质量管理信息建模PDM

质量管理信息建模PDM

    整修过程质量信息建模是系统实现的基础，是后续定义检查项目，采集检测结果、分析质量数据、跟踪质量问题等的依据。好的质量信息模型是建立在充分了解业务信息流的基础上，并对信息流中的各种信息的特点、性质非常清楚。本章通过对整修质量管理信息流及其中信息的分析，建立整修过程质量信息建模。
 
1整修车间特征
    在现在的维修理论中，整修也属于一种生产，它与我们通常理解的生产既有许多相似之处也有很多不同点。下面通过与产品生产制造的对比来介绍整修的特征。
 
1.1整修与生产的相似之处
1)运行模式与组织管理相似
    整修和生产都是按照工艺的形式进行下去，整修过程多以换件为主，也常需要修复单个或小批量的零部件，期间选用加工方法的原理、工装刀具的选择、需要监控信息的种类等与生产均是相同的。因此它们采用相似的运行模式与组织管理。
 
2)具有宏观批量特点
    企业的产品多以批量的形式生产。一般情况下，整修都是对同种设备定期进行检查、修理、保养。这些设备虽损坏的部位不同，但总的整修流程是相同的。而且设备损坏的部位也集中在特定的几个零部件上，这些零部件汇集起来也体现出宏观批量的特点。
 
3)适合通用的质量管理原则
    IS09000质量管理体系、PDCA循环法等质量管理方法都同时适合生产质量管理和整修质量管理。在软件质量管理中，有一个CMMI模型来指导人们逐步提高软件质量，在整修和生产质量管理中，我们同样可以通过定义和规范其过程来逐步提高质量。
 
1.2整修与生产的区别
1)对象初始状态不同
    通常情况下，生产是针对统一批量化的毛坯材料或零件进行加工，它们的初始状况相对均质、单一、清洁，产品拥有相同的技术状态基础，整修对象经过长期使用，多少有点损坏或者性能下降，且在整修之前，使用情况各异，初始技术状态不同，其修理的方法、路线、繁琐程度均有所不同，对象通过整修一般很难恢复到原有的性能等级。
 
2)批量不同
    生产中的批次相对整修一般数量都较大，因此采样数据较多，能够更好的逼近技术状态趋势，满足质量分析的需要。整修时，单批次待整修的数量少，采样到的数据少，不具有代表性，绘制出的曲线与标准技术曲线偏差大，难以掌握质量变化规律。
 
3)质量控制的手段不同
    生产的批量特点使得生产规律性很明显，很容易找出质量变化规律，改善生产质量，生产中的质量控制和检验主要集中于生产过程，目前，其产品零部件的寿命评估和质量控制己趋向成熟。而整修对象数量少、种类多，整修对象的损伤、失效情况复杂多样，技术状态复杂，这给整修质量控制带来了很大的困难。因此，整修过程对技术要求的控制更严，更侧重对系统和质量影响因素的实时控制。
 
4)整修工艺更为复杂
    零部件制造过程中尺寸和力性能基本一致，易于控制，适合规模化生产。整修中时常需要修理零部件，它是在保存原有零部件形状和材质不变的前提下，采用额外的方法和技术恢复原产品的尺寸标准，达到产品的性能指标，其人工经验性较强，因此整修工艺更为复杂。
 
5)整修与使用的对应性较强
    企业一般通过加工冗余产品/零部件来弥补生产中的加工失误，所以生产中的质量管理偏重于提高合格率、降低产品成本等。而整修与使用对应关系较强，设备整修后交回原单位，修理失误时很少有冗余设备/零部件来弥补，故整修单位须在修理中杜绝质量问题，这比生产过程更严，更强调过程控制。
 
2整修质量管理信息流分析
    整修质量管理的过程是一个采集数据、加工数据、输入输出数据的过程，在这个过程中，信息的数量、种类及其属性值等不断的变化着。为了解决“哪些数据是重要的，如何获取数据、数据该怎么加工存储”等问题，我们有必要对整修过程的质量信息流进行分析，研究各个阶段的数据状态、数据的变化过程等。
 
