網絡化QC管理與協同優化技術及其應用

摘要：針對不銹鋼管行業的現狀和特點，對一些關鍵工序的生產設備進行接口技術改造，實現質量信息的數據采集與傳輸以供分析、處理和共享。在此基礎上，實現信息共事的網絡化QC管理系統平臺，并在此平臺上實現故障模式及影響分析、故障報告和糾正措施以及工藝參數的協同優化技術，從而實現企業對產品質量管理的“可知、可控、可管”。
關鍵詞：質量控制；協同優化；網絡化控制；信息共享

目前不銹鋼管行業的生產一直相對較傳統。很多技術參數難以提取、歸納、總結，如焊接工藝、熱處理、無損探傷等關鍵工藝，多數工藝環節還處在憑經驗判斷階段。這使得產品的質量往往不夠穩定，增加了產品的運行風險。主要問題有重要生產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范及質量統計和記錄效率低、質量診斷及工藝參數優化與協同監控等同題。由于管理和技術手段的限制，企業不能實時了解和掌握產品研制、生產制造過程的質量狀態和趨勢以及正在發生的各種質量事件，因此針對各種質量問題所采取的措施往往不及時，不能實現產品的質量預防和生產工藝參數的自動優化。這些問題也是不銹鋼管生產和管理的行業共性同題。
在先進制造環境中，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產品質量的最終環節，也是最重要的環節。質量管理的歷史經歷了從質量控制、質量保證到質量管理的發展歷程。在國外，一些國家和地區非常重視企業生產的質量管理，一些理論及標準、質量保證體系等得以產生并對企業產品質量控制產生了深遠的影響。如美國重視質量管理理論的研究和創新，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代質量管理理論與方法本地化，并應用于生產實踐。這些措施大大提高了工業產品的質量和在國際市場上的知名度與競爭力。
近年來，伴隨著業務流程再造、供應鏈管理、客戶關系管理和企業資源計劃等管理理念、管理技術和流程作業質量控制的快速發展，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秀企業所接受和應用。對于鋼管生產廠家來說，由于民營中小企業較多，生產設備、工藝流程較為傳統，質量信息難于全面提取，技術參數難于提煉等原因，一直沒有推廣。一些企業雖然引進了企業資源計劃系統，實現了生產等部分流程的連通，但對于如何解決企業研發、工藝、生產等過程中的質量可靠性問題，還沒有一個好的解決方案。
因此借助現代信息技術和數字化技術。建立質量診斷、工藝參數優化與協同監控平臺系統，實現企業質量狀態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，從而提高企業員工質量意識，提高客戶滿意度和產品的競爭力。

1 系統總體設計
本系統主要是根據不銹鋼管制造行業存在的共性問題，通過對關鍵工序的設備接口技術，全面提取質量信息，開發出網絡化協同QC管理系統，構建該行業先進的質量管理與優化控制平臺，對企業的產品質量的預防和過程控制實現有效的信息化管理。根據某企業分布式結構的網絡系統和本系統的設計要求，整個系統結構框圖如圖1所示。

1．1 現場質量信息的數據采集與傳輸
影響產品質量的關鍵信息提取是構建企業質量閉環控制與生產工藝參數優化、產品質量判別的基本出發點。根據本行業的制造特點，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信息以供分析、處理和共享。
現場數據采集主要是對現場關健工序產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、速度等數據、熱處理過程中的溫度、無損探傷過程中的水壓等數據采集、處理、監測、預分析、遠程數據傳輸與記錄。
1．2 信息共享的網絡化Q管理系統平臺
系統主要以WDM通用設備驅動為基礎，設計支持RS485／RS232系列底層數據通信的數據采集模塊。根據焊接車間、熱處理車間、無損探傷車間的底層監測數據特點，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標準的通用數據格式。在通用數據格式基礎上，對中控室等上層監控系統提供預分析數據，實現底層數據處理與高層數據分析的一體化。各個現場監控端均保證實時數據的采集與處理，與企業中控室之間支持SOAP協議數據交互。
該平臺是通過企業的信息網絡，打通企業各個信息鏈，整合質量業務流程的一個操作平臺。它消除了企業中的信息孤島，實現了信息質量的共享、參數化的質量管理、圖形化的過程監控，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，從而形成質量閉環管理系統。