制造质量控制企业模型分析.docx

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制造质量控制企业模型分析

制造质量控制企业模型分析

SY0707325熊耀华

摘要：

制造质量控制是企业对产品组成中自制件的加工质量进行控制，是企业质量管理模块的重要组成。

本文通过IDEF建模方法构建了制造质量控制的功能模型、过程模型以及数据模型，进一步分析与阐述了流程中各部分的功能，指明了数据信息之间的关联与交流，为企业制造质量控制系统的开发搭建了雏形。

关键词：

IDEF，制造质量控制，企业模型

1.IDEF建模方法

IDEF的基本概念是在20世纪70年代提出的结构化分析方法的基础上发展起来的。

结构化分析方法在许多应用问题中起到了很好的作用。

它在降低开发费用、减少系统中的错误、促进交流的一致性及加强管理等方面都产生了效益。

1981年美国空军公布的ICAM（Integratedcomputeraidedmanufacturing）工程中用了名为“IDEF”的方法。

IDEF是ICAMDefinitionMethod的缩写，后来就称之为IntegratedDefinitionMethod。

IDEF最初主要由以下三种模型组成：

ØIDEF0（功能模型）：

描述系统的功能活动及其联系；

ØIDEF1X（信息模型）：

描述在该环境下信息的结构和语义；

ØIDEF2（动态模型）：

描述制造系统随时间变化的各种行为。

后经美国KBSI公司的发展，IDEF已逐渐形成一整套从各个方面分析设计复杂系统的方法家族，包括IDEF0-IDEF14。

IDEF方法的每一种模型在系统分析的某一方面都是强有力的分析工具。

1.1IDEF0方法

IDEF0的基本思想是结构化分析方法，来源于结构化分析设计技术方法。

IDEF0模型由一系列图形组成，是对一个复杂事物的抽象和规范化描述。

按照结构化方法自顶向下、IDEF0逐步求精的分解原则，IDEF0的初始图形首先描述最一般、最抽象的特征，确定系统的边界和功能概貌；然后对初始图形中所包含的各个部分按照IDEF0方法进行逐步分解，形成对系统较为详细的描述并得到较为细化的图形表示，这样经过多次分解，最终得到的图形细致到足以描述整个系统的功能为止。

IDEF0模型是真实世界中事物功能的抽象，事物的功能用方框图表示，同时抽象出作用于功能的相关要素。

盒子代表活动，活动的一般形式如图1.1所示。

图1.1活动的一般表示

Ø输入：

功能需要处理的数据，箭头标注在活动的左边；

Ø输出：

功能处理得到的数据，箭头标注在活动的右边；

Ø控制：

说明控制变化的条件和环境，或者说约束，箭头标注在活动的上边；

Ø机制：

作用在活动底部的是机制，它说明执行的事物可以是人或设备。

1.2IDEF3方法

IDEF3是过程描述获取方法（processdescriptioncapture），是一种为获取对过程的准确描述所使用的方法。

IDEF3为收集和记录过程提供了一种机制，它以自然的方式记录状态和事件之间的优先和因果关系，为表达一个系统、过程或组织如何工作的知识提供一种结构化的方法。

IDEF3可以适用于以下用途：

记录在调研过程中产生的原始数据；确定信息资源在企业的主要业务流程中的作用；记录决策过程，特别是关于制造、工程和维修的产品定义数据的决策过程；管理数据配置和更改控制策略定义；进行系统设计和分析；提供模拟模型。

IDEF3用两个基本组织结构——场景描述和对象来获取对过程的描述。

“场景描述”可以看作：

（1）在一个组织中，需要用文件记录下来的一种特殊的重复出现的情景；

（2）描述了一个组织或系统阐明的一类典型问题的一组情况；（3）过程赖以发生的背景。

“对象”则是任何物理的或概念的事物。

这些事物，是领域中的参加者认识到的，或谈到的，那些发生在该领域中的过程描述的一部份。

1.3IDEF1x方法

IDEF1x是一种语义数据模型化技术，用来描述系统的信息及联系，建立信息模型，可作为数据库设计的依据，支持概念模式，并具有所期望的一致性、可扩展性和可变换性。

IDEF1x把实体——联系方法应用到语义数据模型中，其最初形式是在P.P.S（Peter）Chen的实体联系模型化概念与P.P（Ted）Codd的关系理论的基础上发展起来的。

