企業(yè)數(shù)字化質(zhì)量管理能力評(píng)價(jià)研究
——以原材料行業(yè)企業(yè)為例

田玉鵬，許 睿，董 豪

（國(guó)家工業(yè)信息安全發(fā)展研究中心，北京 10040）

1 引言

習(xí)近平總書記在黨的十九大報(bào)告中指出：“必須堅(jiān)持質(zhì)量第一、效率優(yōu)先，以供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革為主線，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展質(zhì)量變革、效率變革、動(dòng)力變革，提高全要素生產(chǎn)率”，其中質(zhì)量變革首當(dāng)其沖。2019年8月，工業(yè)和信息化部等四部委發(fā)布的《關(guān)于促進(jìn)制造業(yè)產(chǎn)品和服務(wù)質(zhì)量提升的實(shí)施意見(jiàn)》提出要強(qiáng)化技術(shù)支撐作用，開(kāi)展個(gè)性化定制、柔性制造等新模式豐富產(chǎn)品種類，滿足差異化消費(fèi)需求，加強(qiáng)質(zhì)量數(shù)據(jù)分析、推動(dòng)企業(yè)建立以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化為基礎(chǔ)的全過(guò)程質(zhì)量管理體系。

大數(shù)據(jù)、人工智能等新一代信息技術(shù)在生產(chǎn)生活各領(lǐng)域廣泛融合滲透，驅(qū)動(dòng)生產(chǎn)要素、經(jīng)營(yíng)理念、組織方式與管理模式的變革。質(zhì)量信息貫穿了產(chǎn)品全生命周期并且高度集成化，通過(guò)分布式數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)信息共享及遠(yuǎn)程交互訪問(wèn)，可以存儲(chǔ)并處理大時(shí)間和大空間跨度的海量質(zhì)量信息，為數(shù)字化質(zhì)量管理提供技術(shù)支持與應(yīng)用環(huán)境。學(xué)術(shù)領(lǐng)域關(guān)于質(zhì)量管理的研究起步較早，從科學(xué)管理之父泰勒注重質(zhì)量檢驗(yàn)而提升產(chǎn)品質(zhì)量開(kāi)始，到Walter A.Shewhart主張的統(tǒng)計(jì)質(zhì)量管理［1］，再到全面質(zhì)量管理［2］的興起，積累了大量的研究成果，包括六西格瑪質(zhì)量管理、質(zhì)量管理成熟度［3-5］等。學(xué)術(shù)界關(guān)于信息技術(shù)與企業(yè)效益的關(guān)系研究同樣積累了豐富的成果，大多學(xué)者認(rèn)為信息技術(shù)有助于提升企業(yè)績(jī)效［3］，并研究了信息技術(shù)對(duì)企業(yè)績(jī)效的影響路徑［4］。然而針對(duì)信息技術(shù)提升企業(yè)質(zhì)量管理能力的研究不多，且多數(shù)是針對(duì)特定行業(yè)質(zhì)量信息系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)等偏底層的論述性文章［8，9］，鮮有站在企業(yè)質(zhì)量管理的視角對(duì)信息技術(shù)提升產(chǎn)品質(zhì)量的影響因素及評(píng)價(jià)方法的系統(tǒng)性研究。因此，本文基于質(zhì)量管理領(lǐng)域的研究成果，結(jié)合新一代信息技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，建立了企業(yè)數(shù)字化質(zhì)量管理能力評(píng)價(jià)體系。該評(píng)價(jià)體系重點(diǎn)抓住信息技術(shù)在企業(yè)質(zhì)量管控中的關(guān)鍵作用點(diǎn)，并綜合考慮企業(yè)質(zhì)量管理意識(shí)、質(zhì)量基礎(chǔ)和信息化基礎(chǔ)水平、質(zhì)量效益等因素，引導(dǎo)企業(yè)以質(zhì)量數(shù)據(jù)為驅(qū)動(dòng)、以質(zhì)量管理體系為抓手、以質(zhì)量效益提升為目的的質(zhì)量管理能力提升，并對(duì)原材料行業(yè)企業(yè)進(jìn)行了實(shí)證分析，是質(zhì)量管理理論在信息時(shí)代的延伸，也為企業(yè)評(píng)估數(shù)字化質(zhì)量管理能力提供了理論依據(jù)。

2 企業(yè)提升數(shù)字化質(zhì)量管理能力的意義

2.1 有助于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品定制化和質(zhì)量管控的及時(shí)性

