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1、制造质量控制系统中的数据管理方法研究摘要: 针对统计过程控制技术在企业实施过程中难以真正实现质量控制功能的现状，对制造质量控制系统中数据的管理方法进行研究，提出依据产品结构配置的数据管理方法，解决制造质量数据分散、无序和不完整等问题，实现质量数据的合理存储和读取，大大提高了统计过程控制的准确性和可靠性。关键词 : 统计过程控制制造质量数据控制图统计过程控制技术作为产品制造加工过程中的主要质量工具，已在机械、 化工、 电子等很多行业得到广泛的应用1。但在企业实际的质量管理中，统计过程控制技术只作为一种纯粹的统计工具， 用来统计产品质量问题发生后的状况，忽略了其对有用质量信息的挖掘能力和查找质量问
2、题原因的能力。造成这一现状的根本原因是质量数据的分散和无序，大大降低了统计过程控制系统分析缺陷原因和持续改进产品质量的功能。因此能否有效组织和管理制造质量数据， 成为企业实施统计过程控制的关键。本文依据统计过程控制的基本原理和制造质量数据的特征， 提出了统计过程控制系统中质量数据的管理方法，实现了质量数据的合理存储和读取，从而使统计过程控制技术真正实现其质量控制的功能。1 SPC简介统计过程控制 (Statistical Process Control ，SPC)，是指使用控制图等统计技术来分析过程和其输出，通过适当的措施来达到并保持过程稳定，从而实现改进和保证产品质量的目的。SPC源于 20
3、 世纪 20 年代，以美国质量大师Shewhart W A 博士发明控制图为标志，自创立以来即在工业和服务等行业得到推广应用。ISO9000 族质量体系和QS9000 都将 SPC 纳入标准之中2 。统计过程控制的理论基础是中心极限定理和3原则 3。在正态分布重要结论中认为在士3 ( 为分布数据的均值， 为标准差 )范围内包含质量数据的9973%，如果能控制住这9973%的质量数据，就可认为过程基本上是受控的。统计过程控制技术主要工具控制图也是依据这一理论而提出的1。统计过程控制技术原理为:通过对受控过程产品质量特性值波动的研究，建立有效的分析用控制图， 并计算出受控状态下的过程能力，再将有效
4、的分析用控制图转化为生产过程控制用控制图， 对日常生产过程进行监控。通过对一个过程的产品特性数据连续测量，对数据进行合理分组， 并按顺序打点在所选类型控制图上，便可以依据控制图判异准则从质量特性数据的排列状况来分析生产过程是否稳定，从而判断过程质量是否存在异常波动。当过程质量状态不稳定和出现异常波动，并发生偏移时，及时报警，查找原因，采取改进措施，从而达到持续改进和保证产品质量的目的。2 制造过程质量数据特征企业生产活动中所有与质量管理有关的信息及在活动过程中所生成的大量信息被称为质量信息。质量信息存在于各种资料、图表、数据、报告和情报中，覆盖了产品寿命循环的各个阶段， 也覆盖了企业的各级、各
5、类人员和各个部门。质量信息的种类和数量都随时间的增加不断变化。按照质量信息与时间的关系，质量数据可分为静态质量数据和动态质量数据两类。(1)静态数据指的是一些描述性信息，其数据量与时间的变化相对无关，不随时间的增加而改变， 但与质量活动主体的增减变化有关，随工艺流程的改变而改变。静态数据一般由工艺人员确定， 由质量管理人员录入数据库，并存储于全局数据库，全局共享。静态数据可供各级、各类人员和各个部门查看、使用，而数据的修改只能由质量管理人员来完成。静态数据包括各种档案数据(人实体数据、物实体数据)、参数数据、编码数据等，如操作员资料、质检员资料、 质量管理人员资料、质检设备资料、产品检测规程和
