檢測結果數(shù)字化賦能智能制造

張 波，郭艷濤，權蒙蒙，邵振振

（富士康科技集團鴻富錦精密電子（鄭州）有限公司華南檢測中心，河南 鄭州 450000）

1 引言

工業(yè)大數(shù)據(jù)的搜集和特征分析是德國工業(yè)4.0、美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等制造業(yè)創(chuàng)新戰(zhàn)略的實施基礎。近年來，數(shù)據(jù)分析應用的發(fā)展是智能制造發(fā)展的制高競爭點。當前，作為服務制造業(yè)的檢測活動大多處于較為原始的應用層面，如圖1所示，目前主要檢測信息流轉方式存在占用較多數(shù)據(jù)處理人員、流轉不透明、缺乏即時性、追溯煩瑣等痛點。且檢測檔案存在產(chǎn)品數(shù)據(jù)格式不統(tǒng)一、信息紙檔化、跨層次、跨環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)孤島等問題，檢測結果僅僅作為呈現(xiàn)受檢樣品是否合格的評價參考，對于品控人員、生產(chǎn)管理層數(shù)據(jù)利用價值非常低。

圖1 當前主要檢測信息流轉方式示意

2 研究目的和意義

隨著現(xiàn)場總線等網(wǎng)絡控制技術引入工業(yè)控制環(huán)節(jié)，檢測設備已不是一個個孤島，通過網(wǎng)絡將檢測數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴a(chǎn)管理層，各生產(chǎn)部門在第一時間得到每個工件指標，對提高生產(chǎn)管理效率和企業(yè)效益都有著巨大的貢 獻。本文積極探索科技檢測的道路，用新理念、新技術、創(chuàng)新發(fā)展提升檢測服務競爭力，全面提升檢測活動的信息化水準，更好地發(fā)掘利用數(shù)據(jù)價值，從而使檢測活動更加貼合、融入生產(chǎn)制造，助力企業(yè)提質(zhì)、增效、降本、減存。通過推動搭建檢測平臺、檔案標準化整合、智能數(shù)據(jù)采集、系統(tǒng)化分析應用來助力企業(yè)提高產(chǎn)品質(zhì)量、快速響應市場、提升核心競爭力。

3 研究推動重點

3.1 搭建檢測平臺，豐富并拓展檢測邊緣

1）以檢測活動為核心，梳理人、機、料、法、環(huán)多維度檢測及泛檢測因子結構樹，立足于打通檢測活動的上下游相關數(shù)據(jù)壁壘，打造包括存儲、集成、訪問、分析與管理功能于一體的智能檢測平臺，如圖2所示。基于對企業(yè)的實際調(diào)研和系統(tǒng)的需求分析，豐富業(yè)務數(shù)據(jù)底層（上百個數(shù)據(jù)庫字段），建立統(tǒng)一維度檢測指揮體系，涵蓋權限管理、明細查詢、趨勢分析、個性化預警等信息化服務模塊，并可依據(jù)需求持續(xù)完善功能。

圖2 檢測平臺生態(tài)框架

2）平臺可開放接口方便終端客戶開發(fā)專用檢測服務APP及各類創(chuàng)新應用。并以此為基礎打造資源富集、多方參與、合作共贏、協(xié)同演進的檢測服務生態(tài) 體系。

3.2 數(shù)據(jù)檔案標準化及智能數(shù)據(jù)采集

智能制造管理系統(tǒng)分析的主要對象是相關生產(chǎn)活動中的各類數(shù)據(jù)，通常，這些數(shù)據(jù)主要來自兩個方面：對生產(chǎn)過程參數(shù)記錄和對產(chǎn)品的檢測。在計算機輔助質(zhì)量管理系統(tǒng)中，常見的數(shù)據(jù)信息采集方式如下。

1）全自動化檢測與過程參數(shù)記錄系統(tǒng)。系統(tǒng)將自動檢測并分析，將結果上傳于對應數(shù)據(jù)庫，提供定制化決策支持等功能集成化。計算機控制的坐標測量機和機器視覺是全自動質(zhì)量數(shù)據(jù)采集方式的典型例子。

