基于ＭＥＳ的直縫焊管生產質量管理信息系統的開發與應用

摘要：文章結合某ERW焊管企業質量管理流程和存在問題，設計、開發了基于MES的質量管理信息系統，并詳細闡述了系統在質量設計、檢驗、評估和查詢管理中的具體實現方法。該系統的建立和應用可以有效地提高ERW直縫焊管生產企業的質量管理水平。

關鍵詞：MES；質量管理；ERW

中圖分類號：F253.3文獻標識碼：A

文章編號：1002-3100 (2008)10-0143-03

Abstract: The paper is about designing and development of the quality management information system basing on MES， which is deal with the quality management process and problems of one ERW production corporation. Described in the article are the main aspects concerning the said system， including design， test， estimate and inquiring of the quality. The use of the said system can improve the quality management skills of ERW production corporation.

Key words: MES; quality management; ERW

0引言

國內多數ERW焊管生產企業的管理信息系統缺乏面向生產過程管理和物流管理的功能，更很少涉及質量管理和質量控制方面的內容，無法對原料、在制品和成品質量信息進行跟蹤，質量問題難以及時發現或不能對形成質量問題的原因進行基于數據的分析，造成企業產品質量波動較大[1]。因此，ERW企業應開發面向生產過程管理和物流管理的制造執行系統MES，而質量管理信息系統是MES的重要組成部分，通過提高企業質量管理的水平來提高和穩定產品質量。

傳統質量管理系統缺乏高效的質量信息采集、處理和管理手段，存在數據傳遞效率低、內容不統一、成本高等問題。MES（Manufacturing Execution System），即制造執行系統，能采集生產過程的實時數據進行處理和反饋控制，并通過信息的傳遞對整個生產過程進行優化管理，在企業信息集成系統中起著承上啟下的作用[2-3]。質量管理作為MES中的核心功能之一，以信息處理技術為基礎，通過數字化的在線過程質量控制和管理，使企業能夠最大限度地滿足客戶訂單質量要求，支持新產品的開發，實現產品質量的持續改進。MES可以實現“變產品質量由終檢決定為制造決定，最終由設計決定”的全面質量管理思想。

1系統總體設計思路

1.1企業質量管理現狀分析

某ERW焊管公司設備自動化水平較高，己初步建立起規范的質量管理體系，但尚未與計算機管理技術結合起來，一直延續著人工統計進行質量管理的模式，質量信息的采集、傳遞和反饋手段比較落后、采集頻率低、信息收集和積累不全面等因素導致質量管理和質量保證體系中的評價、控制、規劃和預測功能薄弱。產品質量設計階段產生的大量技術指導文檔沒有良好的保管方式，對產品的質量跟蹤通過人工寫號，靠鋼帶信息傳票和取樣記錄進行對應，不但容易出錯，還經常發生產品進入下道工序或發貨時還沒有檢驗結果。這種粗放式管理已嚴重影響到企業在對質量保證要求日益嚴格的國內外市場中保持領先地位。

1.2系統總體設計思路

結合上述企業背景，本課題提出開發基于MES的質量管理子系統。在該公司原有質量管理的基礎上，以其質量檢驗業務為核心，將以往手工記錄、人工統計的質量管理工作，升級為以計算機為主，業務管理人員為輔的管理方式，利用數據庫技術和信息技術優化質量信息的采集、處理、存儲過程。合理的設計作業指導書，及時、準確的收集鋼管在各質量控制階段的生產檢驗數據，規范化的開具產品質量證明書、提供多方位的質量查詢是ERW鋼管質量管理子系統的重點。

2質量管理信息系統的實現

MES系統將生產管理業務劃分為合同管理、計劃管理、質量管理、現場管理、倉庫管理及綜合查詢6個部分。按管理要求將鋼管的尺寸外形檢驗歸入現場管理子系統，質量管理子系統只涉及內在質量的相關業務。鋼管質量的最終質量判定由系統自動進行。

2.1系統模塊劃分

質量設計模塊包括原料進廠試驗、作業指導書、工藝卡片的設計和審核，實現了管理層對現場生產和檢驗的指導作用。質量檢驗分為取樣記錄、試驗結果記錄和判定三部分，通過算法優化，可以將取樣記錄對應到每一根鋼管，在取樣批次有交叉的時候，實現精確的判定。質量證明管理原料質保書和產品質量證明書，前者是實現產品質量追蹤到廠家的保障，后者根據發貨實績自動提取檢驗過程中產生的數據，打印質量證明書。質量查詢對質量各階段產生的信息進行匯總統計。基礎信息維護用來管理系統所用到的各種質量標準。

