（控制理论与控制工程专业论文）某钢铁企业质量管理信息系统研究.pdf

摘要 摘要 质量信息技术飞速发展，现代质量管理面临巨大挑战，对质量信息的掌握程度及 反应速度决定了企业的竞争能力，质量管理信息系统的重要性己不言而喻。本文立足 理论前沿又兼顾钢铁行业实际，研究并设计了面向钢铁行业应用的质量管理信息系统， 并对系统的实施进行了探讨。 本课题在研究质量管理系统理论和方法的基础上，建立以过程质量信息为导向， 适应某钢铁企业生产特点的质量管理系统。首先对质量和质量管理等相关理论概念作 了概述，指出了质量管理在企业中的重要性以及研究的目的和意义。其次对该钢铁厂 的质量管理现状、质量管理机构和现有业务流程作了描述，指出了该企业在质量管理 过程中存在的基础信息化程度较低，质量检验数据误差较大，质量管理制度较为陈旧 等问题。同时也根据企业自身生产规模不大，产品种类较少，资金投入有限的实际情 况，提出了企业对满足自身生产实际的质量管理信息系统的需求。系统实现了对该企 业质量信息数据采集整理，完成质量检化验、跟踪、判定、统计等功能。尤其对质量 跟踪功能做出了优化和改进，贯彻了企业质量管理制度，弥补生产过程中的质量盲点， 给企业的生产提供有力保障。同时本系统也完成了与企业e r p 质量相关部分、质检系 统的信息平台集成。 本文所探讨的质量信息系统总体设计方法论以及结合企业实际进行的总体设计对 钢铁企业的信息化进程具有现实性的指导意义，系统的流程模型与解决方案对于同类 企业信息化系统具有较好的借鉴作用。 关键词：钢铁企业；质量系统；质量管理 堂堕型一一 a b s t r a c t w i t ht h ed e v e l o p m e n to ft h eq u a l i t yi n f o r m a t i o nt e c h n o l o g y ，m o d e r nq u a l i t y m a n a g e m e n ti s i nf a c eo fg r e a tc h a l l e n g e t h ea b i l i t yo fc o m p e t i t i o no fa n e n t e r p r i s ei sd e t e r m i n e db yt h el e v e lo ft h ec o n t r o lo fq u a l i t yi n f o r m a t i o n a n dr e s p o n s es p e e d ，s ot h ei m p o r t a n c eo fq u a li t ym a n a g e m e n ti n f o r m a t i o n s y s t e m g o e sw i t h o u ts a y i n g b a s e do na d v a n c e dt h e o r ya n dt h ef a c to fe n t e r p r i s e ，a k i n do fq u a l i t yi n f o r m a t i o ns y s t e m ( q i s ) w a ss t u d i e da n d d e s i g n e di nt h i sp a p e r ， a n dt h ei m p l e m e n t a t i o no ft h es y s t e mw a sd i s c u s s e d b a s e do nr e s e a r c h i n gt h et h e o r ya n dm e t h o do fq u a l i t ym a n a g e m e n ts y s t e m ， w es e tu pt h eq u a l i t ym a n a g e m e n ts y s t e mw h i c hi sd i r e c t e db yq u a l i t yi n f o r m a t i o n a n df i t t e df o rs t e e l i r o n e n t e r p r i s em a n u f a c t u r i n gf e a t u r e f i r s t l y ，t h e c o n c e p ta n dt h e o r yo fq u a l i t ya n dq u a l i t ym a n a g e m e n tw e r ei n t r o d u c e d ，p o i n t i n g o u tt h ei m p o r t a n c eo fq u a l i t ym a n a g e m e n t i ne n t e r p r i s ea n dt h eg o a la n d s i g n i f i c a t i o no fr e s e a r c h i n g s e c o n d l y ，w ed i s c u s s e dt h ep r e s e n ts i t u a t i o no f q u a l i t ym a n a g e m e n t ，t h eo r g a n i z a t i o no fq u a l i t ym a n a g e m e n t ，t h eb u s i n e s s p r o c e s si nt h ee n t e r p r i s e ，p o i n t i n go u tt h ep r o b l e m so ft h ep l a n t 。