一种面向实物质量提升的制造质量信息管控系统及方法与流程

本发明涉及质量管理信息化技术领域，特别涉及一种面向实物质量提升的制造质量信息管控系统及方法。

背景技术：

产品质量是制造企业的生命，在市场经济日益发达的今天，产品质量对于企业的重要性越来越强，产品质量的高低是企业有没有核心竞争力的体现之一，提高产品质量是保证企业占有市场，从而能够持续经营的重要手段。

随着信息技术的发展，越来越多的制造企业引入了质量管理信息系统qms(qualitymanagementsystem)，改变了质量管理手工、纸面的传统作业模式，实现了质量管理流程的信息化。现有的质量管理信息系统通过质量管理信息化手段，规范了质量检验程序和要求的执行过程，保证制造过程符合质量要求，但达不到有效提高产品实物质量的目的。

技术实现要素：

针对上述技术问题，本发明提供一种可有效提高产品实物质量的制造质量信息管控系统。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种面向实物质量提升的制造质量信息管控系统，包含服务端和客户端，所述客户端包括浏览器客户端和专用客户端，所述服务端部署在中心机房的服务器上，所述专用客户端部署在车间数据采集终端上，所述浏览器客户端部署在质量管理用办公电脑上，所述服务器、车间数据采集终端、质量管理用办公电脑通过局域网络连接。

作为优选，所述服务端和客户端形成信息工具层、数据采集层、质量管控层和质量决策层四个层次的系统，其中所述信息工具层提供各项业务功能所需的各项开发工具和运行环境；所述数据采集层面向车间工作者和质量检验员，通过多种数据采集方式，全方位采集企业各种质量数据信息；所述质量管控层面向质量管理人员，提供一组功能模块，综合应用数据采集层的质量检验数据；所述质量决策层面向企业管理人员，提供一组产品质量状态统计与分析工具，综合应用质量检验数据和质量管控数据。

作为优选，所述信息工具层包括权限管理工具模块、工作流引擎模块、表单工具模块、报表工具模块、日志工具模块、数据集成接口模块，其中权限管理工具模块对系统的每个角色进行权限设置管理，根据权限的高低控制能够使用的系统功能模块，用户可具有多个角色；工作流引擎模块包括流程的节点管理、流向管理、流程样例管理，进行工作流程的界面设计，流程根据设定的路线流转，设定每个节点的权限，控制流程的编辑及访问，设定流程中每个用户对应每个字段的权限，进行流程分支的自动判断，进行流程的接单及驳回；表单工具模块对表单进行设计、管理及存档；报表工具模块将数据库中的数据用表格、图表等格式动态展现出来；日志工具模块记录和保存包括登录日志、访问日志、操作日志、授权日志、异常日志；数据集成接口模块支持通过webservice或者webapi接口与其它信息系统交互数据，同时也支持在数据库层面上，直接通过标准sql语句获取信息数据。

作为优选，所述数据采集层包括材料检验模块、外协检验模块、工艺流程检验模块、成品检验模块和成品试验模块，其中材料检验模块以材料验收单为基础，完成产品原材料的入场质检信息录入工作；外购外协检验模块以外购外协件入厂验收检查记录表为基础，实现外购外协件入厂质检信息录入；工艺流程检验模块以质量跟踪卡为基础，实现零部件自检、完工检相关信息的录入；成品检验模块以总装配检查记录表、零部件检查记录表、修饰存栈检查表为基础，实现各专项检验记录信息的录入；成品试验模块以成品试验记录表为基础，录入成品试验过程中的各主要结论数据。

作为优选，所述质量管控层包括质量档案管理模块、质量流程管控模块、质量波动控制模块和质量知识挖掘与应用模块。其中质量档案管理模块完成整机与其所属零部件的绑定，在此基础上实现产品的质量配套信息归档和查询；质量流程管控模块以不合格品通知单、返工返修单、紧急放行审批单、技术处理单、质量流程卡为基础，实现不合格品处理、返工返修、紧急放行、材料改代、分批、转批质量业务流程的电子化审批和状态查询功能；质量波动控制模块提供基于统计过程理论的工序质量波动控制管理工具，包括控制图、工序能力直方图分析，从产品制造质量数据中提取指定时间段的质检记录信息，并以此为数据源建立监控过程，实现任一时间段、任一产品型号、任一检验点的一次交检合格率、不良柏拉图分析、控制图、直方图及统计量分析、cpk过程能力考核动态统计和分析；质量知识挖掘与应用模块提供关联分析工具、装配调度工具、显著性分析工具。

作为优选，所述关联分析工具对测试数据与设计、制造过程检测数据进行关联分析，发现引起质量问题的原因和环节，帮助快速分析质量问题的原因；所述装配调度工具对关键部件的装配配合参数进行分析，为关键部件装配过程提供优化调度方案；显著性分析工具对产品工艺、材料发生改变前后的各种质量特征值对比分析，发现改变后的效果。

