（机械制造及其自动化专业论文）基于mes的车间质量管理系统研究与开发应用.pdf

摘要 摘要 本文结合浙江省制造业信息化工程重大科技攻关项目“离散制造业生产过 程信息智能监控系统的研发和应用”，针对制造企业现存的车间质量问题，研究 和探讨了基于m e s ( 制造执行系统) 的车间质量管理系统，并根据杭州汽轮机股 份有限公司叶片车间的实际状况，利用智能开发工具g e n e x u s 开发了其质量管理 系统。 第一章介绍了论文的研究背景，讨论了基于m e s 车间质量管理系统的相关理 论及其研究现状，然后分析了课题研究意义，最后给出了论文的研究内容与框架 结构。 第二章论述了基于m e s 的车间质量管理系统的框架结构、功能模型、信息结 构和过程模型，并据此分析了基于m e s 的车间质量管理系统的特点。 第三章论述了杭汽轮叶片车间的产品基本质量情况和存在的质量问题，并据 此设计了基于m e s 的车间质量管理系统的总体框架和功能模块，同时考虑了系统 集成的设计和数据库的设计。 第四章论述了系统实现的关键技术，主要包括数据自动采集技术、质量统计 技术和商业智能技术三方面。阐述了数据自动采集技术的原理，并根据现在车间 质量控制的具体情况，利用其条形码技术和射频识别r f i d 技术实现系统所需重 要数据的自动采集。简要介绍了六西格玛的起源和统计学原理，并将西格玛水平 测算功能集成到系统，以不断提高车问的质量管理水平和能力，同时集成组件 j f r e e c h a r t 对质量数据进行统计图表化显示，为企业质量提高和改进提供参考。 介绍了商业智能的基本理论，并利用商业智能软件c o g n o s 对系统中数据进行质 量分析，为质量决策提供一定的支持。 第五章论述了目前世界上第一个获得广泛成功应用的模型驱动构架丌发工 具g e n e x u s 的系统建模过程和特点，并利用此工具来实现质量管理系统。 第六章总结了论文的主要工作和研究成果，并对未来的研究方向和重点进行 了展望。 关键词：m e s ，车间质量管理系统，数据自动采集，m d a ，g e n e x u s a b s t r a c t a b s t r a c t o nt h eb a s i so fk e yr e s e a r c hp r o j e c to ft h es c i e n c ea n dt e c h n o l o g yb u r e a uo f z h e j i a n gp r o v i n c ea b o u tm a n u f a c t u r i n gi n f o r m a t i o ne n g i n e e r i n g ，w i t ht h ea n a l y s i so f w o r k s h o pq u a l i t yp r o b l e m o f m a n u f a c t u r i n ge n t e r p r i s e s ，w o r k s h o pq u a l i t y m a n a g e m e n ts y s t e mb a s e do nm e s ( m a n u f a c t u r i n ge x e c u t i o ns y s t e m ) h a sb e e n r e s e a r c h e di n t h i sd i s s e r t a t i o n a n da c c o r d i n gt ot h ea c t u a lc o n d i t i o no fb l a d e w o r k s h o po fh a n g z h o us t e a mt u r b i n ec o ，l t d ，w eu s ei n t e l l i g e n td e v e l o p m e n tt o o lg e n e x u s t oe x p l o i tt h eq u a l i t ym a n a g e m e n ts y s t e mo ft h a t i nt h e1s tc h a p t e r , t h er e s e a r c hb a c k g r o u n do ft h ed i s s e r t a t i o ni si n t r o d u c e d r e l a t e dt h e o r i e sa n dr e s e a r c hs t a t u so fw o r k s h o pq u a l i t ym a n a g e m e n ts y s t e mb a s e d o nm e si sd i s c u s s e d a n dt h e n ，t h es i g n i f i c a n c eo ft h ed i s s e r t a t i o ni sa n a l y s e d f i n a l l y , m a i nr e s e a r c hc o n t e n ta n ds t r u c t u r eo ft h ed i s s e r t a t i o na r eg