（机械制造及其自动化专业论文）通用质量控制系统的研究.pdf

厂。ju 己i 薯雪霆墨蓦1蓥暮。爹 ： p ad i s s e r t a t i o ni nm e c h a n i c a lm a n u f a c t u r i n ga n da u t o m a t i o n r e s e a r c hf o rt h eg e n e r i cq u a l i t yc o n t r o l s y s t e m b yw um i n g f u s u p e r v i s o r ：a s s o c i a t ep r o f e s s o rl i up i n g n o r t h e a s t e r nu n i v e r s i t y j a n u a r y2 0 0 8 ， 独创性声明 本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取 得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰 写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我 一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明 并表示谢意。 学位论文作者签名：荆萄 日 期：乒修、影 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位 论文的规定：即学校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。本人同意东北大学可以将学位论文 的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。 ( 如作者和导师不同意网上交流，请在下方签名；否则视为同意。) 学位论文作者签名： 签字日期： 导师签名： 签字日期： ，i1 离 东北大学硕士学位论文 摘要 通用质量控制系统的研究 摘要 日益激烈的市场竞争和日趋苛刻复杂的质量要求，促进了企业将信息技术、计 算机技术等先进技术和现代管理理念引入质量管理与控制之中，为企业实现现代质 量管理与质量保证奠定了基础。开展以计算机技术为基础，以先进的质量控制技术、 信息处理技术和现代质量管理方法相结合，构建企业现代质量管理新模式等相关研 究具有十分重要的意义。本文进行了对具有通用性的质量控制系统的研究，以促进 国内企业尤其是中小企业在质量管理与控制方面的发展，提高企业的产品质量管理 水平。 本文首先对于当今质量控制的国内外现状和发展趋势做了整体概述，之后对于 质量控制，主要是工序质量控制的基本内容进行了分析，包括产品质量影响因素( 人、 机、料、法、环) 、数据分析、统计质量控制的实施过程和质量控制常用方法。在此 基础上，进一步研究了质量管理与控制的数据流，并建立了模型。 在质量管理与控制一般性研究的基础上，本文总结提出了通用性的质量控制系 统模型。该模型不仅具备基本的质量控制功能，还提供质量管理功能；同时，该模 型还具有适当的可重构性、可重用性和可扩展性，可以实现与其它管理系统的集成。 论文提出了建立该模型需要解决的三个关键性技术：系统体系结构的设计、元 数据管理技术及组件技术。对于体系结构，根据质量控制与管理的要求，分别对质 量控制系统的网络结构、层次结构和功能模块进行了设计；对于元数据管理技术， 提出了质量管理元数据的划分标准，并初步实现了质量技术元数据的提取与管理； 对于组件技术，将系统模型进行了组件划分，将组件划分为粒度大小不同的组件， 提出了系统中组件的管理办法。 基于以上研究，本文最终设计出了通用性质量控制系统的原型系统，并提出了 进一步研究的方向。 关键词：通用质量控制系统；元数据；组件技术；质量管理；原型系统；统计过程 控制 i i - 穸 东北大学硕士学位论文 a b s t r a c t r e s e a r c hf o rt h eg e n e r i cq u a l i t yc o n t r o ls y s t e m a bs t r a c t i n t e n s em a r k e tc o m p e t i t i o na n di n c r e a s i n gq u a l i t yd e m a n da c c e l e r a t ed r a w i n g a d v a n c e dt e c h n i q u e ss u c ha si n f o r m a t i o nt e c h n i q u e ，c o m p u t e