作为优选，所述质量决策层提供各种质量统计报表和分析图表，包括不合格品统计表、内部损失报表、内部损失成本统计表、外委外协件损失表、内部质量损失及赔偿汇总表、废品经济损失分析表、交验合格率统计表、外协检验合格率分析表、质量信息周报、月报、年报、质量损失指标统计过程表、质量损失指标统计过渡表、外购物资不合格品情况表、内部产品质量测评表、内部产品质量测评数据表、质量指标完成情况统计表、不合格品原因统计分析表。

本发明还提供一种面向实物质量提升的制造质量信息管控方法，其包括以下步骤：

s1，利用专用客户端收集产品制造过程中所有质量检测数据，并将数据存储至服务端；

s2,质量管理人员通过浏览器客户端登录服务端，进入关联分析工具页面对产品测试数据与制造过程中的检测数据进行关联分析，发现各部件参数与产品质量各特征参数间的关系，明确部件及装配数据对产品质量状态的影响，形成部件参数与产品质量状态关系链；

s3,质量管理人员通过浏览器客户端登录服务端，进入装配调度工具页面对关键部件的装配配合参数进行分析，为关键部件装配过程提供优化调度方案，在同样的加工精度下提高部件配合装配精度；

s4，质量管理人员通过浏览器客户端登录服务端，进入显著性分析工具页面对产品装配、工艺、材料等发生改变前后的各种质量特征值对比分析，对同类产品、同类部件、不同装配精度的质量特征值进行对比分析，发现改变后的效果，为产品质量改进效果和新产品质量设计提供依据。

从以上技术方案可知，本发明可使制造企业在实施质量管理信息化后，不仅能达到通过工作质量保证过程质量、通过过程质量保证产品质量的目的，而且提供质量信息综合分析工具，发掘质量知识并应用到部件公差配合调度过程中，在不增加加工精度和难度的前提下，能够有效提升制造产品的实物质量。

附图说明

图1为本发明的系统结构图。

图2为本发明系统的功能结构图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例详细介绍本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

本发明提供了一种面向实物质量提升的制造质量信息管控系统，其包含服务端和客户端，所述客户端包括浏览器客户端（b/s模式）和专用客户端（c/s模式），所述服务端部署在中心机房的服务器上，所述专用客户端部署在车间数据采集终端上，所述浏览器客户端部署在质量管理用办公室的办公电脑上，所述服务器、车间数据采集终端、质量管理用办公电脑通过局域网络连接，如图1。在实施过程中，服务器通过磁盘阵列存储数据采集终端上传的质量数据，为企业相关质量管理人员提供质量流程管理、质量波动控制、质量信息追溯、质量知识挖掘与分析、质量统计分析等质量管理功能服务。所述专用客户端提供电脑客户端和平板客户端两个版本，用户可在任意一种客户端上完成质检数据录入，所述浏览器客户端用于系统管理与质量业务管理，企业质量管理人员可以在自己的办公电脑上使用浏览器登陆并使用服务端系统提供的各种工具处理质量业务。

本发明的服务端和客户端形成信息工具层、数据采集层、质量管控层和质量决策层四个层次的系统，为了便于实现跨部件、跨工序的质量数据分析，所述的制造质量信息管控系统采用基于功能应用的纵向分层和基于信息应用的横向分层的功能结构。各层次由底向上提供功能调用，由左至右提供信息综合。如图2所示，系统功能底层为信息工具层，上层为数据采集层、质量管控层和质量决策层。质量信息从左至右由数据采集层向质量管控层和质量决策层传递和综合。其中信息工具层，面向数据采集层、质量管控层和质量决策层，提供系统各项业务功能所需的各项开发工具和运行环境。所述数据采集层，主要面向质量检验员，提供一组功能模块，以实现产品制造过程各工序质量检验数据信息的采集。所述质量管控层，主要面向质量管理人员，提供一组功能模块，综合应用数据采集层的质量检验数据，从微观方面对制造质量工序和流程进行管控，保证过程质量，并通过质量数据的综合分析和知识挖掘应用，为提高和改进产品实物质量提供支撑工具。所述质量决策层，主要面向企业管理人员，提供一组产品质量状态统计与分析工具，综合应用质量检验数据和质量管控数据，从宏观方面综合展示企业产品整体制造质量状态，为企业质量管理决策提供支持。