i v e n i nt h e2 n dc h a p t e r , t h ef r a m es t r u c t u r e ，f u n c t i o nm o d e l ，i n f o r m a t i o ns t r u c t u r e a n dp r o c e s sm o d e lo fw o r k s h o pq u a l i t ym a n a g e m e n ts y s t e mb a s e do nm e si s d i s c u s s e d ，a n do nt h i sb a s i st h ec h a r a c t e r i s t i co fi ti sa n a l y s e d i nt h e3 r dc h a p t e r , o nt h eb a s i so fa n a l y s i n gt h eq u a l i t ys i t u a t i o na n dp r o b l e mo f b l a d ew o r k s h o po fh a n g z h o us t e a mt u r b i n ec o ，l t d ，t h eg e n e r a lf r a m e w o r ka n d f u n c t i o nm o d e lo fw o r k s h o pq u a l i t ym a n a g e m e n ts y s t e mb a s e do nm e si sd e s i g n e d ， a n dt h ed e s i g no fi n t e g r a t i o na n dd a t a b a s ei st a k e ni n t oc o n s i d e r a t i o n i nt h e4 r dc h a p t e r , t h ek e yt e c h n i q u e so fs y s t e mi m p l e m e n t a t i o n ，w h i c hi n c l u d e d a t aa u t o a c q u i s i t i o n ，q u a l i t ys t a t i s t i c sa n db u s i n e s si n t e l l i g e n t ，i sd i s c u s s e d t h e p r i n c i p l eo fd a t aa u t o a c q u i s i t i o ni sd e s c r i b e d ，a n do nt h eb a s i so fc o n c r e t es i t u a t i o n o fw o r k s h o pa b o u tq u a l i t yc o n t r o l ，b a rc o d et e c h n o l o g ya n dr a d i of r e q u e n c y i d e n t i f i c a t i o n ( r f i d ) t e c h n o l o g y a r ea p p l i e dt or e a l i z ed a t aa u t o - a c q u i s i t i o no f s y s t e m t h ed i s s e r t a t i o ni n t r o d u c e st h eo r i g i na n ds t a t i s t i c sp r i n c i p l eo f6s i g m a ， a n dt h ef u n c t i o no fs i g m al e v e l sc a l c u l a t i o ni si n t e g r a t e di no r d e rt o c o n s t a n t l y i m p r o v et h ec o m p e t e n c ea n da b i l i t yo fq u a l i t ym a n a g e m e n to fw o r k s h o p a tt e h s a m et i m e ，t h ec o m p o n e n tj f r e e c h a r ti si n t e g r a t e df o r t h ep u r p o s eo fd i s p l a y i n gt h e q u a l i t ys t a t i s t i c s d a t ab yc h a r ta n dt a b l e ，i tc a ng i v er e f e r e n c ef o rt h eq u a l i t y i m p r o v e m e n ta n dr e f o r mo fe n t e r p r i s e t h eb a s i ct h e o r yo fb u s i n e s si n t e l l i g e n ti s i n t r o d u c e d ，a