6、方法、质检设备检测规程和方法等。(2)动态数据指的是数据种类和数据量随时间的增加而不断变化的质量信息。据统计，大部名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 6 页 - - - - - - - - - 分动态质量数据都来源于产品制造加工过程中，随产品工序的累加而不断生成和增加。除了具有信息的共同特征外，动态质量信息还具有分散性、随机性、 相关性、 复杂多样性等特征，主要包括现场采集的质量检验数据、质检人员对工序是否合格的判断数据、不合格品产生原因的统计数据、 零件报废
7、数据、过程失控原因数据和失控工序处理数据等。此外， 还包括动态的质检规范标准库，该标准库应能快速响应外界对质量特性不断变化的要求，以企业生产能力为前提， 以顾客对产品的个性化需求为导向，以质量过程控制反馈信息为依据，不断更新和调整， 在提高产品工序过程能力的同时，满足消费者对产品的个性化需求，从而提高企业的市场竞争力。3 制造质量数据管理方法31 制造质量数据的逻辑分类企业实施统计过程控制，需要大量的静态质量数据，同时在控制过程中会产生大量的动态质量数据。 静态数据由质量管理人员在统计过程控制系统实施前录入，通过产品结构配置关系来组织和管理所有待检零部件。动态数据产生于SPC 实施的各个阶段，
8、需要存储于相应静态数据的表格中。 构建的制造质量控制系统模型的功能图，该功能图产生的动态质量数据如下。(1)现场采集的质量数据，产品制造加工过程实施SPC 系统后， 将产生大量的质量检验记录，为了更好地对零件检验工作全过程进行跟踪管理，实现零件加工过程中检验记录的录入、修改、查询和保存， 需要生成每个零件统一格式且唯一的质量检验记录报告，方便质量管理人员对关键质量工序进行分析，发掘检验数据中的隐藏信息，及时发现问题，提前预防。(2)产品合格状况统计数据，以动态品质规范及工序质量特性指标为准绳，对产品关键工序进行质量检验。对于合格的零件，将进入下一道工序;对于不合格的零件立即触发不合格品处理事件
9、，以免其流入下一道工序，增加产品加工的延误时间，甚至影响产品的最终质量。对于某一工序来讲，质量检验将得到产品合格状况统计数据，从而更好地进行工序分析。(3)工序状况及工序能力记录，对关键工序进行工序分析，将得到一份工序状况的统计记录。对于过程不受控的工序，需要查找原因，及时消除异常因素对加工过程的影响;对于过程受控的工序，可依据SPC 的规范对其进行工序能力计算，工序能力满足要求的生产过程，可进入质量监控阶段，工序能力不足的生产过程，需要查找原因，持续改进工序。工序状况及工序能力记录能很好地反应生产过程中的质量问题及企业质量管理的水平，是说服企业高层实施 SPC 管理的有力指标。(4)偶然因素
10、和异常因素统计数据，偶然因素对生产过程一直起作用，但对质量影响较小且难以除去 ;异常因素在一定时间内对生产过程起作用，对质量影响较大但不难除去。根据 SPC原理可知， 过程失控时， 主要的影响因素属于异常因素，过程工序能力不足时，主要的影响因素属于偶然因素。分别对失控过程和工序能力不足的过程进行分析，便可得到影响产品质量的偶然因素和异常因素的统计数据，从而分析出影响产品质量的各因素的轻重缓急，按照质量因素的排列顺序，从主到次依次解决。32 制造质量数据存储与读取方法将产品按照部件进行分解，部件再进一步分解成子部件和零件，直到零件为止， 由此形成的分层树状结构， 称为产品结构树或者产品配置树。制
11、造质量数据是依据产品结构配置关系来组织和存储的， 企业中的管理部门和质量部门依据设计部门对产品质量的要求，提出反应产品各种质量的新属性，在产品配置树的基础上产生新的制造质量BOM ，如图 2 所示，并衍生出数据表。(1)产品对象属性表。产品对象属性表具体描述了各零件的质量属性，以产品对象编号为关键字，可追溯每一产品的每一零件的质量信息。方便企业高层对企业质量状况进行全局监控，同时也能具体查看各分厂、各生产线及各零件的质量状况。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共
