汽車制造過程質量監測數據管理平臺開發與應用

關鍵詞：質量監測;數字化;可視化;報表;可視大屏

0 引言

汽車制造過程質量監測涵蓋四大工藝，主要有沖壓件表面質量評審（SGMW 稱之為GSQE，本文中后續英文簡寫均為檢驗項目名稱在SGMW 的英文簡寫）、車身AUDIT、焊點超聲波檢查、白車身CMM、涂裝AUDIT、總裝下線檢驗以及整車客戶評審（SUSA）等14 ～ 20 項質量過程檢驗（不同汽車公司略有差異）。

過程監測由質量部門負責，通過抽樣或全檢的方式進行測量、檢驗和評審，及時發現制造過程中的質量問題或過程變異，并通過改進問題或優化過程來提升過程控制能力。過程監測通常以指標的形式反映質量控制水平。

各類檢驗項目在監測過程或完成后產生質量數據，大量的質量數據需要分析與管理。不同的質量數據標準不同，管理與使用人群不同，一直難以有統一的數據管理平臺對數據進行統一管理與提供分析查詢功能，造成較低的數據利用率。中層管理者也無法快速獲悉過程運行的整體狀態，不利于質量改進與決策。

先進的汽車制造不僅僅體現在自動化與數字化過程，自動化推動了數字化，同時也對數據管理提出了更高要求。而數據管理上升至平臺管理顯得更重要，數據整合管理、高效的查詢統計分析以及可視化決策也成為先進汽車制造的一方面。

1 建立數據報表標準

過程質量監測除了部分自動測量設備自動生成數據，更多地仍然依賴于評審員基于質量標準與經驗知識進行評審，無法100% 追求全自動的生成質量監控數據，但以數字化的形式反映質量問題沒有任何問題。盡管初始的填報報表可以優化或者使用各類工具以提高填報效率，但本質仍然是完成初始的數據報表。

以往的表格管理數據，在數據量大了之后，不方便統計與查詢。搭建平臺，使用數據庫管理數據，這就要求可導入數據庫的表格具有標準的格式。這不僅僅是規范數據管理，同時也為自動計算統計提供了可能，避免人工糾偏和人工過濾。

由于檢驗項目的差異，雖然部分檢驗項目數據表具有一致性，比如車身AUDIT 與涂裝AUDIT，比如各種尺寸類數據，但更多的是無法使用同樣的數據庫表。當然從數據查詢的效率來看，也完全沒有必要使用同樣的數據庫表。給每一項檢驗項目制定規范的數據庫表更合適。

與過程監測工程師溝通并確認各個檢驗項的數據庫表格。需要注意的是，表格不僅要考慮數據庫查詢的方便性、可行性，更重要的是要考慮檢驗員或評審員采集錄入數據的便捷性，這點對于使用平臺的各層級人員都非常重要。脫離了操作或獲取數據的方便與高效，就必然要在其他不可代替性方面更加突出，才能使軟件平臺獲得認可。

2 需求分析與定義

需求分析與定義極為重要，是軟件平臺能否成功的關鍵之處。開發人員與需求人員之間的溝通，以及開發人員對監測工作業務的了解程度尤為重要。開發人員需要了解當前的工作方式，溝通了解當前工作方式的不足及改善方向，這對開發人員IT 以外的專業知識提出了很高的要求。

由于檢驗項目多，專業內容多，盡管多次溝通仍然使得IT人員對真實需求的理解極為困難，產品無法達到預期，導致前期已有過開發失敗的經歷，因此SGMW 采取的方式是需求人員自主開發，確保真實需求的分析與定義順利進行。同時，針對質量數據的特點以及可視化的需求，選擇使用帆軟作為開發工具。需求的定義范圍涵蓋了基本功能、延伸應用以及創新應用等

3 個不同范疇（圖1）。

基本功能主要用于替代當前工作方式，比如數據導入、統計和報表查詢等。

延伸應用要考慮更多的使用場景，比如根據數據自動生成日報、周報，生成多種會議場景下的數據大屏，提高工作效率。再比如利用更多的可挖掘數據深層次意義的大屏，提高分析深度。基本功能與延伸應用主要體現為實現0 到1 的過程。