n dt h eb u s i n e s si n t e l l i g e n ts o f t w a r ec o g n o si su s e dt od os o m eq u a l i t y a n l y s i sa c c o r d i n gt o t h ed a t ao fs y s t e m ，i tm a yg i v es o m es u p p o r to fe n t e r p r i s e q u a l i t yd e c i s i o n - m a k i n g n a b s t r a c t i nt h e5 r dc h a p t e r , t h es y s t e mm o d e l i n gp r o c e s sa n dc h a r a c t e r i s t i co fg e n e x u s i nw h i c hm d a ( m o d e ld r i v e na r c h i t e c t u r e ) i sf i r s ts u c c e s s f u l l ya p p l i e di nt h ew o r l d i sd i s c u s s e d ，a n dm a k i n gg o o du s eo fi tt oe x p l o i tq u a l i t ym a n a g e m e n ts y s t e mf o r t h e f i r s tt i m e i nt h e6 r dc h a p t e r , r e v i e w st h em a i nj o b sa n da c h i e v e m e n t so ft h i sd i s s e r t a t i o n ， a n dg i v e sap r o s p e c tf o rf u t u r ew o r k k e yw o r d ：m e s ，w o r k s h o pq u a l i t ym a n a g e m e n ts y s t e m ，d a t aa u t o a c q u i s i t i o n ， m d a ，g e n e x u s i i i 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其 他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得滥婆盘堂或其他教育机 构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献 均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名：易磊 签字日期： 枷彦年 乡月f 同 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解逝姿盘堂有关保留、使用学位论文的规定， 有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和 借阅。本人授权逝鎏盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库 进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名：毛磊 导师签名： 陋锄也 签字日期：w 占年易月i e i签字日期：p 叮争年月f 7f t 学位论文作者毕业后去向： 工作单位： 通讯地址： 电话： 邮编： 第一章绪论 1 1 引言 第一章绪论弟一早三百t 匕 在人类跨入2 1 世纪的重要历史时刻，世界正在发生极其广泛和深刻的变化， 以信息技术为代表的科技革命迅猛发展，国际经济结构调整加速，经济全球化明 显加快。各国经济发展迎来了新的机遇，同时也面临着严峻的挑战。经济全球化 带来的挑战，将会更加集中地体现在质量的竞争上。质量是生产力和科技发展水 平的重要标志，质量是民族素质和综合国力的客观反映，质量是满足市场、用户 需求，维系组织生存发展的基本条件，质量是竞争取胜的根本实力，质量是经济 效益的主要源泉【1 1 。正如质量管理界的巨人在美国质量管理学会上作告别演说中 指出的：2 0 世纪将以“生产力的世纪”载入史册，未来的2 1 世纪则是“质量的世 纪【2 1 。 随着计算机集成技术研究的不断拓展和深入，将质量管理系统集成到现代企 业管理系统中成了众多研究学者的研究方向。1 9 8 7 年美国1 1 li n o i s 大学的u r b a n a 分校的s gk a p o o r 等人首先在a i i e 会议上提出了集成质量系统的概念【3 1 ，之后便 在世界各国得到了迅速的发展。 正因为质量在企业生存和竞争中突现其重要性，而随着集成质量系统技术的 不断成熟和推广，企业如果仍然想在激烈竞争的市场中立于不败之地，就必须提 高产品质量来留住老顾客，吸引新顾客，满足顾客不断变化的需求。在这样的形 势之下，在企业实施质量集成系统就有着举足轻重的意义，越来越多的企业也渐 渐意识到这种紧迫感，并为之作出积极的努力。 