隨著制造業(yè)服務(wù)化轉(zhuǎn)型升級(jí)，以用戶需求為導(dǎo)向的定制化研制模式已經(jīng)成為企業(yè)質(zhì)量管理水平提升的重要前提和基礎(chǔ)。同時(shí)，在高度自動(dòng)化、信息化的原材料生產(chǎn)制造產(chǎn)線上，如果上道工序造成的不合格不能及時(shí)制止，不僅會(huì)帶來(lái)產(chǎn)程和資源的浪費(fèi)，而且極易導(dǎo)致產(chǎn)品報(bào)廢，甚至影響產(chǎn)線的安全。通過(guò)數(shù)字化的手段，關(guān)鍵工序的生產(chǎn)數(shù)據(jù)能夠?qū)崟r(shí)進(jìn)入系統(tǒng)，系統(tǒng)實(shí)時(shí)運(yùn)算并得到工序級(jí)的質(zhì)量情況，出現(xiàn)不合格可以實(shí)時(shí)給出報(bào)警，并及時(shí)制止物件繼續(xù)向下游工序流動(dòng)，從而減少因此帶來(lái)的不必要浪費(fèi)。此外，數(shù)字化的及時(shí)性還反映在質(zhì)量數(shù)據(jù)可以實(shí)時(shí)地反饋給上級(jí)管理者，直接省去了原本的統(tǒng)計(jì)周期，讓管理者可以及時(shí)掌握質(zhì)量情況，從而對(duì)生產(chǎn)狀況做出快速的反應(yīng)。

2.2 提高質(zhì)量管理的透明度和規(guī)范性

數(shù)字化技術(shù)可以協(xié)助企業(yè)實(shí)現(xiàn)規(guī)范化操作，所有步驟通過(guò)人機(jī)交互過(guò)程進(jìn)行規(guī)范。信息化基礎(chǔ)較好的企業(yè)，可以將生產(chǎn)流程和質(zhì)檢流程在信息系統(tǒng)中固化下來(lái)，引導(dǎo)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)嚴(yán)格執(zhí)行，所有流程的執(zhí)行情況在系統(tǒng)中都留下了記錄，一旦出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，管理人員可以迅速定位，有據(jù)可查，進(jìn)而有效地解決質(zhì)量管理責(zé)任不清、措施無(wú)法有效落實(shí)的問(wèn)題。此外，隨著現(xiàn)場(chǎng)對(duì)信息系統(tǒng)的逐漸適應(yīng)，人員生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)會(huì)越來(lái)越規(guī)范化，為企業(yè)高效化、透明化管控奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

2.3 實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量可追溯和可持續(xù)

數(shù)字化的手段能夠建立有效的質(zhì)量信息追溯體系，通過(guò)記錄生產(chǎn)過(guò)程中各關(guān)鍵工序的質(zhì)量數(shù)據(jù)，給每個(gè)（批）產(chǎn)品建立產(chǎn)品合格證，客戶通過(guò)掃描產(chǎn)品的條碼、二維碼、RFID等自動(dòng)獲取產(chǎn)品生產(chǎn)全周期的健康狀況。而隨著區(qū)塊鏈技術(shù)的進(jìn)一步成熟，也有望將其引入到制造業(yè)的質(zhì)量管理中，避免出現(xiàn)人為修改數(shù)據(jù)。同時(shí)，諸如檢查表、柏拉圖、層別法、特殊要因圖、散布圖等先進(jìn)管理理念和方法雖然越來(lái)越得到企業(yè)重視，但同樣的問(wèn)題依然頻繁出現(xiàn)，其根本原因在于無(wú)法通過(guò)強(qiáng)有力的組織紀(jì)律和高素質(zhì)人員實(shí)現(xiàn)質(zhì)量持續(xù)改善。數(shù)字化時(shí)代可以很好地突破管理的限制，降低對(duì)管理的難度要求。通過(guò)信息系統(tǒng)的自動(dòng)統(tǒng)計(jì)分析功能，加上用戶設(shè)定的規(guī)則，系統(tǒng)可以自動(dòng)運(yùn)算并定義出問(wèn)題，同時(shí)給出相應(yīng)的警報(bào)，系統(tǒng)提供魚(yú)骨圖、問(wèn)題樹(shù)、5W等問(wèn)題分析手段來(lái)實(shí)施措施。通過(guò)信息系統(tǒng)跟蹤問(wèn)題的解決過(guò)程，以及分析對(duì)比措施的實(shí)施結(jié)果，完成PDCA的閉環(huán)控制，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量持續(xù)優(yōu)化迭代。

3 數(shù)字化質(zhì)量管理能力評(píng)價(jià)指標(biāo)設(shè)計(jì)

