基子MES的直縫焊管生產(chǎn)質(zhì)量管理信息系統(tǒng)的開發(fā)與應用

0 引 言
　　國內(nèi)多數(shù)ERW焊管生產(chǎn)企業(yè)的管理信息系統(tǒng)缺乏面向生產(chǎn)過程管理和物流管理的功能，更很少涉及質(zhì)量管理和質(zhì)量控制方面的內(nèi)容，無法對原料、在制品和成品質(zhì)量信息進行跟蹤，質(zhì)量問題難以及時發(fā)現(xiàn)或不能對形成質(zhì)量問題的原因進行基于數(shù)據(jù)的分析，造成企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量波動較大[1]_。因此，ERW 企業(yè)應開發(fā)面向生產(chǎn)過程管理和物流管理的制造執(zhí)行系統(tǒng)MES，而質(zhì)量管理信息系統(tǒng)是MES的重要組成部分，通過提高企業(yè)質(zhì)量管理的水平來提高和穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量。
傳統(tǒng)質(zhì)量管理系統(tǒng)缺乏高效的質(zhì)量信息采集、處理和管理手段，存在數(shù)據(jù)傳遞效率低、內(nèi)容不統(tǒng)一、成本高等問題。MES（Manufacturing Exe cution System），即制造執(zhí)行系統(tǒng)，能采集生產(chǎn)過程的實時數(shù)據(jù)進行處理和反饋控制，并通過信息的傳遞對整個生產(chǎn)過程進行優(yōu)化管理，在企業(yè)信息集成系統(tǒng)中起著承上啟下的作用[2-3]質(zhì)量管理作為MES中的核心功能之一，以信息處理技術(shù)為基礎(chǔ)，通過數(shù)字化的在線過程質(zhì)量控制和管理，使企業(yè)能夠最大限度地滿足客戶訂單質(zhì)量要求，支持新產(chǎn)品的開發(fā)，實現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量的持續(xù)改進。MES可以實現(xiàn)“變產(chǎn)品質(zhì)量由終檢決定為制造決定，最終由設(shè)計決定” 的全面質(zhì)量管理思想。
1 系統(tǒng)總體設(shè)計思路
1．1 企業(yè)質(zhì)量管理現(xiàn)狀分析
某ERw 焊管公司設(shè)備自動化水平較高，己初步建立起規(guī)范的質(zhì)量管理體系，但尚未與計算機管理技術(shù)結(jié)合起來，一直延續(xù)著人工統(tǒng)計進行質(zhì)量管理的模式，質(zhì)量信息的采集、傳遞和反饋手段比較落后、采集頻率低、信息收集和積累不全面等因素導致質(zhì)量管理和質(zhì)量保證體系中的評價、控制、規(guī)劃和預測功能薄弱。產(chǎn)品質(zhì)量設(shè)階
段產(chǎn)生的大量技術(shù)指導文檔沒有良好的保管方式，對產(chǎn)品的質(zhì)量跟蹤通過人工寫號．靠鋼帶信息傳票和取樣記錄進行對應，不但容易出錯，還經(jīng)常發(fā)生產(chǎn)品進入下道工序或發(fā)貨時還沒有檢驗結(jié)果。這種粗放式管理已嚴重影響到企業(yè)在對質(zhì)量保證要求日益嚴格的國內(nèi)外市場中保持領(lǐng)先地位。
1．2 系統(tǒng)總體設(shè)計思路
