0 引言

    隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，信息技術(shù)在航空制造企業(yè)各個領(lǐng)域得到了廣泛而深入的應(yīng)用，特別是產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(PDM)、計算機輔助工藝規(guī)劃(cAPP)、企業(yè)資源計劃(ERP)、制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)、試驗數(shù)據(jù)管理(TDM)等已經(jīng)取得了一定的經(jīng)濟效益和社會效益，而質(zhì)量管理是航空制造業(yè)企業(yè)今后信息化建設(shè)的重點工作之一。目前已有不少國內(nèi)外學(xué)者對企業(yè)質(zhì)量管理進行了相關(guān)研究。

    夏新對強化環(huán)境監(jiān)測質(zhì)量管理體系建設(shè)進行了研究，提出了完善監(jiān)測技術(shù)體系、建立監(jiān)測質(zhì)量控制指標(biāo)體系、提高環(huán)境監(jiān)測人員技術(shù)能力和水平等環(huán)境監(jiān)測質(zhì)量管理有效方法；姜鵬等提出并分析了以知識轉(zhuǎn)移為中間變量對企業(yè)績效實施影響這一質(zhì)量管理思路，并由此構(gòu)建了質(zhì)量管理與企業(yè)績效關(guān)系模型，更加全面地評估了質(zhì)量管理實踐的應(yīng)用效果；Kumar等提出了包括質(zhì)量要素、職能單位和質(zhì)量意識階段等含多個變量的質(zhì)量管理框架，構(gòu)建了用于測量企業(yè)質(zhì)量管理效果的質(zhì)量競爭力指數(shù)模型；何楨圈等進行了制造業(yè)質(zhì)量管理要素及競爭力分析，收集了數(shù)百家企業(yè)的質(zhì)量管理相關(guān)數(shù)據(jù)，并通過相關(guān)系數(shù)矩陣、因子載荷矩陣及因子分值對目前制造業(yè)質(zhì)量管理水平進行評價，針對存在的問題和不足提出了相應(yīng)的對策。

    以上研究主要針對企業(yè)中的手工作業(yè)或分散的各個業(yè)務(wù)系統(tǒng)，產(chǎn)品質(zhì)量數(shù)據(jù)采集周期長、匯總與監(jiān)控難度大?；诖耍疚臉?gòu)建以產(chǎn)品質(zhì)量管理及非實物過程質(zhì)量控制為基礎(chǔ)的信息化系統(tǒng)，通過實物過程質(zhì)量數(shù)據(jù)與非實物過程質(zhì)量數(shù)據(jù)的采集來實現(xiàn)動態(tài)監(jiān)控與改進企業(yè)質(zhì)量狀況。

    1 航空制造企業(yè)質(zhì)量管理現(xiàn)狀

    質(zhì)量管理大多分散在各自的系統(tǒng)之中，屬于獨立的單元管理，無法形成企業(yè)質(zhì)量管理規(guī)范體系，無論在軟件技術(shù)層面，還是在應(yīng)用層面均越來越難適應(yīng)企業(yè)軍機生產(chǎn)提速、民機轉(zhuǎn)包生產(chǎn)和新機研制立項的要求。

    在產(chǎn)品設(shè)計、工藝設(shè)計及產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理方面實現(xiàn)了產(chǎn)品的設(shè)計更改、工藝設(shè)計更改的管理；在企業(yè)資源管理中實現(xiàn)了器材、零組件的出／入庫檢驗管理及產(chǎn)品配套管理；在制造執(zhí)行管理中實現(xiàn)了零件／部件的工序及完工檢驗管理。而這些質(zhì)量狀況的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)分散在各自的系統(tǒng)之中，難以實現(xiàn)統(tǒng)一的質(zhì)量管理與控制平臺，同時，應(yīng)急放行與保留、不合格品處理等質(zhì)量相關(guān)的業(yè)務(wù)以及非實物質(zhì)量管理業(yè)務(wù)沒有進行管理與控制。

    航空制造企業(yè)質(zhì)量管理與控制存在的問題如下：

    (1)產(chǎn)品生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)的采集與控制難度大，無法為產(chǎn)品質(zhì)量進行實時的預(yù)警與控制。

