產品質量管理系統設計與研究

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【摘要】針對智能化生產過程中對產品質量的可控性需求，提出一種基于MES的產品質量管理系統。該系統通過對質量數據的實時采集、統計分析及處理，解決質量信息流通不暢、反饋滯后等問題，實現對產品質量和過程質量的實時監控，并能在工序質量出現異常時啟動報警，同時給出相應的處理意見。

【關鍵詞】MES；產品質量管理；質量狀態

監控制造業是國民經濟的支柱產業，打造具有國際競爭力的制造強國，是提升國家綜合國力、促進經濟健康發展的根本保障。作為制造業的核心命脈，產品質量又是決定其生死存亡的關鍵，因此，實現對產品質量的有效管控是每一個制造企業都急需解決的問題。本文從某航天制造企業機加車間的實際生產出發，以提高制造過程中的產品質量管理效率為目標，提出了一種基于MES（ManufacturingExecutionSystem）的產品質量管理系統設計方案。該方案通過對質量數據的實時采集、統計分析及處理，使質量信息融入到制造過程中，并為其提供指導與服務，從而為提高產品競爭力、降低企業成本提供技術支持。

1車間產品質量管理現狀

該制造車間主要承擔某類型號的研制與批量生產任務。近年來，隨著企業內部信息化建設力度的不斷加強，生產計劃管理、工藝數據管理、生產過程管理等多個MES功能模塊已經在該車間運行使用，并為其規范生產、提高效率奠定了堅實的基礎。相較于其他幾個系統模塊在車間生產中的廣泛使用，產品質量管理在信息化應用程度上還比較落后，主要體現在以下幾個方面[1-3]：（1）產品質量信息采集方式落后：紙質單據記錄依然是車間質量信息采集的主要方式。為了減少工作量，填寫質量信息時往往只對重要數據進行記錄，質量信息的完整性和可靠性大打折扣，從而使車間質量管理的有效性難以得到保證。（2）質量信息種類繁多，數據易丟失：質量信息來源于產品生產過程中的各個環節，種類繁多，數量龐大。由于單據之間關系混亂，質量信息不完整，且含義模糊，因此很容易造成質量數據丟失。（3）質量信息與制造信息交互性差：質量信息系統與其他制造系統之間彼此獨立，無法實現信息共享，因此，很難通過質量信息對生產過程進行及時、有效地指導。（4）質量信息處理方式落后：面對龐大的產品質量信息，缺乏先進的質量處理方式，對關鍵環節的質量管理缺乏可控性，達不到質量管理的本質目的。針對上述問題，本文將建立一個基于MES的、面向制造過程的產品質量管理系統，通過對繁雜的質量信息進行有效的采集、反饋及處理，來實現持續、穩定地生產出符合設計要求的產品的目的。

2基于MES的產品質量管理系統設計

2.1系統總體架構設計。根據制造車間的生產管理特點，構建出的產品質量管理體系架構如下：（1）表示層：即用戶層，用來提供產品質量信息的管理、監控、分析等操作的人機交互界面。（2）業務邏輯層：提供產品質量管理功能的各類應用模塊，主要包括質量計劃管理模塊、質量過程管理模塊、質量統計分析模塊、質量資源管理模塊及基礎數據管理模塊。（3）數據庫及運行平臺層：建立產品質量數據之間的關系，并在運行平臺上開發運行。數據庫為Oracle，服務器為Tomcat。2.2系統功能模塊設計。基于MES的產品質量管理系統以產品制造過程中的質量信息管理為主要目標，通過對質量信息的采集、分析，實現對產品質量和過程質量的實時監控。結合XX車間的生產特點，基于MES的產品質量管理系統的功能樹如圖2所示[4]。（1）基礎數據管理模塊實現對基礎信息的管理功能，包括部門角色管理、人員管理，設置系統操作權限等。（2）質量計劃管理模塊質量計劃模塊主要實現對車間質量計劃的制定、審批及執行情況的監控，其目標是為整個質量管理過程提供可靠的數據來源。（3）質量過程管理模塊質量過程管理模塊是保證產品質量、提高企業效益的關鍵，其作用是對質量數據進行實時采集、維護，并對質量異常進行及時診斷、處理，從而為管理者制定質量解決方案提供決策依據，為產品質量的持續改進提供技術支持。（4）質量統計分析模塊通過對生產過程中的各質控點進行狀態監控、數據統計分析，生成相應的質量報告、報表并反饋給質量決策者，從而為企業質量管理工作的有序進行提供技術保障。（5）質量資源管理模塊質量資源管理模塊主要是對檢驗設備及檢驗過程中的質量標準進行維護、管理，從而為規范管理過程提供依據。

3基于MES的產品質量管理系統實現

3.1質量過程管理。質量過程管理主要實現對質量數據的采集、維護及對檢驗結果的診斷處理功能，以達到指導生產的作用。圖3為首檢檢驗信息采集頁面。3.2質量狀態監控。對工序質量的實時追蹤，有利于管理者及時了解產品的質量狀態。圖4不同批次零件的工序質量監控結果。從圖4可以看出，編號為2643的零件，其“研磨”工序異常（不同顏色代表不同的質量狀態），系統給出“建議返修”的處理結果。

4結束語

本文從車間的實際生產特點出發，設計、研究了基于MES的產品質量管理系統。該系統能對產品質量數據進行實時、全面地采集，并實現與其它制造信息的集成共享；能對質量數據進行統計、分析及監控，并對質量異常進行報警，同時給出相應的處理意見。由此可見，本系統能有效地幫助企業實現對產品質量的控制與管理，從而為提高車間生產效率、降低企業成本打下堅實的基礎。

參考文獻

[1]呂君.基于MES的車間質量管理系統研究與開發應用[D],浙江大學,2008.

[2]張蕾,車間制造執行系統是設計與研究[J].武漢工程職業技術學院學報,2015(27):51-53.

[3]張迪妮.制造過程質量管理信息系統研究與應用[D].北京航空航天大學,2008.

[4]楊樂,岳彥芳.基于MES的質量管理系統的設計與研究[J].計算機技術應用,2007(34):53-55.

作者:張蕾 單位:陜西國防工業職業技術學院機械工程學院