rt e c h n i q u ei n t ot h ef i e l do f q u a l i t ym a n a g e m e n ta n dc o n t r o li nac o r p o r a t i o n ，m a k i n gag o o df o u n d a t i o nf o rt h e m o d e mq u a l i t ym a n a g e m e n ta n dq u a l i t ya s s u r a n c e i ti so fi m p o r t a n ts i g n i f i c a n c et o u n f o l dt h er e s e a r c ha b o u tc o n s t r u c t i n gn e wp a t t e r no fm o d e mq u a l i t ym a n a g e m e n t ， w h i c hi so nt h eb a s i so fc o m p u t e ra p p l i c a t i o nt e c h n i q u e sa n dc o m b i n e st h ea d v a n c e d q u a l i t yc o n t r o lt e c h n i q u ew i t h i n f o r m a t i o np r o c e s st e c h n i q u ea n dm o d e mq u a l i t y m a n a g e m e n tm e t h o d s t h i sp a p e rp r e s e n t st h eg e n e r i cq u a l i t yc o n t r o ls y s t e mf o rt h e p r o m o t i o no f t h ed e v e l o p m e n to f d o m e s t i ce n t e r p r i s ei nq u a l i t ym a n a g e m e n ta n dc o n t r o l ， i m p r o v i n gt h el e v e lo fp r o d u c tq u a l i t ym a n a g e m e n t t h ep a p e rf i r s to u t l i n e st h ec u r r e n to v e r a l ld e v e l o p m e n t si nt h eq u a l i t yc o n t r o l ，t h e n a n a l y z e st h ec o n t e n to fq u a l i t yc o n t r o l ( m a i n l ya b o u tp r o c e s sq u a l i t yc o n t r 0 1 ) ，i n c l u d i n g f a c t o r sa f f e c t i n gt h eq u a l i t y ( h u m a n ，m a c h i n e ，m a t e r i a l ，m e t h o da n de n v i r o n m e n t ) ，d a t a a n a l y s i s ，t h ei m p l e m e n t a t i o no fs p c ，t h ec o m m o nm e t h o d so fq u a l i t yc o n t r 0 1 o nt h i s b a s i s ，t h ep a p e rf u r t h e rs t u d i e st h ed a t af l o wo f t h eq u a l i t yo fm a n a g e m e n ta n dc o n t r o l ， e s t a b l i s h i n gt h em o d e l a f t e rc o n c l u d i n gt h er e s e a r c ha b o u tq u a l i t yc o n t r o l ，t h ep a p e rh a sr a i s e dam o d e lo f t h eg e n e r i cq u a l i t yc o n t r o ls y s t e m t h i sm o d e lh a v en o to n l yt h ef u n c t i o no fq u a l i t y c o n t r o lb