集成质量系统

集成质量系统概述
　　集成质量系统(IQS)是1987年由美国Kapoor教授等人首先提出的。IQS是计算机辅助质量系统(CAQ)发展的新阶段。集成质量系统的概念包括：
　　(1)采用系统的方法覆盖产品的整个生命周期和企业的各个层次;
　　(2)强调以企业长远质量目标为基础的质量策划;
　　(3)强调从质量策划和质量控制观点出发的人的资源的开发:
　　(4)通过闭环质量控制器实现企业中与质量相关的过程和资源的控制，其重点是故障预防而不是废品控制。
集成质量系统的发展
　　集成质量系统的发展主要体现在如下四个方面：
　　(1)集成水平的提高
　　计算机辅助质量系统实现系统信息集成，而集成质量系统在信息集成的基础上进一步实现功能集成和过程集成。
　　(2)过程的延伸
　　计算机辅助质量系统主要涉及产品制造过程中的质量管理、质量保证和质量控制。集成质量系统则不仅涉及产品制造过程，而且延伸到产品设计开发阶段和售后服务，即实现产品生命周期全过程的质量控制和质量保证，适应并行工程的模式。
　　(3)范围的扩展
　　计算机辅助质量系统以企业内局域网为支持，实现企业内部质量信息的集成。随着敏捷虚拟企业的出现，对集成质量系统提出了直接获取国际性质量信息的需求，集成质量系统在Internet的支持下实现企业间质量信息的集成和质量监控。
　　(4)智能水平的提高
　　人工智能技术在集成质量系统诸多方面的应用，包括质量问题决策、质量分析诊断、质量计划生成、过程监控等,使集成质量系统的智能水平提高并更为有效。
集成质量系统的主要特点
　　①覆盖产品的全生命周期，实现生命周期各个阶段(从市场分析、工程设计、生产制造、成品试验到售后服务)的横向集成和企业各个层次(计划层、管理控制层、执行层)的纵向集成；
　　②通过多层次、多环节的闭环质量控制实现企业内及企业间的所有与质量有关的过程和资源的有效控制；
　　③强调以企业长远质量目标为基础的质量计划；
　　④强调以新的质量观为基础的人的智慧和素质的提高。
">编辑]集成质量系统的五个集成

　　集成质量系统应实现五个方面的集成：

　　(1)纵向集成指质量活动与信息在企业的决策层、管理层和实施层之间的自上而下和自下而上的集成;
　　(2)过程集成指质量活动与信息在由获取用户和市场需求到设计、采购、生产准备、制造、质量检验、市场营销和售后服务、用后处置这一产品生命周期全过程中的集成;
　　(3)内部功能集成指集成质量系统内部各功能子系统的集成;
　　(4)外部功能集成集成质量系统必须与CIMS其它功能子系统如EIS,MIS,MAS集成，包括物理的集成和信息的集成;
　　(5)知识集成集成质量系统必须集成过程知识与质量工程知识，知识应被所有功能子系统共享。
集成质量系统案例分析

　　案例：特钢企业的集成质量系统

　　1.系统特征

　　(1)集成性

　　CIMS环境下特钢企业IQS应把集成性作为系统建模过程中所要考虑的首要问题。IQS的集成性必须从纵向集成和横向集成两个角度同时考虑。纵向集成指质量活动与信息在企业决策层、管理层和实施层之间的自上而下和自下而上的集成，它是企业管理体制的集成在IQS中的体现；横向集成指质量活动与信息在从获取用户和市场需求到设计、采购、生产准备、生产、质量检验、市场营销和售后调查这一产晶生命周期全过程中的集成。同纵向集成相比，横向集成可以看作是质虽活动与信息在产品质量形成过程上的集成。同时，在建模过程中要从CIMS整体集成的全局出发，既要实现IQS内部的集成，又要实现与其它子系统之间的信息集成。在IQS的开发过程中，开发人员需要与其它子系统的开发人员密切合作，选择或设计合理的数据交换协议和外部接口机制，以实现透明的数据共享和数据在线交换。在CIMS环境下，集成质量系统的实现要借助于CIMS盼其它功能分系统共同完成，对不同系统的集成，接口就显得异常重要，IQS与生产经营管理系统的物资供应子系统、销售子系统、财务结算子系统以及制造执行系统中的生产调度子系统、物料子系统、基础数据子系统等都存在密切的接口关系。DT-IQS与其它系统的信息集成关系见下图。
　　

