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基于MES的直缝焊管生产质量管理信息系统的开发与应用

引 言

国内多数ERW焊管生产企业的管理信息系统缺乏面向生产过程管理和物流管理的功能，更很少涉及质量特种运输管理和质量控制方面的内容，无法对原料、在制品和成品质量信息进行跟踪，质量问题难以及时发现或不能对形成质量问题的原因进行基于数据的分析，造成企业产品质量波动较大。因此，ERW企业应开发面向生产过程管理和物流管理的制造执行系统MES，而质量管理信息系统是MES的重要组成部分，通过提高企业质量管理的水平来提高和稳定产品质量。

传统质量管理系统缺乏高效的质量信息采集、处理和管理手段，存在数据传递效率低、内容不统一、成本高等问题。MES（Manufacturing Execution System），即制造执行系统，能采集生产过程的实时数据进行处理和反馈控制，并通过信息的传递对整个生产过程进行优化管理，在企业信息集成系统中起着承上启下的作用。质量管理作为MES中的核心功能之一，以信息处理技术为基础，通过数字化的过程质量控制和管理，使企业能够最大限度地满足客户订单质量要求，支持新产品的开发，实现产品质量的持续改进。MES可以实现“变产品质量由终检决定为制造决定。最终由设计决定”的全面质量管理思想。

1 系统总体设计思路

1.1 企业质量管理现状分析

某ERW焊管公司设备自动化水平较高，己初步建立起规范的质量管理体系，但尚未与计算机管理技术结合起来，一直延续着人工统计进行质量管理的模式，质量信息的采集、传递和反馈手段比较落后、采集频率低、信息收集和积累不全面等因素导致质量管理和质量保证体系中的评价、控制、规划和预测功能薄弱。产品质量设计阶段产生的大量技术指导文档没有良好的保管方式，对产品的质量跟踪通过人工写号，靠钢带信息传票和取样记录进行对应，不但容易出错，还经常发生产品进入下道工序或发货时还没有检验结果。这种粗放式管理已严重影响到企业在对质最保证要求日益严格的国内外市场中保持领先地位。

1.2 系统总体设计思路

结合上述企业背景，本课题提出开发基于MES的喷量管理子系统。在该公司原有质量管理的基础上，以其质量检验业务为核心，将以往手工记录、人工统计的质量管理T作，升级为以计算机为主使废旧塑料得到再利用，业务管理人员为辅的管理方式，利用数据库技术和信息技术优化质量信息的采集、处理、存储过程。合理的设计作业指导书，及时、准确的收集钢管在各质量控制阶段的生产检验数据，规范化的开具产品质量证明书、提供多方位的质量查询是ERW钢管质最管理子系统的重点。

2 质量管理信息系统的实现

MES系统将生产管理业务划分为合同管理、计划管理、质量管理、现场管理、仓库管理及综合查询6个部分。接管理要求将钢管的尺寸外形检验归入现场管理子系统，质蕈管理子系统只涉及内在质量的相关业务。钢管质量的最终质量判定由系统自动进行。

2.1 系统模块划分

质量设计模块包括原料进厂试验、作业指导书、工艺卡片的设计和审核，实现了管理层对现场生产和检验的指导作用。质量检验分为取样记录、试验结果记录和判定三部分，通过算法优化，可以将取样记录对应到每一根钢管，在取样批次有交叉的时候。实现精确的判定。质量证明管理原料质保书和产品质量证明书，前者是实现产品质量追踪到厂家的保障，后者根据发货实绩自动提取检验过程中产生的数据，打印质量证明书。质量查询对质量各阶段产生的信息进行汇总统计。基础信息维护用来管理系统所用到的各种质量标准。