除了图形表达和模型化过程方面的改进外，IDEF1x还对语义进行了增强和丰富。

由于IDEF1x在建立信息模型方面具有上述许多优势，因此，当前对它的研究和应用很广泛。

IDEF1x方法的作用是在需求分析时对所建系统的信息资源进行分析和交流。

从IDEF1x的角度看信息系统，它不但包括自动化系统的成分，也包括非自动化的成分，如人员，文件柜，电话等等。

与数据库设计方法不同，IDEF1x是分析以下问题的一种方法：

企业信息的采集、存储和管理；信息的管理规则；企业内信息之间的逻辑关系；缺乏良好的信息管理导致的问题。

IDEF1x的目标之一就是为信息分析提供一个结构化的、规程化的方法。

IDEF1x可以减少建模过程中的不完整性、不精确性、不一致性和不准确性。

同时，IDEF1x建模奠定了数据库设计基础，给出了信息结构定义，提供了反映基本信息需求的需求说明，是描述企业信息需求的一个有效方法。

2.制造质量控制

2.1制造质量控制的含义及措施

产品质量是制造业企业以客户为中心战略的三大核心问题之一。

制造质量控制即是对产品组成中自制件的加工质量进行控制。

企业以质量控制为手段的一切措施都是为了满足客户对产品质量的要求。

企业通过对制造过程忠的原料、半制品、成品、和商品全面、全过程的质量检测，确保客户手中的产品符合合同规定的全部质量保证条款；企业通过对制造过程的工艺、设备、能源的在线检测，确保产品在线制造过程中的质量都能控制在制造工艺技术的要求范围内；企业通过对产品质量问题的追踪，充分利用产品质量的反馈信息，发现质量隐患，以便控制和改善产品质量的薄弱环节；企业通过对各种质量因素的分析，突出主要矛盾，为稳定并进一步提高产品整体质量提供解决途径和手段；质量通过一系列质量保证措施，确保产品质量的稳定和提高。

2.2制造质量控制模型构架

企业制造质量控制主要包括以下功能：

（1）制造过程中对原料、半制品、成品和商品质量检测的综合。

（2）制造过程中对工艺、设备和能源在线检测的综合

（3）质量追踪的综合。

（4）产品质量因素分析。

（5）质量控制措施的制定和实施。

上述五个部分，其中在制造过程中对原料、半制品、成品和商品的检验、测试是质量控制的最直接的措施，从其中的数据可以直接反映出产品制造过程的质量状况。

然而这是一种“事后”、被动的质量控制方式，它只是起“卡关”作用。

在制造过程中，在线检测并控制工艺、设备和能源参数，虽然是一种“间接”的质量控制方式，但是一方面，因为在线动态测试，有问题可以立刻反映出来，能给予快速及时控制；另一方面即使是间接的，如果确实抓住了影响产品质量的“关键参数”检测并控制，却是实施质量控制的最有效手段。

质量追踪虽然也是“事后”去“追踪”，但对于质量隐患的发现，尤其对原来往往没有重视的质量因素的追究，具有重要意义。

上述三个方面，是从不同的角度去发现至来年给问题的检测手段，它们是必要的，并且相互取长补短，使得人们能及时、全面地发现制造过程中的各种质量问题。

产品质量因素分析与质量控制措施的制定和实施两部分是从产品质量总体状况出发，进一步分析影响产品质量的主要因素，以便制定并实施一系列质量控制措施，来稳定、改善和提高产品的总体质量水平。

因此制造质量控制的组织流程图如图2.2所示。

图2.2制造质量控制组织流程

2.3制造质量控制的功能模型

根据对制造质量控制模型的功能分析以及组织流程，利用IDEF0方法进行制造质量控制的功能建模。

质量控制活动分为质量检测综合、在线检测综合、质量追踪综合、质量控制因素分析、质量控制措施制定与实施五个子活动，按照质量管理规范、质量目标以及ISO9000族质量管理体系对原料信息、设备信息、工艺信息等生产信息进行全面地质量控制，并对各种质量控制措施进行实施效果检定，如图2.3.1所示。