企業(yè)數(shù)字化質(zhì)量管理能力是指企業(yè)通過(guò)持續(xù)推進(jìn)信息化建設(shè)與質(zhì)量改進(jìn)的協(xié)調(diào)發(fā)展，提高質(zhì)量數(shù)據(jù)（產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)的參數(shù)數(shù)據(jù)；原材料、半成品、成品的質(zhì)量數(shù)據(jù)；生產(chǎn)過(guò)程機(jī)器設(shè)備運(yùn)行參數(shù)數(shù)據(jù)；售后相關(guān)數(shù)據(jù)等）的綜合利用能力，實(shí)現(xiàn)基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的降本增效和客戶滿意度提升。基于現(xiàn)有理論成果和工業(yè)企業(yè)質(zhì)量管理成熟度、軟件質(zhì)量管理成熟度、質(zhì)量管理能力成熟度等工具方法，設(shè)計(jì)了質(zhì)量意識(shí)、數(shù)字化質(zhì)量管控能力和質(zhì)量效益三個(gè)維度的評(píng)價(jià)指標(biāo)。

質(zhì)量意識(shí)主要考察“人”（包括領(lǐng)導(dǎo)和員工）在質(zhì)量管理中的作用及價(jià)值，更傾向于定性的評(píng)價(jià)。蔣家東、溫德成等在對(duì)企業(yè)質(zhì)量競(jìng)爭(zhēng)力進(jìn)行評(píng)價(jià)的因素分析法中強(qiáng)調(diào)了質(zhì)量意識(shí)居于核心地位，認(rèn)為質(zhì)量意識(shí)是指不受質(zhì)量資源和質(zhì)量能力直接約束而本身卻又能夠物化為企業(yè)的質(zhì)量資源和質(zhì)量能力的質(zhì)量觀念、知識(shí)和文化［10，11］。本文采用“質(zhì)量意識(shí)”這一評(píng)價(jià)維度，但其內(nèi)涵更為廣泛，包括領(lǐng)導(dǎo)作用、全員行動(dòng)和質(zhì)量文化，領(lǐng)導(dǎo)作用衡量企業(yè)高層管理者對(duì)質(zhì)量部門、質(zhì)量方針制定以及質(zhì)量戰(zhàn)略管理規(guī)劃的重視程度；全員行動(dòng)體現(xiàn)在企業(yè)全體員工對(duì)質(zhì)量的認(rèn)知度和參與度；質(zhì)量文化則反映了企業(yè)的質(zhì)量?jī)r(jià)值觀和質(zhì)量行為方式，可以物化為企業(yè)的質(zhì)量資源和質(zhì)量能力。

數(shù)字化質(zhì)量管控能力主要考察企業(yè)為了實(shí)現(xiàn)基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的質(zhì)量提升投入的設(shè)備設(shè)施水平和產(chǎn)品全生命周期質(zhì)量管控能力。計(jì)量與檢驗(yàn)檢測(cè)、可靠性實(shí)驗(yàn)與驗(yàn)證以及質(zhì)量管理方法與工具是制約企業(yè)質(zhì)量管理水平的基礎(chǔ)性條件，具體包括檢驗(yàn)檢測(cè)裝置的水平和能力，可靠性設(shè)計(jì)體系的情況，可靠性試驗(yàn)工程體系情況等［12-14］。企業(yè)信息化設(shè)施水平是影響數(shù)字化質(zhì)量管控能力的決定性因素，高曉雨等構(gòu)建的中國(guó)制造信息化指數(shù)用生產(chǎn)裝備數(shù)控化率、工業(yè)軟件普及率、工業(yè)設(shè)備聯(lián)網(wǎng)率等衡量企業(yè)的信息基礎(chǔ)設(shè)施水平［15］。產(chǎn)品全生命周期質(zhì)量管控能力是指通過(guò)寫實(shí)生產(chǎn)過(guò)程關(guān)鍵環(huán)節(jié)的質(zhì)量信息，建立嚴(yán)密的數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)分析模型，從而推動(dòng)過(guò)程管控體系嚴(yán)密運(yùn)行。本文從產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)、原材料采購(gòu)、生產(chǎn)制造、銷售及售后四個(gè)階段考察企業(yè)數(shù)字化質(zhì)量管控能力。

