一種基于BOM的再制造生產(chǎn)過程質(zhì)量信息分類

李 娟，梁工謙

LI Juan1,2,LIANG Gong-qian1

（1. 西北工業(yè)大學(xué) 管理學(xué)院，西安 710072；2. 西安科技大學(xué) 機械工程學(xué)院，西安 710054）

0 引言

隨著再制造業(yè)的不斷發(fā)展，再制造產(chǎn)品的質(zhì)量成了制約再制造企業(yè)生存發(fā)展的重要因素，它直接影響產(chǎn)品的銷售和企業(yè)的經(jīng)營效益。再制造產(chǎn)品的質(zhì)量主要是通過再制造生產(chǎn)過程來保證的，參考制造過程的質(zhì)量控制管理研究，分析研究再制造產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的質(zhì)量信息，對于從過程控制角度保證再制造產(chǎn)品質(zhì)量有著非常重要的意義。目前對質(zhì)量信息的研究主要集中在制造業(yè)內(nèi)部質(zhì)量信息流、質(zhì)量信息的編碼技術(shù)、支持設(shè)計決策的質(zhì)量信息等，對再制造生產(chǎn)過程中的質(zhì)量信息研究幾乎沒有[1]。本文通過研究再制造企業(yè)的生產(chǎn)系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)，分析再制造產(chǎn)品的質(zhì)量信息來源，以及和再制造生產(chǎn)系統(tǒng)的對應(yīng)關(guān)系，提出一種基于BOM的再制造生產(chǎn)過程質(zhì)量信息分類，從而為再制造產(chǎn)品生產(chǎn)階段作決策提供支持，并實現(xiàn)以再制造工藝過程為指導(dǎo)的再制造質(zhì)量信息的合理、有效、有序的傳遞。

1 再制造生產(chǎn)系統(tǒng)組成

再制造是以廢舊的或使用過的產(chǎn)品為加工毛坯最大限度地重新利用產(chǎn)品附加值的新制造模式。再制造的產(chǎn)品從性能和質(zhì)量方面要求能夠抗衡，甚至超過新產(chǎn)品，因此再制造過程中的管理工作就顯得尤為重要了。在產(chǎn)品再制造的全部工程活動中，再制造的生產(chǎn)活動決定了再制造產(chǎn)品最終的性能，為了提高再制造產(chǎn)品的質(zhì)量就必須了解產(chǎn)品的生產(chǎn)過程。根據(jù)再制造產(chǎn)品的生產(chǎn)過程，再制造的生產(chǎn)系統(tǒng)如圖1所示，包括再制造工藝流程、再制造產(chǎn)品設(shè)計中心、再制造產(chǎn)品預(yù)處理中心、再制造產(chǎn)品加工中心、再制造產(chǎn)品裝配檢測中心以及再制造質(zhì)量控制中心[2,3]。

再制造工藝過程就是運用再制造技術(shù)對廢舊產(chǎn)品進(jìn)行加工，生產(chǎn)規(guī)定性能的再制造產(chǎn)品的過程。它一般指再制造工廠內(nèi)部的再制造工藝，包括故障分析及產(chǎn)品拆解、清洗、檢測、升級修復(fù)加工、零件檢測、裝配、整體檢測等步驟。由于再制造的產(chǎn)品種類、生產(chǎn)目的、生產(chǎn)組織形式的不同，不同產(chǎn)品的再制造工藝有所區(qū)別，但主要過程類似。

再制造產(chǎn)品設(shè)計中心是為了使再制造產(chǎn)品的性能趕上甚至超越原產(chǎn)品，再制造產(chǎn)品設(shè)計中心設(shè)計再制造方案，包括再制造目標(biāo)、時機、保障人員數(shù)量與技能水平、保障設(shè)備、備件及技術(shù)設(shè)施、以及最重要的再制造實施方案和預(yù)備方案等。

圖1 再制造生產(chǎn)系統(tǒng)組成

再制造產(chǎn)品預(yù)處理中心是指廢舊產(chǎn)品到達(dá)再制造工廠后，首先要進(jìn)行故障分析及拆解、清洗和分類，這幾步是再制造加工和裝配的重要準(zhǔn)備過程，屬于再制造的預(yù)處理階段。不同類型產(chǎn)品的拆解、不同污染情況零件的清洗以及零件的分類儲存，都具有非常強的個體性，也是再制造過程中勞動密集的步驟。再制造拆解可以分為擊解、拉拔、壓解、熱拆解等。清洗技術(shù)主要有熱能清洗技術(shù)、流液清洗技術(shù)、壓力清洗技術(shù)等。