所述信息工具层提供实现制造质量信息管控系统各项业务功能所需的各项开发工具和运行环境，包括权限管理工具、工作流引擎、表单工具、报表工具、日志工具、数据集成接口等模块。权限管理工具可以对使用系统的每个角色进行权限设置管理，根据权限的高低来控制能够使用的系统功能模块，用户可具有多个角色。工作流引擎包括流程的节点管理、流向管理、流程样例管理等功能，可以进行工作流程的界面设计，流程根据设定的路线流转，设定每个节点的权限，控制流程的编辑及访问，设定流程中每个用户对应每个字段的权限，可以进行流程分支的自动判断，可以进行流程的接单及驳回。表单工具可以对表单进行设计、管理及存档。报表工具可以将数据库中的数据用表格、图表等格式动态展现出来。日志工具可以记录和保存包括登录日志、访问日志、操作日志、授权日志、异常日志等。数据集成接口支持通过webservice或者webapi接口与其它信息系统交互数据，同时也支持在数据库层面上，直接通过标准sql语句获取信息数据。

数据采集层提供材料检验、外协检验、工艺流程检验、成品检验、成品试验等模块，实现质量数据信息的采集录入。数据采集层的功能模块提供电脑客户端和平板客户端两个版本，用户可在数据采集点的任意一种客户端上完成质检数据录入。材料检验模块以材料验收单为基础，完成产品原材料的入场质检信息录入工作。外购外协检验模块以外购外协件入厂验收检查记录表为基础，实现外购外协件入厂质检信息录入。工艺流程检验模块以质量跟踪卡为基础，实现零部件自检、完工检相关信息的录入。成品检验模块以总装配检查记录表、零部件检查记录表、修饰存栈检查表为基础，实现各专项检验记录信息的录入。成品试验模块以成品试验记录表为基础，录入成品试验过程中的各主要结论数据。

质量管控层提供质量档案管理、质量流程管控、质量波动控制和质量知识挖掘与应用等功能模块。质量档案管理模块完成整机（以整机序号为标识）与其所属零部件（以部件编号为标识）的绑定，在此基础上实现产品的质量配套信息归档和查询。质量配套信息查询支持正向查询（通过整机序号或部件编号查询相关产品的全部质量信息）和反向查询（通过工号查询某个批次物料所应用到的整机相关质量信息）。质量流程管控模块以不合格品通知单、返工返修单、紧急放行审批单、技术处理单、质量流程卡为基础，实现不合格品处理、返工返修、紧急放行、材料改代、分批、转批等质量业务流程的电子化审批和状态查询功能。质量波动控制提供基于统计过程理论的工序质量波动控制管理工具，包括控制图、工序能力直方图分析等，可以从产品制造质量数据中提取指定时间段的质检记录信息，并以此为数据源建立监控过程，实现任一时间段、任一产品型号、任一检验点的一次交检合格率、不良柏拉图分析、控制图、直方图及统计量分析、cpk过程能力考核等动态统计和分析。提供多种监控规则以分析加工参数的质量波动情况，包括单点超出控制上限或下线、连续多点位于中心线同侧、连续多点上升或下降等，当监控规则不满足时，系统发出报警。质量知识挖掘与应用模块提供关联分析工具、装配调度工具、显著性分析工具，为提高和改进产品实物质量提供支撑工具。关联分析工具对测试数据与设计、制造过程检测数据进行关联分析，发现引起质量问题的原因和环节，帮助快速分析质量问题的原因。装配调度工具对关键部件的装配配合参数进行分析，为关键部件装配过程提供优化调度方案，在同样的加工精度下提高部件配合装配精度。显著性分析工具对产品工艺、材料等发生改变前后的各种质量特征值对比分析，发现改变后的效果，为产品改进或新产品设计提供依据。

质量决策层面向企业各级质量管理需求，提供各种质量业务报表以及统计分析图表。提供对企业整体纠正预防过程的多维度不合格品的统计分析手段，协助管理者识别质量隐患；提供不合格品、废品经济损失统计分析功能，以掌握不合格品对生产经营的影响程度；支持分析工作者的交验合格率；支持分析各外协单位的检验合格率；提供质量信息报表生成功能（质量周报、月报、年报），以便宏观掌握生产过程质量水平。提供的各种质量统计报表和分析图表包括：不合格品统计、内部损失报表、内部损失成本统计表、外委外协件损失表、内部质量损失及赔偿汇总表、废品经济损失分析、交验合格率统计、外协检验合格率分析、质量信息周报、月报、年报、质量损失指标统计过程表、质量损失指标统计过渡表、外购物资不合格品情况表、内部产品质量测评表、内部产品质量测评数据表、质量指标完成情况统计表、不合格品原因统计分析等。图表的表现形式包括表格、折线图、饼图、柱状图、箱体图等。

本发明通过对产品制造过程中跨部件、跨工序的质量数据进行全面分析，获得能够反映产品质量状态的特征参数数据，采用合适的数学模型对特征参数数据与各部件质量参数进行数据挖掘分析，发现各部件参数与产品质量各特征参数间的关系，明确部件及装配数据对产品质量状态的影响，形成部件参数与产品质量状态关系链，在不增加加工精度和难度的前提下，通过部件装配关系的调整，有效提升制造产品的实物质量。