12、 6 页 - - - - - - - - - (2)产品质量规范表。产品质量规范表具体描述了各零件及各关键工序的质量特性指标，为质检员判断产品合格与否提供依据和准绳，同时也为后面的工序分析提供重要参考指标。产品质量规范表还包括数值类型、项目权重和检测设备等。其中数值类型一项用来选择相应的控制图，项目权重一项用来标示项目的重要性(关键工序、重要工序和一般工序)，检测设备一项指出各检测工序所需的设备种类、名称和数量。(3)产品检验记录表。产品检验记录表存储的是工序检验实测数据和工序分析所得数据，包括各检验对象的实测值、产品合格百分率、工序过程能力指数等。为方便用户选择不同的质量数据集合绘制统计曲线
13、，产品检验记录表中增加了一些辅助项，如检验员编号、 操作员编号、检测设备和加工设备等。例如，需要考核某个操作人员、某个检测设备或者某个检验员的品质状况， 可通过选择相应的约束条件，绘制该操作人员、该检测设备检测的或该检验员检测的质量特性数据的控制图。从而使质量管理人员可从多个角度绘制控制图，更全面地监控过程质量。4 应用实例图 3 为质量数据管理方法在ESPC 系统中的应用。 图 3 的上方为按产品结构配置关系列出的产品关键质量特性的属性表及检测规范表，涉及到检测对象自身的属性及控制图所必需的质量参数， 左下方为第一个检测对象的检验记录表，右下方为第一个检测对象的均值极差控制图，其中UCL 、
14、CL、LCL 分别代表控制图的上控制线、中心线和下控制线。控制图中有超出下控制线的点(图 3 中用椭圆标示的点)，根据控制图判异准则5可知该过程存在异常因素，质量管理人员和工艺人员应共同分析，确定并消除过程中存在的影响产品质量的不稳定因素， 然后重新采集数据绘制控制图，如果依据控制图判异准则发现过程不稳定，应该从5M1E( 人、机、料、法、环、测)6 个方面继续寻找造成质量异常波动的原因，依此重复进行，直到过程稳定为止。5 结束语本文提出了统计过程控制系统中质量数据的管理方法，实现了质量数据的合理存储和读取，解决了制造质量数据分散、无序和不完整等问题。数据的完整和可靠，有利于统计过程控制技术在
15、企业生产过程中的应用，提高了企业质量控制能力，更好地满足顾客需求，给企业带来较大的经济利益。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 6 页 - - - - - - - - - 理念质量管理的理念不断丰富，形成了一个十分宠大的体系。然而，人们在半个世纪的实践中，逐步形成了共识。无论是由各国质量奖所体现的卓越绩效模式，还是近 20 年来在全球企业界独领风骚的 ISO9000 族标准，或是其他各种形式的质量管理与质量改进模式，如六西格玛管理、 精益制造模式等等，均体现了
16、质量管理的八项原则。质量管理的八项原则构成了现代质量管理的各种模式的精神实质。这些质量管理原则是对过去一个世纪中全球先进企业质量管理发展的经验和教训的总结，也是对先驱们的管理理念的进一步提炼。下面对这些原则做一简明的阐述。（1）以顾客为关注焦点“组织依存于其顾客。因此，组织应理解顾客当前的和未来的需求，满足顾客要求并争取超越顾客期望。”关注顾客或以顾客为中心是全面质量管理的一个最基本的概念。 组织只有为顾客提供产品和服务才能生存。从顾客的角度出发来思考问题，这是管理企业的一个立场问题，是思考其他问题的出发点和前提。现实中并非所有的组织都是以顾客为中心的。 在每个行业演进的过程中，开始阶段关注的
