基于大數(shù)據(jù)分析的質(zhì)量管理系統(tǒng)研究

李 根，李晗靜，喻甲其

（航空工業(yè)成都飛機工業(yè)（集團）有限責任公司，四川成都 610091）

0 引言

隨著大數(shù)據(jù)時代的全面到來，軍工行業(yè)的發(fā)展邁上新的臺階，軍工產(chǎn)品的研制和生產(chǎn)也迎來了新的機遇與挑戰(zhàn)。在國家質(zhì)量提升的戰(zhàn)略指導下，研究基于大數(shù)據(jù)分析的質(zhì)量管理系統(tǒng)，以及探究數(shù)據(jù)化與工業(yè)化深度融合下的質(zhì)量管理改進，對促進質(zhì)量管理的有效性及提升質(zhì)量管理的效率有著積極而重要的意義。

武器裝備日趨復雜化、集成化、高速化、信息化、智能化以及大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用，傳統(tǒng)的質(zhì)量管理技術(shù)已經(jīng)不能滿足當前的質(zhì)量管理需求，必須突破傳統(tǒng)的質(zhì)量管理技術(shù)。利用產(chǎn)品研制過程中的質(zhì)量數(shù)據(jù)和可靠性信息，并進行綜合管控，是質(zhì)量信息化管理的重要環(huán)節(jié)，也是產(chǎn)品質(zhì)量保障和體系自我完善的重要手段。本文首先分析質(zhì)量管理現(xiàn)狀，分析當前質(zhì)量管理中數(shù)據(jù)應(yīng)用的薄弱環(huán)節(jié)，針對該問題研究質(zhì)量大數(shù)據(jù)分析平臺構(gòu)建，最后利用收集質(zhì)量管理過程中的各類數(shù)據(jù)集，進行算法驗證、迭代優(yōu)化、構(gòu)建完備的信息化質(zhì)量管理平臺。

1 質(zhì)量管理現(xiàn)狀

目前，航空工業(yè)成都飛機工業(yè)（集團）有限責任公司按照ISO9001、GJB5000A 標準建立、實施質(zhì)量管理體系，運營中利用PDCA（Plan-Do-Check-Act，計劃、實施、檢查、行動）管理循環(huán)對企業(yè)質(zhì)量管理體系進行持續(xù)改進與提升（圖1）。

圖1 基于PDCA 循環(huán)的質(zhì)量體系運營

隨著質(zhì)量管理要求的逐步提升以及信息化時代的到來，質(zhì)量管理工作在質(zhì)量數(shù)據(jù)的應(yīng)用方面略顯不足，因為質(zhì)量數(shù)據(jù)未得到充分應(yīng)用，目前的質(zhì)量管理工作存在以下4 個主要問題。

（1）質(zhì)量管理工作缺乏全面信息化手段支撐。從設(shè)計、制造、驗證到產(chǎn)品交付，整個產(chǎn)品生命周期中都需要進行質(zhì)量管控。但某些質(zhì)量關(guān)鍵控制點并沒有完全通過信息化手段進行管控，信息化未打通質(zhì)量業(yè)務(wù)活動的全過程，導致管理不全面且效率低。

（2）質(zhì)量數(shù)據(jù)缺乏有效的管理和應(yīng)用。質(zhì)量數(shù)據(jù)散落在各個部門中，不能及時的共享，且歷史質(zhì)量數(shù)據(jù)閑置、沒有發(fā)揮其利用價值。

（3）質(zhì)量數(shù)據(jù)的準確率偏低。主要通過人工錄入等方式收集質(zhì)量數(shù)據(jù)，人為差異性較大，不利于對質(zhì)量過程進行準確分析。

（4）質(zhì)量改進困難較多。主要通過采樣檢驗的方式進行質(zhì)量過程驗證，數(shù)據(jù)樣本較小，且各個過程的關(guān)聯(lián)性較差，并不利于對進行進一步質(zhì)量改進。

2 質(zhì)量大數(shù)據(jù)平臺搭建

通過第一階段的分析，目前質(zhì)量數(shù)據(jù)缺乏有效的管理和應(yīng)用，歷史數(shù)據(jù)閑置是當前質(zhì)量工作全面信息化亟待解決問題。為了加強對該類數(shù)據(jù)的應(yīng)用，通過搭建質(zhì)量大數(shù)據(jù)中心平臺收集匯總所有質(zhì)量數(shù)據(jù)，以大數(shù)據(jù)技術(shù)—數(shù)據(jù)中心模式，按照不同的應(yīng)用分類、如故障監(jiān)測、裝備故障模式，裝備可靠性分析等，提供快速預言（Predication/用歷史預測未來）和描述挖掘（Description/了解數(shù)據(jù)中的潛在規(guī)律）等技術(shù)，改變當前質(zhì)量管理方式，實現(xiàn)預測性質(zhì)量管理方式，以及通過信息化方式實現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期質(zhì)量管控。