s u c ha sl o w e r a u t o m a t i o nl e v e l ，l a r g e g a pb e t w e e nr e a ld a t aa n dt e s t i n gd a t aa n dt h e m a n a g e m e n tr u l e sw e r eb e h i n dt h eti m e i nt h es a m et i m e a c c o r d i n gt ot h e m a n u f a c t u r i n gs i z ei ss m a l la n dl e s sk i n d so fp r o d u c t s ，i n v e s t m e n ti sn o te n o u g h ， t h ew eg i v eaq u a l i t ym a n a g e m e n t s y s t e mw h i c hc a ns a t i s f i e dt h ed e m a n d o f e n t e r p r i s em a n u f a c t u r i n g t h es y s t e mr e a l i z et h eq u a l i t yd a t a c o l l e c t i n g a u t o m a t i o n ，f i n i s h i n gq u a l i t yt e s t i n g 、t r a c k i n g 、j u s t i c e 、c o u n t i n gf u n c t i o n e s p e c i a l l yg i v i n gi m p r o v e m e n ta n do p t i m i z a t i o nt oq u a l i t yt r a c k i n g ，c a r r y i n g o u tt h eq u a l i t ym a n a g e m e n tr u l e s ，m a k i n g u pt h eq u a l i t yb l i n ds i d e ，p r o v i d i n g t h ee n t e r p r i s e m a n u f a c t u r e f i n a l l y ，f i n i s h i n gt h ei n t e g r a t e dp l a t f o r m d e v e l o p m e n to fe n t e r p r is ee r p 、q u a lit ym a n a g e m e n ts y s t e ma n dq u a lit ya s s a y s y s t e m i nt h ep r o c e s so fs e t t i n gu ps u c hs y s t e m s ，m o s ts t e e l i r o ne n t e r p r i s e sc o u l d 垒! ! ! 堡垒 n o ta c q u i r et h e i ra n t i c i p a t e de f f e c t s ，t h em a i nr e a s o n1i e si nt h a tt h e yh a v e n o td e s i g n e da c c o r d i n gt ot h e i ro w nf a c tb u tc a r r i e do u tt h es y s t e mi nah u r r y t h ec o r p o r a t ed e s i g nm e t h o d o l o g yo f t h ei n f o r m a t i o ns y s t e ma n dt h ec o r p o r a t e d e s i g nw h i c hi sa c c o r d i n gt ot h ef a c to fe n t e r p r i s ew e r es t u d i e di nt h i sp a p e r a r ep r a c t i c a lg u i d a n c ef o rt h ee n t e r p r i s ei n f o r m a t i o np r o c e s s ，t h ef l o w - m o d e l a n ds o l u t i o no ft h i ss y s t e mw i l lg i v eb e t t e rr e f e r e n c et oo t h e re n t e r p r i s e s o ft h es a m et y p e k e yw o r d s ：i r o n s t e e le n t e r p r i s e ；q u a l i t ys y s t e m ；q u a l i t ym a n a g e m e n t 1 1 1 原创性声明 本人郑重声明：本人所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独 立进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用的内容 外，本学位论文的研究成果不包含任何他人享有著作权的内容。