2）計算機輔助檢測系統(tǒng)。系統(tǒng)所應用的各類傳感器將被測件的物理量轉換為電量，再通過接口與計算機相連接。這類系統(tǒng)中的檢測活動大多是手動的，信息的傳輸大多是通過自動方式。

3）手工檢測與錄入的作業(yè)模式。場景類如：手工使用常規(guī)的卡尺測量或“目測”，人工再將檢測數(shù)據(jù)輸入計算機品質(zhì)表格。當前國內(nèi)很多制造型企業(yè)的品控活動仍停留這一層次上。

當前，企業(yè)內(nèi)檢測設備類型多樣： Hexagon、WKM、Micro_vu、Equator、PowerMetro等多達數(shù)十種，雖然導出的檢測檔案類型各異，但多數(shù)具備自主化信息注釋功能。因此，采集端可結合設備特性定制化功能開發(fā)，并避免人員數(shù)據(jù)錄入動作。采集端開發(fā)主要思路：①結合企業(yè)產(chǎn)品加工工藝流程（制程段、加工地點）、品質(zhì)管控節(jié)奏（抽檢頻率）、送檢用途（首件檢驗、復測、調(diào)機確認、換刀確認）等檢測背景因子，制定各類型檢測機臺結果導出標準化格式規(guī)范，通過對檢測程序中加入相關常量/變量參數(shù)，得以在每個檢測結果檔案輸出中自動賦予相對完整的資料標簽；②定制化開發(fā)各類型檢測檔案抓取功 能，采集程序界面如圖3所示，不僅實現(xiàn)對各類檢測檔案數(shù)據(jù)解析入數(shù)據(jù)庫，對檔案中各種注釋信息也可匹配對應數(shù)據(jù)庫字段；③當檢測任務結束時自動調(diào)用抓取程式執(zhí)行數(shù)據(jù)錄入，實現(xiàn)檢測數(shù)據(jù)自動、本源、實時上傳。

圖3 定制化數(shù)據(jù)檔案抓取，功能集成

4 系統(tǒng)化數(shù)據(jù)分析

檢測數(shù)據(jù)作為品質(zhì)管控的重要依據(jù)，實現(xiàn)系統(tǒng)化分析可大大降低技術、人力短缺帶來的負面影響且保證品質(zhì)報表真實可信賴。系統(tǒng)底層邏輯融入人工統(tǒng)計及數(shù)據(jù)分析思路，通過對平臺數(shù)據(jù)集中審查和校驗，發(fā)現(xiàn)并糾正識別到的異常，刪除缺失值、無效值，最終保留一致、干凈的數(shù)據(jù)，保證系統(tǒng)計算結果真實反映品質(zhì)狀況。通過多方位深度數(shù)據(jù)挖掘和分析模塊開發(fā)，可為產(chǎn)品質(zhì)量、模型優(yōu)化、新產(chǎn)品研發(fā)、柔性生產(chǎn)提供支持，滿足公司管理層、分析人員、檢測業(yè)務人員和生產(chǎn)人員等不同層次的管理和分析需求，提升公司運營決策能力。分析模塊示例如圖4所示。

圖4 檢測數(shù)據(jù)可視化分析

5 總結與展望

本文以檢測創(chuàng)新活動為契機，從檢測檔案標準化、標識解析、檢測數(shù)據(jù)可視化及即時預警等方面實現(xiàn)了積極有效的檢測與智造融合的探索推動。在智能制造時代來臨之際，我們必須首先理清發(fā)展中國制造的思路，在智能制造革命轉型大潮中，只有持續(xù)不斷地、更加有效地利用好數(shù)據(jù)，才能夠在激烈的競爭中求得生存，在創(chuàng)新中求得發(fā)展。檢驗檢測服務作為企業(yè)品控的一個關鍵抓手，對國民經(jīng)濟、新智造的貢獻作用日益突出，成為“大眾創(chuàng)業(yè)，萬眾創(chuàng)新”的重要平臺。檢驗檢測通過數(shù)字化的數(shù)據(jù)收集和持續(xù)化提升智能分析手段來逐步實現(xiàn)智能制造，助力“中國制造2025”戰(zhàn)略規(guī)劃的落地實施。