再制造產(chǎn)品加工中心主要是對缺損零件的再制造恢復(fù)及升級。加工方法主要是機械加工恢復(fù)法和表面工程技術(shù)恢復(fù)法。前者需要部分專用的再制造加工設(shè)備，后者是是再制造中的主要技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù)，包括電刷鍍、熱噴涂、表面強化等內(nèi)容，而執(zhí)行系統(tǒng)主要有數(shù)控機床、表面加工裝備等設(shè)備。

再制造產(chǎn)品裝配檢測中心主要完成再制造產(chǎn)品的裝配和整體檢測。再制造裝配就是按照再制造產(chǎn)品規(guī)定的技術(shù)要求和精度，將再制造加工后性能合格的零件、可直接利用的零件及其他報廢后更換的新零件安裝成組件、部件或再制造產(chǎn)品。整體檢測就是經(jīng)過裝配的再制造產(chǎn)品在投入使用之前一般要進(jìn)行磨合與實驗，以保證再制造產(chǎn)品達(dá)到所規(guī)定的精度和使用性能。

再制造質(zhì)量控制中心主要制定再制造質(zhì)量保證與控制計劃、確定再制造過程質(zhì)量保證與控制方案。完成的主要工作包括：1）執(zhí)行再制造的質(zhì)量保證與控制計劃，全面掌控影響產(chǎn)品質(zhì)量的各種重要因素；2）合理選擇檢驗方式，要充分考慮再制造過程的特殊性，有針對性的選擇科學(xué)合理的檢驗方式；3）控制整個再制造產(chǎn)品生產(chǎn)過程的質(zhì)量狀況，在關(guān)鍵再制造工序、部位及質(zhì)量不穩(wěn)定的崗位運用統(tǒng)計控制方法進(jìn)行實時控制。

2 再制造質(zhì)量信息來源

再制造的生產(chǎn)系統(tǒng)比起普通的生產(chǎn)制造系統(tǒng)更加龐大，產(chǎn)品生產(chǎn)的組織更加困難，為了保證再制造產(chǎn)品最終的質(zhì)量必須研究再制造過程中的質(zhì)量信息情況。只有質(zhì)量信息收集的全面、傳輸?shù)耐〞常拍鼙ＷC生產(chǎn)過程中的質(zhì)量控制得當(dāng)。產(chǎn)品的質(zhì)量信息的收集伴隨著廢舊產(chǎn)品的回收過程，應(yīng)該盡可能收集到全方位、全生命周期的產(chǎn)品質(zhì)量信息。按照廢舊產(chǎn)品的回收來源，再制造過程所需質(zhì)量信息以及它的來源如圖2所示，同時也圖示了再制造生產(chǎn)過程的每一個環(huán)節(jié)所需質(zhì)量信息的來源。從質(zhì)量信息源采集到的質(zhì)量信息一般是一些雜亂無序的資料、數(shù)據(jù)、表格等，需要對其進(jìn)行處理和分類才能形成再制造者需要的質(zhì)量信息[4]。

1)顧客：通過市場調(diào)查和需求分析，確認(rèn)顧客需求，獲得顧客需求的再制造產(chǎn)品的質(zhì)量信息。這個信息源產(chǎn)生的質(zhì)量信息包括顧客對原產(chǎn)品的滿意度，顧客對產(chǎn)品質(zhì)量的使用反饋信息、顧客對再制造品的功能需求質(zhì)量信息、對再制造品質(zhì)量特性需求信息等。

2)原始制造企業(yè)：如果再制造企業(yè)就是原始制造企業(yè)時，可以很方便的獲得產(chǎn)品的全生命周期的質(zhì)量信息；如果再制造企業(yè)是零售商或第三方企業(yè)時，可以通過情報搜集、購買或者政府協(xié)調(diào)等方式獲得產(chǎn)品的原始質(zhì)量信息，包括產(chǎn)品結(jié)構(gòu)信息、裝配結(jié)構(gòu)信息、部件工裝信息、零件工藝信息等等。

3)零售商：通過回收過程和零售商建立聯(lián)系，可以很方便的獲得基于零售商視角的顧客需求信息。包括不同顧客群對原產(chǎn)品的滿意度、使用反饋信息等，從而確定再制造產(chǎn)品的市場地位。