对本论 文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方 式标明。 作者签名：墨通日期：坐塑：2 ：箩 关于学位论文使用授权的说明 本人完全了解冶金自动化研究设计院有关保留、使用学位论文的规 定，即：自动化院有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅， 可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段 保存论文。 ( 保密的论文在解密后遵守此规定) 作者签名：当瘟 导师签名：李鹾 日期：鲨! ：王兰 日 期：呈竺11 ：生 第l 章绪论 1 1 课题研究背景 第1 章绪论 随着经济全球化的到来，我国钢铁行业将面临着由此而生的激烈市场竞争，质量 己成为决定企业生死存亡的重要因素。推进钢铁企业信息化建设以及提高钢铁企业的 质量管理水平已经成为企业发展壮大的基本方向。对钢铁业来说，从市场分析经营策 略、新品研制、加工制造、库存供应、质量保证、售后服务等整个钢铁行业活动都离 不开信息技术。企业信息化建设为企业提高管理水平、降低生产成本以及提高生产效 率提供科学的手段，把质量管理纳入制造业信息化轨道是企业实施全面质量管理，以 质量求生存、求发展的必由之路。 一个成功的质量管理信息系统不仅应具备信息的采集、整理、计算、分析、发布、 资源管理、系统管理等基本功能，并且能依据知识库实现更深层次的质量信息统计、 信息管理、决策分析及辅助决策的信息服务功能，信息应用范围涉及质量管理各个方 面，包括质量计划、监督控制、信息导向、决策支持等方面。 对于钢铁企业来说，依靠计算机技术开发基于全面质量管理体系的“钢铁企业产 品质量决策系统”是现代化的钢铁企业组织管理系统中必不可少的组成部分，与企业 的发展密切相关。研究建立和发展现代化的产品质量信息系统，即在确定质量方针、 目标和职责的前提下，结合质量体系要求，通过质量信息采集、质量问题整改、质量 指标控制、质量知识积累等手段，形成一个闭环的质保反馈控制系统。从而全面提升 钢铁企业制造过程中质量控制的有效性和质量管理水平，实现对整个产品质量全过程 进行有效地管理和决策，对钢铁企业降低成本，提高质量，提高企业的经济效益和社 会效益，在市场竞争中立于不败之地具有极其重要的意义。 1 2 研究的目标和意义 对现有信息系统设计、实施理论、方法和技术进行全面、系统的研究；在全面认 识的基础上，探讨现代企业质量管理系统的有效总体设计方法；结合系统需求分析， 以质量信息集成为基础，对企业管理质量信息系统进行总体设计，为后续研究打下扎 实的基础：结合计算机网络集成、数据库支持系统建设，对企业部分系统或模块进行 第1 章绪论 设计和实旋。质量管理信息系统将有助于为企业生产和经营活动、科学分析和决策提 供实时的，准确可靠的质量信息流，对提高企业质量管理水平，促进企业提岛产品质 量，提高企业管理现代化水平和l 核心竞争力具有积极的技术及经济意义”1 。 本课题讨论基于某钢厂的生产实际和基础状况，对生产规模不大，产品种类较少， 技术工艺要求相对简单的中小型钢铁企业建立了一套满足生产需求，适合企业发展的 质量管理系统。通过对该厂质量管理系统的构建及与e r p 质量部分、质检系统平台的 有机集成，实现产品全生命周期的质量过程控制，质量信息有效的管理，从而推动企 业提高质量管理水平，提高企业的整体竞争能力，使企业走上可持续发展之路。 1 3 研究的内容 本课题来源于某钢铁企业的生产管控项目。该项目将由建立一套生产和能源的信 息管控系统，其中包括生产管理子系统、能源管理子系统、质量管理子系统、物料跟 踪子系统、数据采集系统、设备与工装管理系统。本文论述的是其中质量管理系统。 在对企业质量管理现状进行分析的基础上，对企业的质量信息进行分析，给出了企业 在质量管理方面的需求分析，建立了该企业的集成质量管理框架模型，并论述了质量 系统的详细设计及与质检系统、e r p 系统质量部分的集成，最后讨论了集成质量管理系 统的实现技术，给出了集成质量管理系统在企业的应用案例。 本论文共分五部分 第一章绪论部分介绍了本课题的研究背景、研究目标和意义 第二章介绍了质量管理的一些基本理论和概念，以及国内外质量管理系统研究现 状。 第三章系统需求调研分析 第四章系统详细设计与实现 第五章总结与展望 第2 章钢铁企业质量管理系统研究 2 1 质量管理 第2 章钢铁企业质量管理系统研究 2 1 1 质量的定义 质量是产品存在的生命力，质量水平的高低决定着企业的生存和发展，随着时代 发展和进步，顾客( 包括内部顾客和外部顾客) 对质量的要求越来越高，不仅要求产 品的功能和性能达到预期水平，而且要求产品的功能健壮性、可靠性、安全性、适应 性、经济性、时间性等方面全面满足顾客和社会的需求“1 。