基于MES系統(tǒng)的全生命周期質(zhì)量追溯體系搭建及應(yīng)用

隨著制造業(yè)市場競爭日益激烈，客戶對工業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量及性能要求越來越苛刻，這就要求制造業(yè)對廠外零公里問題的反應(yīng)速度要迅速，能夠快速實現(xiàn)質(zhì)量問題的響應(yīng)、準確分析及有效解決，能夠在最短時間內(nèi)實現(xiàn)質(zhì)量數(shù)據(jù)的追蹤，最大程度的降低質(zhì)量問題給用戶帶來的損失，降低質(zhì)量問題給企業(yè)帶來的負面影響。傳統(tǒng)的依靠人工記錄、人工查閱開展產(chǎn)品質(zhì)量數(shù)據(jù)采集、問題分析及質(zhì)量追溯機制已無法滿足新時代制造業(yè)質(zhì)量問題解決及質(zhì)量數(shù)據(jù)追溯、跟蹤的需求，急需一種新的產(chǎn)品質(zhì)量數(shù)據(jù)采集、追蹤模式的誕生。以某大型柴油機制造裝配企業(yè)為例，依托MES系統(tǒng)研究并搭建柴油機主要零部件(機體、缸蓋)自半成品(外協(xié)件)加工至整機裝配全生命周期過程質(zhì)量數(shù)據(jù)的數(shù)字化采集及分析，替代原始的大量的質(zhì)量記錄及產(chǎn)品過程信息臺賬，實現(xiàn)質(zhì)量數(shù)據(jù)與生產(chǎn)數(shù)據(jù)信息的交互貫通，促進大型生產(chǎn)線數(shù)字化、信息化建設(shè)，優(yōu)化產(chǎn)品過程質(zhì)量信息管控，完成柴油機整機全生命周期檔案資料的搭建，創(chuàng)建柴油機質(zhì)量信息正向與反向雙通道追溯、追蹤新模式。

1 產(chǎn)品質(zhì)量追溯舊模式

柴油機自加工至裝配出庫整個產(chǎn)品周期內(nèi)質(zhì)量追溯分為三個層級，分別為零部件半成品(機體、缸蓋外協(xié)件編號)、零部件成品(機體、缸蓋生產(chǎn)編號)、柴油機(機器編號)。

半成品工件按照批次投料后，工件抽檢后的紙質(zhì)質(zhì)量檢驗記錄(三坐標及實物測量)依據(jù)工件編號、批次號建立檢驗合格臺賬，半成品工件投入生產(chǎn)線加工至成品過程中，工件過程檢驗數(shù)據(jù)離散式的保存在各加工工序。當需要檢查、追溯工件加工檢驗質(zhì)量數(shù)據(jù)時，即正向質(zhì)量追溯，需人工逐條查閱半成品批次接收及檢驗記錄臺賬、各工序紙質(zhì)檢驗記錄，給質(zhì)量數(shù)據(jù)統(tǒng)計及質(zhì)量數(shù)據(jù)復(fù)查帶來了諸多不便，質(zhì)量數(shù)據(jù)查詢繁瑣，質(zhì)量追溯效果差且時效性缺失，給質(zhì)量問題的分析解決產(chǎn)生消極影響。在現(xiàn)場執(zhí)行過程中，質(zhì)量數(shù)據(jù)的存檔及查閱存在丟失的風險，同時存在質(zhì)量數(shù)據(jù)、質(zhì)量記錄填寫不及時、填寫不完整的問題，無法實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時收集，且無法實現(xiàn)機加工零部件裝配標準件的綁定與查詢，產(chǎn)品質(zhì)量檔案存在信息缺失。

市場反饋柴油機因主要零部件(機體或缸蓋)問題引起的故障原因進行數(shù)據(jù)分析時，即反向質(zhì)量追溯，需人工通過柴油機訂貨號及柴油機編號查閱車間紙質(zhì)柴油機編號臺賬確認零部件入庫日期，通過入庫日期查閱加工車間工件入庫臺賬確認工件加工班次及生產(chǎn)線，再根據(jù)查閱的信息結(jié)合故障問題翻閱工件工序檢驗記錄并進行問題故障分析。在整個問題分析及質(zhì)量數(shù)據(jù)追蹤過程中，數(shù)據(jù)追溯過程復(fù)雜，涉及部門及環(huán)節(jié)較多，不僅增加了工件質(zhì)量數(shù)據(jù)存檔的難度，同時工件質(zhì)量數(shù)據(jù)丟失的風險性增大，分析問題的時效性缺失。另外工件質(zhì)量數(shù)據(jù)收集及分析結(jié)果受人為主觀因素增強，不利于得出故障問題正確的分析結(jié)論，給柴油機故障問題分析帶來極其不利的干擾因素。