本文在分析当前制造企业面临的车间质量问题的基础上，研究了基于m e s 的 质量管理理论，并根据杭州汽机股份有限公司叶片车间的质量现状，设计出基于 m e s 的质量管理系统总体框架与功能模型，讨论了系统实现的几个关键技术，并 运用智能开发软件g e n e x u s 开发此系统。 1 2 课题研究背景 1 2 1 当前制造企业面临的车间质量管理问题 制造业是国民经济的支柱，制造业的发展关乎社会经济的命运。质量是制造 业的生命线。目前，我国制造业车间质量管理仍然以传统的检验把关为主，辅之 以简单的统计分析和数据处理。总的来说，存在以下三个方面的问题【4 j ： 第一章绪论 ( 1 ) 质量信息采集与管理 企业质量信息是质量管理的记录和过程受控的重要凭证。在质量信息采集方 面，现在仍然有些制造企业的车间采用手工采集数据，并使用纸质记录的方式， 许多质量信息记录不规范，不仅给统计分析带来了不便，还导致不可避免的质量 信息丢失。在质量数据管理方面，各部门分散管理各自直接相关的质量记录，这 使得质量信息的共享、查询和追溯产生了极大的困难，而质量信息管理的不规范 则使得质量信息大量丢失，埋下了巨大的质量隐患。 ( 2 ) 质量过程控制 一般企业大都建立了一整套完善的文件化的质量管理程序文件和过程规范， 对影响质量的主要过程都进行了策划，并制定了相应的控制方法。然而，实际上 文件是文件，执行是执行，文件规定和实际操作“两张皮”的现象十分普遍。缺 乏软件系统辅助的质量管理和缺乏流程固化的过程控制，势必无法将文件要求同 人的操作紧密联系起来，以达到过程受控的目的。如今，许多企业质量过程的流 转仍然采用表单传递、人工流转的方式，不仅信息传递缓慢，工作效率低下，而 且使得许多质量信息，尤其是产品故障信息的处理过程无法得到有效的监控和追 踪，许多质量信息下发以后如同泥牛入海杳无音信。 ( 3 ) 质量分析与决策 对企业质量信息的统计分析和深度挖掘，不仅能够准确识别质量问题及其改 进点，有效提高产品质量，大大降低质量成本，而且也能为企业决策提供良好的 支持。现在许多企业车间仍然以手工方式处理质量数据，缺乏统计技术和工具的 支持处理庞大的质量信息，其难度可想而知。再则，由于上面提到的几个原因所 导致的质量信息大量丢失严重影响了质量数据的分析，导致数据分析结果的失 真。 1 2 2 信息技术的发展 随着信息技术进步，软件系统开发工具的改变一直都没有停止。从汇编语言， 高级语言，到集成调试环境( i n t e g r a t e dd e v e l o p m e n t ，i d e ) ，丌发工具的抽象 层次在不断越升。目前，模型驱动构架( m o d e ld r i v e na r c h i t e c t u r e ，m d a i 5 】) 的软件开发革命已经到来。 m d a 是由对象管理组织( o b j e c tm a n a g e m e n tg r o u p ，o m g ) 定义的一个软件 开发框架，是一种基于统一建模语言( u n i f i e dm o d e l i n gl a n g u a g e ，u m l1 6 】1 以及其 他工业标准的框架，支持软件设计和模型的可视化、存储和交换。与u m l 相比， m d a 能够创建出机器可读和高度抽象的模型，这些模型独立于实现技术，以标准 化的方式储存1 7 8 l 。 2 第一章绪论 m d a 源自于众所周知的把系统操作的规范从系统利用底层平台能力的方式细 节中分离出来的思想，m d a 提供了一种途径( 通过相关的工具) 来规范化一个平 台独立的系统，帮助系统选择一个特定的实现平台，并且把系统规范转换到特定 的实现平台。m d a 的三个主要目标是：通过架构性的分离来实现软件的轻便性、 互操作性和可重用性。 m d a 将软件系统的模型分离为平台无关模型( p l a t f o r mi n d e p e n d e n tm o d e l ， p i m ) 和平台相关模型( p l a t f o r ms p e c i f i cm o d e l ，p s m ) ，同时又能通过转换 规则将它们统一起来，以这样的方式试图去摆脱需求变更所带来的困境。平台无 关模型( p i m ) 是对系统高层次的抽象，其中不包括任何与实现技术相关的信息； 平台相关模型( p s m ) 是特定平台相关的模型。在m d a 框架中，首先使用平台无 关的建模语言束搭建平台无关的模型( p i m ) ，然后根据特定平台和实现语言的 映射规则，将p i m 转换以生成平台相关的模型( p s m ) ，最终生成应用程序代码 和测试框架i 圳。 图卜1 所示是m d a 的软件开发周期l n l l 】，与传统生命周期没有太大的不同， 主要的区别在于开发过程创建的工件，在传统的丌发方式中是文档和图表，在 m d a 技术中则是p i m 、p s m 和代码。传统的开发过程从模型到模型的变换，或者 从模型到代码的变换足手工完成的，但是m d a 的变换都是由工具自动完成1 1 2 。3 1 。 图中从设计到测试的虚线表示了m d a 软件开发在设计阶段就能实现对所需开发 系统的调试，这是传统开发方法无法实现的。