质量的内涵也有了新的发展。 质量的概念经历了“符合性质量”、“适用性质量”和“满足性质量”，进入2 1 世纪， 经济全球化的飞速发展则给质量提出了更高的要求，“卓越质量”随之产生。质量的概 念范围也由最初仅用于产品，逐渐扩展到服务、过程、体系和组织，以及以上几项的 组合。国际标准化组织i s o 总结质量的不同概念加以归纳提炼，对质量定义是：一组 固有特性满足要求的程度。这罩的“要求”是全方位的、多方面的，具有针对性和相 对性。 进k - - 十一世纪，科技迅猛发展、信息化迅速普及、国际竞争空前激烈，人们对 质量提出了更高的要求，质量的概念也发生了变化：质量不再只是表示狭义的产品和 服务的质量，而且也不再仅仅包含工作质量。质量已经成为“追求卓越的经营质量”的 代名词。质量将以追求“组织的效率最大化和顾客的价值最大化”为目标作为组织一 种系统经营的“全面质量”，它更加强调以顾客为中心的理念。把以顾客和市场为中心 作为组织质量管理的第一项原则，把顾客满意和顾客忠诚作为关注焦点，也是当今市 场全球化的必然趋势。 2 1 2 质量管理的发展 围绕质量形成全过程的所有管理活动， 量方针和质量目标及质量策划、质量控制、 都可称为质量管理活动，通常包括制定质 质量保证和质量改进等活动。质量方针和 质量目标反映了一个企业的质量意识，为企业或组织提供了质量指导思想和质量发展 方向，使企业或组织朝着正确的方向前进，是其他质量管理活动的纲领和行动准则； 第2 章钢铁企业质量管理系统研究 质量策划、质量控制、质量保证和质量改进等活动则是企业为满足或是超越顾客满意 并最终达到质量日标而采取的一系列活动。 从2 0 世纪初到现在，质量管理的发展，经历了三个阶段。 ( 1 ) 质量检验阶段 2 0 世纪初，人们对质量管理的概念还只限于质量的检验。质量检验所使用的手段 是各种的检测设备和仪表，方式是严格把关，进行百分之百的检验。其间，美国出现 了以泰罗为代表的“科学管理运动”。“科学管理”提出了在人员中进行科学分工的要 求，并将计划职能与执行职能分开，中间再加一个检验环节，以便监督、检查对计划、 设计、产品标准等项目的贯彻执行。这就是说，计划设计、生产操作、检查监督各有 专人负责，从而产生了一支专职检查队伍，构成了一个专职检查部门，这样质量检验 机构就被独立出来了。 质量检验是在成品中挑出废品，以保证出厂产品质量。但这种事后检验把关，无 法在生产过程中起到预防、控制的作用。且百分之百的检验增加检验费用。在大批量 生产的情况下，其弊端就突显出来。 ( 2 ) 统计质量控制阶段 这一阶段的特征是数理统计方法与质量管理的结合。第一次世界大战后期，休哈 特将数理统计的原理运用到质量管理中来，并发明了控制图。他认为质量管理不仅要 搞事后检验，而且在发现有废品生产的先兆时就进行分析改进，从而预防废品的产生。 控制图就是运用数理统计原理进行这种预防的工具。因此，控制图的出现，是质量管 理从单纯事后检验进入检验加预防阶段的标志，也是形成一门独立学科的开始。第二 次世界大战开始以后，统计质量管理得到了广泛应用，统计质量管理的效果得到了广 泛的承认“1 。 但是，统计质量管理也存在缺陷，它过分强调质量控制的统计方法，使人们误认 为质量管理就是统计方法，是统计专家的事。在计算机和数理统计软件应用不广泛的 情况下，许多人感到难度大，高不可攀。 ( 3 ) 全面质量管理阶段 所谓全面质量管理，是以质量为中心，以全员参与为基础，旨在通过顾客和所有 相关方受益而达到长期成功的一种管理途径。质量管理的手段不再局限于数理统计， 而是全面地运用各种管理技术和方法。 4 第2 章钢铁企业质量管理系统研究 2 0 0 0 年后体系挚合与全血改进管理 1 9 8 7 年li s 0 9 0 0 1 s i xs i g m am b n q a 1 9 7 9 年零缺陷理论 1 9 6 1 年t q c c w q c 2 0 世纪6 0 年代至今 全面质帚控制 2 0 世纪3 0 年代至6 0 年代统计质最控制 2 0 世纪3 0 年代以前质量检验 图2 - 1 质量管理发展示意图 2 2 质量管理系统在现代钢铁企业信息系统中的位置 美国的先进制造研究机构a m r 提出的三层企业集成模型对钢铁企业的信息化具有 重要的参考作用嘲。图2 2 是参照a m r 的企业集成模型建立的钢铁企业信息化的3 层 结构模型，它针对钢铁企业的特点，明示了质量管理系统在信息化体系中的位置，并突 出了生产计划与调度体系的核心作用。 模型中每个层次的特点如下。 ( 1 ) b p s ( 业务计划系统) 层包括e r p 、s c m 、c r m 等系统；管理的重点是产品 的订单、交货期等与顾客紧密相关的内容；作用是管理企业资源和销售服务、制定生 产计划；计划期间长度是月、周等；管理范围是整个公司。b p s 层的计划系统在整个 公司范围内，基于对顾客需求、生产能力平衡以及利润最大化等因素的综合考虑，制定 长期和中期生产计划。 ( 2 ) m e s ( 制造执行系统) 层包括生产作业计划、生产调度、设备管理、质量 管理、物料跟踪等系统；管理的重点是产品生产的执行过程；作用是以分钟或小时为 单位平衡整体的生产能力，对产品的制造过程进行跟踪，并在b p s 和p c s 之n 刚进行双向 传递信息；管理范围通常是整个工厂或整条生产线。m e s 层的计划系统基于工厂内的 详细状况，对产品交货期、生产工艺限制、生产顺序优化等进行综合考虑，制定生产作 业计划。进行动态生产调度。质量管理系统就是该层的一个主要组成部分。 ( 3 ) p c s ( 过程控制系统) 层包括d c s ( 分布式控制系统) 、d n c ( 分布式数控 第2 章钢铁企业质量管理系统研究 系统) 、p l c 、s c a d a 等系统；管理的重点是生产过程的监控；其作用是以分、秒为单位 监视生产设备运行，对生产过程进行控制；管理范围通常是某一特定的设备。p c s 层的 控制系统通常可以承担数据采集、生产实绩反馈等m e s 的部分工作。 图2 - 2 钢铁企业信息化三层结构 本文讨论的内容就是处于m e s 层的质量管理功能模块。 2 3 质量管理现状研究 2 3 1s a p 质量管理系统研究 s a p 的质量管理系统横向支持从采购、到生产、再到销售的企业全流程质量管理； 纵向支持从质量基础数据管理、到质量检验、再到质量判定的全过程质量管理。通过 实施s a p 系统的质量管理模块，可以帮助企业规范业务流程、降低质量成本、提高生 产率、改善客户服务水平、并最终获得竞争优势。 s a p 系统质量管理模块主要实现以下功能： 质量主数据管理 s a p 系统提供完整的质量主数据管理功能，它是整个质量管理模块的基础。s a p 系 统中的质量主数据主要包括质量管理视图，这是用来定义一个物料是否需要进行质量 第2 章钢铁企业质量管理系统研究 检验，以及何时需要进行检验的；检验特征属性，即具体的检验项目；检验工作中心， 即实际进行检验的部门：取样过程及检验计划等。另外，s a p 的质量主数据也是整个产 销系统产品主数据架构的重要组成部分。 质量检验及质量判定 绝大多数的质量检验都是按计划进行的，计划检验的内容在质量主数据中加以定 义，当相应的计划事件发生时，系统会自动产生一个检验要求即所谓的检验批，其中 包括对于此次检验的具体要求，实际检验结果也将输入到检验批中，从而可以将实际 结果和要求进行对比，从而进行判定。 如果一个检验批中全部检验结果在合格范围内，系统可以自动进行质量判定，最 大程度的减少人工操作，当一个检验批中有一个或多于一个检验项目不合格时，需要 人为进行质量判定，这样可以将业务人员的绝大多数精力放在真正有问题的检验批上， 分析造成检验不合格的原因，进行相应的改进，提高质量水平。 质保书管理 s a p 质保书管理既可以对供应商方提供的质保书进行管理，也提供成品出货时的质 保书管理。其中成品出货质保书打印在几乎所有的钢铁冶金企业项目中都得到了应用。 质保书的格式和打印内容可以根据用户的需求灵活定义，当成品出货时，系统可以根 据出货批次自动找到相应批次的检验结果，并按照预定的格式打印在质保书上。 质量异常通知管理 系统支持在企业整个采购、生产、销售过程中的异常管理。系统可以手工也可以 自动记录采购、生产、销售过程中的异常信息，并说明对于每项异常信息需要怎样进 行处理，并可从长远的角度来分析需要采取哪些手段来避免此类问题的再次发生，通 过s a p 的工作流，相应的人员可以及时了解和解决被分派的任务，随时更新这些异常 情况的处理状态。质量异常通知可以作为质量控制分析数据的一个重要来源。 质量控制分析 s a p 系统的质量控制分析模块可以根据同常质量检验结果实现对物料，供应商，客 户的质量分析，支持s p c 统计过程控制。同时系统提供早期预警功能，用户可以对关 键业务指标进行事先的预警域值定义，当达到预警边界值时，通过s a p 业务流，系统 可以将相关的信息发送给管理人员。 s a pq m ( o u a l i t ym a n a g e m e n t ) 模块与s a p 的其它组件是完全集成在一起的，这 第2 章钢铁企业质量管理系统研究 也是整个s a p 解决方案的特点。比如，在销售订单中录入的客户需求可以作为相应的 生产过程中的质量检验要求；在分销过程中，系统可以根据质量检验结果自动生成质 保书；s a pq m 支持原燃料，半成品采9 均入库的质量检验，未检验合格的原料系统可以 自动冻结发票的出具；在生产计划方面，将同时考虑质量检验的工时消耗，支持生产 过程中的质量检验；可以记录实际日常质量检验成本及处理质量异常的成本，等等。 2 3 2 宝信质量管理系统研究 宝信公司依托宝钢的强大后盾确立了钢铁行业软件的领先地位，是我国知名的软 件企业。其整体质量管理思想为：质量管理是企业信息管理系统的一个重要组成部分， 而质量设计是质量管理的关键，质量设计系统遵循并强化一贯质量管理的原则，使得 各产品工程师能够根据用户的需求，对各工序进行一贯质量设计。同时全面跟踪产品 生产过程，与生产管理密切配合，在各个生产阶段对产品进行检验，并最终对产品进 行质量判定，在产品出厂时为用户提供质量保证书。 宝信的质量管理主要包括以下几个部分：产品规范管理、冶金规范管理、合同处 理、检化验记录管理、质量判定、质保书制作等业务管理功能，质量管理各模块之间 的关联关系，如图2 3 所示。 