試驗原料為產(chǎn)自遼寧寬甸的天然菱鎂礦，其主要化學組成為：MgO(47.61%)、CaO(0.50%)、SiO2(0.66%)，純度約為99.58%。將菱鎂礦于750 ℃的馬弗爐中煅燒3.0 h后獲得輕燒氧化鎂，其MgO含量為96.89%。

2 產(chǎn)品質(zhì)量追溯新模式設(shè)計

在農(nóng)村金融體制改革方面，根據(jù)《國務(wù)院關(guān)于農(nóng)村金融體制改革的決定》，云南省對農(nóng)村金融體制進行了改革，增設(shè)了農(nóng)業(yè)發(fā)展銀行的分支機構(gòu)，調(diào)整了國有商業(yè)銀行的機構(gòu)設(shè)置，并進行了農(nóng)村合作銀行試點。到了2005年，云南省農(nóng)村信用社聯(lián)合社宣布成立，承擔對全省農(nóng)村信用社管理、指導(dǎo)、協(xié)調(diào)、服務(wù)的職責，是云南省深化農(nóng)村信用社改革試點工作的重大突破。截至2018年，云南省農(nóng)村信用社縣級聯(lián)社改制不斷推進，村鎮(zhèn)銀行組建取得突出成效。

為實現(xiàn)產(chǎn)品故障問題正向、反向質(zhì)量數(shù)據(jù)追溯快速響應(yīng)，實現(xiàn)質(zhì)量數(shù)據(jù)追溯快速通道的建立，依托MES系統(tǒng)通過工件可識別唯一性編碼實現(xiàn)產(chǎn)品過程質(zhì)量檢驗數(shù)據(jù)、標準件信息、入庫信息及裝機信息一站式檔案信息串聯(lián)存儲，取消現(xiàn)場大量紙質(zhì)檢驗記錄，實現(xiàn)收集車間生產(chǎn)線實時生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集，推動現(xiàn)場無紙化、數(shù)據(jù)傳遞信息化及分析結(jié)果可視化，實現(xiàn)如附圖1所示產(chǎn)品質(zhì)量追溯新模式。并將這些實時生產(chǎn)數(shù)據(jù)通過一鍵式查詢方便地提供給生產(chǎn)管理人員和現(xiàn)場工程師，便于他們及時掌握生產(chǎn)狀況和設(shè)備狀態(tài)，并改善生產(chǎn)流程、進行設(shè)備維護和維修。

2.1 正向質(zhì)量數(shù)據(jù)追溯設(shè)計

為實現(xiàn)柴油機整個生命周期質(zhì)量數(shù)據(jù)的采集，零部件(機體、缸蓋)上線加工的第一道工序完成工件唯一性標識即二維碼信息打刻，借助MES平臺實現(xiàn)與外協(xié)件二維碼信息的綁定，在整個柴油零部件(機體、缸蓋)加工、裝配過程中質(zhì)量數(shù)據(jù)及裝配件批次信息綁定依此為載體。同時為實現(xiàn)柴油機整個生命周期及裝配件綁定數(shù)據(jù)追溯精確定位到人員，MES系統(tǒng)開發(fā)并應(yīng)用“掃描平臺”界面及“人員登陸”模塊。在數(shù)據(jù)采集、綁定時，首先通過MES人機登入界面輸入員工工作證號，實現(xiàn)產(chǎn)線工序與員工綁定，每次人工掃描裝配件條形碼信息或錄入質(zhì)量信息進行數(shù)據(jù)采集、傳遞至MES系統(tǒng)時，自動實現(xiàn)采集數(shù)據(jù)與人員信息綁定。

