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航空制造企业数字化质量管理研究

2017/7/20    来源:互联网    作者:吴凌俊  吴薇薇  王晓停      
关键字:产品全生命周期  IQS  系统集成  
质量管理是航空制造企业核心业务之一,它覆盖了从产品的设计、采购、工艺、制造到售后服务的全生命周期。本文针对当前航空制造企业质量管理体系的特点,描述数字化质量管理在企业信息化建设中的位置、总体目标及分解目标。同时,以某大型航空制造企业为背景,构建了一套集成质量系统,分析了其与PDM、CAPP、MES、ERP、TDM 等系统的集成关系。

    0 引言

    随着科学技术的发展,信息技术在航空制造企业各个领域得到了广泛而深入的应用,特别是产品数据管理(PDM)、计算机辅助工艺规划(cAPP)、企业资源计划(ERP)、制造执行系统(MES)、试验数据管理(TDM)等已经取得了一定的经济效益和社会效益,而质量管理是航空制造业企业今后信息化建设的重点工作之一。目前已有不少国内外学者对企业质量管理进行了相关研究。

    夏新对强化环境监测质量管理体系建设进行了研究,提出了完善监测技术体系、建立监测质量控制指标体系、提高环境监测人员技术能力和水平等环境监测质量管理有效方法;姜鹏等提出并分析了以知识转移为中间变量对企业绩效实施影响这一质量管理思路,并由此构建了质量管理与企业绩效关系模型,更加全面地评估了质量管理实践的应用效果;Kumar等提出了包括质量要素、职能单位和质量意识阶段等含多个变量的质量管理框架,构建了用于测量企业质量管理效果的质量竞争力指数模型;何桢圈等进行了制造业质量管理要素及竞争力分析,收集了数百家企业的质量管理相关数据,并通过相关系数矩阵、因子载荷矩阵及因子分值对目前制造业质量管理水平进行评价,针对存在的问题和不足提出了相应的对策。

    以上研究主要针对企业中的手工作业或分散的各个业务系统,产品质量数据采集周期长、汇总与监控难度大。基于此,本文构建以产品质量管理及非实物过程质量控制为基础的信息化系统,通过实物过程质量数据与非实物过程质量数据的采集来实现动态监控与改进企业质量状况。

    1 航空制造企业质量管理现状

    质量管理大多分散在各自的系统之中,属于独立的单元管理,无法形成企业质量管理规范体系,无论在软件技术层面,还是在应用层面均越来越难适应企业军机生产提速、民机转包生产和新机研制立项的要求。

    在产品设计、工艺设计及产品数据管理方面实现了产品的设计更改、工艺设计更改的管理;在企业资源管理中实现了器材、零组件的出/入库检验管理及产品配套管理;在制造执行管理中实现了零件/部件的工序及完工检验管理。而这些质量状况的基础数据分散在各自的系统之中,难以实现统一的质量管理与控制平台,同时,应急放行与保留、不合格品处理等质量相关的业务以及非实物质量管理业务没有进行管理与控制。

    航空制造企业质量管理与控制存在的问题如下:

    (1)产品生产过程数据的采集与控制难度大,无法为产品质量进行实时的预警与控制。

    (2)非实 质量管理缺乏有效的手段,无法对质量纠正与改进状况进行实时的监督与控制。

    (3)产品质量数据缺乏有效的管理手段,质量状况追溯周期长、准确性差。

    2 数字化质量管理的需求

    在航空企业质量管理三大主线需求的基础之上,通过对具体业务需求的分析,结合产品设计过程、工艺设计过程、生产准备过程、器材采购过程、零件制造过程、产品装配过程、试飞过程以及技术服务过程,分解后的业务需求如下:

