集成質量系統

集成質量系統概述
　　集成質量系統(IQS)是1987年由美國Kapoor教授等人首先提出的。IQS是計算機輔助質量系統(CAQ)發展的新階段。集成質量系統的概念包括：
　　(1)采用系統的方法覆蓋產品的整個生命周期和企業的各個層次;
　　(2)強調以企業長遠質量目標為基礎的質量策劃;
　　(3)強調從質量策劃和質量控制觀點出發的人的資源的開發:
　　(4)通過閉環質量控制器實現企業中與質量相關的過程和資源的控制，其重點是故障預防而不是廢品控制。
集成質量系統的發展
　　集成質量系統的發展主要體現在如下四個方面：
　　(1)集成水平的提高
　　計算機輔助質量系統實現系統信息集成，而集成質量系統在信息集成的基礎上進一步實現功能集成和過程集成。
　　(2)過程的延伸
　　計算機輔助質量系統主要涉及產品制造過程中的質量管理、質量保證和質量控制。集成質量系統則不僅涉及產品制造過程，而且延伸到產品設計開發階段和售后服務，即實現產品生命周期全過程的質量控制和質量保證，適應并行工程的模式。
　　(3)范圍的擴展
　　計算機輔助質量系統以企業內局域網為支持，實現企業內部質量信息的集成。隨著敏捷虛擬企業的出現，對集成質量系統提出了直接獲取國際性質量信息的需求，集成質量系統在Internet的支持下實現企業間質量信息的集成和質量監控。
　　(4)智能水平的提高
　　人工智能技術在集成質量系統諸多方面的應用，包括質量問題決策、質量分析診斷、質量計劃生成、過程監控等,使集成質量系統的智能水平提高并更為有效。
集成質量系統的主要特點
　?、俑采w產品的全生命周期，實現生命周期各個階段(從市場分析、工程設計、生產制造、成品試驗到售后服務)的橫向集成和企業各個層次(計劃層、管理控制層、執行層)的縱向集成；
　?、谕ㄟ^多層次、多環節的閉環質量控制實現企業內及企業間的所有與質量有關的過程和資源的有效控制；
　?、蹚娬{以企業長遠質量目標為基礎的質量計劃；
　?、軓娬{以新的質量觀為基礎的人的智慧和素質的提高。
">編輯]集成質量系統的五個集成

　　集成質量系統應實現五個方面的集成：

　　(1)縱向集成指質量活動與信息在企業的決策層、管理層和實施層之間的自上而下和自下而上的集成;
　　(2)過程集成指質量活動與信息在由獲取用戶和市場需求到設計、采購、生產準備、制造、質量檢驗、市場營銷和售后服務、用后處置這一產品生命周期全過程中的集成;
　　(3)內部功能集成指集成質量系統內部各功能子系統的集成;
　　(4)外部功能集成集成質量系統必須與CIMS其它功能子系統如EIS,MIS,MAS集成，包括物理的集成和信息的集成;
　　(5)知識集成集成質量系統必須集成過程知識與質量工程知識，知識應被所有功能子系統共享。
集成質量系統案例分析

　　案例：特鋼企業的集成質量系統

　　1.系統特征

　　(1)集成性

　　CIMS環境下特鋼企業IQS應把集成性作為系統建模過程中所要考慮的首要問題。IQS的集成性必須從縱向集成和橫向集成兩個角度同時考慮?？v向集成指質量活動與信息在企業決策層、管理層和實施層之間的自上而下和自下而上的集成，它是企業管理體制的集成在IQS中的體現；橫向集成指質量活動與信息在從獲取用戶和市場需求到設計、采購、生產準備、生產、質量檢驗、市場營銷和售后調查這一產晶生命周期全過程中的集成。同縱向集成相比，橫向集成可以看作是質雖活動與信息在產品質量形成過程上的集成。同時，在建模過程中要從CIMS整體集成的全局出發，既要實現IQS內部的集成，又要實現與其它子系統之間的信息集成。在IQS的開發過程中，開發人員需要與其它子系統的開發人員密切合作，選擇或設計合理的數據交換協議和外部接口機制，以實現透明的數據共享和數據在線交換。在CIMS環境下，集成質量系統的實現要借助于CIMS盼其它功能分系統共同完成，對不同系統的集成，接口就顯得異常重要，IQS與生產經營管理系統的物資供應子系統、銷售子系統、財務結算子系統以及制造執行系統中的生產調度子系統、物料子系統、基礎數據子系統等都存在密切的接口關系。DT-IQS與其它系統的信息集成關系見下圖。
　　