4)經(jīng)銷商：通過回收過程和經(jīng)銷商建立聯(lián)系，可以很方便的獲得基于經(jīng)銷商視角的顧客需求信息。包括零售商及不同顧客群對原產(chǎn)品的滿意度、使用反饋信息等，從而確定再制造產(chǎn)品的市場地位。

5)國家相關(guān)質(zhì)量政策制定機構(gòu)：國家相關(guān)質(zhì)量政策制定機構(gòu)提供有關(guān)產(chǎn)品質(zhì)量、工藝、技術(shù)方面的國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等質(zhì)量信息。

6)企業(yè)各類信息庫：這些信息庫包括再制造企業(yè)的知識庫、質(zhì)量信息庫、產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫、管理信息系統(tǒng)等，它們提供的和產(chǎn)品質(zhì)量相關(guān)的質(zhì)量信息。

7)原始零部件的外協(xié)加工廠商：通過市場調(diào)查、情報搜集獲得原始產(chǎn)品外協(xié)加工的部件或零件的企業(yè)提供的質(zhì)量信息包括零部件的生產(chǎn)加工能力，產(chǎn)品的抽樣合格率，返工率等。

8)原制造商的供應(yīng)商：通過市場調(diào)查、情報搜集獲得原始產(chǎn)品原材料供應(yīng)商提供的有關(guān)原材料和輔助材料等的質(zhì)量信息，主要包括原材料和輔助材料的抽樣合格率，原材料和輔助材料各方面的性能指標(biāo)，供應(yīng)商的生產(chǎn)加工能力等信息。

圖2 再制造質(zhì)量信息來源

3 面向再制造生產(chǎn)過程的質(zhì)量信息分類

3.1 BOM的概念

在制造業(yè)中，BOM是連接產(chǎn)品各個階段的重要信息載體，是企業(yè)各個制造集成系統(tǒng)信息共享的關(guān)鍵集成數(shù)據(jù)之一。BOM視圖的信息組成[5]如圖3所示。

圖3 BOM視圖

從制造質(zhì)量信息的來源看，制造質(zhì)量信息分布于設(shè)計BOM、工藝BOM、制造BOM和質(zhì)量BOM之間，其中動態(tài)制造質(zhì)量信息主要包含于質(zhì)量BOM中。

3.2 基于BOM的再制造生產(chǎn)過程質(zhì)量信息分類

應(yīng)用BOM視圖作為再制造質(zhì)量信息的組織形式和載體，組織和管理產(chǎn)品生命周期中的再制造質(zhì)量信息，可以使再制造質(zhì)量信息的存儲和提取更為有序和合理。同時各種BOM視圖轉(zhuǎn)化方法的應(yīng)用保證了這些BOM數(shù)據(jù)的傳遞性、完整性、正確性和一致性，為進(jìn)一步的再制造質(zhì)量信息模型構(gòu)建奠定了基礎(chǔ)。根據(jù)產(chǎn)品再制造的生產(chǎn)過程，再制造BOM可以分為拆解BOM、清洗BOM、加工BOM、裝配BOM以及整裝試驗BOM，再制造質(zhì)量信息與各種BOM的關(guān)系如圖4所示，圖中所出現(xiàn)的“原”代表收集過來的廢舊產(chǎn)品的原始信息。

拆解BOM是再制造質(zhì)量信息的源頭，再制造產(chǎn)品預(yù)處理中心參考原產(chǎn)品結(jié)構(gòu)表、原裝配結(jié)構(gòu)清單以及原裝配工藝清單，設(shè)計出產(chǎn)品及部件的拆解步驟，也就是產(chǎn)品/部件的拆解結(jié)構(gòu)表，在拆解過程中形成拆解設(shè)備清單、質(zhì)量故障信息、產(chǎn)品/部件拆解記錄等。再制造產(chǎn)品預(yù)處理中心根據(jù)拆解BOM將再制造的廢舊產(chǎn)品及其部件有規(guī)律的按順序分解成全部零部件，同時保證滿足后續(xù)再制造工藝對拆解后可再制造零部件的性能要求[6]。