在m d a 丌发途径中，p i m 代表对需 求的建模，p s m 代表应用具体技术后的模型，这使得m d a 成为需求和技术之间的 杠杆，它们各自的改变都可以是相互独立的，不会造成商业逻辑和实现技术的紧 密藕合，同时m d a 又可以通过转换来弥补它们之间的鸿沟，从而保护软件系统开 发的投资。p i m ，p s m ，和c o d e 模型代表了对系统不同层次的抽象，从不同的视角 来看待我们的系统，m d a 的软件丌发方法能够使得开发人员更加清晰地了解系统 的整个架构，而对于复杂的系统来说，也大大减少了开发人员的工作量。 图卜1m d a 软件开发周期 3 第一章绪论 1 3 基于m e s 的车间质量管理系统相关研究 1 3 1m e s 相关研究 从上个世纪8 0 年代中期到现在的2 0 多年来，世界各国纷纷推出了国家级的先 进制造技术发展计划，包括中国的8 6 3 c i m s 主题计划。在这些计划中，计算机集 成制造( c i m ) 理念是其重要组成部分，而管理系统和控制系统的集成又是其特别 关键的部分【l 引。从8 0 年代末n 9 0 年代初，美国在总结m r pi i 实施成功率较低的教 训并吸收同本准时制生产系统( j i t ) 经验的基础上，提出既重视计划又重视执行 的管理新思想，此时将计划与制造过程统一起来、将管理系统和控制系统统一起 来的制造执行系统( m a n u f a c t u r i n ge x e c u t i o ns y s t e m ，简称m e s ) 便应运而生【1 5 】。 1 3 1 1m e s 的含义 1 5 , 1 8 - 2 1 l 美国先进制造研究机构( a d v a n c e dm a n u f a c t u r i n gr e s e a r c h ，a m r ) 将m e s 定义为“位于上层计划管理系统与底层工业控制之间的、面向车间层的管理信息 系统”，m e s 为操作人员、管理人员提供计划的执行、跟踪以及所有资源( 人、设 备、物料、客户需求等方面) 的当前状态信息。 制造执行系统协会( m a n u f a c t u r i n ge x e c u t i o ns y s t e ma s s o c i a t i o n ，m e s a ) 也给m e s 做出定义：“m e s 能通过信息传递，对从订单下达到产品完成整个的生产过 程进行优化管理。当工厂里面有实时事件发生时，m e s n n 对此及时做出反应、报 告，并用当前的准确数据对它们进行指导和处理。 从以上定义中，可以看出m e s 在整个企业管理系统中起着承上启下的作用， 有利于为企业及时提供生产实时信息、优化生产、提高生产效率、优化资源配置。 1 3 1 2m e s 的发展 m e s 概念虽然至l j 2 0 世纪9 0 年初才出现，但在7 0 年代术的时候，西方发达国家部 分企业已经出现具有m e s 功能系统的端倪。在开发m e s 方面，要首数西门子公司f 1 6 】， 而在国内，应用最早的要数上海宝山钢铁公司。1 9 9 2 年，西门子取得的宝山冷轧 带钢厂和1 9 9 4 年的宝山热轧带钢厂m e s 订单，这是中国最早的m e s 系统1 1 7 】。 m e s 的发展大概可以分为两个时期和三个阶段【1 5 , 2 2 0 2 3 l ： ( 1 ) 2 0 世纪7 0 年代未到2 0 世纪9 0 年代术，传统的m e s ( t r a d it i o n a lm e s ，t - m e s ) 时期。 该时期的m e s 大体上可以分为两大类，即前两个阶段：专用m e s 系统( p o i n t 4 第一章绪论 m e s ) 和集成m e s 系统( i n t e g r a t e dm e s ) 。前者是为了解决某个特定领域的问题而 设计和开发的自成一体的系统，例如某个企业的车间维护、生产监控等；而后者 起初是针对一个特定的、规范化的环境而设计的，目f j i 已拓展到许多领域，如航 空、装配、半导体、食品和卫生等行业，在功能上它已实现了与上层事务处理和 下层实时控制系统的集成。前者能够为某一特定环境提供最好的性能，却常常难 以与其它应用系统集成。集成的m e s ，比专用m e s 迈进了一大步，具有单一的逻辑 数据库、系统内部具有良好的集成性、统一的数据模型等等许多优点。 ( 2 ) 2 1 t o ：纪初到现在，可集成的m e s ( i n t e g r a t a b l em e s ，i - m e s ) 时期。 该时期的m e s 能将模块化应用组件技术应用至u m e s 的系统开发中，是两类 t m e s 系统的结合。从表现形式上看，具有专用的m e s 系统的特点，p - , i i - m e s 中的 部分功能作为可重用组件单独销售；同时，又具有集成的m e s 的特点，即能实现 上下两层之间的集成。此外，i m e s 还能实现客户化、可重构、可扩展和互操作 等特性，能方便地实现不同厂商之间的集成和遗产系统的保护，以及即插即用等 功能。 