图2 - 3 宝信质量管理模块关系图 产品规范管理产品规范( p r o d u c ts p e c i f i c a t i o nr e c o r d ) 从集中统一管理 全厂产品出发，对产品( 钢铁类产品、主要副产品) 要进行统一编码即产品规范码。产 品规范管理就是对产品规范码及其所代表的产品的具体描述( 如品名、标准、牌号、表 8 第2 章钢铁企业质量管理系统研究 面特性、用户的特殊要求等) 进行管理。合同、质保书等使用到产品规范内容均从产 品规范系统得到。 冶金规范管理大型钢铁企业基本部包括炼铁、炼钢、热轧、冷轧等机组，生 产的产品包括生铁、钢坯、钢锭、热轧板卷、冷轧板卷等多种规格和牌号的产品，控 制这些产品的工艺参数多达1 0 0 0 多项，使如何有效地管理这些参数变成一个比较棘手 的问题。根据工艺参数所适用的机组工序和产品生产的不同阶段，对这些工艺参数进 行归类存放，冶金规范数据库就是质量部门所管理的这些工艺控制参数、检化验取样要 求、产品理化性能放行标准等作业指令的集合。其主要内容包括“产品标准及极限规 格”、“尺寸公差及包装代码”、“各工序工艺控制参数”、“在线取样要求”、“各 类放行标准”和“质保书内容规定”等。对于用户的特殊要求或者生产中需要特别注 意的事项，冶金规范能够把它转化成各个工序的控制参数或者是中文描述。 质量设计所谓质量设计就是将用户订货的产品质量指标要求转换成生产过程 每一道工序的加工工艺参数的要求。对所有产品的产品标准都有与之对应的生产制造 技术标准。这也是本系统的关键功能。质量设计是按订货产品的冶金规范的要求进行 生产制造技术参数的设置。 检化验记录管理根据质量设计的要求，形成现场取样的指令( 包括取样频率、 取样位置、取样长度、取样个数等) 和试验室试验指令( 包括做何种类型试验，根据何 种试验标准做等) ，并全面收集相关生产单元试验室传来的检化验数据。检化验记录 管理主要分为化学性能与物理性能两大类。化学性能主要是指原料、炼铁、炼钢过程 中取样以及成品取样试样后所得的化学成分数据：物理性能包括拉伸试验、弯曲试验、 冲击试验、金相试验、杯突试验、扭转试验、低倍及硫印试验等。 质量判定质量判定管理设计原则为：按标准+ a 进行质量判定，所谓a 即用 户订货时超出标准之外的附加技术要求。不同的用户订货时，即使他们订货的产品、 要求一样，由于用户对产品质量要求不同，可以通过冶金规范体系以及质量设计得出 不同的放行标准，判定的依据也就不同。 质保书制作质保书是代表企业质量信誉的一个窗口，具有法律约束力。质保 书管理采用统一格式、集中管理的原则，直接由质量部门负责设计、生成、确认。质 保书是在产品出厂时根据发货的物料信息、 质保书格式、数据项目要求将出厂、销售、 9 结合用户的合同信息，根据合同处理有关 质量等系统的信息汇总在一起打印出质保 笙! 望塑壁垒些堕量笪垄墨竺堕壅一一 书。质保书管理包括质保书预打印、j 下式质保书打印、质保书补打印、质保书备份管 理等。 2 5 小结 本章介绍了质量、质量管理相关定义和概念，然后对s a p 和宝信的质量管理系统 架构进行了初步研究，为下一步的系统设计工作奠定了理论基础。 第3 章某钢铁企业质量管理系统需求 3 1 概述 第3 章某钢铁企业质量管理系统需求 环境与信息需求调查是信息系统设计必不可少的重要步骤，其目的在于了解企业 质量管理体系的内涵、边界及系统的内、外部环境条件，搞清各用户职能及对信息的 需求，在调查研究和可行性分析的基础上，确定企业质量信息系统的服务对象、边界， 确定质量信息系统的目标，进而通过分析掌握系统的信息模型，信息流向和交换关系， 在此基础上提出系统的模型，为总体设计的制定打好基础。 3 2 企业质量管理的现状 企业质量管理信息系统一般是在企业原有基础上建立起来的，所以质量信息系统 的实现必须结合企业实际，企业现状分析是需求分析的起点。本项目所建设的信息系 统最终应用企业现状分析包括如下内容： 该企业是一个年产2 0 0 万吨左右，主要产品为热轧带钢，冷轧带钢，中高档焊管 的中小型钢铁生产企业。该厂产品种类、规格较少，主要产品有：普通碳素结构钢q 1 9 5 、 q 2 1 5 a 、q 2 3 5 a 、q 2 3 5 b 、q 1 9 5 l ，低碳优质碳素结构钢0 8 a 1 ，一般结构合金钢q 3 4 5 b 、 j l 5 1 0 l 。因而对技术、质量、工艺等方面的要求相对简单。 企业中负责质量控制的主体部门是技术处，出技术处负责公司所有产成品、半成 品检试验规程、规范的制定和下发，以及样品的化验和结果判定。技术处内部组织机 构如图3 一l 所示： 图3 - 1 某钢铁企业技术处组织机构幽 第3 章某钢铁企业质量管理系统需求 主要涉及到的部门是科技管理室、原料宅、成品室、工艺室、物理室、中心化验 室( 包括分布到各分厂的化验室) ，各部门协同完成肘产品质量的控制管理。整体业务 流程如图3 2 所示： 物 性能 定 幽3 - 2 质量管理总体业务流程幽 该企业的质量检测仪器包括物理检验仪器和化学检验仪器，具体情况如下所示： 物理试验仪器 7 仪器名称 掰在科室 检验项 仪器状态采数方法 ” 3 微机控制电液伺服万焊管1 1 0最人力、f 屈服力、缺串口数据存储在d a t 文件 能试验机菲比例力、。