图2.3.1活动A0质量控制

2.3.1质量检测综合

质量检测综合是对产品以及物料的直接质量检验，包含对原料、半制品、成品以及商品的质量检测。

其基本对象包括：

（1）质检属性：

包括质检代码、质检名称、质检品代码、质检项目代码、质检参数代码、质检设备代码、表单代码等。

（2）质检品属性：

包括质检品代码、质检品名称、类别、样本计量单位、样本数等。

（3）质检项目属性：

包括质检项目代码、质检项目名称、项目类别和主要质检参数。

（4）质检参数属性：

包括质检参数代码、质检参数名称、质检数据合格标准等。

（5）表单属性：

包括表单代码、表单名称、经办代码、周期类别等。

（6）经办属性：

包括提交方经办单位、接受方经办单位等。

质量检测综合是质量控制的最直接的措施，为进一步的质量控制因素分析以及质量措施的制定提供了基本的依据。

其功能模型如图2.3.2所示。

图2.3.2活动A1质量检测综合

2.3.2在线检测综合

在线检测综合是对设备参数以及工艺参数进行实时控制，包含设备检测以及工艺检测两部分，涉及企业管理中的设备的管理以及工艺的管理两大模块。

设备检测包括对所有设备资源的检测，包括生产设备、辅助生产设备、运输设备、加热或冷却的能源设备、环保设备、控制计量设备等。

其基本对象包括设备状态、设备维护以及设备检修，以保证设备的正常运行。

工艺检测是对工艺规程和工艺状况进行全面的检测以对工艺进行及时的调整，以保证产品生产完全符合工艺要求。

在线检测综合是对制造质量进行控制的间接措施，却对保证产品质量在生产过程中始终保持在技术要求之内起着极为重要的作用。

其功能模型如图2.3.3所示。

图2.3.3活动A2在线检测综合

2.3.3质量追踪综合

质量追踪是对制造质量控制的后溯措施，其依据质量信息反馈单所提供的信息，追寻发生质量问题的产品制造过程中的质量检验情况、工艺执行状况和设备运行状况，为进一步分析质量工艺数据，以确定发生质量问题的全面情况，进一步实施因素分析，找出质量问题的范围、程度和因素以解决质量问题提供依据。

质量信息反馈来自两个方面，一是用户对产品质量的信息反馈，主要反映产品（批次或单个）的质量问题。

质量追踪的基本对象包括：

（1）质量信息反馈：

包括质量信息反馈代码、质量信息反馈名称、信息来源代码、信息内容代码和表单代码。

（2）制造物流质量检验追踪：

包括包括问题产品代码、分段工序名、分段工序物流代码、分段工序质检代码等。

（3）制造过程工艺状况追踪：

包括包括问题产品代码、分段工序名、分段工序物流对应时间段工艺状况代码等。

（4）制造过程设备运行状况追踪：

包括问题产品产品代码、分段工序名、分段工序物流对应起始时间、分段工序物流对应时间段生产设备报警状态代码等。

（5）表单：

包括表单代码、表单名称、经办代码等

（6）经办：

包括经办代码、提交方、接受方等。

对象之间的关联如图2.3.4所示：

图2.3.4质量追踪对象关联图

根据质量追踪对象的关联，将质量追踪活动分为物流质检追踪、物流工艺追踪、物流设备追踪以及质量追踪结果综合四个子活动，其功能模型如图2.3.5所示。

图2.3.5活动A3质量追踪综合

2.3.4质量控制因素分析

质量控制因素分析是制定企业质量措施的基础。

影响产品质量的因素是众多的，有原料、设备和操作等各方面的因素。

质量控制因素分析的核心部分即是针对产品质量主要指标影响的因素进行定性、定量分析。

不同的产品，这些因素对各个质量指标的影响是不同的。

因此必须依据有关的专业知识、通过对企业的生产实践数据以及必要的试验数据的分析来建模并由此掌握质量控制的主要目标、方法和手段。

分析影响产品质量主要因素有三个研究步骤：

（1）确定研究对象：

有关产品质量的主要目标。

（2）通过相关分析：

确定同研究对象相关度高的