    (2)非實 質(zhì)量管理缺乏有效的手段，無法對質(zhì)量糾正與改進狀況進行實時的監(jiān)督與控制。

    (3)產(chǎn)品質(zhì)量數(shù)據(jù)缺乏有效的管理手段，質(zhì)量狀況追溯周期長、準(zhǔn)確性差。

    2 數(shù)字化質(zhì)量管理的需求

    在航空企業(yè)質(zhì)量管理三大主線需求的基礎(chǔ)之上，通過對具體業(yè)務(wù)需求的分析，結(jié)合產(chǎn)品設(shè)計過程、工藝設(shè)計過程、生產(chǎn)準(zhǔn)備過程、器材采購過程、零件制造過程、產(chǎn)品裝配過程、試飛過程以及技術(shù)服務(wù)過程，分解后的業(yè)務(wù)需求如下：

    2．1 產(chǎn)品全生命周期質(zhì)量監(jiān)控

    (1)應(yīng)用在線檢測，及時、快速采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對產(chǎn)品實物質(zhì)量的實時監(jiān)控。

    (2)以AO／FO為主線，實現(xiàn)生產(chǎn)過程中質(zhì)量數(shù)據(jù)的采集歸檔。

    (3)以產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)層次關(guān)系建立樹狀的QBOM，實現(xiàn)產(chǎn)品單機質(zhì)量檔案。

    (4)通過質(zhì)量檔案，實現(xiàn)設(shè)計更改、技術(shù)狀態(tài)檢查、產(chǎn)品追溯等技術(shù)狀態(tài)控制功能。

    2．2 質(zhì)量目標(biāo)落實和牽引

    (1)建立企業(yè)各項質(zhì)量目標(biāo)按機型、部門分解的數(shù)學(xué)模型，實現(xiàn)企業(yè)質(zhì)量目標(biāo)分層次的自動分解，落實到每一個具體過程之中。

    (2)通過與其他系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集成，實現(xiàn)質(zhì)量目標(biāo)數(shù)據(jù)的分層次整理、分析功能。

    (3)建立以駕駛艙為形式的企業(yè)級質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)對質(zhì)量目標(biāo)圖形化的實時監(jiān)控。

    (4)建立持續(xù)改進的標(biāo)準(zhǔn)流程和案例庫，實現(xiàn)企業(yè)質(zhì)量管理的PDCA循環(huán)。

    2．3 非實物過程質(zhì)量控制

    (1)應(yīng)用工作流模式，實現(xiàn)任務(wù)的自動觸發(fā)。

    (2)按照標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)法要求，明確并采集每一步工作的責(zé)任人、工作內(nèi)容、標(biāo)準(zhǔn)、時間等要素，將質(zhì)量管理體系文件要求固化到系統(tǒng)中，提高工作效率。

    (3)建立工作看板，幫助部門領(lǐng)導(dǎo)全面掌握各項工作進展情況，實現(xiàn)非實物過程的質(zhì)量控制。

    (4)定期對各項工作進行統(tǒng)計，實現(xiàn)對員工工作質(zhì)量狀況的管理。

    3 集成質(zhì)量系統(tǒng)的構(gòu)建

    3．1 系統(tǒng)的總體目標(biāo)

    集成質(zhì)量系統(tǒng)(IQS)目標(biāo)是遵循質(zhì)量管理的思想和要求，以先進的信息集成和過程集成軟件技術(shù)為支撐，實現(xiàn)基于過程的原始數(shù)據(jù)采集、分析、處理與傳遞的自動化；實現(xiàn)產(chǎn)品全壽命周期的質(zhì)量狀態(tài)控制；形成質(zhì)量運行預(yù)警機制，支持對質(zhì)量問題的追溯、診斷與決策；實現(xiàn)質(zhì)量系統(tǒng)與其他管理系統(tǒng)的有機結(jié)合，保障質(zhì)量管理與控制的有效展開；以信息化為契機，規(guī)范和創(chuàng)新質(zhì)量工作，為企業(yè)新產(chǎn)品的研制提供強有力的支持。

    為了集成質(zhì)量系統(tǒng)(IQS)總目標(biāo)，針對質(zhì)量體系的管理與控制，采購、生產(chǎn)、試飛、生產(chǎn)準(zhǔn)備、技術(shù)服務(wù)過程的管理與控制應(yīng)達到的具體目標(biāo)為：