u to f b e i n g a b l et oa c h i e v e q u a l i t ym a n a g e m e n t ，m e a n t i m e ，c a n b e r e c o n f i g u r a b l e 、r e u s a b l ea n ds c a l a b l e ，a n dc a nb ei n t e g r a t e dw i t ho t h e rm a n a g e m e n t s y s t e m s t h ep a p e rh a sr a i s e dt h r e ek e yt e c h n i q u e st oe s t a b l i s hi t ，i n c l u d i n gt h es y s t e m a r c h i t e c t u r e d e s i g n 、t h em e t a d a t am a n a g e m e n tt e c h n o l o g ya n d t h e c o m p o n e n t t e c h n o l o g y f o rs y s t e ma r c h i t e c t u r e ，t h ep a p e rh a sd e s i g n e dt h en e t w o r ks t r u c t u r e 、t h e h i e r a r e h i c a ls t r u c t u r ea n dt h ef u n c t i o n a lm o d u l e sa c c o r d i n gt ot h er e q u i r e m e n t s f o rt h e m e t a d a t am a n a g e m e n tt e c h n o l o g y , t h ep a p e rh a sr a i s e dt h ed i v i s i o ns t a n d a r d sf o r m e t a d a t a ，a n dr e a l i z e dt h ee x t r a c t i o na n dm a n a g e m e n ti nt e c h n i c a lm e t a d a t a f o rt h e c o m p o n e n tt e c h n o l o g y , t h ep a p e rh a sp r o v i d e dt h em e t h o do fd i v i d i n gc o m p o n e n t sa n d t h ew a yo fm a n a g i n gc o m p o n e n t s o nt h eb a s i so ft h ea b o v er e s e a r c h e s ，t h ep a p e rh a sd e s i g n e dt h ep r o t o t y p eo f i i i 东北大学硕士学位论文 a b s t r a c t g e n e r i cq u a l i t yc o n t r o ls y s t e mf i n a l l y k e yw o r d s ：g e n e r i cq u a l i t yc o n t r o ls y s t e m ；m e t ed a t a ；c o m p o n e n tt e c h n o l o g y ； q u a l i t ym a n a g e m e n t ；p r o t o t y p es y s t e m ；s p c 、，i一 东北大学硕士学位论文 目录 目录 独创性声明i 摘要i i a bs t r a c t i i i 第1 章绪论1 1 1 研究背景l 1 2 质量控制与管理的发展历程2 1 3 计算机质量控制系统的研究6 1 4 本课题主要工作7 第2 章质量控制过程研究9 2 1 产品质量的影响因素9 2 2 质量数据分析1 0 2 2 1 质量数据的收集l o 2 2 2 数据类型1 0 2 2 3 数据统计特征数1 l 2 3 统计过程控制研究。