1 3 1 3m e s 的应用 由于m e s 适用于流程类型、离散类型各种制造企业，在通讯、机械精密加工、 电子( 计算机) 、化工、电力、医药等制造领域有广泛的运用，尤其在半导体行业、 光电子( 光电器件) 、手机制造、汽车制造、p c b 等行业，m e s 已成为不可缺少的生 产、品质控制的保障手段，因此m e s 在国内外日益得到广泛的应用【1 8 ，2 4 】。 m e s 是制造过程管理与控制的系统，由于制造过程及过程控制对象的复杂性 和专有性，使得m e s 系统形态有较大的差异，应用模式也可能完全不同，这些原 因客观上造成了m e s 产品与服务市场的多样性1 17 1 。但是，正是由于m e s 的多样性、 复杂性、特殊性以及特定行业的需要性，m e s 在国内市场已经出现较大的需求和 商机。 由于m e s 系统能给企业和社会带来非常大的效益，从2 0 0 2 年开始，国家8 6 3 c i m s 高新科技研发计划中已将m e s 系统作为重点发展项目，并出台了具体扶持办 法，从战略的高度上给予了相当的重视，以促进工业化带动信息化、信息化促进 工业化的发展战略，将信息流、物流、资金流最佳集成【1 8 , 2 5 】。 由于欧美国家在m e s 方面起步比较早，已经给相关企业带来了巨额利润。从 8 0 年代后期至1 9 9 4 年，t - m e s 市场销售以2 3 的比例递增，达到1 3 亿美元，集成 的m e s i ：t 专用的m e s 年增幅大1 0 个百分点；1 9 9 5 年的时候m e s 市场迅速放大，比上 一年增长5 0 ，传统型的m e s 的市场占有率达到1 0 亿美元，出现集成型的m e s 增幅 不如专用m e s 增幅的情形；到1 9 9 9 年m e s 已经达到3 5 亿美元的市场份额1 2 2 , 2 6 j 。2 1 5 第一章绪论 世纪初将出现市场年增长率预计达到3 5 4 0 1 2 6 j 。 2 1 世纪以来，a m r 组织提出m e s 要重点面向车间生产问题，并相继出现一些列 的开发公司和产品。如美国c o n s il i u m 公司面向半导体和电子行业相继开发了 w o r k s t r e a m ( m e si ) 和f a b 3 0 0 ( m e si i ) ；美国h o n e y w e l l 公司面向制药行业开发的 p o m s m e s ；美国的i n t e l l u t i o n 公司面向多种行业开发的f i xf o rw i n d o w s ；美国 r o c k w e l l 公司的r s s q l ，r s b a t c h ，a r e n a 等；同本的横河电机公司面向石油相关 企业丌发的终端自动化系统e x a t a s ；这些系统在汽车、石油等行业取得成功【1 9 , 2 7 。 1 3 2 质量管理相关研究 1 3 2 1 质量概念的认识不断深入 质量概念是在历史发展中产生的，因而也要在历史发展中进步和完善。随着 历史的发展，对质量概念不断地进行补充和完善，丰富和发展成为一种必然趋势。 ( 1 ) 符合性质量：2 0 世纪初期，以克劳士比为代表的观点认为：只要产品 “符合标准”就是合格品，合格即质量，质量并不意味着卓越、优秀。这种以符 合标准的程度作为评价质量依据的理念，具有表述直观具体的特点。它的不足之 处在于只是从生产者的立场出发，静态地反映产品的质量水平，而忽视了矛盾统 一体地另一方面用户的需求。同时它忽视了标准本身是否正确合理，因为标 准通常不可能将顾客的所有需求和期望都规定出来，特别是隐含的需求和期望。 而且标准有先进和落后之分，过去认为是先进的，现在可能是落后的，因此标准 不先进，便出现不符合先进标准的产品也仍视为合格品的现象，这显然有失合理。 ( 2 ) 适用性质量：2 0 世纪中叶，以朱兰为代表的观点认为：产品质量就是 产品的“适用性”，即“产品使用过程成功地满足用户要求的程度。”适用性质量 要求人们从“使用要求 和“满足程度”两个方面去理解质量的实质，使企业逐 渐把顾客的需求放在首位考虑，并在合理的前提下，满足顾客的每一需求和期望。 这种以适合顾客需要的程度作为评价质量依据的理念，引导企业“只有顾客使用 后满意”才算是合格的产品质量。它跳出了生产者的框框，把质量的评判权交给 了用户，具有动态意识，加大了生产者的责任，适应了时代发展的潮流，是质量 认识上一个质的飞跃。 ( 3 ) 广义性质量：2 0 世纪后期丌始，随着商品的发展和众多崭新发展理念 的不断提出，人们对质量的要求越来越高，这使企业对质量的认识也不断深入。 现代意义上的“质量”已不再是过去仅限于产成品的狭义质量概念，而扩展为更 广泛的认识。比较狭义质量概念，广义质量概念认为产品涉及制成品所有阶段的 产品或服务，包括原料、半成品等直接与产品制造有关的过程，也包括支持性过 6 第一章绪论 程在内的所有过程，如：培训、售后服务等。如下所示的表i - 1 是朱兰博士从 1 2 个主题对广义质量概念与狭义质量概念的一个对比。 表卜1狭义质量概念和广义质最概念的对比 主题狭义质量概念广义质量概念 产品有形制成品( 硬件)硬件、服务、软件和流程性材料 过程直接j 产品制造有关的过程 所自的过程，制造等核心过程、销售等支持过程 产业 制造业各行业：制造、服务、政府等，赢利或1 f 赢利 质量被看作足技术问题经黄问题 顾客购买产品的顾客 所有有关人员，无论内部还足外部 如何认识质量基十职能部门皋于普遍适用的朱兰三部曲原理 质量日标体现在t j 。