MES系統(tǒng)分別建立了基于外協(xié)件二維碼、零部件(機體、缸蓋)二維碼、裝配件條形碼的正向追溯系統(tǒng)，重新設(shè)計開發(fā)二維碼信息及條形碼信息查詢規(guī)則及界面，輸入工件二維碼信息或裝配件條形碼信息可查詢質(zhì)量數(shù)據(jù)、裝配件批次號及廠家信息、外協(xié)件二維碼信息，并可實現(xiàn)柴油機裝配訂貨號及柴油機編號信息查詢。同時MES系統(tǒng)設(shè)計工件全檔案卡清單，可實現(xiàn)工件入庫臺賬的批量導(dǎo)出，輸入工件二維碼信息可實現(xiàn)工件上線時間、入庫時間查詢。

2.2 反向質(zhì)量數(shù)據(jù)追溯設(shè)計

柴油機在裝試車間或出廠后的反向質(zhì)量數(shù)據(jù)追溯，主要是通過柴油機訂貨號逐級查詢柴油機編號、零部件(機體、缸蓋)生產(chǎn)編號等信息，進而返查柴油機裝配過程質(zhì)量數(shù)據(jù)及零部件(機體、缸蓋)機加工質(zhì)量數(shù)據(jù)、標準件批次信息數(shù)據(jù)。為快速實現(xiàn)整個質(zhì)量數(shù)據(jù)追溯、追蹤的過程，可通過MES系統(tǒng)中物料拉動系統(tǒng)，依托工件二維碼信息，通過二維碼掃描識別裝置，實現(xiàn)柴油機訂貨號與柴油機編號、零部件(機體、缸蓋)生產(chǎn)編號在MES系統(tǒng)中集成式關(guān)聯(lián)綁定，柴油機質(zhì)量數(shù)據(jù)追溯路線實現(xiàn)“柴油機訂貨號(子號) 柴油機編號(主號)零部件(機體、缸蓋)生產(chǎn)編號(子號)”即 “三號”交互式數(shù)據(jù)追溯。

柴油機機加工及裝配生產(chǎn)線以主要零部件(機體、缸蓋)二維碼、裝配件(包括標準件)條形碼為載體，開發(fā)并使用MES集成信息平臺，通過配置二維碼及條形碼掃描設(shè)備，借助可視化信息錄入及維護界面，實現(xiàn)柴油機自關(guān)鍵零部件(機體、缸蓋)加工至裝配出廠過程中質(zhì)量數(shù)據(jù)綁定、存儲及全生命周期過程質(zhì)量數(shù)據(jù)的追溯。實現(xiàn)如圖2模式數(shù)據(jù)傳遞及綁定模式。

3 新模式產(chǎn)品質(zhì)量追溯系統(tǒng)實施

在柴油機整個反向質(zhì)量追溯過程中，關(guān)鍵是確認柴油機編號。通過市場反饋的柴油機訂貨號，可依托MES系統(tǒng)中“三號”數(shù)據(jù)綁定關(guān)系，不僅可以實現(xiàn)柴油機裝配過程中零部件信息及裝配質(zhì)量數(shù)據(jù)(包含試車數(shù)據(jù)等)的查詢，還可以借助MES系統(tǒng)實現(xiàn)零部件(機體、缸蓋)機加工質(zhì)量數(shù)據(jù)、標準件批次信息數(shù)據(jù)快速追蹤，替代舊模式中跨部門、跨領(lǐng)域逐級查閱大量紙質(zhì)質(zhì)量記錄及臺賬信息的方式，實現(xiàn)在MES系統(tǒng)中一鍵式查詢，提高市場反饋質(zhì)量問題分析的效率、質(zhì)量。借助MES系統(tǒng)搭建的柴油機反向質(zhì)量數(shù)據(jù)追溯新模式，可實現(xiàn)柴油機自零部件(機體、缸蓋)加工至裝配出廠各環(huán)節(jié)質(zhì)量數(shù)據(jù)的追溯，即可實現(xiàn)柴油機全生命周期的質(zhì)量數(shù)據(jù)追溯。

3.1 MES系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集

在柴油機裝配工藝路線中，正向質(zhì)量數(shù)據(jù)追溯即是柴油機主要零部件(機體、缸蓋)機加工質(zhì)量過程質(zhì)量追溯。為實現(xiàn)整個質(zhì)量追溯過程的無紙化及信息化，以零部件唯一可識別碼即二維碼為載體，通過自動或手持式二維碼掃碼槍提取工件二維碼信息，實現(xiàn)過程質(zhì)量檢驗數(shù)據(jù)、加工設(shè)備數(shù)據(jù)及外協(xié)件半成品信息、標準件裝配批次信息、工件氣密試驗數(shù)據(jù)集成式存儲并上傳至MES系統(tǒng)，工件追溯路線實現(xiàn)“外協(xié)件二維碼信息(子碼) 零部件(機體、缸蓋)二維碼(主碼)標準件條形碼(子碼)”即“三碼”交互式數(shù)據(jù)追溯。