    (1)以質(zhì)量目標(biāo)制定與分解、實施情況反饋與考核為中心，實現(xiàn)對各級單位質(zhì)量工作、各階段質(zhì)量目標(biāo)運行情況的數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控和預(yù)警機制，確保企業(yè)質(zhì)量管理總體目標(biāo)的實現(xiàn)。

    (2)通過全面監(jiān)控質(zhì)量體系、計量體系運行過程的質(zhì)量記錄，建立完善的質(zhì)量管理體系日常監(jiān)督、審核工作的管理和預(yù)警機制，實現(xiàn)質(zhì)量問題的閉環(huán)、協(xié)同管理，全面、實時掌握質(zhì)量體系、計量體系的運行狀況。

    (3)通過將采購、生產(chǎn)、工藝裝備制造、試飛及技術(shù)服務(wù)過程數(shù)據(jù)的采集、分析、處理與傳遞的電子化，并與PDMkMESkERP＼TDM系統(tǒng)集成，實現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量信息與設(shè)計、工藝、采購、制造、試飛、工裝及技術(shù)服務(wù)的信息集成、產(chǎn)品質(zhì)量檔案的電子化，提高產(chǎn)品全壽命周期質(zhì)量控制與管理水平，達到產(chǎn)品全壽命質(zhì)量信息的可知。

    (4)通過優(yōu)化采購、生產(chǎn)、工藝裝備制造、試飛、技術(shù)服務(wù)過程故障處理流程、質(zhì)量信息管理、設(shè)計更改控制的處理流程，實現(xiàn)跨部門、跨業(yè)務(wù)的集成、不合格品的動態(tài)閉環(huán)管理，實現(xiàn)全生產(chǎn)過程質(zhì)量可控。

    (5)在整合企業(yè)質(zhì)量改進管理分級、分層次的業(yè)務(wù)流程的基礎(chǔ)之上，對企業(yè)出現(xiàn)的重大、典型質(zhì)量問題建立追溯、診斷、改進實施、有效性評價的運行機制，實現(xiàn)企業(yè)質(zhì)量工作的持續(xù)改進，建立各類質(zhì)量問題在各個層次可管的機制。

    (6)建立順暢外場質(zhì)量信息以及外場備件消耗情況反饋、處理、統(tǒng)計與分析平臺，提高技術(shù)服務(wù)及時率。

    (7)實現(xiàn)試驗檢測數(shù)據(jù)管理，管理理化、特設(shè)、計量裝前試驗等測試數(shù)據(jù)，依據(jù)系統(tǒng)提供的試驗檢測計劃和要求，獲取反饋的試驗檢測結(jié)果。

    3．2 系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)

    根據(jù)目前企業(yè)質(zhì)量管理的基本模式，首先需要解決的是產(chǎn)品生產(chǎn)過程中質(zhì)量數(shù)據(jù)的采集，其中同其他信息化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集成以及業(yè)務(wù)流程的整合也是集成質(zhì)量系統(tǒng)(IQS)質(zhì)量數(shù)據(jù)來源的重要工作，同時需要完成對質(zhì)量目標(biāo)的分解、質(zhì)量數(shù)據(jù)的綜合管理以及產(chǎn)品質(zhì)量的持續(xù)改進等與質(zhì)量管理直接相關(guān)的工作。集成質(zhì)量系統(tǒng)(IQs)的總體架構(gòu)如圖一所示。

    集成質(zhì)量系統(tǒng)(IQS)的業(yè)務(wù)架構(gòu)定義，重點是充分利用企業(yè)現(xiàn)有的信息化系統(tǒng)資源，以實現(xiàn)集成質(zhì)量系統(tǒng)(IQS)同外部信息化系統(tǒng)集成為基礎(chǔ)，利用同外部系統(tǒng)的集成，實時采集產(chǎn)品設(shè)計過程、工藝設(shè)計過程、采購過程、零件制造過程、裝配過程、生產(chǎn)準(zhǔn)備過程、試飛過程、技術(shù)服務(wù)過程質(zhì)量數(shù)據(jù)，實現(xiàn)產(chǎn)品單機質(zhì)量檔案的建立，并以此完成產(chǎn)品重大質(zhì)量問題的追溯。

利用質(zhì)量管理駕駛艙，實現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)過程質(zhì)量狀況的動態(tài)監(jiān)督與控制；以質(zhì)量目標(biāo)與質(zhì)量計劃為牽引機制，通過質(zhì)量指標(biāo)分析模型，完成對產(chǎn)品質(zhì)量狀態(tài)的分析，并在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)企業(yè)質(zhì)量管理能力的持續(xù)改進。

