zhì)量控制單元，通過(guò)對(duì)工位異常狀況的預(yù)防（防止缺陷或不符合標(biāo)準(zhǔn)的情況發(fā)生）、探測(cè)（當(dāng)缺陷或不符合標(biāo)準(zhǔn)的情況已經(jīng)發(fā)生時(shí)進(jìn)行識(shí)別）、遏制（確保缺陷或不符合標(biāo)準(zhǔn)的情況不會(huì)流出）將過(guò)程產(chǎn)生的波動(dòng)最小化，確保在本工位生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量正常，下游的問(wèn)題能夠得到及時(shí)的在線(xiàn)確認(rèn)以減少缺陷而帶來(lái)的不必要浪費(fèi)。流程的基本環(huán)節(jié)如圖1所示。

2.3 系統(tǒng)構(gòu)架組成

定制化過(guò)程質(zhì)量控制系統(tǒng)整體構(gòu)架由后臺(tái)服務(wù)端、前臺(tái)移動(dòng)終端、服務(wù)器（數(shù)據(jù)庫(kù)）組成，如圖2所示。

1.在接收到客戶(hù)需求（配置需求、用途需求、時(shí)間需求等）后，通過(guò)后臺(tái)數(shù)據(jù)和權(quán)限管理，定制單車(chē)選裝BOM和單車(chē)工藝控制內(nèi)容;

2.在5G生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，通過(guò)服務(wù)器將定制的生產(chǎn)任務(wù)（單車(chē)選裝BOM和單車(chē)工藝控制內(nèi)容）同步發(fā)布到車(chē)間生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)移動(dòng)終端;

3.通過(guò)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)移動(dòng)終端生產(chǎn)數(shù)據(jù)的錄入、采集和分析，實(shí)時(shí)監(jiān)控生產(chǎn)進(jìn)度和調(diào)整質(zhì)量表現(xiàn)，以按時(shí)保質(zhì)交付滿(mǎn)足用戶(hù)需求的實(shí)體。

3 面向定制化需求的過(guò)程質(zhì)量控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

3.1 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工具

系統(tǒng)采用流行的B/S（Browser/Server）結(jié)構(gòu)模式，分析設(shè)計(jì)采用面向?qū)ο蟮募夹g(shù)，應(yīng)用Visio等工具進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)。系統(tǒng)的后臺(tái)服務(wù)端采用Java語(yǔ)言進(jìn)行編程，前臺(tái)移動(dòng)端使用Android語(yǔ)言進(jìn)行編程，數(shù)據(jù)庫(kù)使用MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)。MySQL是一個(gè)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫(kù)將數(shù)據(jù)保存在不同的表中，而不是將所有數(shù)據(jù)放在一個(gè)大倉(cāng)庫(kù)內(nèi)，這樣就增加了速度并提高了靈活性。

3.2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

面向定制化需求的過(guò)程質(zhì)量控制系統(tǒng)包含客戶(hù)需求定制系統(tǒng)、過(guò)程質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)兩部分組成，如圖3所示。

客戶(hù)需求定制系統(tǒng)根根據(jù)客戶(hù)輸入的需求（配置需求、用途需求、時(shí)間需求等），從系統(tǒng)全配置項(xiàng)目BOM庫(kù)和全配置工藝控制庫(kù)中生成定制化的單車(chē)選裝BOM和工藝控制內(nèi)容，完成整合后生成定制單車(chē)過(guò)程質(zhì)量控制內(nèi)容，并發(fā)布到過(guò)程質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)。

過(guò)程質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)可以通過(guò)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)移動(dòng)終端進(jìn)入，各個(gè)工位人員在移動(dòng)終端接收生產(chǎn)任務(wù)，錄入生產(chǎn)數(shù)據(jù)。在各個(gè)工位之間設(shè)置質(zhì)量門(mén)，分別對(duì)上個(gè)工位的質(zhì)量表現(xiàn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和調(diào)整，并通過(guò)系統(tǒng)進(jìn)行電子流轉(zhuǎn)。生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集，確?，F(xiàn)場(chǎng)信息準(zhǔn)確、及時(shí)的反饋到管理部門(mén)，便于質(zhì)量執(zhí)行的監(jiān)控和現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)度跟蹤。