質(zhì)量效益是企業(yè)數(shù)字化質(zhì)量管理能力的結(jié)果性因素及表現(xiàn)層因素，指企業(yè)通過(guò)持續(xù)推進(jìn)信息化建設(shè)與質(zhì)量改進(jìn)的協(xié)調(diào)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)的質(zhì)量提升及顧客滿意度提升等。何楨把外部消費(fèi)者評(píng)價(jià)視為企業(yè)質(zhì)量管理水平的外在表現(xiàn)和結(jié)果性因素，包括客戶滿意度和產(chǎn)品質(zhì)量［16］。蔣家東將企業(yè)質(zhì)量競(jìng)爭(zhēng)力的顯性的、表層的因素稱作結(jié)果因素，包括實(shí)物質(zhì)量、市場(chǎng)適應(yīng)能力、顧客滿意程度等［10］。本文用產(chǎn)品實(shí)物質(zhì)量和客戶滿意度來(lái)衡量企業(yè)的質(zhì)量效益，包括產(chǎn)品質(zhì)量合格率、按期交貨率、客戶投訴率等表征。

基于以上分析設(shè)計(jì)了數(shù)字化質(zhì)量管理能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，共分為3個(gè)一級(jí)指標(biāo)，11個(gè)二級(jí)指標(biāo)，32個(gè)三級(jí)指標(biāo)，見(jiàn)表1。

4 原材料行業(yè)數(shù)字化質(zhì)量管理能力實(shí)證分析

4.1 計(jì)算方法

通過(guò)比較，兼顧科學(xué)性與可操作性考慮，論文采用綜合方法計(jì)算數(shù)字化質(zhì)量管理能力，具體計(jì)算公式如下：

其中DQMC（Digital Quality Management Capability）為全國(guó)、各省區(qū)市或者各行業(yè)企業(yè)數(shù)字化質(zhì)量管理能力，a為一級(jí)指標(biāo)的個(gè)數(shù)，本指數(shù)中a=3，Wi為第i個(gè)一級(jí)指標(biāo)在總指數(shù)中的權(quán)重。ni為第i個(gè)一級(jí)指標(biāo)下轄二級(jí)指標(biāo)的個(gè)數(shù)，Nij為第i個(gè)一級(jí)指標(biāo)的下轄的第j個(gè)二級(jí)指標(biāo)的權(quán)重，mij為第i個(gè)一級(jí)指標(biāo)第j個(gè)二級(jí)指標(biāo)下三級(jí)指標(biāo)的個(gè)數(shù)，Mijk為第i個(gè)一級(jí)指標(biāo)第j個(gè)二級(jí)指標(biāo)下第k個(gè)三級(jí)指標(biāo)權(quán)重，Pijk為該三級(jí)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化后的值。

4.2 數(shù)據(jù)收集及處理

基于兩化融合服務(wù)平臺(tái)，調(diào)研了3萬(wàn)多家原材料企業(yè)，通過(guò)統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗，最終獲得21 174個(gè)有效樣本。針對(duì)部分缺失數(shù)據(jù)，我們結(jié)合各個(gè)指標(biāo)的具體情況，采用插值法、外推法、組平均數(shù)替代法以及用相關(guān)指標(biāo)替代等方法進(jìn)行補(bǔ)充。數(shù)據(jù)分析前期進(jìn)行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理，消除不同指標(biāo)的量綱。

4.3 原材料行業(yè)數(shù)字化質(zhì)量管理能力分析

在本次考察的21 174家原材料企業(yè)中，石化、鋼鐵、有色、建材等四大重點(diǎn)細(xì)分領(lǐng)域的企業(yè)數(shù)量分別為7 213、2 707、2 478、8 776家。從企業(yè)規(guī)模分布情況來(lái)看，1 000人以上的大型企業(yè)有1 915家，300～1 000人的中型企業(yè)有3 798家，300人以下的小微企業(yè)有15 461家。經(jīng)過(guò)近幾年的環(huán)保督查與淘汰落后產(chǎn)能，原材料行業(yè)整體集中度呈現(xiàn)提升趨勢(shì)。結(jié)合行業(yè)與規(guī)模分析，原材料行業(yè)中石化和鋼鐵行業(yè)集中度更高，大型企業(yè)占比更多；有色行業(yè)集中度低于石化和鋼鐵，建材行業(yè)集中度最低（見(jiàn)圖1）。從具體行業(yè)看，石化、鋼鐵、有色、建材數(shù)字化質(zhì)量管理能力得分分別為60.0、58.6、53.6、53.2（見(jiàn)圖1），數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)數(shù)字化質(zhì)量管理能力與行業(yè)集中度呈高度正相關(guān)關(guān)系。這是由于大型企業(yè)在數(shù)字化轉(zhuǎn)型、質(zhì)量體系等方面的投入更多，管理更加完善。