1 3 2 3 1 统计过程控制在质量控制中的作用1 3 2 3 2 统计过程控制常用技术1 4 2 3 2 1 工序能力分析1 4 2 3 2 2 控制图理论15 2 3 2 3 直方图18 2 3 3 统计过程控制基本流程1 9 第3 章质量控制系统的通用性研究2 1 3 1 通用性定义2 1 3 2 通用性设计准则2 1 3 3 通用质量控制系统设计基本思想2 2 3 3 1 设计要求一2 2 v 东北大学硕士学位论文目录 3 3 2 通用质量控制系统设计基本原则2 3 3 4 通用质量控制系统的功能分析2 4 3 4 1 质量控制的一般流程2 4 3 4 2 质量控制的管理要点2 5 3 4 3 质量控制系统的功能模型2 5 3 4 4 质量控制系统的组成要素2 6 3 4 实现通用质量控制系统的关键性技术2 7 3 5 系统开发方法2 9 第4 章实现通用质量控制系统关键性技术3 1 4 1 开放式的体系结构3 1 4 1 1 系统网络结构设计3 1 4 1 2 系统的层次结构设计3 3 4 1 3 系统功能模块设计3 5 4 2 元数据管理技术3 7 4 2 1 基本原理一3 7 4 2 2 元数据的分类及应用3 8 4 2 3 元数据模型的建立3 8 4 2 3 1 元数据标准的建立3 8 4 2 3 2 元数据的收集4 0 4 2 4 元数据管理4 0 4 2 4 1 元数据管理策略4 0 4 2 4 2 元数据管理体系研究4 l 4 2 4 3 元数据管理工具4 2 4 3 组件技术4 3 4 3 1 组件设计原则4 3 4 3 2 组件划分4 4 4 3 2 1 基础组件4 4 4 3 2 2 基础业务组件4 5 4 3 2 3 业务组件一4 6 4 3 3 组件接口设计4 6 4 3 4 组件管理4 7 4 3 5 组件的组装一4 8 第5 章通用质量控制系统的实现4 9 v 1 东北大学硕士学位论文目录 5 1 开发工具选择4 9 5 1 1 开发语言4 9 5 1 2 数据库的选择一4 9 5 1 3 数据库访问技术选择5 0 5 2 安全机制的设计5 0 5 3 数据库设计5 1 5 3 1 数据库总体设计5 1 5 3 2 数据字典一5 3 5 4 系统各功能模块的实现5 6 5 4 1 登陆界面和主界面设计5 6 5 4 2 用户管理功能5 7 5 4 3 数据管理功能5 7 5 4 4 状态监测6 0 5 4 5 远程通讯6 2 5 4 6 工具管理6 3 第6 章结论与展望6 5 6 1 结论一6 5 6 2 展望6 5 参考文献6 7 致谢71 东北大学硕士学位论文第1 章绪论 1 1 研究背景 第1 章绪论 质量控制( q u a l i t yc o n t r o l ，简称q c ) 即为保证和提高产品质量和工作质量 所进行的质量调查、研究、组织、协调、控制、信息反馈、改进等各项工作的总称。 为保证产品过程或服务质量，必须采取一系列的作业、技术、组织、管理等有关活 动，这些都属于质量控制的范畴。简言之，质量控制即为达到质量要求所采取的作 业技术和活动( i s 0 8 4 0 2 1 9 9 4 ) 。 质量控制的内容是“采取的作业技术和活动。这些活动包括确定控制对象、 规定控制标准、制定具体的控制方法、明确所采用的检验方法，包括检验手段、实 际进行检验、说明实际与标准之间有差异的原因、为解决差异而采取的行动。 随着社会经济和生产力的发展，市场竞争日益激烈，工业产品质量的水平已成 为经济和技术的决定性因素之一，它直接反映了国民经济发展的水平和速度。质量 是反映产品或服务满足明确和隐含需要的能力的特性总和。对于一个制造企业而言， 质量是企业的技术水平、管理水平、人员素质、劳动效率等各方面的综合反映。在 企业为市场和利润进行的斗争中，质量是最有力的战略竞争武器，是企业求得生存， 提高效益的关键1 l j 【训。因此，如何加强质量控制，提高企业经济效益，就必然提到 现代企业的议事日程上来。 由于二十世纪生产力的不断发展，特别是少数经济大国的崛起，使得国际市场 的竞争愈益激烈。如今质量管理界流行“世界级质量之说，所谓世界级质量也就 是世界最高水准的质量。任何国家的产品和服务，如果达不到世界级质量水准，就 难以在国际市场的竞争中取胜，参加世界贸易组织的国家无法采用关税壁垒等保护 方式的情况下，甚至难以在国内站稳脚跟。过去质量管理中有“3 盯 ，即稳态下不 合格品率达到o 2 7 ( 千分率) 的水平，现在是质量管理界热衷于“6 口，即在稳 态情况下不合格品率达到2 p p b ( 十亿分率) ，也就是说对不合格品率的要求比过去 严格了1 3 5 万倍。 据调查国内的企业最好的仅达到4o - ，与国际上质量控制的差距不言自明。产 品质量低劣已严重制约着我国国民经济的健康发展，削弱了我国产品在国际市场上 的竞争力，导致了资源的浪费与经济效益的低下。据国外学者估计，全世界每年因 质量问题造成的损失占社会总收入的2 0 一2 5 ，西方发达国家按工业总产值计算 每年的质量损失约在5 左右，就我国生产力发展水平和企业管理水平还远低于西 东北大学硕士学位论文第l 章绪论 方国家先进水平的现状来看，这项损失也是十分惊人的，每年能达到几千亿元。