    2.1 产品全生命周期质量监控

    (1)应用在线检测,及时、快速采集现场数据,实现对产品实物质量的实时监控。

    (2)以AO/FO为主线,实现生产过程中质量数据的采集归档。

    (3)以产品的结构层次关系建立树状的QBOM,实现产品单机质量档案。

    (4)通过质量档案,实现设计更改、技术状态检查、产品追溯等技术状态控制功能。

    2.2 质量目标落实和牵引

    (1)建立企业各项质量目标按机型、部门分解的数学模型,实现企业质量目标分层次的自动分解,落实到每一个具体过程之中。

    (2)通过与其他系统的数据集成,实现质量目标数据的分层次整理、分析功能。

    (3)建立以驾驶舱为形式的企业级质量监控系统,实现对质量目标图形化的实时监控。

    (4)建立持续改进的标准流程和案例库,实现企业质量管理的PDCA循环。

    2.3 非实物过程质量控制

    (1)应用工作流模式,实现任务的自动触发。

    (2)按照标准作业法要求,明确并采集每一步工作的责任人、工作内容、标准、时间等要素,将质量管理体系文件要求固化到系统中,提高工作效率。

    (3)建立工作看板,帮助部门领导全面掌握各项工作进展情况,实现非实物过程的质量控制。

    (4)定期对各项工作进行统计,实现对员工工作质量状况的管理。

    3 集成质量系统的构建

    3.1 系统的总体目标

    集成质量系统(IQS)目标是遵循质量管理的思想和要求,以先进的信息集成和过程集成软件技术为支撑,实现基于过程的原始数据采集、分析、处理与传递的自动化;实现产品全寿命周期的质量状态控制;形成质量运行预警机制,支持对质量问题的追溯、诊断与决策;实现质量系统与其他管理系统的有机结合,保障质量管理与控制的有效展开;以信息化为契机,规范和创新质量工作,为企业新产品的研制提供强有力的支持。

    为了集成质量系统(IQS)总目标,针对质量体系的管理与控制,采购、生产、试飞、生产准备、技术服务过程的管理与控制应达到的具体目标为:

    (1)以质量目标制定与分解、实施情况反馈与考核为中心,实现对各级单位质量工作、各阶段质量目标运行情况的数据采集、监控和预警机制,确保企业质量管理总体目标的实现。

    (2)通过全面监控质量体系、计量体系运行过程的质量记录,建立完善的质量管理体系日常监督、审核工作的管理和预警机制,实现质量问题的闭环、协同管理,全面、实时掌握质量体系、计量体系的运行状况。

    (3)通过将采购、生产、工艺装备制造、试飞及技术服务过程数据的采集、分析、处理与传递的电子化,并与PDMkMESkERP\TDM系统集成,实现产品质量信息与设计、工艺、采购、制造、试飞、工装及技术服务的信息集成、产品质量档案的电子化,提高产品全寿命周期质量控制与管理水平,达到产品全寿命质量信息的可知。

    (4)通过优化采购、生产、工艺装备制造、试飞、技术服务过程故障处理流程、质量信息管理、设计更改控制的处理流程,实现跨部门、跨业务的集成、不合格品的动态闭环管理,实现全生产过程质量可控。

    (5)在整合企业质量改进管理分级、分层次的业务流程的基础之上,对企业出现的重大、典型质量问题建立追溯、诊断、改进实施、有效性评价的运行机制,实现企业质量工作的持续改进,建立各类质量问题在各个层次可管的机制。

    (6)建立顺畅外场质量信息以及外场备件消耗情况反馈、处理、统计与分析平台,提高技术服务及时率。

    (7)实现试验检测数据管理,管理理化、特设、计量装前试验等测试数据,依据系统提供的试验检测计划和要求,获取反馈的试验检测结果。

    3.2 系统的总体结构

    根据目前企业质量管理的基本模式,首先需要解决的是产品生产过程中质量数据的采集,其中同其他信息化系统的数据集成以及业务流程的整合也是集成质量系统(IQS)质量数据来源的重要工作,同时需要完成对质量目标的分解、质量数据的综合管理以及产品质量的持续改进等与质量管理直接相关的工作。集成质量系统(IQs)的总体架构如图一所示。

    集成质量系统(IQS)的业务架构定义,重点是充分利用企业现有的信息化系统资源,以实现集成质量系统(IQS)同外部信息化系统集成为基础,利用同外部系统的集成,实时采集产品设计过程、工艺设计过程、采购过程、零件制造过程、装配过程、生产准备过程、试飞过程、技术服务过程质量数据,实现产品单机质量档案的建立,并以此完成产品重大质量问题的追溯。

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    图一 集成质量系统的总体架构

责任编辑:张纯子
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