    3.3 若干關(guān)鍵技術(shù)

    3.3.1 過程質(zhì)量信息采集技術(shù)

    (1)單機質(zhì)量檔案的結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)采集、歸檔IQS主要目的是完成單機質(zhì)量檔案的結(jié)構(gòu)設(shè)計、數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)歸檔，目的是通過單機質(zhì)量檔案實現(xiàn)產(chǎn)品技術(shù)狀態(tài)的追溯。IQS中QBOM的結(jié)構(gòu)建立是在產(chǎn)品MBOM的基礎(chǔ)上完成，單機質(zhì)量檔案如圖二所示。

    單機檔案結(jié)構(gòu)可從整機、段位、工位、AO、FO直道材料采購信息，同時增加了試飛信息、技術(shù)服務(wù)信息、生產(chǎn)準(zhǔn)備信息、生產(chǎn)信息、設(shè)計信息、工藝信息等具體內(nèi)容。

    數(shù)據(jù)的采集分別來源于自動化數(shù)字檢測設(shè)備、PDM 系統(tǒng)、MES系統(tǒng)及ERP等系統(tǒng)，同時完成AO／FO格式化設(shè)計，根據(jù)AO／FO工序進行生產(chǎn)及檢驗信息的歸檔。

    技術(shù)解決方案如下：

    一個產(chǎn)品可對應(yīng)一個數(shù)字化檔案結(jié)構(gòu)，但在數(shù)據(jù)存儲方面為了降低存儲容量，數(shù)據(jù)是分別保存在系統(tǒng)之中，降低數(shù)據(jù)的冗余。

    ①單機質(zhì)量檔案基本結(jié)構(gòu)來源于PDM 系統(tǒng)，通過mM ESB數(shù)據(jù)總線技術(shù)實現(xiàn)與PDM 系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集成。

    ②生產(chǎn)信息來源于MES系統(tǒng)，如：加工／裝配時間、加工／裝配設(shè)備、加工／裝配人員，通過mMESB數(shù)據(jù)總線技術(shù)實現(xiàn)與MES系統(tǒng)的業(yè)務(wù)集成與數(shù)據(jù)集成。

    ③器材采購信息來源于ERP系統(tǒng)，如：供應(yīng)商信息、材料屬性等，通過mM ESB數(shù)據(jù)總線技術(shù)實現(xiàn)與ERP系統(tǒng)的業(yè)務(wù)集成與數(shù)據(jù)集成。

    ④設(shè)計信息來源于PDM 系統(tǒng)，主要有工藝設(shè)計信息、設(shè)計更改信息等，通過mM ESB數(shù)據(jù)總線技術(shù)實現(xiàn)與PDM 系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集成。

    ⑤應(yīng)急放行與保留、不合格品處理等由本系統(tǒng)完成，可將處理結(jié)果返回到ERP、MES系統(tǒng)，通過mM ESB數(shù)據(jù)總線技術(shù)實現(xiàn)與ERP、MES系統(tǒng)的業(yè)務(wù)集成與數(shù)據(jù)集成。

    ⑥AO／FO生產(chǎn)及檢驗歸檔方式是通過mMESB數(shù)據(jù)總線技術(shù)完成與MES的業(yè)務(wù)集成，按照生產(chǎn)及檢驗工序進行歸檔處理。

    (2)實現(xiàn)生產(chǎn)過程中AO／FO質(zhì)量信息的采集

    ①業(yè)務(wù)模式實現(xiàn)技術(shù)

    將AO／FO格式化，格式化主要內(nèi)容包含工序、工藝要求、加工／裝配標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)模式、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及檢驗要求等，生產(chǎn)現(xiàn)場中的生產(chǎn)工人、檢驗工人通過計算機屏幕查閱標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)模式、加工裝配大綱、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及檢驗要求等信息。

    ②技術(shù)解決方案

    格式化的AO／FO在PDM系統(tǒng)中設(shè)計與保存，本系統(tǒng)通過mM ESB總線技術(shù)實現(xiàn)與PDM 的數(shù)據(jù)集成，完成檢驗要求及標(biāo)準(zhǔn)化檢驗作業(yè)工作模式的獲取。

