1 研究背景

　　在離散制造行業(yè)中，對單件小批量生產，質量管理一般要求檢驗每個零件、每道工序的加工質量。為保持產品的可追溯性，傳統(tǒng)的管理模式是通過手寫或者Excel表格錄入的方式來記錄產品的原材料物料批次號、過程在制品質量數(shù)據、成品質量數(shù)據等，這種管理方式雖然能夠在一定程度上保持產品的可追溯性，但也暴露出了一些問題：①我們需要耗費大量的人力和物力去收集和整理這些質量數(shù)據;②由于涉及環(huán)節(jié)太多，數(shù)據量太大，中間會遺漏很多數(shù)據;③數(shù)據共享性差，因為它們都是分散保存到不同的人員手里，追溯時需要詢問多個不同角色人員，查閱多個Excel表格，翻閱大量紙質資料;④用紙質文件保存風險大、成本高，長期累積，紙張堆積如山，一旦丟失，將無法追溯。在MES中，包含產品生產過程中大量的靜態(tài)數(shù)據和動態(tài)數(shù)據，所以可以借助于企業(yè)推行MES的機會，針對企業(yè)現(xiàn)狀實現(xiàn)對質量的信息化管理。如何充分利用MES中的相關功能模塊，如基礎數(shù)據模塊、車間管理模塊、庫房管理模塊、統(tǒng)計分析模塊等，實現(xiàn)質量數(shù)據的實時準確采集，保證質量信息的全面可追溯性，實現(xiàn)對質量信息的高效統(tǒng)計分析是本文研究的重點。

　　2 MES中質量管理與其他模塊關系圖

　　MES(制造執(zhí)行系統(tǒng))是針對企業(yè)整個生產制造過程進行管理和優(yōu)化的集成運行系統(tǒng)，MES按照基本功能體系結構可以分為三部分模型：生產管理模型，影響生產的主要功能模型，影響生產的其他功能模型。質量管理和庫房管理屬于影響生產的主要功能模型，它與MES生產管理模型中功能模塊的信息交互如圖1所示。

　　質量管理與其他模塊信息交互

　　圖1 質量管理與其他模塊信息交互

　　3 質量信息化管理實現(xiàn)過程

　　3.1 質量數(shù)據采集

　　產品由原材料制造成成品是一個復雜、多變的過程，期間會產生很多中間品，如果數(shù)據采集不及時，狀態(tài)一旦發(fā)生變化，將無法逆轉，所以保證數(shù)據采集的實時性和準確性很重要。目前，質量數(shù)據的采集方式有手工錄入，數(shù)據轉換與共享和自動采集等。產品不同階段的質量信息，采用不同的數(shù)據采集方式：①原材料的物料批次號，在備料過程中，由原材料庫管員通過手工錄入系統(tǒng)，與生產任務相關聯(lián)，貫穿于產品整個生產周期，隨產品入零件或成品庫;②產品的基本質量信息，如是否關鍵件、關鍵工序，工序檢驗方式，關鍵尺寸等，由工藝技術人員定義好，和零件的工藝信息一起存儲在基礎數(shù)據管理模塊中，當任務投產時候，通過數(shù)據轉換方式把這些信息輸入MES的其他模塊中;③過程在制品的質量信息，通過掃描質量跟蹤卡上條碼方式將質量數(shù)據實時采集到MES的生產跟蹤模塊中;④成品檢驗編號，通過掃碼輸入并同成品其他信息一起入庫、出庫。

　　通過以上方式在MES中實現(xiàn)了對產品從原材料到成品整個生命周期質量數(shù)據的實時采集，為后續(xù)質量信息的追溯和質量數(shù)據的統(tǒng)計分析奠定了基礎。

　　3.2 質量信息可追溯性

　　質量信息的可追溯性是質量管理的重要組成部分，MES中對產品質量的追溯就是從原材料到產品交付整個過程的追溯。對產品質量的形成過程進行分析，質量信息可追溯性的對象主要包括：

　　3.2.1 原材料的可追溯性

　　原材料質量信息來源于上游物資供應鏈系統(tǒng)，通過數(shù)據輸入方式將原材料物料批次號與任務信息關聯(lián)后，如果要對過程在制品原材料信息進行追溯，通過MES系統(tǒng)中打印的質量跟蹤卡就可以查詢到對應物料批次號，如果對已經完工入庫或者交付的產品原材信息進行追溯，在出入庫記錄或者庫房里面也可以很快查尋到物料批次號，有了物料批次號我們再回到物資供應鏈系統(tǒng)就可完成對原材的追溯。通過開發(fā)MES與物資供應鏈系統(tǒng)數(shù)據接口的方式還可以將原材料的信息直接推送到MES中，在MES中直接完成對原材料質量信息的追溯。