2.2功能實現

2.2.1質量設計。（1）原料進廠試驗設計。原料采購計劃下達后，由質量設計人員根據采購廠家、鋼級、執行標準等情況，設計來料檢驗的內容，以此作為原料入庫后質檢人員取樣的依據。這樣就改變了原料到廠后由質檢人員決定進行何種檢驗的盲目性，提高了檢驗效率和準確性。（2）焊管質量設計。作業指導書和工藝卡是將客戶需求轉化為生產作業標準的關鍵。不同的執行標準和產品規格，作業要求的內容大不相同。通過對產品大綱以及各執行標準尺寸精度、試驗要求的維護，在以往生產經驗的基礎上，建立了技術指導和工藝卡模版，設計人員不再需要查詢大量的資料，工作效率和準確性均得到提高，生產資料也獲得良好的管理和利用。

2.2.2質量檢驗。（1）取樣記錄。取樣記錄分為原料取樣和鋼管取樣。原料到庫后才進行取樣，系統只記錄取樣批次包含的鋼帶信息。鋼管取樣在切斷后進行，由于實時性高，每卷鋼帶切出的管數不確定，需要質檢員估算樣本容量。鋼管取樣記錄的界面如圖1所示。系統生成鋼管基本信息的同時，將鋼管取樣的詳細信息記錄在《批次對應表》中，并采用如下算法進行數據處理： ①查詢作業指導中該鋼管需要檢驗的項目；②不需要進行的試驗，將《批次對應表》中對應項置特殊值。對每一個要進行的試驗做如下處理；③判斷當前取樣記錄是否已達到預計的樣本數量，是，則生成新的批號，否，將新鋼管計入該批；④檢驗該管的上一根鋼管預先設定的取樣批號有無對應的取樣記錄，若無，則將舊批號信息更新；⑤進行下一項試驗判斷，如果所有的試驗都判斷完，則終止。（2）試驗記錄。試驗記錄、取樣記錄、批次對應關系如圖2所示。取樣信息記錄在《取樣記錄表》中，便于修改和查詢。每一項試驗有專門的試驗結果記錄表。試驗完成后，審核通過的記錄方可進行判定。（3）質量判定。對每項試驗進行判定時，系統自動檢驗該管其他項試驗的結果，如果都合格，則將鋼管內在質量置為合格，再判斷外觀質檢信息，二者都合格時，自動將鋼管判為合格。

2.2.3質量評價。（1）原料質保書管理。系統統一了原料質保書的格式，對于原料廠家形式各異的單據保管和數據查詢提供了很大的便利。當產品質量出現異常時，可以很快的查詢原料廠家提供的性能數據，為決策提供了便捷有力的支持。（2）產品質量證明書管理。根據鋼管的取樣和試驗記錄，由系統對產品的化學成分、力學性能等數據進行歸納，嚴格區分每個爐批號下所有鋼管的詳細質量情況。例如，對于API 5CT執行標準下同一拉伸取樣批次對應不同化學取樣批次的鋼管，系統可以區分詳細批次，并準確快速的計算出支、捆信息。此外，報表的內容涉及到客戶和廠家關心的所有信息均由系統自動出具，并提供了人工修改功能。

2.2.4質量查詢。除了對基本業務操作的常規查詢外，系統還具備綜合查詢的功能，為用戶提供了多種途徑來了解生產實績。如車間質量統計、鋼管質量查詢、力學性能綜合查詢、爐批號取樣及試驗結果查詢等。

2.2.5基礎數據維護。在系統使用過程中的大量基礎信息，如執行標準、產品大綱、技術文檔模板等都需要進行不斷的完善，才能保障系統的穩定運行，并實現柔性化的管理。

3應用效果分析

系統從原料進廠開始進行質量跟蹤，從鋼管切斷、下線、生成管號開始，收集其外觀檢驗、內在質量取樣、試驗等信息，產品質量狀態清楚，便于管理，公司各級領導和管理人員、銷售人員準確掌握產品及有缺陷鋼管的質量狀態信息，避免了以前由于很多產品質量信息丟失或不便查閱導致一些產品積壓給公司造成損失。

通過對技術指導、產品質量證明書等質量文件的有效管理，極大地提高了工作效率，減少了人力物力浪費。每一個合同的生產要求和產品質量證明都可以方便的查詢。

經過近一年的運行，系統的穩定性和有效性得到了驗證，該系統可以在同類企業進行推廣應用。

參考文獻：

[1] 薛陶，程志倫，梅中義，等． 鋼鐵企業MES中的全面質量管理研究[J]． 冶金自動化，2006(S1)：210．

[2] 叢力群，徐樂江，胡國奮． 冶金企業信息化中MES功能及關鍵技術[J]． 企業管理與信息化，2004，33(4):71.

[3] 顧佳晨，劉曉強，孫彥廣． 流程工業MES的現狀與發展[J]． 冶金自動化，2003，27(4)：9.