　　結(jié)合上述企業(yè)背景，本課題提出開發(fā)基于MES的頃量管理子系統(tǒng)。在該公司原有質(zhì)量管理的基礎(chǔ)上，以其質(zhì)量檢驗業(yè)務(wù)為核心，將以往手工記錄、人工統(tǒng)計的質(zhì)量管理工作，升級為以計算機為主。業(yè)務(wù)管理人員為輔的管理方式，利用數(shù)據(jù)庫技術(shù)和信息技術(shù)優(yōu)化質(zhì)量信息的采集、處理、存儲過程。合理的設(shè)計作業(yè)指導書，及時、準確的收集鋼管在各質(zhì)量控制階段的生產(chǎn)檢驗數(shù)據(jù)，規(guī)范化的開具產(chǎn)品質(zhì)量證明書、提供多方位的質(zhì)量查詢是ERW鋼管質(zhì)量管理子系統(tǒng)的重點。
2 質(zhì)量管理信息系統(tǒng)的實現(xiàn)
　　MES系統(tǒng)將生產(chǎn)管理業(yè)務(wù)劃分為合同管理、計劃管理、質(zhì)量管理、現(xiàn)場管理、倉庫管理及綜合查詢6個部分。按管理要求將鋼管的尺寸外形檢驗歸人現(xiàn)場管理子系統(tǒng)，質(zhì)量管理子系統(tǒng)只涉及內(nèi)在質(zhì)量的相關(guān)業(yè)務(wù)。鋼管質(zhì)量的最終質(zhì)量判定由系統(tǒng)自動進行。
2．1 系統(tǒng)模塊劃分
　　質(zhì)量設(shè)計模塊包括原料進廠試驗、作業(yè)指導書、工藝卡片的設(shè)計和審核，實現(xiàn)了管理層對現(xiàn)場生產(chǎn)和檢驗的指導作用 質(zhì)量檢驗分為取樣記錄、試驗結(jié)果記錄和判定三部分，通過算法優(yōu)化，可以將取樣記錄對應到每一根鋼管，在取樣批次有交叉的時候，實現(xiàn)精確的判定。質(zhì)量證明管理原料質(zhì)保書和產(chǎn)品質(zhì)量證明書，前者是實現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量追蹤到廠家的保障，后者根據(jù)發(fā)貨實績自動提取檢驗過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，打印質(zhì)量證明書。質(zhì)量查詢對質(zhì)量各階段產(chǎn)生的信息進行匯總統(tǒng)計。基礎(chǔ)信息維護用來管理系統(tǒng)所用到的各種質(zhì)量標準。
2．2 功能實現(xiàn)
2．2．1 質(zhì)量設(shè)計
　　（1）原料進廠試驗設(shè)計。原料采購計劃下達后， 由質(zhì)量設(shè)計人員根據(jù)采購廠家、鋼級、執(zhí)行標準等情況，設(shè)計來料檢驗的內(nèi)容，以此作為原料入庫后質(zhì)檢人員取樣的依據(jù)。這樣就改變了原料到廠后由質(zhì)檢人員決定進行何種檢驗的盲目性，提高了檢驗效率和準確性。
　　（2）焊管質(zhì)量設(shè)計。作業(yè)指導書和工藝卡是將客戶需求轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)作業(yè)標準的關(guān)鍵。不同的執(zhí)行標準和產(chǎn)品規(guī)格，作業(yè)要求的內(nèi)容大不相同。通過對產(chǎn)品大綱以及各執(zhí)行標準尺寸精度、試驗要求的維護，在以往生產(chǎn)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，建立了技術(shù)指導和工藝卡模版，設(shè)計人員不再需要查詢大量的資料，工作效率和準確性均得到提高，生產(chǎn)資料也獲得良好的管理和利用。
2．2．2 質(zhì)量檢驗