据 有关材料分析，当前我国产品质量水平能达到国际先进水平的只有1 3 ，有6 5 的 产品落后于世界先进水平2 0 年左右，这意味着我国在经济稳定增长的同时，也在产 生着大量的不良品。造成这种质量水平低下的主要原因之一就是制造过程的质量监 控不力，缺乏必要的质量控制手段。在对美国5 0 0 家最大企业的一项调查中发现： 其管理人员和一般员工掌握t q m 的比率分别是6 8 8 和5 7 1 ，掌握s p c 技术的 比率分别是3 9 9 和3 6 3 ，而对我国8 5 家企业的调查中标明，经常使用质量管理 七种工具的只有2 1 家，偶尔使用的有3 4 家，根本不用有3 0 家，各占2 4 7 ，4 0 ， 3 5 3 ，使用控制图进行质量控制的1 7 家，不用的6 8 家，各占2 0 和8 0 ，而且 在使用的广度和深度上也与国外有很大的差距p j l 引。 目前，统计技术在日本、美国等发达国家质量控制中获得了广泛的应用，在我 国相对来说较少，其中除了管理水平以外，一个重要的因素是控制图等统计技术所 涉及的数学计算较多，计算和绘制控制图的工作量大，特别是要控制和监视的项目 多，采样数据量大时更是如此。一些软件公司开发了不少质量控制软件，使企业在 质量控制上从以往的手工作业中解放出来。但是这些软件以大批量生产条件下发展 起来的s p c 理论为基础，绝大部分只适用于大批量生产企业应用，对于小批量生产 条件下的质量控制往往无能为力。在我国，质量管理技术起步晚，有的企业对过程 控制还停留在手工作业的基础上，对于统计质量控制技术重视和应用不足。目前， 市场竞争日益激烈，顾客需求多样化并对产品质量提出“苛刻要求，在这种形势 下，研究与时代发展相适应的统计过程控制方法以及开发相关软件已是势在必行。 1 2 质量控制与管理的发展历程 质量控制是质量管理的重要内容，其目的在于对过程进行监控，及时发现并排 除在生产过程中产生的问题，贯彻预防的原则，保证产品的质量和经济效益。 按照质量控制在工业发达国家的实践特点，质量管理一般分为三个阶段i 。7j 【8 j 。 ( 1 ) 质量检验阶段 本世纪初美国泰勒( f w t a y l o r ) 提出了科学管理理论，要求按职能的不同进行 合理的分工，首次将质量检验作为一种管理职能从生产过程中分离出来，建立了专 制的质量检验制度。这对保证产品质量起了很大的作用。在这方面，大量生产条件 下的互换性理论和规格公差的概念也为质量检验奠定了理论基础，根据这些理论规 定了产品的技术标准和适宜的加工精度，质量检验人员根据技术标准对最终产品逐 个检验，杜绝不合格产品进入下道工序或者进入市场，不但提高了当时的生产效率， 减少了翻修及退货成本，大大提高了企业的竞争力。 ( 2 ) 统计质量控制阶段 2 东北大学硕士学位论文第l 章绪论 这一阶段的时间从2 0 世纪4 0 年代到5 0 年代末。其主要特点是从单纯依靠质 量检验事后把关，发展到工序控制，突出了质量的预防性控制和事后检验相结合的 管理方式。由于质量检验阶段的“事后检验 、“全数检验 存在的不足，一些质量 管理专家、数学家开始注意质量检验中的弱点，并设法运用数理统计的原理来解决 这些问题。 在2 0 世纪2 0 年代，美国贝尔( b e l l ) 实验室以休哈特博士为首的过程控制组 和以道奇博士为首的产品控制组对质量管理从质量检验阶段发展到统计质量控制阶 段做出了重要的贡献。1 9 2 4 年休哈特博士提出了“事先控制，预防废品 的概念， 并且应用数理统计原理发明了具有可操作的“质量控制图 ，用于解决事后把关的不 足。1 9 3 1 年道奇博士和罗米格两人提出了抽样的概念和抽样方法，并设计了可以运 用的“抽样检验表，用于解决全数检验和破坏性检验所带来的问题。应该指出，上 述两项研究成果有着深远的影响。从3 0 年代到现在，质量控制统计方法至今都未能 跳离这个大框框。 虽然质量控制理论和质量检验理论在二三十年代就已经提出，但是由于当时西 方发达国家全面处于经济萧条期，所以当时这些理论乏人问津。但是，由于正处于 世界大战期间，促使了军工业的飞速发展。由于军工产品的特殊性，国防工业迫切 需要保证军火质量，在美国国防部的强制条件下，才获得了广泛应用。由于其效果 的显著性，在战后遂风行全世界。 由于此时的质量管理将质量的预防控制和事后检验相结合，重视定量分析，强 调“用数据说话，标志着质量管理工作步入了科学化并开始走向成熟，从“事后把 关 变为预先控制，并很好地解决了全数检验和破坏性检验问题。统计质量控制技 术的应用减少了不合格品，降低了生产费用。但是也存在许多不足之处，其主要问 题是： ( a ) 它仍然以满足产品标准为目的，而不是以满足用户的需要为目的。 ( b ) 它仅偏重于工序管理，而没有对产品质量形成的整个过程进行控制。 ( c ) 统计技术难度大，主要靠专家和技术人员，难以调动广大工人参与质量管 理的积极性。 ( d ) 质量管理与组织管理未密切结合起来，质量管理仅限于数学方法，常被 领导人忽视。并且随着生产朝现代化和大规模化发展，产品生产的技术和组织都日 趋复杂，影响产品质量的因素也相应多样化和复杂化，单纯的统计控制技术已不能 满足质量管理要求。随着大规模系统的涌现和系统科学的发展，质量管理也走向系 统工程的道路。 ( 3 ) 全面质量管理阶段 全面质量管理的概念和思想诞生于美国，1 9 6 1 年，美国通用电气公司总裁费根 堡姆在他的著作全面质量管理中提出全面质量管理( t o t a lq u a l i t ym a n a g e m e n t ) - 3 - 东北大学硕士学位论文 第1 章绪论 的概念：“全面质量管理是为了能在最经济的水平上，并充分满足用户要求的条件下 进行市场研究、设计、生产和服务，把企业内各部门的研制质量、维持质量和提高 质量活动，构成为一种有效的体系。全面质量管理是一个具有丰富内涵的理论和管 理哲理。 ， ， 全面质量管理的基本特点是全员参加、全过程、全面运用一切有效方法、全面 控制质量因素、力求全面提高经济效益的质量管理模式。所谓全员参加意味着质量 控制由少数质量管理人员扩展到企业的所有人员；全过程是指将质量控制从质量检 验和统计质量控制扩展到整个产品寿命周期；全面运用一切有效方法是指应用一切 可以运用的方法，而不仅仅是数理统计法。全面控制质量因素意味着把影响质量的 人、机器设备、材料、工艺、检测手段、环境等全部予以控制，以确保质量。事实 证明，产品的质量与制造成本的关系很大，为了保证产品质量并降低生产成本，要 取得全面经济效益，就必须进行全面质量管理。 通常情况下，全面质量管理分为四个阶段：p d c a ，可以用图1 1 表示：第一个 阶段称为计划阶段，又叫p 阶段( p l a n ) 。这个阶段的主要内容是通过市场调查、用 户访问等，摸清用户对产品质量的要求，确定质量政策、质量目标和质量计划等。 第二个阶段为执行阶段，又称d 阶段( d o ) 。这个阶段是实施p 阶段所规定的内容， 如根据质量标准进行产品设计、试制、试验、其中包括计划执行前的人员培训。第 三个阶段为检查阶段，又称c 阶段( c h e c k ) 。这个阶段主要是在计划执行过程中或 执行之后，检查执行情况，是否符合计划的预期结果。最后一个阶段为处理阶段， 又称a 阶段( a c t i o n ) 。主要是根据检查结果，采取相应的措施。 一y 5 i 供7 图1 1p d c a 图 f i g 1 1t h ep d c ac h a r t - 4 东北大学硕士学位论文第l 章绪论 经过4 0 多年的实践和运用、总结和提高，全面质量控制的内容和方法都有了 新的充实，发展和提高。 质量检验、统计质量控制、全面质量控制的比较如表1 1 所示。 表1 1 质量控制三阶段比较 t a b l e1 1c o m p a r i s o na m o n gt h et h r e es t a g e sa b o u tq u a l i t yc o n t r o l 随着全球一体化的发展和新兴技术的应用，特别是以计算机为中心的信息技术 的快速发展，为企业实施全面的质量管理提供了新的先进的手段和方法，质量管理 的发展呈现以下的趋势： ( a ) 采用科学的、系统的方法满足用户的需求，在质量管理中充分体现以顾客 为中心的原则。产品的好坏最终由用户的满意程度为标准，满足顾客的要求，对产 品的性能进行定量描述的质量产品功能配置( q f d ) 方法在发达国家已经获得成功， 取得广泛的经济效益和社会效益。 ( b ) 未来市场是动态多变的，单件、小批量生产将占主导地位。在这种生产 方式下，传统的、面向大批量生产的统计质量控制理论和技术必然不能适应新生产 条件的要求。因此，应大力研究并推广应用并行的、实时的、面向中小批量的质量 控制理论和技术。 ( c ) 计算机技术支持的质量管理系统。及时、准确的质量信息是企业制定政策， 确定质量目标和措施的依据，质量信息及时的传递和处理也是质量控制的必要条件。 _ 5 - 东北大学硕士学位论文第1 章绪论 利用计算机进行制造过程的质量管理和控制是质量控制系统的必然发展趋势，应加 强这方面的研究工作，开发出功能强大、适用的计算机集成质量控制系统。 ( d ) 突出人的因素。人作为企业一切活动的主体，必然也是质量控制活动的 主体，没有高素质的人，再先进的管理制度，再好的技术也发挥不了作用。因此， 应特别重视提高人的素质，注重质量教育和培训，使全体员工都能清楚的理解质量 管理的知识和各自的质量职责。 ( e ) 价值化。