張麗華，李 亞，張紹倫

（洛陽船舶材料研究所，河南洛陽 471023）

0 引言

質(zhì)量管理體系涉及到產(chǎn)品生命周期的各個環(huán)節(jié)，隨著現(xiàn)代工業(yè)體系的發(fā)展，大質(zhì)量概念逐步深化，顧客與其他相關(guān)方的要求不斷提高。而過程是組織實施質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，將工業(yè)生產(chǎn)活動作為相互關(guān)聯(lián)、功能連貫的過程組成的體系，來理解和管理，可以更加有效和高效的得到一致的和可預(yù)知的結(jié)果。當(dāng)面臨各種內(nèi)外部因素的波動變化時，為了強(qiáng)化質(zhì)量管理改進(jìn)的可操作性，確保生產(chǎn)管理計劃和指令執(zhí)行到位，提高質(zhì)量可控性和生產(chǎn)效率，實施工業(yè)化和信息化兩化融合已成為工業(yè)系統(tǒng)管理優(yōu)化的重要發(fā)展方向。企業(yè)信息化管理是企業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的根本[1]，工業(yè)化與信息化融合要在產(chǎn)線上落到實處，只有緊密結(jié)合企業(yè)產(chǎn)線自身的過程特點(diǎn)，在工序現(xiàn)場實地應(yīng)用信息化技術(shù)和相關(guān)軟件，才能預(yù)防信息化工作與實際生產(chǎn)脫節(jié)的現(xiàn)象，減少相關(guān)的手動操作所帶來的人為差錯，提高效率。

本文擬以過程分析為基礎(chǔ)，結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)實際，進(jìn)行信息化系統(tǒng)建設(shè)的策劃，從而實現(xiàn)管理體系監(jiān)視和測量系統(tǒng)的改進(jìn)，減低人為錯誤率，提高產(chǎn)線效率，同時，也為企業(yè)后續(xù)的信息化、智能化系統(tǒng)方面的進(jìn)一步發(fā)展提供有益借鑒。

1 質(zhì)量管理體系過程方法

質(zhì)量管理體系包括組織確定其目標(biāo)，以及為獲得期望的結(jié)果確定其過程和所需資源的活動。以其相互作用的過程和資源，向有關(guān)相關(guān)方提供價值實現(xiàn)結(jié)果[2]。整個管理體系可以看做是一項大的活動，在這項活動中，組織圍繞實現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)，確定過程和所需資源，并對過程和資源實施管理，向有關(guān)相關(guān)方提供價值和結(jié)果。質(zhì)量管理體系是由相互關(guān)聯(lián)的過程所組成，其目標(biāo)是顧客滿意，核心是過程方法。過程與過程之間存在一定的關(guān)系，這種關(guān)系往往不是一個簡單的按順序排列的結(jié)構(gòu)，而是一個比較復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。在構(gòu)成質(zhì)量管理體系的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中有一些過程對產(chǎn)品質(zhì)量的形成起決定性作用，過程方法的實質(zhì)是預(yù)測、預(yù)防和持之以恒的改進(jìn)，將計劃—實施—檢查—處理（Plan-Do-Check-Act，PDCA）循環(huán)持續(xù)改進(jìn)的思維納入過程方法，其要義就是跟蹤和管控過程變化，不斷采取措施應(yīng)對變化，從而實現(xiàn)預(yù)期結(jié)果和增值。理解過程，進(jìn)行過程的有效管理、資源的高效利用及跨職能溝通壁壘的減少，能夠使組織盡可能的完善其管理體系，并優(yōu)化組織績效。

與此同時，質(zhì)量管理體系中“循證決策”和“成文信息”也為大數(shù)據(jù)、云計算等高新科技應(yīng)用預(yù)留了空間，循證決策是基于數(shù)據(jù)和信息的分析和評價的決策。對每一過程、每項活動的關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行測量和監(jiān)視，是“循證”的關(guān)鍵，信息化產(chǎn)線監(jiān)視和測量系統(tǒng)為數(shù)據(jù)收集分析提供了更為先進(jìn)的處理手段。基于數(shù)據(jù)的信息化過程控制也成為優(yōu)化運(yùn)行過程的重要優(yōu)化方向。建設(shè)產(chǎn)線信息化可追溯系統(tǒng)可以成為企業(yè)提高質(zhì)量信息跟蹤能力、應(yīng)對過程變化的有效措施。