本发明还提供一种面向实物质量提升的制造质量信息管控方法，其包括以下步骤：

第一步，利用专用客户端收集产品制造过程中所有质量检测数据，并将数据存储至服务端；在实施过程中，对产品设计、制造、试验过程的质量数据进行全面采集，包括产品及零部件的各类设计数据、检试验要求、采购的原材料入库检验数据、制造过程中零件、部件、整机、外检等各种过程检验数据、完工检验数据、产品出厂试验数据、型式试验数据等。专用客户端支持人工录入和自动采集录入方式。对具有数据接口的测量仪器或设备，采用自动采集方式，通过测量仪器提供的数据接口，实现将检试验数据自动采集到系统中。

在进行工件质量数据录入时，支持条码录入工件编号。可以采用钢印、条码等将标识将部件编码信息附着在各工件上，对零部件进行唯一标识。在本实施例中，车间部署的数据采集电脑配备条码枪，可以通过条码枪扫描条码识别工件，在数据采集电脑录入对应工件的质量检试验信息，或者通过手持平板摄像头扫描条码识别工件，在数据采集平板上录入质量检试验信息。

数据采集方式支持文件格式数据的导入，对同类格式的文件建立了相应的导入规则，用户只需点击菜单实现此类文件的导入，支持的文件格式包括txt、mdb、xls、csv、pdf等。系统服务端提供数据集成接口，可以通过webapi、webservice等方式与企业其他信息系统进行数据交换。在本实施例中，系统服务端实现了设备管理、产品资源管理、生产过程管理、仓储管理、供应链管理、工装管理、客户关系管理、售后服务管理接口模块，可以与erp、pdm、mes、wms、scm、oa、crm等信息系统交换质量数据，对企业中没有建立相应信息系统的业务口，这些模块可以为该业务口提供基础信息化流程，为系统获取业务口相关质量数据，保证企业质量数据管理的全业务覆盖。

第二步,质量管理人员通过浏览器客户端登录服务端，进入关联分析工具页面对产品测试数据与制造过程中的检测数据进行关联分析，发现各部件参数与产品质量各特征参数间的关系，明确部件及装配数据对产品质量状态的影响，形成部件参数与产品质量状态关系链；在实施过程中采用合适的数学模型并结合专家知识构建分析方法，包括分类、关联、聚类、异常等数据分析方法。质量管理人员通过浏览器登录系统服务端，进入关联分析工具页面，选择输入产品型号、产品质量特征项目、部件质量检验项目、分析模型和算法，可选输入时间段或批次号，系统将会根据请求提取所有符合筛选条件的产品测试数据与制造过程检测数据，并按照选择的分析模型和算法给出关联度分析结果。

第三步,质量管理人员通过浏览器客户端登录服务端，进入装配调度工具页面对关键部件的装配配合参数进行分析，为关键部件装配过程提供优化调度方案，在同样的加工精度下提高部件配合装配精度；在实施过程中，可以根据不同的装配过程提供不同的优化调度方案，包括最小公差平方和方案、公差分级方案等。采用最小公差平方和方案可以使产品出厂具有良好的一致性，采用公差分级方案可以制造出不同质量等级的产品。质量管理人员通过浏览器登录系统服务端，进入装配调度工具页面，选择输入产品型号、两个配合部件各自的质量检验项目、配合规则、可选输入时间段或批次号，系统将会根据请求筛选出所有（或者输入的时间段内或者输入的批次号中）已经完成生产但未装配的部件编号，根据选择的配合规则对这些部件进行配对，给出部件编号配对的结果。如果配合规则为最小公差平方和方案，则根据计算结果给出配对的部件编号对和它们之间的公差值。如果配合规则为分级公差方案，则还需要输入每个级别的公差范围，系统根据计算结果给出每个级别配对数目、配对的部件编号对和它们之间的公差值。

第四步，质量管理人员通过浏览器客户端登录服务端，进入显著性分析工具页面对产品装配、工艺、材料等发生改变前后的各种质量特征值对比分析，对同类产品、同类部件、不同装配精度的质量特征值进行对比分析，发现改变后的效果，为产品质量改进效果和新产品质量设计提供依据，从而有效提高产品实物质量。在实施过程中，可以根据生产时间段或者生产批次或者工件编号指定进行对比的产品、部件。质量管理人员通过浏览器登录系统服务端，进入显著性分析工具页面，选择输入产品型号、需要分析的产品或部件质量检验项目、需要对比的时间段或批次号，系统将会根据请求筛选出所有符合条件的产品或部件的检验数据，并计算出均值、范围、分布统计结果。