17、焦点通常只是最基本意义上的新产品的质量， 目标只是使产品能够使用。那些技术驱动的公司一直都没有向前跨出这一阶段。但是，为大众市场创造定制的产品正在成为在当今的经营环境中生存下去的必要条件。企业必须了解顾客对其产品的满意程度，并以此作为修正其行为的杠杆。（2）领导作用“领导者确立组织统一的宗旨及方向，他们应当创造并保持使员工能充分参与实现组织目标的内部环境。”领导作用就是要在组织中形成一种“上下同欲” 的状态， 创造一个让员工为实现组织目标充分发挥作用的积极的内部环境。这意味着组织的领导者首先要确立组织的方向，要对诸如“我是谁”、 “我要到何处去”等这样一些最基本的问题进行思考并给出答案，要把思
18、考的结果向组织中的全体成员进行有效的沟通，还要在组织中营造一种能够让人们全力以赴的环境以动员整个组织的力量。在此基础上， 还要明确地设定出为了实现组织的追求所必须的那些关键的少数目标。 然后要将这些目标分解到整个组织当中，使每个人都清楚自己的工作是如何与组织的目标相联系的。这实际上涉及的是一个战略计划的问题。与传统做法的最大区别在于，全面质量管理的战略计划过程中包括了多重的参与者，他们是雇员、 顾客、供应商甚至还有竞争者在内。组织与顾客、供应商以及竞争者之间建立起了一种全新的关系网络，目的在于获得新的竞争优势、新的市场和新的机会。员工的广泛参与是这一过程的重要特点。参与不仅强化了人们执行战略的
19、能力，而且还使人们获得了更高程度的使命感。加强质量管理的措施由于管理基础不同、企业文化不同、 生产产品不同等因素会导致质量管理结果也不同，特别是一些企业出现了质量管理过程与企业实际相互脱离的情况，更有少量企业的管理体系形同虚设。出现这些问题的原因很多，既有外部因素，也有企业内部因素。对一个资源不足、管理薄弱的企业， 不可能在短时间内通过应用标准内部管理就达到标准要求，而对于一个资源丰富、管理水平高的企业，即使没有应用管理体系标准，其管理可能也是符合标准的。2.1 重视企业的管理基础企业的管理基础非常重要，管理基础涉及到思想基础、组织基础和制度基础三部分，共同支撑着企业的全部经济活动及全过程。建
20、立质量管理体系要结合企业管理体系的实际，以切实可行为基础，按照ISO9001 的要求对企业的现状进行梳理、整合，而不是推翻现有的管理另外建立一套体系。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 6 页 - - - - - - - - - 2.2 注重员工培训，提高企业整体素质现代企业的竞争就是人才的竞争，一个具有竞争力的企业，在自身的质量管理中离不开具有巨大凝聚力的团队和高素质的人才，要不断地提高员工质量管理知识与专业技能的培训，才能满足企业和市场的要求。日本企业界有
21、句格言：质量管理始于培训终于培训。因此广泛而深入的培训可以增强经营者和员工的意识，熟练掌握保证和提高产品质量所必须的生产技术与操作技能。 只有高素质的员工，才有可能生产出高品质的产品，因此企业必须重视员工的质量培训，建立人人懂质量管理知识、关键岗位持证上岗的人力资源体系保障。2.3 重视文件的编写并宣传贯彻ISO9001 标准要求建立一个文件化的管理体系并在实施过程中持续改进以保持其有效性。对企业原有的一些文件，包括产品标准等要予以继承性吸收，按照ISO9001 标准要求编制成既符合标准要求，又能体现企业运行实际的质量管理体系文件，文件不在于多少，而是在于能够实际应用。企业在运行ISO9001
22、 标准中出现的问题大多是因为文件编写有问题，如照搬别的企业的文件，或是在文件编制过程中没有遵循企业实际。质量管理体系文件编写完毕后，应该花大力气在企业宣贯，宣贯目的有两个，一是体会文件编写是否适合企业实际，可以操作并推行；二是让全体员工理解文件并能自觉执行。这样才能使员工更了解标准要求，把要求落实到工作中去，使体系运行更加有效。2.4 兼容并包加强体系文件的适宜性质量体系文件是体系运行的依据。大多数企业本身有一套完整、严密的管理制度，能很好的管理企业。在编制体系文件时，应将原有的管理制度纳入，使现有制度和体系文件充分融合。这就要求体系文件的编写人员应具有一定的文字功底和逻辑思维能力，熟悉本单位