    通过对整修质量管理的业务流程分析可知:整修质量管理过程贯穿整修全生命周期，涉及到企业的各个部门，里面涉及到的信息错综复杂，需要参与其中的人员相互协调配合。整修过程质量信息流如图3.1所示:

 
    系统从ERP系统中获取任务订单信息，从CAD系统中获取整修对象的基础信息(如BOM结构、零部件属性等)，从CAPP中获取整修工艺信息，整修质量管理系统以PDM为平台集成这些系统。在这些信息的基础上质量保证人员制定整修计划，整修计划依赖于质量目标规范，涉及到人员、物料、设备等资源的安排。计划制定好后便开始派工，分配完任务就可以进入整修过程管理，在实际整修过程中需要采集工序质量信息以发现质量问题，需要监视设备、工装刀具的运行状态以确保整修工具的可靠性，采集到的质量信息经过分析得出质量问题，用以辅助系统的闭环质量控制。系统最终可根据用户的需求输出质量信息报表、剩余物料清单、质量问题跟踪单等。
 
3整修质量管理信息建模
3.1整修质量管理信息模型
    整修质量管理信息建模的核心问题是研究如何在计算机中存储和表达整修质量信息。它是整修质量管理的基础，有效的整修质量管理信息模型不仅包括纯粹的质量信息，还应包括支持质量管理活动的工艺信息、车间资源信息等，并可以降低质量数据分析的复杂度。由于整修质量管理过程中包含的信息量多而复杂，此处采用多个模型集合的形式来表达，将整修质量管理中的信息分类，为不同的类型建立不同的模型，图3.2便是本文建立的整修质量信息模型。该模型包括三个部分:
 
    1)基础信息。整修质量管理活动中与整修质量没有直接关系，但触进整修活动或辅助管理系统其它信息的信息，如任务订单信息触发了整修活动，整修工艺信息推进了整修活动，整修对象BOM结构辅助了整修工艺的管理。
 
    2)资源信息。表达整修过程中所用到的工装夹具、工件耗材、设备等资源信息，员工也可看成是资源信息。
 
    3)质量信息。整修过程中直接反应整修产品质量的信息。包括检验内容、现场采集的工序质量信息以及分析得出的质量问题等。

 
    以上信息的来源可以分为四类:来源于其他系统、用户输入、现场采集、系统生成。基础信息和资源信息基本来源于外部系统，当然这些信息也可以在系统内部编辑，如对象信息来源于整修对象的设计模型，整修工艺信息来源于工艺编辑软件，任务订单及员工、设备、工装夹具这些资源信息来源于ERP(企业资源规划)系统。质量信息中的部分信息靠用户输入，部分来源于现场采集，还有些由系统根据一定的规则算法运算生成，如质量目标规范主要靠用户通过UI界面输入，工序质量信息靠人工或测量仪器现场采集，质量问题则是系统根据合格要求判断出来的。
 
3.2整修质量信息内容
    整修质量管理过程中涉及的信息有整修对象BOM信息、整修工艺信息、工装设备资源信息、质量目标规范、工序质量信息等，3.1节己介绍了这些信息的分类原则及每个分类的特点，此处详细介绍各分类下的信息，图3.3是整修质量管理过程详细信息图。

1)基础信息
    这里的基础信息主要是对象信息、任务订单信息、整修工艺信息这几种，它们虽不直接影响整修质量，但是整修活动中必不可少的。
 
    ◆对象信息:相当于众所周知的BOM信息，主要包括对象编号、对象名称、材料、数量、零部件属性、设计版本、技术规范/标准、技术要求、供应商等信息。产品的BOM结构是PDM中管理产品整修工艺的基础。
    ◆任务订单信息:订货需求接收到订单这个过程是在ERP系统中完成的。我们这里直接从该系统将任务订单信息取过来即可。
    ◆整修工艺信息:整修工艺信息可以同机械加工工艺及装配工艺一样在独立的CAPP软件中完成，再导到质量管理系统中，也可以直接在系统中编辑。
 