的各项指标中 公司经茜计划承诺和社会责任 劣质成奉 i j 不合格的制造品有关无缺陷使成本总和最低 质量评价主要慕于符合规范、程序和标准满足顾客的需求 改进足用十提高部门业绩 公司业绩 质量管理培训集中相：质量部门全公司范喇内 负责协渊质量t 作中层质量管理人员高层管理者组成的质量委员会 1 3 2 2 质量管理的手段逐渐先进 质量管理的发展经过了漫长的过程，人类自从有商品生产以来，就有了质量 管理。但是当时的质量管理主要以成品检验为主，现代质量管理是从1 9 世纪7 0 年代开始的，随着现代工业生产的发展经历了一个多世纪的发展过程，已经逐步 成为一门跨越管理学、统计学、经济学、i t 技术等学科的新兴交叉学科，并形 成了比较完整的理论、技术和方法。质量管理的发展过程大致可以划分为以下四 个阶段【2 8 】。 ( 1 ) 检验质量控制阶段 2 0 世纪初，美国工程师泰勒在系统总结以往质量管理实践和经验的基础上， 提出了“科学管理”理论。他主张管理人员与操作人员进行合理分工，将计划职 能和执行职能分开，同时增加中间检验环节，从而形成了设计、操作、检验三方 面各有专人负责的职能管理体制，这就是有名的“泰勒制”。这一阶段主要特点 是“三权分立”，即有人专职制定标准，有人专职负责制造，有人专职按照标准 检验产品。 “泰勒制”在提高产品质量，取得明显经济效益上起到了突出的作用，但是 它确实存在不少不足之处：其一，这种只是强凋事后把关的制度，只能区分生产 出来的产品合格与否，却不能在制造过程中预防控制不合格品的产生，因此必定 会产生人力、物力、财力的不必要的损失；其二，“泰勒制”在小规模生产情况 下，对全部生产的产品进行检验或许可行，但是在大批量生产或者破环性的检验 时就行不通了；其三，“三权分立”的理念只强调互相制约的一面，忽视互相配 7 第一章绪论 合的一面，缺乏系统的观念，不利于充分发挥各部门的总体工作能力。 ( 2 ) 统计质量控制阶段 1 9 2 4 年，美国贝尔电话研究所的休哈特运用数理统计原理和方法，解决了 以往“事后检验”的弊端，创立了预防不合格品产生的控制图。1 9 3 1 年他总结 出版的工业产品质量的经济控制一书，对统计质量控制做出了系统的阐述， 这预示着统计质量控制阶段的开始。与此同时，贝尔电话研究所成立的检验工程 研究工作取得突破性进展，提出了抽样检验的概念，创立了抽样检验表，为解决 产品质量检验问题，尤其是产品破坏性质量检验问题，提供了科学依据和手段。 第二次世界大战因为美国军工生产的需要，促进了统计质量管理的应用和大力推 广。战后许多民用工业及美国以外的国家的企业也陆续推行统计质量管理，使之 得到了进一步的发展和完善。 统计质量控制是质量管理发展过程中的一个重要阶段。它的主要特点是：在 指导思想上，已经由以前的事后把关变为事先预防；在控制方法上，已经广泛深 入地应用数理统计的思考方法和检验方法；在管理方式上，已经从专职检验人员 检验把关转移到质量工程师和技术人员控制。其缺点在于过分强调质量控制中的 数理统计方法的“万能”，使人们产生了“质量管理就是统计方法”的误解，同 时忽视了组织管理和生产能动性，限制了质量管理的效果。 ( 3 ) 全面质量管理阶段 2 0 世纪5 0 年代以来，随着社会生产力迅速发展，科学技术同新月异，质量 管理也出现了很多新情况。这些情况主要表现为： 人们对产品质量的要求更高、更多了； 在生产技术和企业管理活动中广泛应用系统分析的概念； 管理科学理论提出重视人在管理中的作用； “保护消费者权益”运动的兴起； 随着市场竞争的加剧，各国企业越来越重视产品责任和保证问题。 在此历史背景和社会经济条件下，美国通用电气公司质量管理部长费根鲍姆 于1 9 6 1 年出版了( t o t a lq u a l i t yc o n t r o l 一书，指出了“t q c 是为了能够在 最经济的水平上，并考虑在充分满足用户的条件下，进行市场研究、设计、生产 和服务，把企业的研制质量、维持质量和提高质量的活动构成为一体的有效体 系”。1 9 8 3 年，他又提出了“t o t a lo u a l i t ym a n a g e m e n t ”新概念，即t q m ，并认 为它与t q c 相比，除了t q c 渗透到整个组织的生产业务活动外，还对产品质量的 经营决策和战略目标的制定、实施承担了管理职能。t q m 以包括质量在内的所有 管理目标为对象，并强调最高管理层强有力的领导和对全员教育及培训的必要 性。t o m 涉及管理学中的运筹学、系统工程学、价值工程学、生产管理、项目管 理、成本管理和组织行为学等以及概率论和数据统计、试验设计、控制、优化、 8 第一章绪论 测量、数据处理、计算机、信息和人工智能等多种技术和学科。 因此经过实践和理论的发展，全面质量管理已经演变成为一套以质量为中心 的、综合的、全面的、全过程的、全员参与的、影响全部经营工作和技术工作的 管理方式和管理理念。 ( 4 ) 社会质量管理阶段【2 8 】 2 1 世纪质量管理科学将有更蓬勃的发展。