摘 要： 企業(yè)想在市場里站穩(wěn)腳跟，需全力研發(fā)新產(chǎn)品類型，優(yōu)化產(chǎn)品的樣式與規(guī)格，由此便出現(xiàn)多品種、小批量產(chǎn)品。小批量產(chǎn)品的動(dòng)態(tài)質(zhì)量管理監(jiān)控對(duì)產(chǎn)品管理與企業(yè)發(fā)展而言著實(shí)重要。為此，設(shè)計(jì)一種小批量產(chǎn)品動(dòng)態(tài)質(zhì)量管理實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)。當(dāng)用戶在智能終端登錄系統(tǒng)后，在系統(tǒng)中選定需監(jiān)控的小批量產(chǎn)品類型，系統(tǒng)通過中間件層獲取選定的小批量產(chǎn)品的加工車間監(jiān)控程序，在控制層通過小批量產(chǎn)品工序質(zhì)量的聯(lián)合SPC策略實(shí)現(xiàn)小批量產(chǎn)品質(zhì)量動(dòng)態(tài)質(zhì)量監(jiān)控，且系統(tǒng)的功能層中會(huì)增設(shè)質(zhì)量管理和售后質(zhì)量跟蹤模塊，實(shí)現(xiàn)小批量產(chǎn)品質(zhì)量深度管理監(jiān)控，若產(chǎn)品質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)，便將其下發(fā)至生產(chǎn)調(diào)度和排產(chǎn)模塊等進(jìn)行后續(xù)操作。經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，所設(shè)計(jì)系統(tǒng)可有效實(shí)現(xiàn)小批量產(chǎn)品動(dòng)態(tài)質(zhì)量管理實(shí)時(shí)監(jiān)控，且監(jiān)控性能顯著。

　　關(guān)鍵詞： 產(chǎn)品質(zhì)量管理; 質(zhì)量監(jiān)控; 系統(tǒng)設(shè)計(jì); 監(jiān)控程序獲取; SPC策略; 監(jiān)控測試

　　0 引 言

　　伴隨全球經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，市場的競爭也逐漸激烈，每個(gè)制造企業(yè)均在大力研發(fā)卓越的產(chǎn)品制作技術(shù)、優(yōu)化自身生產(chǎn)制造領(lǐng)域的生產(chǎn)技術(shù)，產(chǎn)品的質(zhì)量需求也逐漸提升至新的高度，怎樣優(yōu)化產(chǎn)品質(zhì)量已變成企業(yè)競爭力的核心因素之一[1]。現(xiàn)在，基于小批量產(chǎn)品質(zhì)量控制方面，很多制造企業(yè)使用人工檢測或基于車間智能數(shù)據(jù)采集儀，記載產(chǎn)品制作時(shí)核心工序的質(zhì)量特征數(shù)據(jù)，然后按照此類數(shù)據(jù)使用Jmc，Minitab等軟件畫出加工件的休哈特控制圖，最后監(jiān)控與識(shí)別控制圖完成產(chǎn)品質(zhì)量管理監(jiān)控[2]。而在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用過程中，小批量產(chǎn)品生產(chǎn)時(shí)，質(zhì)量樣本數(shù)據(jù)不多，但傳統(tǒng)的休哈特控制圖必須使用海量數(shù)據(jù)實(shí)施分析，所以不適用在小批量產(chǎn)品生產(chǎn)中[3]。并且，已有的質(zhì)量分析軟件不能與現(xiàn)實(shí)制作過程并行工作，只屬于一種非動(dòng)態(tài)的質(zhì)量數(shù)據(jù)分析工具，對(duì)企業(yè)質(zhì)量控制的自動(dòng)化與智能未能起到正向作用。為此，本文設(shè)計(jì)一種小批量產(chǎn)品動(dòng)態(tài)質(zhì)量管理實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，提升小批量產(chǎn)品制造且質(zhì)量可控性[4]。

　　1 小批量產(chǎn)品動(dòng)態(tài)質(zhì)量管理實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)

　　1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

　　小批量產(chǎn)品動(dòng)態(tài)質(zhì)量管理實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)由中間件層、控制層、功能層構(gòu)成。當(dāng)用戶在智能終端登錄系統(tǒng)后，在系統(tǒng)中選定需監(jiān)控的小批量產(chǎn)品類型，系統(tǒng)會(huì)通過中間件層獲取選定的小批量產(chǎn)品的加工車間，在控制層通過小批量產(chǎn)品工序質(zhì)量的聯(lián)合SPC策略，實(shí)現(xiàn)小批量產(chǎn)品質(zhì)量動(dòng)態(tài)質(zhì)量監(jiān)控，且系統(tǒng)的功能層中會(huì)增設(shè)質(zhì)量管理和售后質(zhì)量跟蹤模塊，實(shí)現(xiàn)小批量產(chǎn)品質(zhì)量深度管理監(jiān)控，若質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)，便將其下發(fā)至生產(chǎn)調(diào)度和排產(chǎn)模塊等進(jìn)行后續(xù)操作[5?6]。小批量產(chǎn)品動(dòng)態(tài)質(zhì)量管理實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

　　其中，加工工序質(zhì)量動(dòng)態(tài)監(jiān)控模塊的功能結(jié)構(gòu)如圖2所示。加工工序質(zhì)量動(dòng)態(tài)監(jiān)控模塊具有實(shí)時(shí)性，在基于每個(gè)部門的協(xié)同作業(yè)里，能夠完成信息共享，小批量產(chǎn)品質(zhì)量管理人員可實(shí)時(shí)獲取產(chǎn)品質(zhì)量信息[7]。且含有查詢、統(tǒng)計(jì)分析等操作程序，有利于高效率實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量管理。加工工序質(zhì)量動(dòng)態(tài)監(jiān)控模塊中各個(gè)管理程序均采用小批量產(chǎn)品工序質(zhì)量的聯(lián)合SPC策略，實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)運(yùn)行，完成小批量產(chǎn)品動(dòng)態(tài)質(zhì)量管理實(shí)時(shí)監(jiān)控[8]。