3.3 客戶(hù)需求定制系統(tǒng)搭建

按照系統(tǒng)管理要素和內(nèi)容，客戶(hù)需求定制系統(tǒng)可以分為項(xiàng)目信息管理模塊、基礎(chǔ)工位模板管理模塊、基礎(chǔ)工藝過(guò)程控制模板管理模塊和系統(tǒng)管理4個(gè)模塊，如圖4所示。

各個(gè)模塊的具體功能如下：

1.項(xiàng)目信息管理：統(tǒng)一管理客戶(hù)需求車(chē)輛信息，從全配置項(xiàng)目BOM和工藝控制庫(kù)形成定制化的單車(chē)選裝BOM和工藝控制內(nèi)容，同時(shí)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工藝變化信息進(jìn)行管理和分配。具體包含以下內(nèi)容：

a）項(xiàng)目車(chē)輛信息管理：對(duì)需求車(chē)輛信息統(tǒng)一管理，包含車(chē)輛編號(hào)、車(chē)輛識(shí)別碼VIN，動(dòng)力總成配置，交付需求時(shí)間、車(chē)輛用途、質(zhì)量計(jì)劃等。

b）BOM管理：包含全配置項(xiàng)目BOM和定制單車(chē)選裝BOM，BOM包含零件信息和工藝信息。

零件信息描述零部件的屬性信息，如：零件專(zhuān)屬序號(hào)，零件名稱(chēng)，零件號(hào)、零件使用數(shù)量;

工藝信息描述零部件的工藝屬性，如：安裝工位、工序、子順序，是否關(guān)鍵緊固件，可否重復(fù)使用，扭矩信息，工藝檢查點(diǎn)等;

c）現(xiàn)場(chǎng)變化點(diǎn)管理：將任何不包含在工藝指導(dǎo)文件（Build Site Direction-BSD）或者與其有偏差的操作（包括安裝狀態(tài)的變化），都通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)書(shū)進(jìn)行變化點(diǎn)管理。并將變化點(diǎn)內(nèi)容根據(jù)車(chē)輛號(hào)和工位即時(shí)分配到前臺(tái)對(duì)應(yīng)車(chē)輛的工位上;

d）項(xiàng)目工位模板管理：配置特定項(xiàng)目各工位包含的工藝控制內(nèi)容;

2.基礎(chǔ)工位模板：對(duì)不同工位（內(nèi)飾、底盤(pán)、發(fā)動(dòng)機(jī)工位、門(mén)）配置工藝過(guò)程控制單，該處由系統(tǒng)模板管理員統(tǒng)一管理維護(hù)，系統(tǒng)使用者直接調(diào)用即可;

3.基礎(chǔ)工藝過(guò)程控制模板：為了提高制造質(zhì)量，將精益生產(chǎn)質(zhì)量管理理念和工具轉(zhuǎn)化為各類(lèi)過(guò)程質(zhì)量控制表單納入系統(tǒng)進(jìn)行管理，該處由系統(tǒng)模板管理員統(tǒng)一管理維護(hù);

4.系統(tǒng)管理：包含用戶(hù)信息和角色權(quán)限信息，只有具有相應(yīng)操作權(quán)限，才能開(kāi)展相應(yīng)操作。

3.4 過(guò)程質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)搭建

基于過(guò)程質(zhì)量控制業(yè)務(wù)流程，搭建過(guò)程質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)。按照系統(tǒng)管理要素和內(nèi)容，過(guò)程質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)包含以下6個(gè)模塊，如圖5所示。

各個(gè)模塊的具體功能如下：

1.裝配過(guò)程信息采集和質(zhì)量控制：主要實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)操作人員在生產(chǎn)過(guò)程中的工藝執(zhí)行過(guò)程和狀態(tài)的控制。目前可以實(shí)現(xiàn)工序級(jí)別的控制管理，保障了工藝有序的執(zhí)行。對(duì)于特殊的跨工序裝配，也可以進(jìn)行流轉(zhuǎn)管理，保障工藝完整的執(zhí)行。操作人員可以在生產(chǎn)加工完成后，可以提交各類(lèi)形式的生產(chǎn)過(guò)程記錄（數(shù)字記錄、拍照、視頻等），每輛車(chē)對(duì)應(yīng)著一份獨(dú)立的生產(chǎn)過(guò)程記錄，便于后續(xù)質(zhì)量追溯。通過(guò)采集零件加工信息，可以監(jiān)控零件裝配完成狀態(tài)，防止零件漏裝，并為整體的生產(chǎn)進(jìn)度提供參考信息。