2 產(chǎn)線監(jiān)視和測量系統(tǒng)信息化改造

2.1 企業(yè)生產(chǎn)線現(xiàn)狀及過程分析

目前某船舶企業(yè)主要的產(chǎn)品可分為三大類制品，企業(yè)內(nèi)部有局域網(wǎng)，將各個車間連在一起。生產(chǎn)線流程示意圖見圖1，共有4個生產(chǎn)車間，生產(chǎn)線流程可分為15個工序，其中包含4個重要過程。

圖1 生產(chǎn)線流程示意圖

在進(jìn)行信息化系統(tǒng)改造前，產(chǎn)線各工序的監(jiān)視和測量工作常規(guī)工序過程主要依賴工人自檢，對質(zhì)量控制點(diǎn)，則主要通過質(zhì)檢員專檢、跟蹤核對的方式進(jìn)行。產(chǎn)品從物料、半成品到成品的質(zhì)量過程跟蹤表主要是操作人員或質(zhì)檢員填寫后，最終由質(zhì)檢員收集整理，統(tǒng)計報表，每周匯總統(tǒng)計表報送質(zhì)量工程師。對某件產(chǎn)品的質(zhì)量跟蹤過程對人的依賴性比較強(qiáng)，容易出現(xiàn)人為錯誤，如在產(chǎn)品標(biāo)簽填寫過程中，也出現(xiàn)過填寫重復(fù)批號信息或錯誤批號等情況。

2.2 信息化系統(tǒng)實施原理

信息化可追溯系統(tǒng)使用的最終目的在于優(yōu)化質(zhì)量管理體系監(jiān)視與測量過程的產(chǎn)品信息跟蹤，通過過程中各工序的跟蹤碼關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)來實現(xiàn)跟蹤，規(guī)范工序作業(yè)過程，實現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量相關(guān)要素的可追溯性。

在系統(tǒng)上線運(yùn)行之前，需要進(jìn)行初始化資料設(shè)置，在賦碼系統(tǒng)建立生產(chǎn)線技術(shù)規(guī)范、生產(chǎn)指令、操作工基本資料（定員）、供應(yīng)商、產(chǎn)品等原始信息，產(chǎn)生原始碼，系統(tǒng)通過產(chǎn)線信息化來管理不同的指令任務(wù)，技術(shù)規(guī)范用來控制工序過程及跟蹤碼數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)，生產(chǎn)指令用來控制賦碼系統(tǒng)正確地管理產(chǎn)線的各項工作，使其能夠滿足不同正常和異常作業(yè)的需要，人員資料可以用來管理實際操作過程中每個員工對應(yīng)的作業(yè)權(quán)限，對于不同用戶登陸系統(tǒng)可以根據(jù)權(quán)限，按用戶組或者按照用戶個人分別賦予不同的權(quán)限，避免作業(yè)混亂，降低人為出錯率，確保過程質(zhì)量穩(wěn)定性。

對于生產(chǎn)線的掃描、打印、顯示等終端設(shè)備，通過建立通信接口編碼與工序代碼的對應(yīng)關(guān)系，由系統(tǒng)處理收集到的數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)來源的通信接口，判斷給對應(yīng)的工作站終端發(fā)送相應(yīng)的生產(chǎn)指令信息。當(dāng)物料制品進(jìn)入一級工序，產(chǎn)生一級跟蹤碼，一級跟蹤碼以一維條碼/二維條碼的形式體現(xiàn)，成為跟蹤碼。所有產(chǎn)品的最小包裝帶有唯一的跟蹤碼，系統(tǒng)以一維條碼/二維條碼的方式，對編碼進(jìn)行控制，在生產(chǎn)過程進(jìn)行賦碼，通過跟蹤碼記錄每件制品的質(zhì)量信息，包括生產(chǎn)日期、批號及原料來源等其他相關(guān)信息，并傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫進(jìn)行儲存。出入庫時將跟蹤碼激活，并上傳到信息化可追溯系統(tǒng)，在流通過程中通過掃描或錄入跟蹤碼查詢產(chǎn)品流轉(zhuǎn)過程信息，當(dāng)出現(xiàn)質(zhì)量問題時，可以根據(jù)跟蹤碼帶有的產(chǎn)品信息進(jìn)行追溯。