　　(2)分布性

　　現代質量管理工作已經發展到貫穿于整個產品的全生命周期中，結合特鋼企業的交際生產特點，本系統將質量管理合理的分砷j到企業生產運轉的各個環節，采用大型分布式數據庫精心設計數據結構，保證數據的一致性、安全性，并降低數據的冗余度。

　　(3)實時性

　　在鋼鐵冶煉、開坯、成材的過程中大量的基礎數據來源于生產現場，對于判定后的質量信息也要服務于生產現場，因此這部分數據的管理和控制對質量數據分析同樣起著重要作用。系統采用實時數據庫對這部分數據進行采集分析，并通過數據共享接口導人關系數據庫中；對過程中存在的質量問題進行實時上報、分析和反饋，實現了對過程質量信息的動態管理。

　　(4)共享性

　　系統建立的基于web的信息系統，為合法用戶提供了在線瀏覽、操作數據的可能，能及時了解某一鋼種、爐號所處的工序及產品檢驗狀態；對文件的錄入、發放、回收等管理，實現了質量文件在線分發共享。

　　(5)安全性

　　對質量工作人員的管理，減少或消除了由于職能不清導致的障礙，對人員編碼及權限的劃分，可防止非法用戶和未授權用戶對系統的非法侵人，保證了系統的安全性和可靠性。

　　(6)監控性

　　面向CIMS環境下的IQS實現了對生產全過程的質量信息進行跟蹤控制，提供出符合實際的產品質量指標和質量原始記錄，使得生產活動在該系統的控制之下得以順利進行。

　　2.體系結構

　　根據上述對特鋼企業IQS的分析，將CIMS環境下特鋼企業IQS的結構模型分為質量計劃管理、質量數據管理、過程質量管理、質量綜合信息管理、質量異議管理和質量統計分析管理六大功能子系統，見下圖。
　　

　　(1)質量計劃管理

　　質量計劃子模塊涵蓋了決策層和部分管理控制層功能。通常包括目標計劃、成本計劃和檢驗計劃。目標計劃是根據市場反饋和預測情況，制訂產品質量的長期和短期發展目標及實現目標的方案，以及產品質量要達到的各項質量指標和質量保證計劃。成本計劃是根據工藝文件、產品標準優化合理的產品設計方案，在達到產晶標準的同時制定成本最低的工藝路線。檢驗計劃是根據生產中物料月、日計劃信息，結合實驗設備使用占用條件及工藝約束條件等來制定包括原輔料、外購鋼錠鋼坯、生產中錠坯材、以及新產品和試驗品的檢驗計劃。

　　(2)質量數據管理

　　收集和管理與質量相關的各種實績與取樣信息(包括由設備直接采集的在線過程信息和手工錄入的離線質量信息)，記錄各生產工序巾工藝參數的變化情況，如加熱時間、加熱溫度、開軋溫度等。隨時了解每一爐鋼在各道生產工序E的質量情況及所處工序，動態跟蹤一個爐號從配料冶煉到加工成材全過程各個環節的質量信息。

　　(3)過程質量管理

　　過程管理是質量管理的主導，也是本系統設計的重點。泫子模塊涵蓋執行層和部分管理層的質量職能。過程是一組將輸入轉化為輸出的相互關聯或相互作用的活動。在質量管理中，將活動和相關的資源作為過程進行管理，以過程作為質量管理的基本單元，可以更好的得到期望的結果。

　　(4)質量綜合信息管理

　　承擔質量數據字典管理、質量文件管理、質檢人員管理等職能。實現對質量基礎數據信息的字典維護；提供質量文件的錄入存儲、發放、回收功能，保證各職能分廠在線接收并逐級下發文件；建立統一的質檢人員編碼，對檢驗人員的工作權限、責任進行有效的管理，防止誤檢、漏檢、越權操作等情況的發生，使質量業務問題的職責劃分更加清晰明確。

　　(5)質量異議管理

　　內部異議處理各職能分廠之間在生產過程中因上下工序提料、供料而引發的責任劃分糾紛，包括確定質量原因、責任分廠及責任人。外部異議一般是鋼鐵產品交付用戶使用后，由于使用方法、加工用途及熱處理條件等原因可能引發的各種質量問題。外部異議處理主要是確定產品責任的最終歸屬，通常采取重新化驗、技術分析的方法，并對物品或費用進行回沖、退改、退貨等處置。作為企業對外的信譽窗口，外部異議的處理方式和對質量問題的跟蹤記錄尤為重要。