卜屈服强中，但是有一部分经过 度、j r 比例强度、断 运算，不能从文r i ：中直 后伸长率接读取，打印剑串口 液压式压力实验机焊管1 1 0压力无接口手i ：输入 电子拉伸实验机 冷轧1 0 4宽度、厚度、面积、有串口存放在r a w 文f | ：中，但 屈服载荷、屈服强是部分经过运算，打印 度、非比例负荷、菲到串口 比例延伸强度、极限 载荷、抗拉强度、标 距、断后标距、伸k 率、n 值、r 值、弹 性模量、柏松比 第3 章某钢铁企业质量管理系统需求 杯突实验机冷轧1 1 7最人衍线、破裂荷仪器数据与其如果仪器厂家能够改 载、定变衍载、杯突自带软件数据正，则从串口采集，否 深度、杯突值、定荷不符则手i 输入 变形x m l 文仆数据完整 洛氏硬度机冷轧1 0 5硬度 串口从串口取数 表面洛氏硬度机冷轧1 0 5硬度 串口 从串口取数 冲击实验机尚朱采购 弯管实验机尚朱采购 化学试验仪器 一仪器名称一所在科室检验项仪器状态 采数方法 x 荧光检测中心与原来x 荧光相同，缺串口r ，需从串口取数 化验室两台x 荧光均增加装一串口卡 检验生铁功能 直读光谱( 德国)检测中心与原来直读光谱相有串口从串口取数 化验室同 直读光谱( 1 5 1 本) 炼钢炉前与原来直读光谱相有串口从串口取数 同 氧氮仪检测中心氧和氯 化验室 c s 仪( 国产)炼钢炉前 c 、s有串口从串口取数 硅酸根分析仪无接口人1 1 读取，手工输入 磷酸根分析仪 无接口同上 电导率检测仪无接口同上 钠离子检测仪 无接口同上 p h 值检测仪 无接口同上 浊度仪无接口同上 分光光度仪无接口同上 3 3 目前企业质量管理上存在的问题 目前该企业缺乏信息的有效集成，生产运行中产生了大量的质量数据和信息，如 何有效地采集、过滤、加工、分析它们，如何在企业中建立起一个合理高效的信息流， 使它们在企业运营中充分发挥积极作用，是企业需要解决的问题。主要表现在： 信息化基础较为薄弱 该企业基础自动化水平较低。生产过程中人工处理环节还大量存在，信息准确性 大大降低。 笙! 至苤塑堡垒些堕量笪堡墨竺重鲞 生产规模不大，钢种较少，对质量、技术和工艺水平要求不高，对质量制度贯 彻不够全面和彻底 该厂目前年产量2 0 0 万吨左右，主要产品为热轧带钢，冷轧带钢，各种焊管，品 种钢种类较少，而且多为协议户销售。因而对质量、技术和工艺水平要求都相对较低。 由于自身规模所限，对资金投入也有限 其自身的生产规模限制了对企业信息化的资金投入，因此也决定了目l j i 的信息化 项目首先要满足企业基本的信息要求。 3 3 提出系统总体需求 基于上述对企业现状的分析和企业质量上存在问题的研究，结合企业自身实际情 况，对质量管理系统提出满足企业目前生产需要的总体需求。 - 满足企业基础质量信息的自动采集整理，能够实现化验室质检仪器信息的采 集，从而降低人工处理过程中的误差，提高企业质量信息的准确度。完成样品 取样和检验结果的自动匹配。 实现各分厂生产流程全过程的质量跟踪，按照国家和企业相关生产规定在现有 基础上完善生产流程质量控制点，真正实现对企业生产过程质量信息的全面掌 握。 - 优化企业中问产品和成品的判定流程，提高质量判定的精确率，尽量减少人为 因素造成判定误差。 实现企业报表统计的信息化，消除人工报表的陈旧模式。能够对以往生产报表 进行随时查询和调阅。 在此基础上实现该企业整体质量系统平台的有机集成 3 4 系统功能模块构成 根据系统需求的要求和项目实际情况，质量管理系统主要由四部分功能模块组成： 质量检化验管理、质量跟踪管理、质量判定管理、质量统计管理。功能结构图如下所 示： 第3 章某钢铁企业质量管理系统需求 图3 - 3 系统功能模块图 臣豆垂卜反馈屯巫堕圈- 一蔓至画童】 3 4 2 质量跟踪管理 质量跟踪系统是对各产线的半成品、产成品流转过程的质量信息进行跟踪，完成 质量信息从销售到成品出厂信息的贯穿，使系统相关涉众及时了解信息采取应对措施， 避免不必要的损失，有效降低企业成本。 苎! 兰苤塑壁垒些垦堡笪堡垒丝重查 通过对企业各生产厂的实际调研和查看，按照相关的国家和企业质量标准，对各 生产流程的取样点进行了确定和完善。在目的的企业生产过程中，有相当一部分质量 控制点，由于管理上的不健全和不完善郜被忽略了，没有纳入到检验系统中束，这样 对企业的产品质量造成极大隐患，成为企业质量管理上的盲点。通过对质量控制点的 逐一排查，按照质量标准要求，在应该设置取样点的地方都建立取样检验制度，坚决 贯彻了企业的质量政策，健全质量管理制度，为企业的生产提供了强有力的保障。 质量跟踪主要包括对产品、半成品的跟踪和对质量异常的跟踪。 ( 1 ) 产成品、半成品的质量跟踪 对生产过程中的半成品、产成品进行质量检验和判定。按工序顺序对物料进行质 量跟踪。从各工序作业发生的质量实绩中，通过关联分析找出影响最终产品质量的关 键数据项。 ( 2 ) 质量异常跟踪 根据作业实绩及订单信息中的质量跟踪代码判断质量异常与否。按工序、日期统 计质量异常情况。 经过实际调研确认，各分厂的生产流程质量控制点如下各图所示： 笙! 至苤塑堡垒些堕篁笪堡墨丝重垄 图3 - 5 焦化厂生产流程质量控制点 1 7 一 第3 章某钢铁企业质量管理系统需求 圈3 - 6 烧结厂生产流程质量控制点 1 8 第3 章某钢铁企业质量管理系统需求 图3 7 炼铁厂生产流程质量控制点 1 9 第3 章某钢铁企业质量管理系统需求 幽3 - 8 炼钢厂生产流程质量控制点 笙! 