　　（1）取樣記錄。取樣記錄分為原料取樣和鋼管取樣。原料到庫后才進行取樣，系統(tǒng)只記錄取樣批次包含的鋼帶信息。鋼管取樣在切斷后進行，由于實時性高，每卷鋼帶切出的管數(shù)不確定，需要質(zhì)檢員估算樣本容量。鋼管取樣記錄的界面如圖1所示。系統(tǒng)生成鋼管基本信息的同時，將鋼管取樣的詳細信息記錄在《批次對應表》中，并采用如下算法進行數(shù)據(jù)處理： ① 查詢作業(yè)指導中該鋼管需要檢驗的項目；②不需要進行的試驗，將《批次對應表》中對應項置特殊值。對每一個要進行的試驗做如下處理；③ 判斷當前取樣記錄是否已達到預計的樣本數(shù)量，是，則生成新的批號，否，將新鋼管計人該批；④檢驗該管的上一根鋼管預先設(shè)定的取樣批號有無對應的取樣記錄，若無，則將舊批號信息更新；⑤進行下一項試驗判斷，如果所有的試驗都判斷完，則終止。

　　（2）試驗記錄。試驗記錄、取樣記錄、批次對應關(guān)系如圖2所示。取樣信息記錄在《取樣記錄表》中，便于修改和查詢。每一項試驗有專門的試驗結(jié)果記錄表。試驗完成后，審核通過的記錄方可進行判定。
　　（3）質(zhì)量判定。對每項試驗進行判定時，系統(tǒng)自動檢驗該管其他項試驗的結(jié)果，如果都合格．則將鋼管內(nèi)在質(zhì)量置為合格，再判斷外觀質(zhì)檢信息，二者都合格時，自動將鋼管判為合格。

2．2.3 質(zhì)量評價
　　（1）原料質(zhì)保書管理。系統(tǒng)統(tǒng)一了原料質(zhì)保書的格式，對于原料廠家形式各異的單據(jù)保管和數(shù)據(jù)查詢提供了很大的便利。當產(chǎn)品質(zhì)量出現(xiàn)異常時，可以很快的查詢原料廠家提供的性能數(shù)據(jù)。為決策提供了便捷有力的支持。
　　（2）產(chǎn)品質(zhì)量證明書管理。根據(jù)鋼管的取樣和試驗記錄， 由系統(tǒng)對產(chǎn)品的化學成分、力學性能等數(shù)據(jù)進行歸納．嚴格區(qū)分每個爐批號下所有鋼管的詳細質(zhì)量情況。例如，對于API5CT執(zhí)行標準下同一拉伸取樣批次對應不同化學取樣批次的鋼管， 系統(tǒng)可以區(qū)分詳細批次，并準確快速的計算出支、捆信息。此外，報表的內(nèi)容涉及到客戶和廠家關(guān)心的所有信息均由系統(tǒng)自動出具，并提供了人工修改功能。
2．2．4 質(zhì)量查詢
　　除了對基本業(yè)務(wù)操作的常規(guī)查詢外，系統(tǒng)還具備綜合查詢的功能，為用戶提供了多種途徑來了解生產(chǎn)實績。如車間質(zhì)量統(tǒng)計、鋼管質(zhì)量查詢、力學性能綜合查詢、爐批號取樣及試驗結(jié)果查詢等。
2．2．5 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)維護
　　在系統(tǒng)使用過程中的大量基礎(chǔ)信息，如執(zhí)行標準、產(chǎn)品大綱、技術(shù)文檔模板等都需要進行不斷的完善，才能保障系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，并實現(xiàn)柔性化的管理。
3 應用效果分析
　　系統(tǒng)從原料進廠開始進行質(zhì)量跟蹤，從鋼管切斷、下線、生成管號開始，收集其外觀檢驗、內(nèi)在質(zhì)量取樣、試驗等信息，產(chǎn)品質(zhì)量狀態(tài)清楚，便于管理，公司各級領(lǐng)導和管理人員、銷售人員準確掌握產(chǎn)品及有缺陷鋼管的質(zhì)量狀態(tài)信息，避免了以前由于很多產(chǎn)品質(zhì)量信息丟失或不便查閱導致一些產(chǎn)品積壓給公司造成損失。通過對技術(shù)指導、產(chǎn)品質(zhì)量證明書等質(zhì)量文件的有效管理，極大地提高了_[作效率，減少了人力物力浪費。每一個合同的生產(chǎn)要求和產(chǎn)品質(zhì)量證明都可以方便的查詢。
　　經(jīng)過近一年的運行．系統(tǒng)的穩(wěn)定性和有效性得到了驗證，該系統(tǒng)可以在同類企業(yè)進行推廣應用。