表1 企業(yè)數(shù)字化質(zhì)量管理能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

圖1 原材料行業(yè)數(shù)字化質(zhì)量管理能力與行業(yè)集中度

截止到2019年9月，全國(guó)石化、鋼鐵、有色、建材行業(yè)兩化融合水平分別為57.5、56.7、48.9、49.5（見(jiàn)圖2）。數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)數(shù)字化質(zhì)量管理能力與兩化融合水平也呈正相關(guān)關(guān)系，說(shuō)明國(guó)家推進(jìn)兩化融合進(jìn)程對(duì)促進(jìn)企業(yè)數(shù)字化質(zhì)量管理能力提升有促進(jìn)作用。

圖2 原材料行業(yè)兩化融合水平和基于兩化融合的質(zhì)量管理能力對(duì)比分析

圖3 原材料行業(yè)基于兩化融合的質(zhì)量管理能力總體情況

原材料行業(yè)數(shù)字化質(zhì)量管理能力評(píng)估得分57.1分。從分項(xiàng)指標(biāo)看，原材料行業(yè)質(zhì)量意識(shí)得分56.0，數(shù)字化質(zhì)量管控水平得分50.9，質(zhì)量效益得分68.0（見(jiàn)圖3）。說(shuō)明通過(guò)質(zhì)量管理體系持續(xù)推廣，各種質(zhì)量工具的應(yīng)用，原材料行業(yè)企業(yè)質(zhì)量意識(shí)逐步提高，質(zhì)量效益相對(duì)較高。但是由于原材料屬于傳統(tǒng)行業(yè)，利用信息技術(shù)和數(shù)字化手段提升質(zhì)量的水平仍然較低，進(jìn)一步借助企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型和兩化融合管理體系貫標(biāo)，提升產(chǎn)品全生命周期的數(shù)字化質(zhì)量管控水平是工作重點(diǎn)。

針對(duì)評(píng)估關(guān)鍵指標(biāo)數(shù)字化質(zhì)量管控能力水平展開(kāi)分析，總體上企業(yè)規(guī)模與各項(xiàng)指標(biāo)呈正相關(guān)關(guān)系，與行業(yè)集中度的原因類似。在質(zhì)量與信息化基礎(chǔ)一項(xiàng)，質(zhì)量與計(jì)量基礎(chǔ)設(shè)施和信息安全建設(shè)水平較高，而信息化設(shè)備設(shè)施和設(shè)備聯(lián)網(wǎng)水平較低。產(chǎn)品全生命周期的數(shù)字化質(zhì)量管控能力水平普遍較低，尤其是研發(fā)設(shè)計(jì)階段的數(shù)字化質(zhì)量管控能力是短板（見(jiàn)表2）。說(shuō)明原材料行業(yè)進(jìn)一步提升數(shù)字化質(zhì)量管控能力，重點(diǎn)在于提升機(jī)器設(shè)備數(shù)字化程度及聯(lián)網(wǎng)率，從產(chǎn)品全生命周期視角看需要提升產(chǎn)品設(shè)計(jì)研發(fā)階段的數(shù)字化應(yīng)用水平，從產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)的源頭提高質(zhì)量管控能力。

另外通過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)品全生命周期各環(huán)節(jié)數(shù)字化管控，實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)流程透明化、規(guī)范化管理，有效提升了原材料產(chǎn)品質(zhì)量。采購(gòu)管理環(huán)節(jié)，可實(shí)現(xiàn)采購(gòu)尋源、采購(gòu)成本管理、采購(gòu)計(jì)劃生成與發(fā)放、采購(gòu)索賠等信息化管理的企業(yè)，產(chǎn)品質(zhì)量合格率為96.1%，明顯高于未實(shí)現(xiàn)的企業(yè)。物流和庫(kù)存管理環(huán)節(jié)，可實(shí)現(xiàn)原料出入庫(kù)及配送信息化管理的企業(yè)，產(chǎn)品質(zhì)量合格率為96.3%，有效提升了產(chǎn)品質(zhì)量。績(jī)效管理環(huán)節(jié)，能夠利用信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵績(jī)效管理事務(wù)記錄、跟蹤和考核全過(guò)程管理的企業(yè)，產(chǎn)品質(zhì)量合格率高達(dá)96.4%，對(duì)原材料產(chǎn)品質(zhì)量也有一定的提升作用。

5 原材料行業(yè)提升數(shù)字化質(zhì)量管控能力的方法路徑

5.1 打造用戶需求為導(dǎo)向的協(xié)同研制能力，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量和性能本質(zhì)提升