2.檢查過(guò)程信息采集和質(zhì)量控制：質(zhì)量檢驗(yàn)分為自檢、互檢和質(zhì)量門(mén)專(zhuān)項(xiàng)檢查3種形式。

將各個(gè)工位的關(guān)鍵操作內(nèi)容以及過(guò)往項(xiàng)目高頻高風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)列為檢查內(nèi)容，將檢查關(guān)鍵點(diǎn)以照片的形式存檔，便于后期質(zhì)量追溯。在每個(gè)工位結(jié)束后，設(shè)置質(zhì)量門(mén)，如存在未完成工作且經(jīng)班組長(zhǎng)評(píng)審會(huì)對(duì)后續(xù)工位造成較大影響，則車(chē)輛無(wú)法通過(guò)該道質(zhì)量門(mén)。待未完工作完成后，再組織質(zhì)量門(mén)交車(chē)會(huì)。通過(guò)質(zhì)量門(mén)節(jié)點(diǎn)的設(shè)置，使得部分在后道工位因被覆蓋無(wú)法檢查的問(wèn)題得以受控，同時(shí)車(chē)輛經(jīng)過(guò)每個(gè)質(zhì)量門(mén)都會(huì)對(duì)使得車(chē)輛狀態(tài)在過(guò)程中能夠清晰可控[4];

3.問(wèn)題解決信息采集和質(zhì)量控制：操作人員可以將在裝配過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，通過(guò)系統(tǒng)第一時(shí)間以各種形式（系統(tǒng)短消息，電子郵件等）前饋或者反饋到相關(guān)方，便于質(zhì)量信息的充分流動(dòng)和問(wèn)題解決的快速響應(yīng)。對(duì)于問(wèn)題的返工和確認(rèn)，通過(guò)系統(tǒng)權(quán)限設(shè)置強(qiáng)制保證返工確認(rèn)是由第2人執(zhí)行的，保證返工質(zhì)量;

4.報(bào)表中心：通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)搜集，及時(shí)為項(xiàng)目管理方形成報(bào)表，如車(chē)輛生產(chǎn)進(jìn)度報(bào)表、某車(chē)輛工位流轉(zhuǎn)詳情報(bào)表、工位裝配進(jìn)度詳情報(bào)表、工位變化點(diǎn)控制執(zhí)行報(bào)表、工位未解決問(wèn)題清單報(bào)表，便于整體生產(chǎn)狀態(tài)的掌控、后續(xù)產(chǎn)能排布調(diào)整和問(wèn)題解決的資源拉動(dòng);

5.集成系統(tǒng)管理：為避免出現(xiàn)信息孤島，該系統(tǒng)能和其他企業(yè)運(yùn)用的系統(tǒng)保持接口和集成，如車(chē)間 現(xiàn)場(chǎng)暗燈系統(tǒng)，車(chē)間電子問(wèn)題看板系統(tǒng);

6.系統(tǒng)基礎(chǔ)管理：包含用戶(hù)信息和角色權(quán)限信息。同樣的，只有具有相應(yīng)操作權(quán)限，才能開(kāi)展相應(yīng)操作。

3.5 定制化過(guò)程質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)的工作方式和實(shí)例驗(yàn)證

根據(jù)本文提出的思想和系統(tǒng)搭建方法，開(kāi)發(fā)了定制化過(guò)程質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)，目前已成功應(yīng)用于上汽通用汽車(chē)樣車(chē)試制工程總裝車(chē)間。