3.2 正向質(zhì)量追溯實現(xiàn)

在整個正向質(zhì)量數(shù)據(jù)追溯過程中，關(guān)鍵是確定零部件二維碼信息。已知“三碼”中任何一碼，依托機加MES系統(tǒng)中的集成式存儲數(shù)據(jù)路線即可實現(xiàn)工件主碼信息查詢，然后再利用主碼信息在MES系統(tǒng)質(zhì)量數(shù)據(jù)的載體作用，可快速查詢到所需質(zhì)量數(shù)據(jù)、夾具數(shù)據(jù)、裝配件(標準件)批次等數(shù)據(jù)，代替人工查閱大量紙質(zhì)記錄的方式，取消大量現(xiàn)場紙質(zhì)記錄，提高質(zhì)量數(shù)據(jù)追溯及過程數(shù)據(jù)追蹤的實效性，解決現(xiàn)場質(zhì)量數(shù)據(jù)存儲難、查閱難的問題。

小學數(shù)學學科作為教育中的三大主科之一，與生活當中的各個方面都有著密切的聯(lián)系，因此應(yīng)該創(chuàng)新小學數(shù)學的教學方式，促進小學數(shù)學的教學效率，以促進學生的發(fā)展。在教學當中可以從以下幾個方向進行：

3.3 反向質(zhì)量追溯實現(xiàn)

MES系統(tǒng)分別建立了基于柴油機編號、柴油機訂貨號的反向追溯系統(tǒng)，設(shè)計開發(fā)“零部件追溯”查詢規(guī)則及界面，輸入柴油機訂貨號可反向查詢出柴油機編號，通過柴油機編號可查詢出裝配的零部件(機體、缸蓋)信息及裝配件信息，實現(xiàn)通過柴油機編號一鍵式查詢裝配清單功能。同時系統(tǒng)配置零部件操作過程查詢實現(xiàn)裝配件批次號信息、廠家信息及裝配時間的查詢；通過零部件(機體、缸蓋)信息反向追蹤機加工過程質(zhì)量數(shù)據(jù)及裝配件(標準件)批次、廠家等信息。

他用手上的刀絲掛住崖邊的樹木山石緩沖，因為下落的速度太快，第一次掛住東西的時候，拉斷了一條手臂，然后刀絲太過鋒利，斬斷了樹枝，第二次出手的時候，拉斷了他另外一條手臂，最后能看到崖底了，只有一條腿還是完整的，可掉下去的時候還是摔斷了……

4 小結(jié)

通過梳理柴油機全生命周期中各環(huán)節(jié)質(zhì)量檢驗數(shù)據(jù)、裝配件(包括標準件)信息，設(shè)計開發(fā)以零部件(機體、缸蓋)二維碼、柴油機編號為主要查詢條件的MES系統(tǒng)正向、反向質(zhì)量查詢及追溯機制。同時集成了MES系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集、裝配件條形碼綁定的功能，實現(xiàn)生產(chǎn)過程質(zhì)量記錄無紙化、數(shù)據(jù)采集信息化建設(shè)，完成了柴油機質(zhì)量信息全生命周期追溯信息化建設(shè)，降低了柴油機過程質(zhì)量數(shù)據(jù)管控成本，提升了質(zhì)量問題分析、質(zhì)量問題解決及問題響應(yīng)的效率，助力了生產(chǎn)線數(shù)字化、智能化建設(shè)。

[1]宋揚，阿福東，MES系統(tǒng)實施建設(shè)與創(chuàng)新技術(shù)應(yīng)用，中國管理信息化，2021.6.

[2]邱少林，MES在生產(chǎn)管理中的應(yīng)用研究，蘇州大學，2013.3.

[3]張錢錢，李春雷，基于MES的機加廠質(zhì)量追溯系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)，2021.3.

[4]王兆華，周燕飛，王勇發(fā)，基于質(zhì)量追溯的質(zhì)量管理信息系統(tǒng)研究與實現(xiàn)，南京航空航天大學，2017.