以用戶需求為導(dǎo)向，從新產(chǎn)品研制階段即考慮原材料上下游企業(yè)的協(xié)同關(guān)系，規(guī)避質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)，開(kāi)展基于原材料質(zhì)量設(shè)計(jì)的協(xié)調(diào)解決方案，從而在最終實(shí)物產(chǎn)品上體現(xiàn)出質(zhì)量和性能提升。基于原材料的質(zhì)量設(shè)計(jì)方案中數(shù)字化研發(fā)能力提升以特鋼產(chǎn)品為例，為滿足諸如汽車、航空等下游用戶需求，從用戶產(chǎn)品研發(fā)或者制造階段即開(kāi)始介入進(jìn)行協(xié)同研發(fā)，根據(jù)用戶產(chǎn)品性能、工藝以及制造需求，采用基于原材料質(zhì)量、工藝及配套流程等一體化的設(shè)計(jì)研發(fā)程序，利用計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)、仿真等數(shù)字化研發(fā)手段能夠極大縮短研發(fā)周期，滿足客戶產(chǎn)品質(zhì)量需求，提高用戶滿意度。類似案例還包括裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件個(gè)性化定制以及石材產(chǎn)品快速深化設(shè)計(jì)等，均是圍繞用戶需求打造能力實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品和服務(wù)質(zhì)量提升。

5.2 打造生產(chǎn)全過(guò)程質(zhì)量管控能力，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量在線監(jiān)控和離線分析

在質(zhì)量管控的過(guò)程中堅(jiān)持以預(yù)防為主，把事后檢查轉(zhuǎn)化為事前把關(guān)。為了保證產(chǎn)品質(zhì)量，加強(qiáng)預(yù)控，同時(shí)在工序中的重點(diǎn)工序設(shè)定為關(guān)健工序，作為生產(chǎn)過(guò)程中的質(zhì)量控制要點(diǎn)，在關(guān)鍵部位或薄弱環(huán)節(jié)處設(shè)置質(zhì)量控制點(diǎn)，在控制的過(guò)程中進(jìn)行質(zhì)量跟蹤檢查。智能工廠以現(xiàn)代傳感技術(shù)為基礎(chǔ)，成功構(gòu)建在線的生產(chǎn)全過(guò)程質(zhì)量管理體系，通過(guò)儀器儀表、SCADA以及傳感器實(shí)時(shí)采集生產(chǎn)過(guò)程參數(shù)，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線等控制網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)焦に噮?shù)數(shù)據(jù)庫(kù)中，將采集到的生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并與相應(yīng)的工藝標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比對(duì)，系統(tǒng)在發(fā)現(xiàn)異常數(shù)據(jù)后會(huì)自動(dòng)記錄并實(shí)時(shí)報(bào)警提醒相關(guān)人員，督促其分析原因、采取措施取消報(bào)警狀態(tài)。對(duì)報(bào)警信息即時(shí)響應(yīng)的處理過(guò)程和結(jié)果數(shù)據(jù)會(huì)自動(dòng)上傳到監(jiān)控中心，供監(jiān)控中心人員查看及后續(xù)分析統(tǒng)計(jì)。對(duì)生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)長(zhǎng)期存儲(chǔ)，提升生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量的數(shù)據(jù)收集和統(tǒng)計(jì)分析能力，開(kāi)發(fā)各種統(tǒng)計(jì)報(bào)表，對(duì)影響產(chǎn)品質(zhì)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，為產(chǎn)品質(zhì)量管理提供科學(xué)決策依據(jù)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程參數(shù)在線監(jiān)控、預(yù)警以及產(chǎn)品質(zhì)量閉環(huán)管理。

表2 關(guān)鍵指標(biāo)數(shù)字化質(zhì)量管控能力水平

5.3 打造精益生產(chǎn)管控能力，提升產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性和一致性

對(duì)現(xiàn)有工藝設(shè)計(jì)參數(shù)和制造流程全面梳理，挖掘影響產(chǎn)品合格率及質(zhì)量穩(wěn)定性的相關(guān)薄弱環(huán)節(jié)。在綜合衡量成本和質(zhì)量間關(guān)系的基礎(chǔ)上，通過(guò)優(yōu)化工藝參數(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)步提升。采用PLC、FCS以及DCS等自動(dòng)控制系統(tǒng)和技術(shù)手段全面提升制造過(guò)程自動(dòng)化、數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化水平，基于數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程安全穩(wěn)定和連續(xù)控制。采用MES信息系統(tǒng)、RFID以及可視化監(jiān)控等技術(shù)和方法，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程透明化、標(biāo)準(zhǔn)化、精準(zhǔn)化管控。借鑒精益制造相關(guān)理論方法，在綜合衡量成本和質(zhì)量間關(guān)系的基礎(chǔ)上，不斷優(yōu)化生產(chǎn)過(guò)程參數(shù)，提高產(chǎn)品合格率，實(shí)現(xiàn)降本增效。