通過質(zhì)量數(shù)據(jù)進行需求分析，模擬搭建質(zhì)量大數(shù)據(jù)中心平臺（圖2）：在日常工作中收集質(zhì)量數(shù)據(jù)，如故障單、設(shè)計更改等，通過數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)標準化等手段進行數(shù)據(jù)預處理，將處理好的數(shù)據(jù)放入數(shù)據(jù)管理平臺進行數(shù)據(jù)存儲；從數(shù)據(jù)庫取出數(shù)據(jù)進行分析挖掘應(yīng)用，以達到查詢統(tǒng)計分析、趨勢預測，故障預測等作用；最后，將應(yīng)用后的數(shù)據(jù)傳輸?shù)劫|(zhì)量信息管理平臺。

圖2 質(zhì)量大數(shù)據(jù)中心構(gòu)建

3 質(zhì)量信息管理平臺

處理完成后的數(shù)據(jù)需要一個可視化平臺進行展示，為便于數(shù)據(jù)應(yīng)用，需開發(fā)一個質(zhì)量數(shù)據(jù)管控平臺。為更進一步提升質(zhì)量管理工作效率，可將該平臺擴展到質(zhì)量信息管理平臺。

根據(jù)先進的質(zhì)量管理模式搭建從質(zhì)量策劃、設(shè)計、制造、試驗驗證、改進分析的全過程質(zhì)量信息化管理平臺。該平臺以提升質(zhì)量為目標，整合公司相關(guān)信息，建立先進、高效、協(xié)同的質(zhì)量管理集成平臺。

首先，明確該平臺目的。應(yīng)以質(zhì)量體系標準和質(zhì)量手冊要求為依托，質(zhì)量目標為綱領(lǐng)，過程執(zhí)行和監(jiān)管為重點，持續(xù)改進為核心，做到全方位提升實物質(zhì)量的同時，提高質(zhì)量管理工作的效率。

然后，進行信息化規(guī)劃。通過各業(yè)務(wù)端口對質(zhì)量數(shù)據(jù)、報告進行收集，如MES（Manufacturing Execution System，制造執(zhí)行系統(tǒng)）中的不合格品，數(shù)據(jù)生成后通過端口傳遞質(zhì)量管理系統(tǒng)，按照歸零標準進行問題處理，實現(xiàn)該質(zhì)量問題的跟蹤與監(jiān)管，累計不合格品數(shù)據(jù)形成故障模式和質(zhì)量知識庫。質(zhì)量信息平臺通過調(diào)用質(zhì)量大數(shù)據(jù)中心的統(tǒng) 一 API（Application Programming Interface，應(yīng)用程序接口）端口，從而從質(zhì)量維度對這些數(shù)據(jù)進行集中展示和分析，以反映出產(chǎn)品全生命周期的質(zhì)量情況，同時這些數(shù)據(jù)信息和處理經(jīng)驗也可以累計到質(zhì)量知識庫。

最后，根據(jù)業(yè)務(wù)需求分析，對整個質(zhì)量信息管理平臺進行搭建，總體架構(gòu)如圖3 所示。

圖3 質(zhì)量信息管理平臺

門戶信息、質(zhì)量體系、質(zhì)量數(shù)據(jù)管控中心、質(zhì)量活動、質(zhì)量知識庫和基礎(chǔ)平臺6 個板塊構(gòu)成了質(zhì)量信息管理平臺，具體功能如下。

（1）門戶信息，各類消息通知，如質(zhì)量預警，質(zhì)量工作計劃、質(zhì)量文件變更等公告信息。

（2）質(zhì)量體系，涵蓋集團、公司體系文件查詢，提供質(zhì)量目標、監(jiān)督審核、管理評審、質(zhì)量培訓、體系評估等功能。

（3）質(zhì)量數(shù)據(jù)管控中心，提供數(shù)據(jù)存儲和應(yīng)用的解決方案，支持多類型、多樣式、多維度的質(zhì)量分析統(tǒng)計報表，具有數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)挖掘、趨勢分析等功能。

（4）質(zhì)量活動，以論壇形勢對各項質(zhì)量活動進行交流，對技術(shù)經(jīng)驗進行分享。

（5）質(zhì)量知識庫，各類質(zhì)量知識文件、質(zhì)量案例、質(zhì)量規(guī)章、準備進行采集、分類管理、并提供快速檢索功能。

（6）基礎(chǔ)平臺，提供質(zhì)量管理人員信息，并對單位質(zhì)量管理工作組織進行介紹，便于量工作的開展。

4 結(jié)束語

通過對質(zhì)量管理工作現(xiàn)狀的分析，研究了質(zhì)量大數(shù)據(jù)中心平臺與質(zhì)量信息管理平臺的構(gòu)建。通過對質(zhì)量數(shù)據(jù)信息的采集、分析、共享和利用，已實現(xiàn)優(yōu)化質(zhì)量管理工作模式、消除質(zhì)量數(shù)據(jù)閑置，實現(xiàn)精細化質(zhì)量管理，從而提升質(zhì)量管理工作的效率及其有效性，為信息化質(zhì)量管理及產(chǎn)品全生命周期質(zhì)量管理提供基礎(chǔ)。