創新應用則是要在開發過程中不斷產生更多的新靈感，比如數據整合，數據間關聯分析，提升美觀性與體驗感，促進用戶的溝通與交流等。創新應用范圍更廣，主要體現為實現1到N的過程。

使用思維導圖規劃主要功能與范圍，圖2 描述了大致的范圍。注意，更細致的針對每一個檢驗項的需求分析未在圖2 中體現。

3平臺開發

3.1報表設計

報表設計主要分為數據導入報表、數據統計與查詢報表和問題跟蹤報表等。數據導入報表解決數據導入問題，較好的報表應當支持批量導入、一鍵式導入，編輯修改簡單可行。

數據統計與查詢報表更多的是基于工程師的數據分析與數據管理需求，增加分析效率與降低統計時間。圖3 所示的統計表直觀顯示了某臺車的相關數據統計結果，同時支持月度統計，降低常規性統計工作時間，評審表鏈接可查看詳細數據。一個報表改善了堆積的文件夾管理方式。

最大限度支持工程師的需求，改善其工作方式，是設計自動統計報表的初衷。圖4 所示報表就是為了改善工程師花時間制作日報而設計。

更多的類似報表應當在充分了解如何改善工作方式的前提下得以設計。比如問題跟蹤表，普遍的反饋是問題建立方需要對問題進行建立，并完成原因分析及措施的填寫，問題溝通及填寫效率低下。共享的問題跟蹤報表方便問題負責區域更新問題進度，設置自動的信息傳遞方式可及時告知。

3.2 大屏設計

可視化大屏基于可視化分析、決策的需求而設計[1]。分析用大屏一般需要多維度分析，比如PPSR 關閉率的分析大屏，從區域、月度和車型3個維度分析，獲悉影響關閉率的關鍵月份、車型及區域（圖5）。

可視化大屏普遍用于會議場景[2]，節約會議報告的制作時間。圖6為SUSA每日例會現場大屏，包含了運行數據狀態、數據分析及主要問題。

可視化大屏決策在一定程度上代替了匯報報告，以更簡潔的形式突出重點和需要改進的方向。如圖7中的預警項反映了少數不達標監測項，100-DR則反映了SQ未達標情況。

3.3 整合上線

將各個監測模塊的報表與大屏整合在一個頁面中[3]，通過鉆取的方式獲得更詳細的數據， 既避免了繁雜的結構樹，又展示了最關鍵質量數據狀態（圖8）。此外，還要對各個報表與大屏的設計進行美化，色彩、圖標、邊框、字體以及對齊等，需盡量符合大眾人員的審美要求[4]。

在完成各檢測模塊報表與大屏的整合后，需要進行上線測試和優化。主要是收集BUG 與使用人員的意見，對使用人員而言是否有使用價值，是否優化了工作，是否超出了初期設計需求，是否能長期產生價值。

4 從“1”到“N”

對新系統而言，有了“1”之后，“N”的出現就相對容易了。更多人群的使用，新需求的出現（在沒有“1”之前，這些新的需求往往不能被挖掘），將促進系統的完善升級，符合更多的使用場景，增強體驗，促進溝通，改善效率。比如移動端的出現，改善了數據被知悉的即時性與數據關注度（圖9）。

“N”也體現在數據采集上。可視化進一步提出了數據實時上傳的需求，移動端以及電腦端的實時填報又進一步提升了數據采集效率，改變了“手寫——錄入表格——上傳系統”的傳統方式，實現了無紙化（圖10）。在提升了效率的同時，還有更多的潛在收益，比如各SIP 站下線臺量的統計、合格率的計算以及車輛缺陷跟蹤等。

5 結束語

IT技術能力是自主開發新系統新平臺的關鍵制約因素，如果能克服該因素，自主開發新系統、新平臺在需求的理解上具有極大的優勢，完整需求定義以及數據標準的規范都不可或缺。開發專用報表還是可視化大屏，應當基于使用場景的需求，相互補充，形成一個完整體。脫離了使用場景的大屏，縱然酷炫，但并不會有價值。

隨著平臺的出現與使用人數的不斷增多，更多的需求被識別，更多的設計將促進無紙化、數字化和可視化，使工作效率大幅度提升。而數據管理平臺也在不斷完善的道路中越走越遠，越走越寬，促進制造質量的管理與質量提升。