皇苤型丛垒些堕堇笪堡丕丝童查 图3 - 9 钢管厂生产流稃质量控制点 2 l 第3 章某钢铁企业质量管理系统需求 l 。预热黜篡戮跳段，b 钢机“l ( 预热段- 枷热段均跳段) l 取样成品样( 物珲性能表 山质量检验) 3 4 3 质量判定管理 坯表向质蕾，儿 k 化学成分f j ，息疵转剑 轧钒 一* ，淼际鳞hs ，嗍s 撇，hz * 肌水陈鳞h ，碧萼? 毫童 质量判定 、 台格 落卷繁卷h 七芯卷取机卷取h 水冷 图3 - 1 0 热轧厂生产流程质量控制点 本部分模块主要功能是根据质量检验结果，结合质量标准对产品质量进行判定。 检化验结果从质检系统返回到管控系统后，管控系统根据标准对进出厂物品的检验结 果进行自动判定，用户根据实际情况可修改判定结果。 主要的质量标准规范有产品规范( p r o d u c ts p e c i f i c a t i o nr e c o r d ) 和冶金规范 ( m e t a l l u r g ys p e c i f i c a t i o nr e c o r d ) 。产品规范管理就是对产品规范码及其所代表 的产品的具体描述( 如品名、标准、牌号、表面特性、用户的特殊要求等) 进行管理。 合同、质保书等使用到产品规范内容均从产品规范系统得到。冶金规范就是对钢铁厂 所生产产品的工艺参数、检化验取样要求、产品理化性能放行标准等作业指令集合进 行管理。 由于企业的e r p 系统已经建立了产品规范、冶金规范的数据库，因此本系统这部 分功能较弱，主要是调用e r p 数据库中的产品规范、冶金规范，给用户提供查询功能。 主要查询内容包括产品规范查询、成品规范查询、放行规范查询、制程路径查询、冶 金资料库查询、进厂物质质检标准查询。 质量判定管理设计原则为：按标“准+ n ”进行质量判定，所谓a 即用户订货时 超出标准之外的附加技术要求。不同的用户订货时，即使他们订货的产品、要求一样， 由于用户对产品质量要求不同，可以通过冶会规范体系以及质量设计得出不同的放行 一 第3 章某钢铁企业质量管理系统需求 标准，判定的依据也就不同。判定流程如图3 - 1 1 所示： 图3 1 1 质量判定流程 质量判定可分为外部物理判定、内部理化判定和综合判定。外部物理判定包括表 面判定和几何尺寸判定。表面质量判定是对生产系统各产线模块，进行产品的表面判 定以及处置，并将加工的最终结果上报到有相关职能进行综合判定。几何尺寸判定是 对生产系统各产线模块，进行产品的几何尺寸判定以及处置，并将加工的最终结果上 报到有相关职能进行综合判定。当要求形成检验报告时完成检化验实绩收集后，启动 理化判定功能。理化判定主要包括材质判定和成分判定。理化判定根据合同处理结果 中的检化验判定要求进行实绩数据完整的校验，理化实绩是否满足检验标准值的判定。 并将判定结果发送至生产系统，参与控制材料信息的向下工序的流转。理化判定结果 不合格时，可发出要求复样的复样指令，后续操作可根据该指令，在初样的基础上形 成复样委托单，再次进入检化验管理流程。综合产品的表面判定结果、几何尺寸判定 结果、理化判定结果对产品作综合判定。对综判不合的产品进行改判、降级、质量评 审、报废处理。 3 4 4 质量统计管理 该模块完成各分厂及工序的质量信息的汇总及统计，使管理人员及厂领导及时了 解生产过程的质量状况降低统计人员的劳动强度为质量标准的建立提供第一手信息。 实现对原材料、半成品、产成品进行完整的质量追溯可按炉次合同进行查询。可以从 笙! 童苤塑堡垒些堕堇笪堡至丝重垄 横向、纵向对产成品质量进行对比分析。能对某阶段某技术指标的最大值、最小值、 极差绘制直方图。同时对各工序某f i 或某阶段的产量、不合格量、不合格类别，计算 合格率。钢坯、热轧钢带、钢管、冷轧钢带不合格品可以分类统计。 质量管理系统完成从销售订单到原料进厂再到原料转化为产成品的全过程的质量 管理。最终达到质量信息可以按销售订单、生产合同、炉次、批次、日期、供货商等 方式进行跟踪，迅速查询生产过程中执行的质量标准及过程质量信息，为各分厂、生 产处、技术处、供应处等相关职能部门提供第一手的决策信息，完成缩短业务过程的 生命周期，加强企业的市场应变能力，提高产品质量降低生产成本，优化其生产过程 提高产量的目标。 3 5 小结 本章对质量管理信息系统的需求分析进行了全面的阐述。详细分析了企业的质量 信息管理现状及质量管理活动程序，在此基础上提出了系统的建设目标，确定了本系 统的开发方法，建立了系统的功能模型。 第4 章质量管理系统设计与实现 第4 章质量管理系统设计与实现 4 1 系统设计概述 系统设计是管理信息系统开发过程中另一个重要阶段。在这一阶段中将要根据前一 阶段系统分析的结果，进行系统设计。系统设计包括两个方面，首先是总体结构的设 计，其次是具体物理模型的设计。系统设计的主要目的就是为下一阶段的系统实施( 如 编程，调试，试运行等) 制定蓝图。在系统设计阶段，主要任务就是在各种技术和实 施方法中权衡利弊，精心设计，合理地使用各种资源，最终得出系统的详细设计方案。 系统设计的主要内容包括系统开发环境的选择、系统体系结构设计、系