　　3.2.2 工藝信息可追溯性

　　工藝信息的可追溯性是指對產品工藝路線的設計、工藝參數(shù)選擇和確定等信息的追溯。本項目通過在MES中建立基礎數(shù)據管理模塊對產品工藝路線信息進行存儲和管理，產品一旦投產，工藝路線信息可自動與生產任務相關聯(lián)，通過在系統(tǒng)查詢界面輸入產品的名稱、圖號或訂單編號等就可快速查詢到產品采用的工藝路線、選擇的工藝參數(shù)和工藝設計和確認等信息。

　　3.2.3 制造過程信息可追溯性

　　制造過程是產品質量的實現(xiàn)過程，在產品制造過程中，影響產品質量的人、機、料、法、環(huán)、測關鍵因素中有4個因素是與制造過程直接相關的，因此制造過程質量信息量較大的，對制造過程信息追溯實現(xiàn)起來也是復雜的。在制造過程中，通過掃描質量跟蹤卡上的條碼將各個工序的質量信息采集到MES中，信息包括：各工序操作人員、檢驗人員、送檢數(shù)量、合格數(shù)量、質量異常情況等，并支持通過掃碼、訂單信息、產品信息等維度的查詢，實現(xiàn)了對零件工序級的可追溯性。

　　3.2.4 外協(xié)件的可追溯性

　　外協(xié)件包括全套外協(xié)、零件外協(xié)和工序外協(xié)。因為外協(xié)廠家的過程質量信息是很難控制的，我們只實現(xiàn)了對外協(xié)的廠家和外協(xié)成品質量信息進行追溯，實現(xiàn)方法是，在MES中對每個外協(xié)廠家創(chuàng)建一個唯一的ID，外協(xié)廠家以加工者的角色參與進來，建立成品檢驗模塊對外協(xié)成品的質量信息進行記錄。

　　3.3 不合格品審理

　　工序檢驗發(fā)現(xiàn)過程異常信息后，提交異常信息，質量管理人員組織不合格品審理后，將審理結論登記回系統(tǒng)中，系統(tǒng)自動根據審理結論調整生產計劃，審理結論包括：報廢、返工、返修、讓步放行、超差放行等，質量管理與計劃管理的關系如圖2所示。

　　計劃管理與質量管理ER簡圖

　　圖2 計劃管理與質量管理ER簡圖

　　3.4 質量信息的統(tǒng)計

　　質量信息的統(tǒng)計包括對產品質量信息的統(tǒng)計和對操作人員質量信息的統(tǒng)計，統(tǒng)計分析目的都是為了使復雜的生產過程處于受控狀態(tài)，保證持續(xù)、穩(wěn)定地輸出合格的產品。MES中包括了大量的制造過程數(shù)據，通過對這些數(shù)據進行提取、分析和計算，我們可以得到我們需要的質量信息，比如不合格品審理信息、員工一次送檢合格率、工序檢驗數(shù)據等。

　　4 質量信息化管理實施效果

　　基于MES的質量信息化管理實現(xiàn)了對零件從原材料，經生產過程，到成品出庫生產全過程質量數(shù)據的采集和質量信息的全面可追溯。系統(tǒng)在企業(yè)成功實施和使用，實現(xiàn)了對所有任務的原材料物料批次號、過程質量信息、成品檢驗數(shù)據、生產批次信息的實時管理和全面可追溯性，實現(xiàn)了對質量數(shù)據的實時采集和統(tǒng)計，實現(xiàn)了對所有操作人員和外協(xié)廠家一次送檢合格率的實時統(tǒng)計和計算;實現(xiàn)了質量信息可追溯性;質量管理效率也得到明顯提升。質量信息化管理的成功實施，顯著提升了企業(yè)的質量管理水平，也為企業(yè)后續(xù)信息化管理工作的持續(xù)推行和改善創(chuàng)造了先決條件，通過系統(tǒng)對不合格的故障模式進行分析，采取對應的技術和管理手段，產品質量得到顯著提高。