网络化QC管理与协同优化技术及其应用

摘要：针对不锈钢管行业的现状和特点，对一些关键工序的生产设备进行接口技术改造，实现质量信息的数据采集与传输以供分析、处理和共享。在此基础上，实现信息共事的网络化QC管理系统平台，并在此平台上实现故障模式及影响分析、故障报告和纠正措施以及工艺参数的协同优化技术，从而实现企业对产品质量管理的“可知、可控、可管”。
关键词：质量控制；协同优化；网络化控制；信息共享

目前不锈钢管行业的生产一直相对较传统。很多技术参数难以提取、归纳、总结，如焊接工艺、热处理、无损探伤等关键工艺，多数工艺环节还处在凭经验判断阶段。这使得产品的质量往往不够稳定，增加了产品的运行风险。主要问题有重要生产工艺过程的质量信息难以采集、质量控制过程的操作不够规范及质量统计和记录效率低、质量诊断及工艺参数优化与协同监控等同题。由于管理和技术手段的限制，企业不能实时了解和掌握产品研制、生产制造过程的质量状态和趋势以及正在发生的各种质量事件，因此针对各种质量问题所采取的措施往往不及时，不能实现产品的质量预防和生产工艺参数的自动优化。这些问题也是不锈钢管生产和管理的行业共性同题。
在先进制造环境中，存在着诸多影响质量的因素，其中加工过程的质量保证是实现产品质量的最终环节，也是最重要的环节。质量管理的历史经历了从质量控制、质量保证到质量管理的发展历程。在国外，一些国家和地区非常重视企业生产的质量管理，一些理论及标准、质量保证体系等得以产生并对企业产品质量控制产生了深远的影响。如美国重视质量管理理论的研究和创新，强调质量专家的作用、加强检验部门与质量管理部门建设、重视质量成本分析、强调关键因素的控制以及广泛应用质量管理新技术等。日本注重将引进的各种现代质量管理理论与方法本地化，并应用于生产实践。这些措施大大提高了工业产品的质量和在国际市场上的知名度与竞争力。
近年来，伴随着业务流程再造、供应链管理、客户关系管理和企业资源计划等管理理念、管理技术和流程作业质量控制的快速发展，国外质量管理方面的新理念、新方法和新工具也开始为一些国内优秀企业所接受和应用。对于钢管生产厂家来说，由于民营中小企业较多，生产设备、工艺流程较为传统，质量信息难于全面提取，技术参数难于提炼等原因，一直没有推广。一些企业虽然引进了企业资源计划系统，实现了生产等部分流程的连通，但对于如何解决企业研发、工艺、生产等过程中的质量可靠性问题，还没有一个好的解决方案。
因此借助现代信息技术和数字化技术。建立质量诊断、工艺参数优化与协同监控平台系统，实现企业质量状态与质量趋势的透明性、质量事件处理的及耐性、质量诊断的全面性，从而提高企业员工质量意识，提高客户满意度和产品的竞争力。

1 系统总体设计
本系统主要是根据不锈钢管制造行业存在的共性问题，通过对关键工序的设备接口技术，全面提取质量信息，开发出网络化协同QC管理系统，构建该行业先进的质量管理与优化控制平台，对企业的产品质量的预防和过程控制实现有效的信息化管理。根据某企业分布式结构的网络系统和本系统的设计要求，整个系统结构框图如图1所示。

1．1 现场质量信息的数据采集与传输
影响产品质量的关键信息提取是构建企业质量闭环控制与生产工艺参数优化、产品质量判别的基本出发点。根据本行业的制造特点，对一些关健工序，如钢管的自动焊接、热处理、无损探伤等生产设备进行接口技术提升，通过传感器、仪表等感测设备提取参数信息以供分析、处理和共享。
现场数据采集主要是对现场关健工序产品质量信息在线检测与通讯，主要有实时自动焊接过程中的电压、电流、速度等数据、热处理过程中的温度、无损探伤过程中的水压等数据采集、处理、监测、预分析、远程数据传输与记录。
1．2 信息共享的网络化Q管理系统平台
系统主要以WDM通用设备驱动为基础，设计支持RS485／RS232系列底层数据通信的数据采集模块。根据焊接车间、热处理车间、无损探伤车间的底层监测数据特点，分别对电压、电流、温度、水压等一系列信号在工控机中进行预处理，转换为XML标准的通用数据格式。在通用数据格式基础上，对中控室等上层监控系统提供预分析数据，实现底层数据处理与高层数据分析的一体化。各个现场监控端均保证实时数据的采集与处理，与企业中控室之间支持SOAP协议数据交互。
该平台是通过企业的信息网络，打通企业各个信息链，整合质量业务流程的一个操作平台。它消除了企业中的信息孤岛，实现了信息质量的共享、参数化的质量管理、图形化的过程监控，仪表盘式的管理控制。主要功能模块包括设计质量管理、供应商质量管理、制造质量管理、测量系统管理、客户服务管理、质量计划管理、质量成本管理、质量改进管理等，从而形成质量闭环管理系统。