數控加工車間動態化質量控制系統的研究與設計

周麗娟 劉本剛

【摘 要】按照數控加工車間管控需求，針對飛機結構件產品的動態化質量控制管理問題進行了深入研究，根據飛機結構件數控加工的作業特點，基于現階段企業傳統質量控制的方法，設計了一個高效、準確的動態化質量控制系統（Quality Control System），同時解決了該系統與公司制造執行系統（Manufacturing Execution System，簡稱MES）的對接問題，實現了飛機結構件加工和檢驗整個生產流程的信息化。

【關鍵字】質量控制系統;數控加工;制造執行系統

中圖分類號： TG659 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）04-0023-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.04.009

0 引言

質量是產品滿足規定和潛在需要特征的總和，是企業在市場競爭中贏得成功、求得生存的必不可少的因素之一。經濟全球化帶來的挑戰，將會更加集中體現在質量的競爭上。質量管理是指導和控制組織的與質量有關的相互協調的活動。作為車間層面主要是做好質量控制、質量保證和質量改進[4]。企業如果想在激烈的市場競爭中立于不敗之地，就必須以高質量的產品滿足顧客不斷變化的需求。因此，質量對于企業來說，是使其持續發展的根基，不論在任何時刻，根基是不能動搖的。尤其在當今這種經濟發展、技術進步、市場對產品需求多樣化的環境下，我國航空企業不僅要面臨殘酷的市場競爭，而且還要不斷適應發展變化的市場需求。且航空制造生產技術復雜，質量要求可靠性高，這對如何更好的解決生產零件的質量管控問題提出了迫切需求。

當前，我國航空制造業車間質量控制管理通常僅限于檢驗相關部門的獨立活動，各部門、各環節的質量管理活動相對分散和封閉，單純以滿足產品設計規范為目標，注重質量問題的事后處理，難以實現對產品制造過程整體質量水平的控制。而質量控制仍采用傳統的檢驗方式，以紙制的工藝規程作為檢驗的標準，并將檢驗的結果用手寫的方式填入紙制的產品制造記錄中，最后輔之以簡單的統計分析和數據處理。這樣不僅給統計分析帶來不便還可能導致不可避免的質量信息丟失，從而影響企業產品的質量。

數控加工車間是飛機大型結構件和零件的生產廠，承擔著公司大量的科研和批生產任務，產品結構復雜、技術含量高、生產周期長。當前，制造執行系統（MES）已經在數控加工廠生產管理的信息化建設中起著舉足輕重的作用，它能通過信息傳遞對從訂單下達到產品完成的整個生產過程進行優化管理。而在質量控制方面，開發基于信息網絡化的質量控制系統并使之與制造執行系統進行數據交互，實現生產和檢驗整個生產過程的信息化，提高管理的整體水平，使得企業的產品質量管理提升到一個新的階段。

1 質量控制系統體系結構的研究

1.1 質量控制系統與MES系統的對接

在實際的生產過程中，生產活動和質量檢驗活動是緊密關聯的，生產活動的進行推動質量活動的執行，而質量活動反過來會有效控制著生產活動的質量。本文設計的質量控制系統充分利用了MES豐富的現場生產數據作為質量檢驗的基礎，同時將質量控制的質量信息及時反饋給MES，使生產部門、設計部門及領導能夠及時地掌握生產的質量水平，為制造執行系統進行生產性能分析提供可靠的依據，以實現對產品質量的不斷改進[1]。

1.2 質量控制系統的基本框架

數控加工廠是飛機大型結構件和零件的生產廠，產品結構復雜、技術含量高、生產周期長，因而其生產出產品的質量是否能夠得到很好的控制，這個問題猶為重要。因而要根據數控加工廠的工作流程，結合現實狀況與實際需求，設計出適合數控加工廠的質量控制系統[2-3]。圖1為車間質量控制系統的基本框架圖。

2 質量控制系統的總體設計

2.1 系統管理模塊設計

系統根據用戶的任務不同創建不同的角色，用戶以不同的角色進入系統能看到不同權限的頁面[5]。圖2為系統管理模塊過程模型。

2.2 質量過程控制模塊設計

分為首件三檢、工序驗收及零件驗收三個菜單，選擇相應菜單，掃描制造記錄后，讀出此制造記錄的相關工藝信息。

2.2.1 首件三檢

在零件制造過程中，投產數量三件或三件以上，要履行工序首件三檢。要求工人在每道工序的第一個零件加工完成后，進行：工人自檢、工（班、組）長檢驗、檢驗員檢驗[6]。

工（班、組）長和檢驗員登錄到系統后，選擇首件三檢菜單，在看到工人加工的第一個零件 “完成”標志后，頁面彈出對話框，其中嵌入一個列表，用于提示進行首件三檢的操作，根據系統提取出來的檢驗標準進行檢驗操作，如果零件不合格的話，下一個零件會再次彈出首件三檢的對話框，直至三檢合格為止。在批量加工中的首件三檢功能，如果出現多次不合格品，相關的檢驗員、操作者不為同一人時，在制造記錄中全部列出。

2.2.2 工序驗收

選擇工序驗收菜單，在制造記錄正頁增加“是否緊急放行”的字段，檢驗員對所要生產的零件的毛料進行料檢，并判斷是否有材料合格證，如果出現毛料沒有合格證的情況，檢驗員在“是否緊急放行”處做出標識，并在系統里填寫緊急放行保留單編號。料檢無誤并確認原材料后才可投入生產。

工人在加工完每道工序后，先進行自檢，如果自檢合格，通知檢驗員進行工序驗收。選擇要檢驗的工序，根據系統提取出來的檢驗標準進行檢驗操作，并記錄零件的檢測數據。若工序為關鍵工序，在工序驗收的時候需在系統里記錄關鍵工序實測值。若檢驗的結果有不合格品，工段計劃員進行分卡操作，并由檢驗員確認。檢驗出的不合格品在頁面上填寫不合格的原因，并填寫廢票編號或不合格品處理單編號。