產(chǎn)線自動賦碼系統(tǒng)與信息化可追溯系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)接口，進(jìn)行原始跟蹤碼的導(dǎo)入（見圖2）。產(chǎn)線自動賦碼系統(tǒng)與信息化可追溯系統(tǒng)與掃描系統(tǒng)、顯示屏幕、條碼打印系統(tǒng)等通過接口進(jìn)行聯(lián)系。通過現(xiàn)場數(shù)據(jù)收集傳送到信息化系統(tǒng)后臺，經(jīng)過后臺邏輯處理，將信息反饋給現(xiàn)場指導(dǎo)作業(yè)人員如何進(jìn)行下一步作業(yè)，自動生產(chǎn)線則可以通過數(shù)據(jù)接口指導(dǎo)自動設(shè)備進(jìn)行自動生產(chǎn)處理。

圖2 信息化可追溯系統(tǒng)示意圖

為實現(xiàn)跟蹤的目的，需要并將跟蹤碼通過一維碼/二維碼的形式標(biāo)記在包裝外面，可以通過掃描識讀或肉眼識讀。跟蹤碼依據(jù)生產(chǎn)計劃指令，在信息化可追溯系統(tǒng)中申請核發(fā)，并與實物物料制品關(guān)聯(lián)；在生產(chǎn)前，通過數(shù)據(jù)接口將跟蹤碼導(dǎo)入產(chǎn)線自動賦碼系統(tǒng)（見圖3），在生產(chǎn)過程中，賦碼系統(tǒng)給每個產(chǎn)品賦碼，并通過掃描將不同層級的跟蹤碼關(guān)系加以關(guān)聯(lián)，并儲存在數(shù)據(jù)庫中，系統(tǒng)根據(jù)事先設(shè)定的規(guī)則或人為決定的時間點(diǎn)，將跟蹤碼關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)接口發(fā)送到信息化可追溯系統(tǒng)，跟蹤碼被激活后可以在該產(chǎn)品進(jìn)入流通或使用過程中進(jìn)行查詢、管理。同時，針對該企業(yè)現(xiàn)有手動和半自動線并行的情況，分別設(shè)置信息化接口，支持2種生產(chǎn)模式切換，系統(tǒng)中的生產(chǎn)數(shù)據(jù)可以從標(biāo)準(zhǔn)接口的文件導(dǎo)出，為企業(yè)產(chǎn)線后續(xù)的自動化、智能化建設(shè)預(yù)留數(shù)據(jù)接口。

圖3 產(chǎn)線自動賦碼系統(tǒng)示意圖

2.3 產(chǎn)線監(jiān)視和測量系統(tǒng)信息化改造

根據(jù)過程現(xiàn)狀，針對包裝生產(chǎn)線在裝包之前對最小包裝進(jìn)行跟蹤碼賦碼，在裹包機(jī)后加裝自動掃描設(shè)備、自動剔除設(shè)備、手持掃描設(shè)備、條碼打印機(jī)實現(xiàn)一級跟蹤碼數(shù)據(jù)采集、檢測及后續(xù)包裝的賦碼和包裝關(guān)聯(lián)關(guān)系建立。針對某制品生產(chǎn)手動線，在裝包之前對最小包裝進(jìn)行跟蹤碼賦碼，同時在二級三級包裝工位配置條碼打印機(jī)、掃描槍、完成后續(xù)包裝賦碼及關(guān)聯(lián)關(guān)系建立。采取網(wǎng)絡(luò)版架構(gòu)，在服務(wù)器端實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享管理。

建立支持同一生產(chǎn)企業(yè)同時擁有自動包裝線和手工包裝線的模式，支持多種產(chǎn)品多種包裝方式，在生產(chǎn)任務(wù)建立時選擇用何種產(chǎn)品及包裝方式；系統(tǒng)需要對現(xiàn)場各種情況的機(jī)動應(yīng)變能力：系統(tǒng)提供多種異常處理功能指令設(shè)定功能，通過現(xiàn)場功能條碼掃描即可使賦碼系統(tǒng)切換到相應(yīng)異常處理流程。

給每個工作站配備掃描設(shè)備、顯示設(shè)備、打印設(shè)備、貼標(biāo)設(shè)備，可通過工作站編碼及多用戶智能卡來控制每個工作站作業(yè)情況，并由賦碼系統(tǒng)給每個工作站給出作業(yè)指示，顯示在屏幕上；系統(tǒng)對于條碼數(shù)據(jù)收集的正確性進(jìn)行判斷，避免對同一條碼多次掃描重復(fù)計數(shù)；全面實現(xiàn)企業(yè)入庫核注、出庫核銷操作的條碼數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)上傳。