　　(6)質量統計分析管理

　　對質量數據僅僅進行采集、存儲是遠遠不夠的，數據分析統計功能實現了對海量數據的分析、控制，由此發現質量控制的關鍵所在，將被控變量與預定的質量規范或質量標準給定值進行比較，達到修正質量偏差的目的。通過產品質量分析，及時找出引發質量問題的原因和產生根源，為改進工藝或操作規程提供參考依據。通過對質量數據的采集存儲，利用質量統計工具如M礬mⅧ，對數據進行統計分析。以因果圖為例，因果圖是尋找造成質量問題的原因的一種簡明有效的方法。
　　一個質量問題的產生，往往不是一個因素，而是多種復雜因素綜合作用的結果。下圖以分析冶煉過程化學成分不合格為主線，對引發該質量問題的多種質量因素進行了分析，從而達到有效控制質量問題出現的目的。
　　

　　3.應用實例

　　將上述研究成果運用于東北特鋼集團的質量管理工作，開發了DT-IQS(東北特鋼集團集成質茸管理系統)，實現從原輔材料進廠時的驗收到牛產過程中半成品、成品的理化性能分析，售后的質鼉異議、追查質量責任等物料的全生命周期的全面質量管理控制。

　　(1)系統工作流程

　　DT—IQs工作流程由5部分組成：
　　A.由計算機自動從DT-CIMS(東特CIMS工程)系統的產品開發子系統中獲取產品信息，如爐號、生產號、鋼號、標準、形狀、規格等。
　　B.技術中心根據國家標準、用戶要求將生產過程執行的各種標準、工藝規格錄入到系統，為質量檢驗和判定提供依據。
　　C.根據檢驗性質的不同將檢驗過程分成進廠物資檢驗、爐前檢驗、探傷檢驗、中心室檢驗、臨時檢驗、異議檢驗6個模塊，其中爐前檢驗和探傷檢驗為在線檢驗，其余4個為離線檢驗。在線檢驗提供對生產現場實時數據的采集、分析；離線柃驗對采購產品和生產過程質量信息進行符合性榆查。在線與離線檢驗是對產品質量進行控制的必要子過程，經檢驗合格的產品才能投人下一級使用，作為下一過程的輸人。各質量檢驗員將所榆驗項目的原始數據按爐號、鋼號、標準、規格和日期采集到相應的模塊巾。
　　D.計算和分析所有錄入的檢驗數據并與其對應的標準上下限值進行分析比較。自動削斷出各檢驗點的質量是否合格及合格率情況。
　　E.對檢驗數據按類別、日期(或時間段)、檢驗項目等進行統計和圖表分析，根據廠部及各部門對質量報表形式的要求進行分類，使各部門可根據需要從廠內計算機網絡中快速取得產品質量信息，工藝技術部門和質量管理部門可通過查詢(打印)質量報喪及檢驗原始數據進行質量分析和管理工作。IYF—IQS系統對質量數據的計劃、控制、分析和評價反饋給決策部門進行質量規劃，形成了閉環系統，以達到質量保證的目的。

　　(2)開發環境及用戶界面

　　系統采用基于J2EE平臺的三層企業計算架構，以HP-Unix為服務器操作系統，主要負責數據的存儲、檢索，并為數據提供完整性、安全性控制。
　　采用JSP/Servlet作為應用程序Web刀=發工具，EJB作為中間層，Oracle 8i作為后臺數據庫管理系統，開發平臺以Bea Weblogie作為服務器端。應用服務程序具有開放性，可拓展性和可移植性。
　　為了適應特鋼企業質量檢測標準靈活多變的特點，DT-IQS設計了靈活多樣的質量檢測維護功能，不僅能對各種指標進行維護，而且能根據用戶需要，對用戶表格進行維護。通過對其組合和維護可以針對不同的標準統計質最數據，大大減少了實施時問。
參考文獻

1. ↑ 孫蓓蓓.面向敏捷制造環境的集成質量系統的研究.東南大學.2001年6月1日
2. ↑ 劉曉冰 聞曉燕 馬躍.特鋼企業集成質量系統的研究與實現.《冶金自動化》.2006年增刊(s1)