2)车间资源信息
    换句话说车间资源信息就是除整修对象外，整修过程中的员工或用到的物品的信息。我们在系统中增加了企业资源管理器来实现对各类资源的集中管理，资源的形式不仅仅允许是数据表，还可以是机械加工工艺设计手册上的各种切削用量表格、工装示意图等。为确保资源的一致性，系统提供了标准数据接口技术，可以把企业己有的工艺资源导入到企业资源中统一管理，无须重新建立。通过该模块搭建的平台就可以实现在网络上共享和维护设计资源，所有设计资源都可以进行权限设置，未经授权者只能浏览，必须授权后才能进行更改、添加、删除。
 
    ◆物料信息:这里的物料包含备件耗材、计量器具、工装工具这几种，主要包括物料编号、名称、库存、供应商等信息，系统具体实现时，在后台数据库中建立了一张物料数据表来存储物料信息，物料编号是物料的唯一标识符，通过该表用户可以按照各种查询条件查询物料。物料信息在整修过程中会发生变化，需及时检测并更新。
 
    ◆设备信息:设备信息包含其基本信息和设备运行信息，基本信息指设备名称、型号、主要参数等信息。设备运行信息是指设备运行过程相关信息，包括机床开机、停机、空闲等状态信息;主轴负载、转速、进给量、机床温度等机床运行状态信息;当前刀具号、刀具轨迹、工件加工时间、加工量等加工状态信息。
 
    ◆员工信息:主要包括员工编号、姓名、性别、所属部门、角色等相关的信息，其中用户角色决定了用户操作系统的权限，员工编号是员工信息的唯一标识符，后台数据库中同样建立了一张员工数据表来存储员工信息。员工在执行任务时，需要输入自己的员工编号以确定的自己的身份。
 
3)质量信息
    质量信息是整修质量管理中最核心的信息，整修质量管理的目的是通过查找存在的问题或缺陷，采取适当的措施进行控制以提高整修质量，而质量信息便是查找问题或缺陷的依据。在整修质量管理中，需要采集哪些质量数据、如何采集、采用何种方式分析质量信息都关系到质量控制的结果，因此很多学者都在做这方面的研究。
 
    ◆质量目标规范:质量目标规范是整修质量管理活动的指导性文件，主要包括参照标准、质量检验计划、关键工序、每道工序的检测项目及要求、检验的方式和内容等。
 
    ◆工序质量信息:工序质量信息是质量分析、发现质量问题并进行质量控制的依据，它与质量目标规范中的检查项目一一对应。工序质量信息主要包括该工序的重要尺寸、形位公差、表面粗糙度等信息。
 
    ◆质量问题:不仅包括质量问题的具体内容、类型、解决方法、发现时间等信息，还包括质量问题跟踪状态、跟踪结果等信息。
 
 
4质量信息的表达
    质量信息是整修质量控制的依据，而每道工序的检测项目及合格要求、现场采集的质量信息是质量信息中最主要的两部分内容，这些信息大部分都需要用户手工输入，这就需要设计良好的人机交互界面，如何清楚直观的表达这些信息是人机交互界面设计中非常关键的问题，本课题中我们采用质量跟踪卡、质量模板来分别表达它们。
 
本章小结
    本章参照整修与生产的异同点及生产过程的信息流分析了整修质量管理信息流，建立了整修质量管理信息模型，将整修过程中的信息分为基础信息、车间资源信息、质量信息这三类，基础信息是指整修对象BOM、整修工艺等不直接反应整修质量但辅助整修质量管理的信息，车间资源信息指工装夹具、耗材、设备等资源信息，质量信息是直接反应整修产品质量的信息，包括检验内容、现场采集的工序质量信息以及分析得出的质量问题等。采用质量模板、质量跟踪卡表达质量信息中的检测项目、现场收集信息，并利用Excel的单元格格式、数据有效性、连接数据库等功能获取数据、设置质量跟踪卡的格式，利用宏及Excel VBA自动化实现质量跟踪卡的生成。
 
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