2.2 功能实现

2.2.1 质量设计。 （1）原料进厂试验设计。原料采购计划下达后，由质量设计人员根据采购厂家、钢级、执行标准等情况，设计来料检验的内容，以此作为原料入库后质检人员取样的依据。这样就改变了原料到厂后由质检人员决定进行何种检验的盲目性，提高了检验效率和准确性。（2）焊管质量设计。作业指导书和工艺卡是将客户需求转化为生产作业标准的关键。不同的执行标准和产品规格。作业要求的内容大不相同。通过对产品大纲以及各执行标准尺寸精度、试验要求的维护，在以往生产经验的基础上，建立了技术指导和工艺卡模版，设计人员不再需要查询大量的资料。工作效率和准确性均得到提高，生产资料也获得良好的管理和利用。

2.2.2 质量检验。 （1）取样记录。取样记录分为原料取样和钢管取样。原料到库后才进行取样，系统只记录取样批次包含的钢带信息。钢管取样在切断后进行，由于实时性高，每卷钢带切出的管数不确定，需要质检员估算样本容量。系统生成钢管基本信息的同时，将钢管取样的详细杀菌设备信息记录在《批次对应表》中，并采用如下算法进行数据处理：①查闻作业指导中恢钢管需要检验的项目；②不需要进行的试验，将《批次对应表》中对应项置特殊值。对每一个要进行的试验做如下处理；③判断当前取样记录是否已达到预计的样本数量，是，则生成新的批号，否，将新钢管计人该批；④检验该管的上一根钢管预先设定的取样批号有无对应的取样记录，若无，则将旧批号信息更新；⑤进行下一项试验判断，如果所有的试验都判断完，则终止。（2）试验记录。试验记录、取样记录、批次对应关系如图1所示。取样信息记录在《取样记录表》中，便于修改再次启动实验机以测得准确之数值和查询。每一项试验有专门的试验结果记录表。试验完成后，审核通过的记录方可进行判定。（3）质量判定。对每项试验进行判定时。系统自动检验该管其他项试验的结果，如果都合格，则将钢管内在质量置为合格．再判断外观质检信息，二者都合格时，自动将钢管判为合格。

图1 试验、取样、批次对应E—R关系图

2.2.3 质量评价。 （1）必定影响正常工作原料质保书管理。系统统一了原料质保书的格式，对于原料厂家形式各异的单据保管和数据查询提供了很大的便利。当产品质量出现异常时，可以很快的杏询原料厂家提供的性能数据，为决策提供了便捷有力的支持。（2）产品质量证明书管理。根据钢管的取样和试验记录，由系统对产品的化学成分、力学性能等数据进行归纳，严格区分每个炉批号下所有钢管的详细质量情况。例如，对于API 5CT执行标准下同一拉伸取样批次对应不同化学取样批次的钢管，系统可以区分详细批次，并准确快速的计算出支、捆信息。此外，报表的内容涉及到客户和厂家关心的所有信息均由系统自动出具，并提供了人工修改功能。

2.2.4 质量查询。 除了对基本业务操作的常规查询外，系统还具备综合查询的功能，为用户提供了多种途径来了解生产实绩。如车间质量统计、钢管质量查询、力学性能综合查询、炉批号取样及试验结果查询等。

2.2.5 基础数据维护。 在系统使用过程中的大量基础信息，如执行标准、产品大纲、技术文档模板等都需要进行不断的完善，才能保障系统的稳定运行，并实现柔性化的管理。

3 应用效果分析

系统从原料进厂开始进行质量跟踪，从钢管切断、下线、生成管号开始，收集其外观检验、内在质量取样、试验等信息，产品质量状态清楚，便于管理，公司各级领导和管理人员、销售人员准确掌握产品及有缺陷钢管的质量状态信息，避免了以前由于很多产品质量信息丢失或不便查阅导致一些产品积压给公司造成损失。

通过对技术指导、产品质量证明书等质量文件的有效管理，极大地提高了工作效率，减少了人力物力浪费。每一个合同的生产要求和产品质量证明都可以方便的查询。

经过近一年的运行，系统的稳定性和有效性得到了验证，该系统可以在同类企业进行推广应测试仪器用。(e宝丽板nd)