    3．3．2 工作流驅(qū)動的標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量作業(yè)模式

    (1)業(yè)務(wù)模式實現(xiàn)技術(shù)

    通過現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集，實現(xiàn)從采購過程質(zhì)量控制、零件加工過程質(zhì)量控制、裝配過程質(zhì)量控制、試飛過程質(zhì)量控制、生產(chǎn)準(zhǔn)備過程質(zhì)量控制、技術(shù)服務(wù)過程質(zhì)量控制等實物過程的質(zhì)量數(shù)據(jù)采集；從設(shè)計更改過程質(zhì)量控制、應(yīng)急放行于保留過程質(zhì)量控制、不合格品處理過程質(zhì)量控制等非實物過程的質(zhì)量數(shù)據(jù)采集。

    通過實時的實物過程及非實物過程質(zhì)量數(shù)據(jù)，完整地反映當(dāng)前質(zhì)量狀況，并通過質(zhì)量指標(biāo)分析系統(tǒng)完成質(zhì)量狀況的分析功能，同時，可根據(jù)分析結(jié)果實現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量的控制與改進。

    (2)技術(shù)解決方案

    現(xiàn)場采集的實時的實物及非實物質(zhì)量數(shù)據(jù)，通過以駕駛艙的展現(xiàn)形式，動態(tài)地反映當(dāng)前的質(zhì)量狀況，如：設(shè)計更改率、應(yīng)急放行與保留率、不合格品率與年度質(zhì)量目標(biāo)的對比等，具體展現(xiàn)內(nèi)容可根據(jù)使用者的需要進行自定義。

    ①實物過程質(zhì)量狀況的采集分別通過自動化檢測設(shè)備及條碼設(shè)備等完成。

    ②非實物過程質(zhì)量狀況的采集通過工作流完成情況進行采集。

    3．3．3 動態(tài)質(zhì)量管理駕駛艙設(shè)計模式

    (1)業(yè)務(wù)模式實現(xiàn)技術(shù)

    為確保產(chǎn)品質(zhì)量及提高工作效率，零件加工、裝配及檢驗等過程都以作業(yè)指導(dǎo)書的模式進行編制，在實際加工／裝配及檢驗等環(huán)節(jié)可直接通過作業(yè)指導(dǎo)書完成工作，作業(yè)指導(dǎo)書包含了有加工／裝配大綱、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)檢驗要求及操作步驟等信息；將規(guī)范的作業(yè)模式以工作流模式進行設(shè)計，設(shè)置關(guān)鍵工作節(jié)點，并對關(guān)鍵工作節(jié)點進行監(jiān)督與跟蹤。

    (2)技術(shù)解決方案

    標(biāo)準(zhǔn)的作業(yè)指導(dǎo)書分別保存在PDM 和本系統(tǒng)之中，PDM主要保存的是加工／裝配大綱、加工裝配模擬過程、設(shè)計更改過程等，本系統(tǒng)保存檢驗計劃、檢驗步驟及應(yīng)急放行與保留過程、不合格品處理過程等，通過IBM ESB總線技術(shù)完成與PDM的數(shù)據(jù)集成。

    每個標(biāo)準(zhǔn)的工作流可進行關(guān)鍵節(jié)點定義，并可對關(guān)鍵節(jié)點設(shè)置監(jiān)督與跟蹤的控制方式。

    4 結(jié)束語

    本文在分析航空制造企業(yè)質(zhì)量管理業(yè)務(wù)特點的基礎(chǔ)上，提出以產(chǎn)品為對象，實現(xiàn)面向產(chǎn)品全壽命周期的質(zhì)量管理和控制為目標(biāo)，構(gòu)建了集成質(zhì)量系統(tǒng)(IQS)。系統(tǒng)覆蓋了產(chǎn)品設(shè)計、工藝設(shè)計、器材采購、零件制造、裝配制造、生產(chǎn)準(zhǔn)備、試飛、技術(shù)服務(wù)過程?；谫|(zhì)量管理和控制的過程，通過計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將質(zhì)量系統(tǒng)中獨立的單元質(zhì)量管理和質(zhì)量控制技術(shù)、工具、信息和人員有機的集成在一起，進而提高質(zhì)量管理系統(tǒng)對企業(yè)快速發(fā)展的科研生產(chǎn)的適應(yīng)能力。