5.4 打造質(zhì)量數(shù)據(jù)集成管控能力，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量全面控制和提升

目前，越來(lái)越多原材料企業(yè)通過(guò)信息化手段實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量信息化管控，這些質(zhì)量管理信息系統(tǒng)根據(jù)企業(yè)經(jīng)營(yíng)戰(zhàn)略需求分布在MES、ERP以及SCM等信息系統(tǒng)中，由于系統(tǒng)集成能力較低，無(wú)法實(shí)現(xiàn)面向產(chǎn)品全生命周期的質(zhì)量數(shù)據(jù)集成管控。為此，兩化融合發(fā)展水平較高的原材料企業(yè)正在通過(guò)信息系統(tǒng)集成實(shí)現(xiàn)質(zhì)量數(shù)據(jù)集成管控。例如，打造設(shè)計(jì)、工藝、制造全流程一貫質(zhì)量保證能力，就是通過(guò)設(shè)計(jì)和制造質(zhì)量數(shù)據(jù)集成實(shí)現(xiàn)質(zhì)量提升和管控；產(chǎn)銷一體化管控能力就是打通生產(chǎn)制造和供應(yīng)鏈之間質(zhì)量數(shù)據(jù)連接；基于數(shù)據(jù)自動(dòng)分析與決策的質(zhì)量全過(guò)程保證能力就是通過(guò)打通設(shè)計(jì)、制造、供應(yīng)鏈等信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)質(zhì)量數(shù)據(jù)全面管控。

6 總結(jié)及建議

6.1 企業(yè)提升數(shù)字化質(zhì)量管理水平面臨的挑戰(zhàn)

質(zhì)量管理理念經(jīng)歷了從傳統(tǒng)質(zhì)量檢驗(yàn)、統(tǒng)計(jì)質(zhì)量管理、全面質(zhì)量管理到精益六西格瑪、卓越運(yùn)營(yíng)的迭代和升級(jí)，而“基于數(shù)據(jù)的決策”在其中所起的作用也越來(lái)越重要。而今工業(yè)4.0及大數(shù)據(jù)時(shí)代，明智、及時(shí)的質(zhì)量管理和改進(jìn)決策越來(lái)越依賴于對(duì)質(zhì)量數(shù)據(jù)的收集、管理和有效分析，然而也面臨著諸多挑戰(zhàn)。

第一，數(shù)據(jù)收集和管理的難度大。在質(zhì)量管理中，產(chǎn)品、半成品和零部件的質(zhì)量檢驗(yàn)數(shù)據(jù)，是反映質(zhì)量狀況和生產(chǎn)過(guò)程狀態(tài)的第一手資料。但長(zhǎng)期以來(lái)，并未有一種十分有效的方式來(lái)搜集、管理和利用這些數(shù)據(jù)。首先，測(cè)量設(shè)備和儀器本身在數(shù)字化方面的局限限制了這種應(yīng)用；其次，由于質(zhì)量檢驗(yàn)場(chǎng)景在取樣、檢驗(yàn)規(guī)程、操作習(xí)慣上靈活多樣，這就給數(shù)據(jù)收集的軟硬件系統(tǒng)提出了很高的要求；最后，如何確保一線的質(zhì)量檢驗(yàn)人員嚴(yán)格、正確地執(zhí)行公司的抽樣計(jì)劃、檢驗(yàn)計(jì)劃，最大限度地減少各種假數(shù)據(jù)、錯(cuò)漏數(shù)據(jù)也是一個(gè)需要解決的重要問(wèn)題。

第二，即時(shí)分析和響應(yīng)的挑戰(zhàn)。直至目前，不論是統(tǒng)計(jì)質(zhì)量管理，還是精益六西格瑪中的數(shù)據(jù)分析，絕大多數(shù)都是離線時(shí)候進(jìn)行的。質(zhì)量數(shù)據(jù)的非結(jié)構(gòu)化對(duì)質(zhì)量數(shù)據(jù)的即時(shí)分析構(gòu)成了一道天然的屏障，這不僅使得質(zhì)量工程師不得不在數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換、清洗方面花費(fèi)大量的時(shí)間和精力，而且所得出的結(jié)論往往也都是“事后諸葛亮”式的總結(jié)式報(bào)告，而無(wú)法對(duì)質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行及時(shí)監(jiān)控、快速響應(yīng)和有效控制。