全面质量管理的突出特点就是强 调全局观点、系统观点，而2 1 世纪的质量将受到政治、经济、科技、文化、自 然环境的制约而同步发展，质量系统即将作为一个子系统在更大的社会系统中发 展，即质量管理进入一个新的发展阶段，社会质量管理( s o c i a lo u a li t y m a n a g e m e n t ，s q m ) 阶段。该阶段主要有以下特征： 产品和服务的质量将越来越具有社会化、国际化的性质； 社会质量监督系统和质量法规将更加完善和严密； 质量将随着政治、经济、科技、文化的发展而同步发展； 质量文化将会高度发展，将会代表更高水平的全面质量管理出现； 质量控制与检验理论将沿着多元化、小样本化、模糊化、柔性化等方向 继续深入发展。 1 3 2 3 质量管理的发展全面广泛 从质量管理发展的阶段来看，质量管理经历了从事后检验到防检结合、再到 预防为主、最后到现在追求的“零缺陷”，这表明企业对于质量的追求已经到了 “卓越完美”的程度。这种强烈的质量态度促进了质量管理朝着更加辉煌的明天 迈进。因此质量管理的发展也呈现出许多崭新的趋势，主要表现在以下几个方面： ( 1 ) 更重视质量观念的转变 随着对质量认识的不断深化，质量观念也经历着天翻地覆的转变。而质量观 念的转变是实施质量方针的前提，要突破质量管理中的各个弊端，首先必须实现 对质量观念的正确转变。当前较为流行的观念转变主要有以下几个方面： 将“质量管理是质量部门的职责”转变为“质量改进是每个员工的职 三l 兰， 贝； 将“尽量减少测量数据”转变为“重要数据越多越好 ； 将“人是错误的来源”转变为“顾客完全满意就是标准”； 将“一些缺陷是主要的，一些是次要的”转变为“所有缺陷都是不允许 的”： 将“质量改进是消耗时间”转变为“质量改进不是消耗时间，而是节省 时间”。 9 第一章绪论 ( 2 ) 更强调领导的作用 质量管理的发展对企业提出更高的要求，质量责任不仅仅局限于质量管理人 员，而应当上升到领导层的高度。无论是在实际运行还是在审核过程中，领导作 用都是质量管理工作的重点，要求领导按标准要求规划企业的愿景，提出企业理 念，制定政策和战略，确定方针和目标。如此才便于建立组织统一的宗旨、方向 和内部环境，以使员工充分参与质量目标的实现。 ( 3 ) 更注重客户关系管理 以顾客为中心是理解顾客当前和未来的需求，满足顾客要求并力争超过顾客 期望( 超值服务) ，这样才能赢得顾客，占领市场，不断拓展产品的市场和利润 空间。现代质量管理融入了客户关系管理的精髓，将顾客作为企业财富的一部分， 作为企业质量实施的推动着和力量之一，对企业的发展起到了巨大的作用。只有 能不断赢得顾客的企业才能在未来激烈的市场竞争中立于不败之地。 ( 4 ) 更坚定持续改进的追求 质量的持续改进是组织永恒的追求，从这个意义上来讲，全面质量管理就是 从传统方法向质量持续改进的转变。众所周知的戴明环即p d c a 循环是质量改进 的一个典范，是企业实施质量管理的总方针。持续改进的思想与“零缺陷”观念 的结合便产生了当下非常流行的60 管理，它不仅是统计技术在质量管理的崭新 应用，而最重要的就是它是一种企业文化的升华，一种企业追求卓越质量的具体 体现，一种企业通过持续改进不断提升自身竞争力的管理思想。因此，可以说， 持续改进是质量管理的核心和灵魂，是企业不断努力追求的会钥匙。 ( 5 ) 更注重信息集成化 质量管理系统与c i m s 其他子系统之间的关系越来越紧密，信息的交互和共 享使得集成的要求和趋势迫在眉睫。尤其是质量管理系统与制造执行系统( m e s ) 的集成受到许多企业的关注，质量管理系统急需m e g 对生产质量数据采集的自动 化，以获得实时的质量信息，并根据这些信息来进行数据统计分析，而后快速反 馈回生产过程，使得生产能及时掌握目前的产品质量情况，以供决策人员及时调 整措施来及时应变面对的质量状况。质量管理系统与m e g 的完美集成方便了企业 对产品质量的控制，提高了企业质量管理的水平，为赢得市场竞争的份额打下坚 实的基础。 1 3 3 基于m e s 的车间质量管理系统研究现状 1 3 3 1 国外研究状况【2 9 1 纵观国际上对基于m e s 车i 日j 质量管理的研究，根据其研究重点不一样，可 1 0 第一章绪论 以分为两种流派： ( 1 ) 侧重于自动化技术在质量管理中的运用 基于m e s 的车间质量管理侧重于实现质量控制、质量保证和质量信息管理 的自动化。德国是制造业大国，德国政府科技部为使“m a d ei ng e r m a n y ”成为 世界上高质量的标志，出资数亿马克进行“质量与设计”、“质量与制造”、“质量 与装配”、“质量与管理”以至“质量与时间”的研究。德国学者对于车间执行层 质量管理的研究成果主要体现在德国标准技术研究所( d i n ) 的技术报告中，该 报告分析了c i m 的接口标准，讨论了c a q 、m e s 、c a d 以及c i m 其他子系统 的接口。 ( 2 ) 侧重于质量管理系统和方法的研究 日本学者对车间执行层质量管理的研究着眼于质量管理的优化和质量控制 方法的研究。与美国和欧洲相比，日本人认为质量问题主要是管理方面的问题。 因此，日本学者针对车间执行层提出了质量人人有责的观点，注重对员工的培训 和教育，提高员工的质量意识，培育良好的质量文化。同时提出质量管理新七种 工具1 2 8 j ，加强o c 的方法，并从这些方面出发来改进和完善基于m e s 的车间质 量管理系统。 1