产品和服务达到顾客要求的高质量价值，同时质量管理也应能降 低企业成本，为企业创造更大的价值。价值工程方法应该在质量管理中得到充分的 应用。 ( f ) 网络时代的质量管理，网络的发展正在改变整个社会，企业生产的网络化 要求质量管理在方法和模式创新，适应新的发展一j 。 总的来说，在当今知识经济时代，应该适应时代的变化，不断的在质量管理与 控制上进行创新，才能在激烈的市场竞争中处于不败之地。 1 3 计算机质量控制系统的研究 现代质量控制理论与实践表明，质量控制的重点在于工序质量的控制而不是单 纯产品的质量控制，产品的质量应该由生产过程的质量来保证。质量控制就是维持 工序长期处于稳定状态的活动，根据产品的工艺要求，安排合适的工人和配置适当 的设备，组织有关部门密切配合，分析产品质量波动的规律，判断工序异常因素所 造成的波动，并采取各种措施保证产品达到技术要求的活动。其主要内容：对生产 条件的控制、对关键工序的控制、计量和测试的控制及不合格品控制川。 将计算机技术引入质量控制是质量管理发展的必然趋势，这是由质量控制方法 和计算机的特点来共同决定的，其原因为： ( 1 ) 质量控制是多因素的，要处理和分析大量的数据，并且数据的来源范围 广，数据的类型和数量都很多，计算量大。 ( 2 ) 计算机运算速度快，利用计算机可以在很短的时间内从收集到的数据中 提取有用的信息，指导生产现场，控制产品质量。 ( 3 ) 计算机存储容量大，可以充分利用所收集的资料，系统全面地分析加工 过程的质量。 另外，现代企业质量管理要求将企业内外更多的因素纳入考察监控范围、企业 内部不同部门管理职能同时呈现出分工越来越细、合作越来越紧密两大特点，这都 要求可快速处理不同来源的数据并做到最大程度的资源共享。为适应这种需要，质 量控制与计算机技术尤其是网络技术的结合越来越紧密。 计算机质量控制系统是以计算机技术和网络技术为手段来实现企业质量数据 一6 东北大学硕士学位论文第1 章绪论 的采集、分析、处理的自动化，以及在此基础上实现的质量控制、质量保证、质量 管理的自动化的系统。其目标是为了有效地支持企业全面实施质量管理，支持企业 完善质量管理体系，提高质量控制和质量保证的能力，更好地满足顾客的需要1 。 计算机辅助质量管理系统的成功应用将使得产品质量缺陷的“事前预防、“事中控 制 和“事后监督变得简明快捷，使各类员工的质量职责更加明晰l l 引，从而使企 业的质量管理达到一个更高的台阶。通过使用计算机控制系统可以实现： ( 1 ) 质量数据自动检测、存储、预处理及传输。传感器技术、计算机技术及 网络技术的发展，使得传统检测手段发生革命性的变革，检测精度、可靠性及抽样 数据随机性得到可靠保障。 ( 2 ) 为工序间的质量控制提供一个可以实现的平台。质量数据的自动检测与 网络传输，为下一道工序的控制提供方便可靠的初始输入信息( 初始化条件) ，从而 可以进一步提高制造过程的产品质量。 ( 3 ) 要实现企业的全面质量管理，必须有一个质量信息获取、传输、共享的 信息平台。全面质量管理前提是要有对产品全周期的质量信息进行管理，传统数据 检测与录入方式根本无法实现，只有在网络环境下才能实现。 1 4 本课题主要工作 本课题将对质量控制系统的通用性进行深入的研究，通过建立并丰富质量控制 原型系统，最终建立起具有可重构性、可重用性、可扩展性的开放性的质量控制系 统。其意义在于各制造企业可以通过自定义通用质量控制系统原型系统获得一个符 合自身生产特点的质量控制系统，从而实现企业质量管理水平的提高，提高产品生 产质量，提高企业生产效率。 课题的研究内容主要为如下几个方面： ( 1 ) 收集整理当前质量控制的主要内容，包括产品质量的影响因素、质量控 制的数据类型、参与质量控制管理的人员、质量控制的流程及主要的控制工具等。 ( 2 ) 在( 1 ) 的基础上，确定一般的质量控制系统的应具备的管理功能，并建 立功能模型；明确通用质量控制系统应具备的特性，并提出建立设计通用性质量控 制系统的基本思路，确定实现通用质量控制系统应重点解决的关键性技术。 ( 3 ) 对于课题中提出的关键性技术进行研究。 ( 4 ) 基于( 3 ) ，建立起通用质量控制系统的原型系统，通过逐步完善，最终 实现课题目标。 - 7 - ， 东北大学硕士学位论文第2 章质量控制过程研究 第2 章质量控制过程研究 质量控制是一个设定标准( 根据质量要求) 、测量结果，判定是否达到了预期 要求，对质量问题采取措施进行补救并防止再度发生的过程，质量控制不是检验。 质量控制是一个确保生产出来的产品满足要求的过程。例如，为了控制生产过程， 对某一工序的质量，可以通过作业指导书规定生产该工序使用的设备、工艺装备、 加工方法、检验方法等，对特殊过程或关键工序还可以采取控制图法监视其质量的 波动情况。 在现代质量工程中，经常采用的质量控制方法基本都是基于数理统计原理的。 