23、现有的管理制度、工作流程和职责范围，并对标准有深刻的理解。质量管理体系文件的编制，不能只停留于空洞的说教上，要从企业的实际出发，根据本企业的类别和规模、产品的复杂程度、管理基础和员工素质等因素，将ISO9000 标准要求和企业质量管理的实际有机整合起来，才能达到先进性与实用性的统一，理论与实际的统一，真正起到质量管理体系文件应起的作用。文件制定后， 应随着标准和企业组织结构的调整等变化不断进行修改，以满足标准和企业发展的要求。2.5 加强内审提高检查效果要提高内审的效果，应培养企业自己的内审人员。内审员不只是接受过ISO9000 标准应知应会的人员，而是掌握 ISO9000 标准且有一定深度，
24、同时了解公司的生产工艺过程， 并有一定的质量管理技能，不仅有能力组织公司内部的体系审核，还能够协助完善公司的持续改进的自我完善机制，只有这样， 才能使公司的质量管理体系有效和高效地运行而不流于形式。1 2.6 强化质量意识，提高管理水平从人、机、料、法、环等质量控制要素来看，人是处于主导地位、并起着决定性的作用。所以对企业员工质量意识的提升就显得更为重要。质量意识是一个企业从领导决策层到每一个员工对质量和质量工作的认识和理解，这对质量行为起着极其重要的影响和制约作用。提高质量意识需要企业管理者和全体员工的共同努力，首先企业管理者要以质量为中心，将质量管理贯穿于企业发展的全过程，通过优质的产品和
25、满意的售后服务，使企业快速壮大。 此外，利用多种宣传形式，加大宣传力度， 强化质量意识，使员工在头脑中牢固地树立“质量第一 ”的思想意识，做到全员重视产品质量，视质量为企业的生命，人人是质量监督员。2.7 建立完善的质量管理制度开展“全面、全员、全过程的”质量管理工作，必须建立完善配套的制度及考核体系，一切工作都要做到有章可循，要制订包括产品开发、采购管理、生产管理、质量标准管理、质量检验、 市场信息反馈等与质量管理相关的文件，并在过程中严格执行，每月进行检查考核。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 -
26、 - - - - - - 第 5 页，共 6 页 - - - - - - - - - 各质量管理人员必须严格执行各项检查制度，并做好记录和执行工作，对于重大事故必须同有关部门检查到底，并做好现场标识和质量跟踪。只有制订了完善的制度并落实到位，才能避免在出现问题时相互推诿责任。因此，建立合理有效的考核制度，将质量与薪酬挂钩，奖惩分明，深化质量管理的意识，提高员工的积极性和责任感。2.8 加快信息化建设信息技术在现代质量管理中的广泛应用和各种借助信息技术的质量工具的不断更新，为企业质量管理创新提供了巨大的机遇和空间，因此， 使用信息化管理，也是提高质量管理水平的有效途径之一。企业要依托以ERP 为
27、核心的信息化建设，建立一套完善的质量管理基础数据体系，实现对产、供、销关键环节的质量控制。通过多种界面实施各类数据信息的快速查询、自动汇总， 可实现上下工序链接查询等功能，对生产线进行工艺技术质量数据信息实时监控、分析。通过质量信息系统可以对企业的所有质量数据进行提取，对产品的所有质量检测记录按照要求进行分类统计和汇总分析。通过对质量数据的分析，掌握主要质量指标，并对企业的质量控制制度进行评估，及时准确反映公司产品质量存在的问题，从而帮助公司的管理层和质量控制人员制订相应的质量控制措施，避免质量事故的发生和降低公司质量成本。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 6 页 - - - - - - - - -