　　(2)分布性

　　现代质量管理工作已经发展到贯穿于整个产品的全生命周期中，结合特钢企业的交际生产特点，本系统将质量管理合理的分砷j到企业生产运转的各个环节，采用大型分布式数据库精心设计数据结构，保证数据的一致性、安全性，并降低数据的冗余度。

　　(3)实时性

　　在钢铁冶炼、开坯、成材的过程中大量的基础数据来源于生产现场，对于判定后的质量信息也要服务于生产现场，因此这部分数据的管理和控制对质量数据分析同样起着重要作用。系统采用实时数据库对这部分数据进行采集分析，并通过数据共享接口导人关系数据库中；对过程中存在的质量问题进行实时上报、分析和反馈，实现了对过程质量信息的动态管理。

　　(4)共享性

　　系统建立的基于web的信息系统，为合法用户提供了在线浏览、操作数据的可能，能及时了解某一钢种、炉号所处的工序及产品检验状态；对文件的录入、发放、回收等管理，实现了质量文件在线分发共享。

　　(5)安全性

　　对质量工作人员的管理，减少或消除了由于职能不清导致的障碍，对人员编码及权限的划分，可防止非法用户和未授权用户对系统的非法侵人，保证了系统的安全性和可靠性。

　　(6)监控性

　　面向CIMS环境下的IQS实现了对生产全过程的质量信息进行跟踪控制，提供出符合实际的产品质量指标和质量原始记录，使得生产活动在该系统的控制之下得以顺利进行。

　　2.体系结构

　　根据上述对特钢企业IQS的分析，将CIMS环境下特钢企业IQS的结构模型分为质量计划管理、质量数据管理、过程质量管理、质量综合信息管理、质量异议管理和质量统计分析管理六大功能子系统，见下图。
　　

　　(1)质量计划管理

　　质量计划子模块涵盖了决策层和部分管理控制层功能。通常包括目标计划、成本计划和检验计划。目标计划是根据市场反馈和预测情况，制订产品质量的长期和短期发展目标及实现目标的方案，以及产品质量要达到的各项质量指标和质量保证计划。成本计划是根据工艺文件、产品标准优化合理的产品设计方案，在达到产晶标准的同时制定成本最低的工艺路线。检验计划是根据生产中物料月、日计划信息，结合实验设备使用占用条件及工艺约束条件等来制定包括原辅料、外购钢锭钢坯、生产中锭坯材、以及新产品和试验品的检验计划。

　　(2)质量数据管理

　　收集和管理与质量相关的各种实绩与取样信息(包括由设备直接采集的在线过程信息和手工录入的离线质量信息)，记录各生产工序巾工艺参数的变化情况，如加热时间、加热温度、开轧温度等。随时了解每一炉钢在各道生产工序E的质量情况及所处工序，动态跟踪一个炉号从配料冶炼到加工成材全过程各个环节的质量信息。

　　(3)过程质量管理

　　过程管理是质量管理的主导，也是本系统设计的重点。泫子模块涵盖执行层和部分管理层的质量职能。过程是一组将输入转化为输出的相互关联或相互作用的活动。在质量管理中，将活动和相关的资源作为过程进行管理，以过程作为质量管理的基本单元，可以更好的得到期望的结果。

　　(4)质量综合信息管理

　　承担质量数据字典管理、质量文件管理、质检人员管理等职能。实现对质量基础数据信息的字典维护；提供质量文件的录入存储、发放、回收功能，保证各职能分厂在线接收并逐级下发文件；建立统一的质检人员编码，对检验人员的工作权限、责任进行有效的管理，防止误检、漏检、越权操作等情况的发生，使质量业务问题的职责划分更加清晰明确。

　　(5)质量异议管理

　　内部异议处理各职能分厂之间在生产过程中因上下工序提料、供料而引发的责任划分纠纷，包括确定质量原因、责任分厂及责任人。外部异议一般是钢铁产品交付用户使用后，由于使用方法、加工用途及热处理条件等原因可能引发的各种质量问题。外部异议处理主要是确定产品责任的最终归属，通常采取重新化验、技术分析的方法，并对物品或费用进行回冲、退改、退货等处置。作为企业对外的信誉窗口，外部异议的处理方式和对质量问题的跟踪记录尤为重要。