在产品质量控制中，主要是实现对加工过程的控制，称为工序质量控制。 2 1 产品质量的影响因素 在一个工序中对形成质量有较大影响的因素有：操作者、机器设备、材料、加 工方法、环境( 简称4 m l e ) 和检测技术等。对工序质量进行控制，事实上就是对 这六个要素进行控制。 ( 1 ) 方法的控制 生产现场所使用的技术文件，包括设计文件、工艺文件，必须是现行有效版本， 应做到正确、完整、协调、统一、清晰、文实相符。 ( 2 ) 材料控制 ( a ) 工序的材料( 原材料、半成品、零部件、外购外协件、辅助材料等) ，必 须有具有合格证明文件。不合格的不投料、不转序、不装配。代用材料必须按规定 办理审批手续。 ( b ) 生产过程中，应搞好材料的合理堆放、隔离、搬运、贮存和保管，防止 磕碰、划伤、生锈、变质、混料等。 ( c ) 对有可追溯性要求的材料应做好识别标记和质量记录，实施批次管理( 流 程卡) 。质量记录的内容应能分清：批次、数量、质量情况、责任、生产动态。生产 过程中应分批投料、分批加工、分批检验、分批转序、分批装配、分批保管等。 ( 3 ) 设备控制 ( a ) 所有的生产设备，包括机器、夹具、工装、样板、模具和计量器具等，在 使用前均应按规定验收、验证( 或试用) 合格后，方可使用。 ( b ) 制订和执行设备的维修保养、定期检定、校准制度，并对主要设备建立 使用、点检、维修和校准的技术档案。 9 东北大学硕士学位论文第2 章质量控制过程研究 ( c ) 影响产品关键质量特性的控制点的设备，应加以重点控制，以减少因设备 误差而引起的质量波动。 ( 4 ) 人员控制 ( a ) 操作、检验人员必须熟悉和掌握本工序的技术要求，具有相应的技术素质。 必要时，须经考核合格才能上岗。 ( b ) 生产前，操作人员应按工艺规程的规定做好各种准备，包括设备、材料、 环境条件的检查，进行工艺参数的试样验证等，并做好记录。 ( 5 ) 环境的控制 ( a ) 工作场地的环境条件，如厂房内温度和湿度、风速、电源的电压波动等， 应满足工艺技术文件的要求，以提供适宜的生产环境。 ( b ) 生产车间应具有良好的自然采光或照明，配置必要的安全防护设施，严 格遵守防火和技术安全制度的规定。有害性物质的废水、废气、废渣必须进行有效 的处理l ”j 。 2 2 质量数据分析 在产品设计、制造和销售过程中，各种与产品质量相关的数据能够为人们提供 信息，从而帮助人们认识产品质量的变化规律，为改善和保证产品质量提供采取措 施的依据。 要推行控制产品质量的科学方法，就是要用数据来提出和解决产品质量的问 题，用数据来反映或描述产品质量变化规律。在质量控制中，首先是系统地收集数 据并对收集到的数据加工处理，整理成表格；然后，绘制成质量控制图形；最后， 对产品质量进行分析，做出判断，从而达到质量控制和预测产品质量的目的。 2 2 1 质量数据的收集 收集质量数据一般采用抽样检查的方法，抽样检查的对象称为母体，从母体中 抽取的一部分样品叫子样，对子样进行测试得到若干数据，通过对数据的整理分析， 便可判断母体是否符合质量标准。同时，由于目的不同，收集质量数据的对象和方 法也不同，主要有两种：一种是以工序为对象，按零件或产品生产时间先后顺序取 样，如每隔一段时间连续读取几件子样，进行检验，多用于工序质量控制；另一种 是以一批产品为对象，按一批产品随机抽样进行测试，每件产品被抽取的概率完全 相等，多用于产品验收。 2 2 2 数据类型 不论采用什么方法收集到的质量数据，就其性质而言，都可以分为计量型数据 10 _ 东北大学硕士学位论文 第2 章质量控制过程研究 和计数型数据，产品质量状况有的可用计量型数据来衡量，有的可用计数型数据来 衡量。 计量型数据又称为连续数据，数据中的任何两个值之间可以无限细分，因而计 量型数据的分布必定是连续型的。如从发动机缸盖的寿命、产品的重量、温度等所 获得数据都是计量型数据。 计数型数据又称为间断数据。数据中的任何两个值之间不可以无限细分，并且 具有间断性，因而计数型数据的分布必定是离散型的。许多产品的质量特性要用计 数型数据来表示，例如描述缸盖表面的质量状况可用疵点数来表达。因此，统计疵 点数或不合格品数等所获得数据是计数型数据。 2 2 3 数据统计特征数 了解总体需要数据，但是未经处理的原始数据，往往无法明了地反映总体的状 况。通常，可将数据进行适当的处理，以反映总体的某些特征。下面介绍质量控制 中常用的统计特征数两大类别：表示数据集中位置的特征数和表示数据离散程度的 特征数。 表示数据集中位置的特征数常用的有平均值、中位数和众数。 ( 1 ) 平均值 平均值是质量控制中最常用的表示数据集中位置的特征数。设随机变量x 表示 产品质量特征值所构成的总体，为了解该产品的质量特