考慮到企業(yè)在生產(chǎn)線、工序工作站、產(chǎn)品技術(shù)規(guī)范等不確定因素，為使系統(tǒng)能夠靈活處理企業(yè)多生產(chǎn)線、多工位、多技術(shù)規(guī)范等需求，需要針對實際過程中可能出現(xiàn)的問題或變化，在質(zhì)量監(jiān)管與追蹤、防偽以及產(chǎn)品的出入庫方面建立信息化數(shù)據(jù)交互接口。

2.4 產(chǎn)線信息化改造后跟蹤碼關(guān)聯(lián)路線

過程設(shè)計完成后，一級二級三級跟蹤碼之間關(guān)聯(lián)路線如圖4所示。生產(chǎn)車間根據(jù)生產(chǎn)指令計劃及原始碼，在信息化可追溯系統(tǒng)中申請跟蹤碼，獲取各級跟蹤碼后，根據(jù)規(guī)定的格式，通過賦碼系統(tǒng)的跟蹤碼導(dǎo)入功能，將新的產(chǎn)品跟蹤碼導(dǎo)入產(chǎn)線自動賦碼系統(tǒng)。各種物料原始碼流轉(zhuǎn)到一級工序后，在制品在一級工序貼一級跟蹤碼，經(jīng)傳送帶/人工傳遞到掃描工位，由工業(yè)掃描器讀取一級跟蹤碼并計數(shù)，系統(tǒng)將采集的信息進(jìn)行處理。如果不能正常識讀，剔除裝置/檢驗員會將不合格品踢出處理。

圖4 信息化改造后數(shù)據(jù)跟蹤路線示意圖

當(dāng)能夠正常識讀的一級跟蹤碼的數(shù)量達(dá)到技術(shù)規(guī)范要求時，系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定自動分配二級跟蹤碼，向下一工序流轉(zhuǎn)，二級工序按照工藝要求進(jìn)行工位操作，同時生成二級跟蹤碼，并建立一、二級跟蹤碼之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，二級與三級之間的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)同理。跟蹤碼的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)也受生產(chǎn)指令信息控制。產(chǎn)品包裝賦碼完成，倉庫出入庫時通過掃描終端掃描并將數(shù)據(jù)傳輸給信息化可追溯系統(tǒng)平臺進(jìn)行核注核銷。

在運(yùn)行過程中，需要注意的是，在車間工序現(xiàn)場作業(yè)時，賦碼系統(tǒng)將工序過程中收集的跟蹤碼，形成關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)后導(dǎo)出成規(guī)定格式文件，供過程的監(jiān)視和測量使用。于是，實際的賦碼必須與各級關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)一致，若生產(chǎn)過程中，因為人為或其他因素導(dǎo)致實際的情況與賦碼系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)不一致，如二級工序完成后，已經(jīng)結(jié)束的一級碼被人為或以其他方式更換，但系統(tǒng)卻沒有產(chǎn)生相關(guān)的變更處理，則會在物料產(chǎn)品流轉(zhuǎn)的過程中將會發(fā)生問題，而此問題信息系統(tǒng)在生產(chǎn)過程中是難以發(fā)覺和管理的，必須通過全面質(zhì)量管理工具、制度方法、績效考核等全面質(zhì)量管理方法，確保關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的一致性和符合性。

2.5 系統(tǒng)功能實現(xiàn)

從管理控制角度出發(fā)，信息化系統(tǒng)相對于傳統(tǒng)生產(chǎn)報表的方式，具有更加快捷準(zhǔn)確的統(tǒng)計分析及報表編輯功能。使得配置管理、變更管理、文檔管理等處理速度加快，這些應(yīng)用縮短了生產(chǎn)實施時間，同時信息系統(tǒng)可以根據(jù)前期經(jīng)驗集成到后續(xù)專家數(shù)據(jù)庫中加以應(yīng)用。大量靜態(tài)數(shù)據(jù)和動態(tài)數(shù)據(jù)的提供，使管理系統(tǒng)對整個產(chǎn)線基本情況的管理和控制反饋更及時，便于及時作出管理決策。從數(shù)據(jù)安全的角度出發(fā)，系統(tǒng)需要具有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)安全性，在本方案中采取2項措施：1）安全備份和恢復(fù)；2）控制操作權(quán)限。操作權(quán)限具體又分為功能使用的權(quán)限控制和數(shù)據(jù)操作的權(quán)限控制。