定制某個(gè)項(xiàng)目的單車(chē)過(guò)程質(zhì)量控制內(nèi)容生成時(shí)，在調(diào)用基礎(chǔ)工位模板的基礎(chǔ)上，根據(jù)用戶(hù)需求調(diào)整優(yōu)化，形成定制項(xiàng)目型工位模板，包含該項(xiàng)目各個(gè)工位所需要開(kāi)展的工藝控制內(nèi)容。同時(shí)根據(jù)用戶(hù)需求，生成單車(chē)選裝零件信息。系統(tǒng)根據(jù)單車(chē)選裝零件中的唯一專(zhuān)屬序號(hào)從全配置BOM引用工藝信息形成定制單車(chē)選裝BOM。項(xiàng)目變化點(diǎn)內(nèi)容按照車(chē)輛號(hào)和工位進(jìn)行分配;合并生成定制單車(chē)過(guò)程質(zhì)量控制內(nèi)容。

定制單車(chē)過(guò)程質(zhì)量控制內(nèi)容發(fā)布到服務(wù)器后，可在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)移動(dòng)終端查看服務(wù)器內(nèi)已經(jīng)發(fā)布的定制化單車(chē)選裝BOM和工藝控制內(nèi)容。操作員工通過(guò)后臺(tái)定義好的賬號(hào)登陸系統(tǒng)，不同的賬號(hào)設(shè)置好相應(yīng)的編輯或查看權(quán)限。各個(gè)工位的操作人員可以進(jìn)入到項(xiàng)目單車(chē)列表查看各自的生產(chǎn)任務(wù)。操作人員需要對(duì)每個(gè)工位的每行零件進(jìn)行裝配確認(rèn)、扭矩記錄和檢查確認(rèn)。對(duì)于檢查的結(jié)果可通過(guò)拍照或者視頻的方式將裝配后的狀態(tài)進(jìn)行即時(shí)記錄，便于后期質(zhì)量追溯。對(duì)于關(guān)鍵緊固件，操作人員需要將每個(gè)緊固點(diǎn)的裝配扭矩值進(jìn)行對(duì)應(yīng)記錄，系統(tǒng)自動(dòng)根據(jù)工藝設(shè)定的扭矩檢查標(biāo)準(zhǔn)查看實(shí)際扭矩值是否符合工藝要求。對(duì)于生產(chǎn)過(guò)程中的問(wèn)題，操作人員可以直接在移動(dòng)終端將零件信息，問(wèn)題圖片，問(wèn)題狀態(tài)提交到電子問(wèn)題看板系統(tǒng)，并可以通過(guò)郵件的形式將信息直接發(fā)送給問(wèn)題責(zé)任人，及時(shí)拉動(dòng)問(wèn)題解決資源，如圖6所示。

每個(gè)工位完成后，通過(guò)質(zhì)量門(mén)檢查后，再開(kāi)啟工位流轉(zhuǎn)和整車(chē)交付。根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)移動(dòng)終端輸入的生產(chǎn)數(shù)據(jù)可以直接查看車(chē)輛的流轉(zhuǎn)狀態(tài)和總裝裝配進(jìn)度。車(chē)輛流轉(zhuǎn)狀態(tài)可以直接告知管理層每輛車(chē)所處的環(huán)節(jié)，總裝裝配進(jìn)度可以直接查看每個(gè)工位的完成狀態(tài)、未裝零件清單，未執(zhí)行BSD的個(gè)數(shù)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)狀態(tài)的可視化，如圖7所示。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)該系統(tǒng)的運(yùn)行，保證過(guò)程質(zhì)量控制工具的有效執(zhí)行，加強(qiáng)了管理人員對(duì)生產(chǎn)任務(wù)完成進(jìn)度和質(zhì)量問(wèn)題處理進(jìn)展的監(jiān)控，同時(shí)電子化的生產(chǎn)數(shù)據(jù)使得質(zhì)量追溯效率也有大幅提升。對(duì)于其他多品種，小批量產(chǎn)品的零件制造也有借鑒意義。需要提及的是，該系統(tǒng)僅是數(shù)字化車(chē)間質(zhì)量控制的一個(gè)環(huán)節(jié)，后續(xù)還會(huì)繼續(xù)與其他系統(tǒng)對(duì)接，比如，工藝數(shù)據(jù)庫(kù)，無(wú)線(xiàn)扭矩系統(tǒng)，問(wèn)題數(shù)據(jù)庫(kù)等，通過(guò)信息的整合和利用，更進(jìn)一步提高生產(chǎn)質(zhì)量和效率。

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