　　1.2 小批量產(chǎn)品工序質(zhì)量的聯(lián)合SPC策略

　　統(tǒng)計(jì)過程控制理論已被大量使用在產(chǎn)品質(zhì)量控制工作中，當(dāng)前使用最多的為休哈特控制圖。而休哈特控制圖的使用需要分析海量數(shù)據(jù)，但小批量生產(chǎn)過程中未能符合此項(xiàng)需求;此外，休哈特控制圖對(duì)僅存在微弱差異的樣本檢測性能不好，漏識(shí)率較差[9?10]。與傳統(tǒng)的休哈特控制圖對(duì)比，累積和(Cumulative Sum，CUSUM)控制圖和指數(shù)加權(quán)移動(dòng)平均值(Exponentially Weighted Moving?Average，EWMA)控制圖可以較好地判定識(shí)別時(shí)的微弱差異。為了深度分析小批量工序質(zhì)量的歷史數(shù)據(jù)和處理休哈特控制圖對(duì)微弱差異靈敏性不好的弊端，本文使用[x-s]控制圖和EWMA控制圖融合的SPC控制策略，以此合理控制小批量產(chǎn)品質(zhì)量的異常狀況[11]。

　　式中：Y描述小批量產(chǎn)品的質(zhì)量特征數(shù)據(jù)變換值;X描述小批量產(chǎn)品的質(zhì)量特征數(shù)據(jù)真實(shí)檢測值;[α]，H依次描述小批量產(chǎn)品的樣本均值與小批量產(chǎn)品的設(shè)計(jì)公差帶。

　　通過標(biāo)準(zhǔn)化操作后的結(jié)果不但留下了原始小批量產(chǎn)品質(zhì)量數(shù)據(jù)的本質(zhì)特性，還降低了數(shù)據(jù)的復(fù)雜水平，能夠設(shè)置成網(wǎng)絡(luò)的輸入數(shù)據(jù)[12]。

　　將獲取的小批量產(chǎn)品質(zhì)量特征數(shù)據(jù)實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)化變換后，構(gòu)建[x-s]控制圖，監(jiān)測質(zhì)量情況，其中均值控制圖的控制線為：

　　把[x-s]控制圖和EWMA控制圖融合應(yīng)用，并融合兩種控制圖的優(yōu)點(diǎn)，讓控制圖能夠較好地發(fā)掘小批量產(chǎn)品生產(chǎn)過程里的質(zhì)量異常狀況，實(shí)現(xiàn)小批量產(chǎn)品動(dòng)態(tài)質(zhì)量管理監(jiān)控[15]。

　　2 實(shí)驗(yàn)分析

　　為了測試本文系統(tǒng)的有效性，將本文系統(tǒng)應(yīng)用于某小批量產(chǎn)品制作工廠，該工廠主要用于制作電梯零件。

　　圖3是該工廠使用本文系統(tǒng)后的車間監(jiān)控界面示意圖。管理人員能通過計(jì)算機(jī)顯示屏監(jiān)測車間的工作情況，圖4是手機(jī)APP中的客戶端監(jiān)控界面。

　　把該電梯零件制造企業(yè)的電梯零件制動(dòng)器生產(chǎn)線設(shè)成原型，使用SQL Server 2008作為后臺(tái)數(shù)據(jù)單元。采用本文系統(tǒng)作為電梯零件制造的制動(dòng)器生產(chǎn)線中電梯零件的零件質(zhì)量管理監(jiān)控工具，表1是本文系統(tǒng)控制下，電梯零件的質(zhì)量特征數(shù)據(jù)和變換值，其中，設(shè)定10個(gè)電梯零件用于質(zhì)量管理監(jiān)控，每個(gè)零件設(shè)定3個(gè)樣本。

　　分析樣本質(zhì)量特征數(shù)據(jù)的幾組控制圖能夠知道，按照真實(shí)樣本觀測情況構(gòu)建的[x-s]控制圖與EWMA控制圖顯示電梯零件都未出現(xiàn)不尋常狀況，按照樣本觀測值和預(yù)測值構(gòu)建的[x-s]控制圖也屬正常，但EWMA控制圖(圖8)中樣本10超出控制限(高于表1中電梯零件檢測值)，則樣本10的質(zhì)量控制圖出現(xiàn)往上漂移情況，需要及時(shí)查看質(zhì)量異常原因。

　　3 結(jié) 論

　　本文設(shè)計(jì)一種小批量產(chǎn)品動(dòng)態(tài)質(zhì)量管理實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，并將其應(yīng)用在某電梯零件制造企業(yè)的生產(chǎn)過程里，以此分析本文系統(tǒng)對(duì)小批量產(chǎn)品動(dòng)態(tài)質(zhì)量管理實(shí)時(shí)監(jiān)控的有效性。經(jīng)實(shí)驗(yàn)測試結(jié)果可知，實(shí)驗(yàn)中所設(shè)定的10個(gè)電梯零件制作工序樣本里，第10個(gè)樣本存在異常，需要實(shí)施質(zhì)量管理。且與實(shí)際狀況相比，本文系統(tǒng)監(jiān)控精度最大值高達(dá)0.99，監(jiān)控性能可靠。

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