整體上來看，在進(jìn)行信息化系統(tǒng)改造后，相對于之前人工統(tǒng)計質(zhì)量跟蹤表的情況，產(chǎn)線各工序可實現(xiàn)制品過程狀態(tài)的質(zhì)量追蹤和實時查詢新跟蹤碼、跟蹤碼狀態(tài)、生產(chǎn)指令、跟蹤碼關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)、異常狀況、跟蹤碼導(dǎo)出情況、導(dǎo)出異常等相關(guān)的查詢功能。在此過程中也可以實現(xiàn)員工工作量統(tǒng)計，反饋工序效率；將質(zhì)量信息等數(shù)據(jù)與質(zhì)量管理體系統(tǒng)計過程控制（Statistical Process Control，SPC）方法相結(jié)合，直接調(diào)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)輸出SPC圖表。此處選取工序⑥輸出的某產(chǎn)品合格率指標(biāo)P進(jìn)行關(guān)于點(diǎn)的監(jiān)控說明[3]。

在短期某連續(xù)時間段內(nèi)對某產(chǎn)品的單個合格率指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)控，并進(jìn)行數(shù)據(jù)建模，方便模塊化功能調(diào)用。信息系統(tǒng)根據(jù)輸入?yún)?shù)自動輸出置信區(qū)間為95%的可視化圖表（見圖5）。其中UCL為上控制限；LCL為下控制限；UB表示合格率最高設(shè)定；為樣本總平均值；為樣本總標(biāo)準(zhǔn)差?？梢暬瘓D表可用于管理層監(jiān)控實時狀況，根據(jù)可視化質(zhì)量趨勢圖進(jìn)行判異和預(yù)測，及時采取糾偏和改進(jìn)措施，確保過程能力穩(wěn)定可靠，提高過程質(zhì)量可控性。

圖5 某產(chǎn)品復(fù)合率指標(biāo)P的Xbar-S控制圖

相關(guān)趨勢性圖表報告，也可以通過信息化可追溯系統(tǒng)傳輸至企業(yè)生產(chǎn)管理系統(tǒng)的其他接口，為生產(chǎn)節(jié)拍指令設(shè)置的合理性以及其他相關(guān)部門的管理決策，提供數(shù)據(jù)支持和趨勢性分析，形成一個積極的PDCA循環(huán)持續(xù)改進(jìn)過程。

這也促進(jìn)了產(chǎn)品生命周期管理系統(tǒng)的功能延伸，有利于整個產(chǎn)品制造過程的效率提升。由于企業(yè)管理流程、管理模式、操作要求和業(yè)務(wù)的發(fā)展變化是隨著企業(yè)的發(fā)展而發(fā)生變化，系統(tǒng)除了提供滿足目前的需要外，從基本核心數(shù)據(jù)甚至到業(yè)務(wù)流程等可由不同發(fā)展階段的具體情況進(jìn)行修改和調(diào)整。當(dāng)企業(yè)的業(yè)務(wù)流程及管理方式發(fā)生變化時，可以調(diào)整軟件配置結(jié)構(gòu)，使軟件變?yōu)槠髽I(yè)新的成本管理和控制方式。企業(yè)可以根據(jù)顧客需求的調(diào)整、產(chǎn)能改造需要及管理需求的調(diào)整，結(jié)合信息化系統(tǒng)的運(yùn)行特點(diǎn)，采用過程方法，持續(xù)改進(jìn)，把產(chǎn)線流程設(shè)計成為適合企業(yè)現(xiàn)階段業(yè)務(wù)發(fā)展的流程方式，通過產(chǎn)線基礎(chǔ)設(shè)施與信息化系統(tǒng)的結(jié)合，以信息化帶動工業(yè)化、以工業(yè)化促進(jìn)信息化，推動信息化系統(tǒng)在制造企業(yè)產(chǎn)線工序中的深化運(yùn)用，推動體系管理手段的創(chuàng)新和持續(xù)改進(jìn)。

3 結(jié)論

本文基于對某F企業(yè)產(chǎn)線現(xiàn)狀及生產(chǎn)過程的分析，結(jié)合信息化系統(tǒng)實施原理，通過對現(xiàn)有產(chǎn)線監(jiān)視和測量系統(tǒng)的信息化改造，提出了產(chǎn)線信息化可追溯系統(tǒng)的建設(shè)方法，并對系統(tǒng)部分功能進(jìn)行驗證，結(jié)果表明：采用過程方法結(jié)合信息化可追溯系統(tǒng)建設(shè)，可以實現(xiàn)過程數(shù)據(jù)信息的動態(tài)跟蹤，減少人為錯誤，有效提高過程績效及過程質(zhì)量可控性?？蔀楣I(yè)制造產(chǎn)線與信息化建設(shè)的深度融合探索提供參考。