網(wǎng)絡化QC管理與協(xié)同優(yōu)化技術及其應用

摘要：針對不銹鋼管行業(yè)的現(xiàn)狀和特點，對一些關鍵工序的生產(chǎn)設備進行接口技術改造，實現(xiàn)質量信息的數(shù)據(jù)采集與傳輸以供分析、處理和共享。在此基礎上，實現(xiàn)信息共事的網(wǎng)絡化QC管理系統(tǒng)平臺，并在此平臺上實現(xiàn)故障模式及影響分析、故障報告和糾正措施以及工藝參數(shù)的協(xié)同優(yōu)化技術，從而實現(xiàn)企業(yè)對產(chǎn)品質量管理的“可知、可控、可管”。
關鍵詞：質量控制；協(xié)同優(yōu)化；網(wǎng)絡化控制；信息共享

目前不銹鋼管行業(yè)的生產(chǎn)一直相對較傳統(tǒng)。很多技術參數(shù)難以提取、歸納、總結，如焊接工藝、熱處理、無損探傷等關鍵工藝，多數(shù)工藝環(huán)節(jié)還處在憑經(jīng)驗判斷階段。這使得產(chǎn)品的質量往往不夠穩(wěn)定，增加了產(chǎn)品的運行風險。主要問題有重要生產(chǎn)工藝過程的質量信息難以采集、質量控制過程的操作不夠規(guī)范及質量統(tǒng)計和記錄效率低、質量診斷及工藝參數(shù)優(yōu)化與協(xié)同監(jiān)控等同題。由于管理和技術手段的限制，企業(yè)不能實時了解和掌握產(chǎn)品研制、生產(chǎn)制造過程的質量狀態(tài)和趨勢以及正在發(fā)生的各種質量事件，因此針對各種質量問題所采取的措施往往不及時，不能實現(xiàn)產(chǎn)品的質量預防和生產(chǎn)工藝參數(shù)的自動優(yōu)化。這些問題也是不銹鋼管生產(chǎn)和管理的行業(yè)共性同題。
在先進制造環(huán)境中，存在著諸多影響質量的因素，其中加工過程的質量保證是實現(xiàn)產(chǎn)品質量的最終環(huán)節(jié)，也是最重要的環(huán)節(jié)。質量管理的歷史經(jīng)歷了從質量控制、質量保證到質量管理的發(fā)展歷程。在國外，一些國家和地區(qū)非常重視企業(yè)生產(chǎn)的質量管理，一些理論及標準、質量保證體系等得以產(chǎn)生并對企業(yè)產(chǎn)品質量控制產(chǎn)生了深遠的影響。如美國重視質量管理理論的研究和創(chuàng)新，強調質量專家的作用、加強檢驗部門與質量管理部門建設、重視質量成本分析、強調關鍵因素的控制以及廣泛應用質量管理新技術等。日本注重將引進的各種現(xiàn)代質量管理理論與方法本地化，并應用于生產(chǎn)實踐。這些措施大大提高了工業(yè)產(chǎn)品的質量和在國際市場上的知名度與競爭力。
近年來，伴隨著業(yè)務流程再造、供應鏈管理、客戶關系管理和企業(yè)資源計劃等管理理念、管理技術和流程作業(yè)質量控制的快速發(fā)展，國外質量管理方面的新理念、新方法和新工具也開始為一些國內優(yōu)秀企業(yè)所接受和應用。對于鋼管生產(chǎn)廠家來說，由于民營中小企業(yè)較多，生產(chǎn)設備、工藝流程較為傳統(tǒng)，質量信息難于全面提取，技術參數(shù)難于提煉等原因，一直沒有推廣。一些企業(yè)雖然引進了企業(yè)資源計劃系統(tǒng)，實現(xiàn)了生產(chǎn)等部分流程的連通，但對于如何解決企業(yè)研發(fā)、工藝、生產(chǎn)等過程中的質量可靠性問題，還沒有一個好的解決方案。
因此借助現(xiàn)代信息技術和數(shù)字化技術。建立質量診斷、工藝參數(shù)優(yōu)化與協(xié)同監(jiān)控平臺系統(tǒng)，實現(xiàn)企業(yè)質量狀態(tài)與質量趨勢的透明性、質量事件處理的及耐性、質量診斷的全面性，從而提高企業(yè)員工質量意識，提高客戶滿意度和產(chǎn)品的競爭力。

1 系統(tǒng)總體設計
本系統(tǒng)主要是根據(jù)不銹鋼管制造行業(yè)存在的共性問題，通過對關鍵工序的設備接口技術，全面提取質量信息，開發(fā)出網(wǎng)絡化協(xié)同QC管理系統(tǒng)，構建該行業(yè)先進的質量管理與優(yōu)化控制平臺，對企業(yè)的產(chǎn)品質量的預防和過程控制實現(xiàn)有效的信息化管理。根據(jù)某企業(yè)分布式結構的網(wǎng)絡系統(tǒng)和本系統(tǒng)的設計要求，整個系統(tǒng)結構框圖如圖1所示。

1．1 現(xiàn)場質量信息的數(shù)據(jù)采集與傳輸
影響產(chǎn)品質量的關鍵信息提取是構建企業(yè)質量閉環(huán)控制與生產(chǎn)工藝參數(shù)優(yōu)化、產(chǎn)品質量判別的基本出發(fā)點。根據(jù)本行業(yè)的制造特點，對一些關健工序，如鋼管的自動焊接、熱處理、無損探傷等生產(chǎn)設備進行接口技術提升，通過傳感器、儀表等感測設備提取參數(shù)信息以供分析、處理和共享。
現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集主要是對現(xiàn)場關健工序產(chǎn)品質量信息在線檢測與通訊，主要有實時自動焊接過程中的電壓、電流、速度等數(shù)據(jù)、熱處理過程中的溫度、無損探傷過程中的水壓等數(shù)據(jù)采集、處理、監(jiān)測、預分析、遠程數(shù)據(jù)傳輸與記錄。
1．2 信息共享的網(wǎng)絡化Q管理系統(tǒng)平臺
系統(tǒng)主要以WDM通用設備驅動為基礎，設計支持RS485／RS232系列底層數(shù)據(jù)通信的數(shù)據(jù)采集模塊。根據(jù)焊接車間、熱處理車間、無損探傷車間的底層監(jiān)測數(shù)據(jù)特點，分別對電壓、電流、溫度、水壓等一系列信號在工控機中進行預處理，轉換為XML標準的通用數(shù)據(jù)格式。在通用數(shù)據(jù)格式基礎上，對中控室等上層監(jiān)控系統(tǒng)提供預分析數(shù)據(jù)，實現(xiàn)底層數(shù)據(jù)處理與高層數(shù)據(jù)分析的一體化。各個現(xiàn)場監(jiān)控端均保證實時數(shù)據(jù)的采集與處理，與企業(yè)中控室之間支持SOAP協(xié)議數(shù)據(jù)交互。
該平臺是通過企業(yè)的信息網(wǎng)絡，打通企業(yè)各個信息鏈，整合質量業(yè)務流程的一個操作平臺。它消除了企業(yè)中的信息孤島，實現(xiàn)了信息質量的共享、參數(shù)化的質量管理、圖形化的過程監(jiān)控，儀表盤式的管理控制。主要功能模塊包括設計質量管理、供應商質量管理、制造質量管理、測量系統(tǒng)管理、客戶服務管理、質量計劃管理、質量成本管理、質量改進管理等，從而形成質量閉環(huán)管理系統(tǒng)。