清洗BOM是根據(jù)原部件/零件的結(jié)構(gòu)表和屬性表來選擇零部件清洗技術(shù)，即清洗技術(shù)分類明細(xì)和清洗關(guān)鍵工序明細(xì)，然后設(shè)計清洗步驟，從而形成零部件清洗設(shè)備清單和清洗記錄表。再制造產(chǎn)品預(yù)處理中心根據(jù)清洗BOM將拆解中心提供的零部件進(jìn)行工件表面清洗，保證不同的零部件根據(jù)其屬性采用最適合的清洗方式。

檢測BOM是根據(jù)原部件/零件的結(jié)構(gòu)表、裝配屬性表、零件屬性表以及原基本品質(zhì)規(guī)范來選擇相應(yīng)的檢測工藝及技術(shù)，從而確定零部件可再制造性的判斷標(biāo)準(zhǔn)，形成零部件檢查記錄、不合格品記錄、檢查設(shè)備清單、質(zhì)量特性指標(biāo)和質(zhì)量故障信息等。再制造產(chǎn)品裝配檢測中心按照檢測BOM選擇相應(yīng)的檢測方法和技術(shù)、檢測工藝等，確定拆解后廢舊零件的表面尺寸及其性能狀態(tài)，根據(jù)檢測結(jié)果，進(jìn)行可再制造性綜合評價來決定改零部件的再制造性的可行性。

加工BOM是根據(jù)原部件/零件的屬性表、原基本品質(zhì)規(guī)范、原產(chǎn)品結(jié)構(gòu)表以及拆解結(jié)構(gòu)表等來確定可再制造零部件的加工技術(shù)及方法，即加工方法分類明細(xì)和加工關(guān)鍵工序明細(xì)，然后進(jìn)行工藝設(shè)計，形成加工指令清單、加工工藝清單、加工工時清單、加工物流清單以及設(shè)備配置清單等。再制造產(chǎn)品加工中心根據(jù)加工BOM對廢舊產(chǎn)品的失效零部件進(jìn)行幾何尺寸和性能恢復(fù)或升級，恢復(fù)后的零部件質(zhì)量和性能可以趕上甚至超過新件[7]。

裝配BOM根據(jù)原產(chǎn)品結(jié)構(gòu)表、原裝配結(jié)構(gòu)清單、原裝配工藝清單、原部件結(jié)構(gòu)表、原裝配屬性表等來確定可再制造零部件的裝配類型和方法，然后制定再制造裝配工藝，擬定裝配工藝過程，編寫工藝文件，形成質(zhì)量特性指標(biāo)文件、裝配結(jié)構(gòu)清單、裝配工藝清單、裝配物流清單、裝配工時清單等等。再制造產(chǎn)品裝配檢測中心按照裝配BOM在裝配過程中，包括組裝、部裝和總裝，根據(jù)產(chǎn)品的批量、尺寸和重量大小等選擇合適的裝配方法、制定合理的裝配工藝過程來保證產(chǎn)品質(zhì)量。

整裝試驗BOM根據(jù)原產(chǎn)品品質(zhì)規(guī)范來確定可再制造產(chǎn)品的質(zhì)量考核標(biāo)準(zhǔn)和考核規(guī)范，然后制定整裝試驗的程序步驟，在整裝試驗中形成整裝試驗指令清單、整裝零部件程序清單、整裝試驗規(guī)范、整裝試驗記錄、不合格品產(chǎn)品記錄、不合格品處理辦法記錄等。再制造產(chǎn)品裝配檢測中心按照整裝試驗BOM確定試驗規(guī)范，以檢驗再制造總裝配的質(zhì)量、各零部件之間的協(xié)調(diào)配合工作關(guān)系，并進(jìn)行相互連接的局部調(diào)整。

圖4 基于BOM的再制造生產(chǎn)過程質(zhì)量信息分類

4 結(jié)束語

再制造產(chǎn)品生產(chǎn)過程需要廢舊產(chǎn)品過去的大量質(zhì)量信息，并且將產(chǎn)生大量的新的再制造質(zhì)量信息。通過對再制造生產(chǎn)系統(tǒng)的研究可以更清楚的了解產(chǎn)品再制造過程中的質(zhì)量信息需求；通過對質(zhì)量信息源的分類可以更充分的收集獲得廢舊產(chǎn)品的原質(zhì)量信息；通過對基于BOM再制造質(zhì)量的信息研究能夠有序和合理的管理再制造過程中的各種質(zhì)量信息，并且為再制造生產(chǎn)過程中的決策提供信息支持，是再制造質(zhì)量信息真正成為能夠有效支持決策，支持質(zhì)量管理的重要組成部分。

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