第三，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析知識(shí)欠缺。質(zhì)量數(shù)據(jù)的分析離不開(kāi)工業(yè)統(tǒng)計(jì)學(xué)。在傳統(tǒng)的模式下，過(guò)程評(píng)估、可接受抽樣計(jì)劃、描述性統(tǒng)計(jì)、層次分析、非正態(tài)數(shù)據(jù)的處理等，都需要工程師了解統(tǒng)計(jì)學(xué)的基本原理，進(jìn)而在數(shù)據(jù)整理完成后選擇合適的統(tǒng)計(jì)分析算法，這對(duì)于工程技術(shù)人員而言，本身就是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。

第四，合規(guī)的挑戰(zhàn)。質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn)林立，如ISO9000、IATF16949、QS9000、ISO22514，以及六西格瑪分析方法等；雖然這些標(biāo)準(zhǔn)和時(shí)間慣例各有側(cè)重，但對(duì)于質(zhì)量數(shù)據(jù)的分析而言，企業(yè)同樣需要確保不同的工作人員按照一貫、正確的方式進(jìn)行工作。

第五，復(fù)合型人才缺失。隨著人工智能和大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來(lái)，在大數(shù)據(jù)引發(fā)資本與市場(chǎng)強(qiáng)烈關(guān)注的同時(shí)，人才短缺問(wèn)題已經(jīng)成為迫在眉睫需要解決的問(wèn)題，尤其是大數(shù)據(jù)在行業(yè)應(yīng)用時(shí)所需的復(fù)合型人才缺口極大。企業(yè)數(shù)字化質(zhì)量管理需要工程師熟悉統(tǒng)計(jì)學(xué)知識(shí)以及統(tǒng)計(jì)算法，這成為工程技術(shù)人員面臨的挑戰(zhàn)。

6.2 企業(yè)提升數(shù)字化質(zhì)量管理能力的建議

第一，提升機(jī)器設(shè)備聯(lián)網(wǎng)率和研發(fā)設(shè)計(jì)階段的質(zhì)量管控能力是原材料企業(yè)實(shí)現(xiàn)質(zhì)量跨越式提升的關(guān)鍵。企業(yè)在實(shí)現(xiàn)單項(xiàng)業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)信息化和數(shù)字化的基礎(chǔ)上，可通過(guò)進(jìn)一步提升企業(yè)內(nèi)部跨部門、跨業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)的綜合集成能力，以及跨企業(yè)間的協(xié)同管控水平，來(lái)實(shí)現(xiàn)質(zhì)量的跨越式提升。

第二，提升產(chǎn)品全生命周期的數(shù)字化質(zhì)量管控能力。從數(shù)據(jù)收集的源頭著手進(jìn)行數(shù)字化檢測(cè)，對(duì)質(zhì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行格式化收集和管理，建立一整套涵蓋抽樣/取樣計(jì)劃、質(zhì)量控制計(jì)劃、檢驗(yàn)計(jì)劃、質(zhì)量監(jiān)控、變異源分析、質(zhì)量報(bào)表、風(fēng)險(xiǎn)跟進(jìn)和反饋的系統(tǒng)和機(jī)制。

第三，充分發(fā)揮經(jīng)典質(zhì)量管理理論在實(shí)踐中的指導(dǎo)性作用。按照相關(guān)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和最佳實(shí)踐慣例，將那些常用而有效的質(zhì)量分析方法進(jìn)行整合，降低門檻，變成絕大多數(shù)工作人員都能在日常工作中輕松使用的工具，而將深?yuàn)W的統(tǒng)計(jì)學(xué)方法研究留給少數(shù)的六西格瑪黑帶大師去進(jìn)行。

第四，強(qiáng)化數(shù)字化質(zhì)量分析結(jié)果對(duì)決策的支撐作用。通過(guò)系統(tǒng)將質(zhì)量數(shù)據(jù)和有價(jià)值的信息及時(shí)共享給管理人員，幫助他們即時(shí)了解企業(yè)的實(shí)時(shí)質(zhì)量狀況，將質(zhì)量控制“透明化”，以便能幫助他們更好地進(jìn)行決策。

第五，將數(shù)字化質(zhì)量管理能力提升至全面質(zhì)量管理范疇。通過(guò)業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)信息化管控，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)流程透明化、規(guī)范化管理，有效提升原材料產(chǎn)品質(zhì)量。采購(gòu)管理環(huán)節(jié)，可實(shí)現(xiàn)采購(gòu)尋源、采購(gòu)成本管理、采購(gòu)計(jì)劃生成與發(fā)放、采購(gòu)索賠等信息化管理；物流和庫(kù)存管理環(huán)節(jié)，可實(shí)現(xiàn)原料出入庫(kù)及配送信息化；績(jī)效管理環(huán)節(jié)，能夠利用信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵績(jī)效管理事務(wù)記錄、跟蹤和考核全過(guò)程管理。