　　(6)质量统计分析管理

　　对质量数据仅仅进行采集、存储是远远不够的，数据分析统计功能实现了对海量数据的分析、控制，由此发现质量控制的关键所在，将被控变量与预定的质量规范或质量标准给定值进行比较，达到修正质量偏差的目的。通过产品质量分析，及时找出引发质量问题的原因和产生根源，为改进工艺或操作规程提供参考依据。通过对质量数据的采集存储，利用质量统计工具如M矾mⅧ，对数据进行统计分析。以因果图为例，因果图是寻找造成质量问题的原因的一种简明有效的方法。
　　一个质量问题的产生，往往不是一个因素，而是多种复杂因素综合作用的结果。下图以分析冶炼过程化学成分不合格为主线，对引发该质量问题的多种质量因素进行了分析，从而达到有效控制质量问题出现的目的。
　　

　　3.应用实例

　　将上述研究成果运用于东北特钢集团的质量管理工作，开发了DT-IQS(东北特钢集团集成质茸管理系统)，实现从原辅材料进厂时的验收到牛产过程中半成品、成品的理化性能分析，售后的质鼍异议、追查质量责任等物料的全生命周期的全面质量管理控制。

　　(1)系统工作流程

　　DT—IQs工作流程由5部分组成：
　　A.由计算机自动从DT-CIMS(东特CIMS工程)系统的产品开发子系统中获取产品信息，如炉号、生产号、钢号、标准、形状、规格等。
　　B.技术中心根据国家标准、用户要求将生产过程执行的各种标准、工艺规格录入到系统，为质量检验和判定提供依据。
　　C.根据检验性质的不同将检验过程分成进厂物资检验、炉前检验、探伤检验、中心室检验、临时检验、异议检验6个模块，其中炉前检验和探伤检验为在线检验，其余4个为离线检验。在线检验提供对生产现场实时数据的采集、分析；离线柃验对采购产品和生产过程质量信息进行符合性榆查。在线与离线检验是对产品质量进行控制的必要子过程，经检验合格的产品才能投人下一级使用，作为下一过程的输人。各质量检验员将所榆验项目的原始数据按炉号、钢号、标准、规格和日期采集到相应的模块巾。
　　D.计算和分析所有录入的检验数据并与其对应的标准上下限值进行分析比较。自动削断出各检验点的质量是否合格及合格率情况。
　　E.对检验数据按类别、日期(或时间段)、检验项目等进行统计和图表分析，根据厂部及各部门对质量报表形式的要求进行分类，使各部门可根据需要从厂内计算机网络中快速取得产品质量信息，工艺技术部门和质量管理部门可通过查询(打印)质量报丧及检验原始数据进行质量分析和管理工作。IYF—IQS系统对质量数据的计划、控制、分析和评价反馈给决策部门进行质量规划，形成了闭环系统，以达到质量保证的目的。

　　(2)开发环境及用户界面

　　系统采用基于J2EE平台的三层企业计算架构，以HP-Unix为服务器操作系统，主要负责数据的存储、检索，并为数据提供完整性、安全性控制。
　　采用JSP/Servlet作为应用程序Web刀=发工具，EJB作为中间层，Oracle 8i作为后台数据库管理系统，开发平台以Bea Weblogie作为服务器端。应用服务程序具有开放性，可拓展性和可移植性。
　　为了适应特钢企业质量检测标准灵活多变的特点，DT-IQS设计了灵活多样的质量检测维护功能，不仅能对各种指标进行维护，而且能根据用户需要，对用户表格进行维护。通过对其组合和维护可以针对不同的标准统计质最数据，大大减少了实施时问。
参考文献

1. ↑ 孙蓓蓓.面向敏捷制造环境的集成质量系统的研究.东南大学.2001年6月1日
2. ↑ 刘晓冰 闻晓燕 马跃.特钢企业集成质量系统的研究与实现.《冶金自动化》.2006年增刊(s1)