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流程企业e r p 品质管理系统的研究与开发 摘要 本课题研究开发的品质管理系统( q m s ) 是流程企业江苏长江电子集团e r p 管理信息系统( c d e r p 的一个重要组成部分。该系统的开发以面向用户、面向 实际应用为原则，整体结构采用a i e n t s e r v e r 模式，o r a c l e9 i 为系统后台数据库， 前台开发工具为d e l p h i 6 0 。在系统的开发过程中融入了先进的品质管理理论与 技术，如六西格玛管理模式和s p c 技术，并从方便用户使用的角度出发，系统 设计符合人性化设计要求。品质管理系统集成在c d e r p 管理信息系统中，实现 品质管理的计算机化，为产品品质的综合动态管理提供保障。 本文结合品质管理系统分析所采用的技术、方法和分析过程中应注意的问 题，阐述了进行组织结构分析、业务流程分析和数据流程分析的方法与所采用的 技术。数据库系统设计是品质管理系统开发的基础，通过品质管理系统数据库设 计的实例，文中对数据库系统设计的理论及品质管理系统数据库的概念设计、逻 辑设计和物理设计的过程进行了系统介绍。本项目开发的品质管理系统主要包括 品质管理模块、可靠性试验管理模块和计量管理模块，在品质管理系统的开发过 程中，从用户角度出发设计系统功能。本文就其中品质管理模块的人性化设计、 可靠性试验管理模块的多功能查询和计量管理模块的信息导航等功能以及相应 的计算机实现技术做了说明。s p c 技术作为实施六西格玛管理的有效工具，在品 质管理系统中起着重要的作用。本项目开发的品质管理系统实现的s p c 技术包 括均值极差控制图、直方图、波动图、工序能力指数以及质量情况监控等，文中 给出了相关的理论、实现方式以及计算机程序。 关键词：品质管理系统人性化设计六西格玛s p c 技术 t h er e s e a r c ha n d d e v e l o p m e n t o f q u a l i t ym a n a g e m e n ts y s t e m i nt h ee r pf o rp r o c e s s e n t e r p r i s e a b s i r a c r t h e q u a l i t ym a n a g e m e n ts y s t e mi sa ni m p o r t a n tp a r to ft h ee r p f o rl i a n g s uy a n g t z e r i v e re l e c t r o n i c c o r p o r a t i o n i t sd e v e l o p m e n t i su s e r - o r i e n t e da n d a p p l i c a t i o n - o r i e n t e d t h es y s t e ms t r u c t u r ei sc l i e n t s e r v e r ，a n dd b m si so r a c l e9 i t h et o o lo f d e v e l o p m e n t i s d e l p h i 6 0 t h ea d v a n c e d q u a l i t ym a n a g e m e n t t h e o r i e sa n d t e c h n o l o g i e s ，s u c ha ss i xs i g m am a n a g e m e n tm o d ea n ds p ct e c h n o l o g y ，a r eu s e di n t h ed e v e l o p m e n to fq m s h u m a n i s t i c d e s i g ni sf o rc o n v e n i e n c eo fu s a g e i n t e g r a t e d i nt h ec d e r p ，q m sp r o v i d e st h eg u a r a n t e eo fg e n e r a ld y n a m i cp r o d u c t i o nq u a l i t y m a n a g e m e n t i nc o m b i n a t i o nw i t ht h et e c h n o l o g i e sa n dm e t h o d su s e di nt h eq m s a n a l y s i sa n d i s s u e sw h i c hs h o u l db en o t i c e di nt h ep r o c e s so fs y s t e m a n a l y s i s ，t h ep a p e re x p a t i a t e s h o wt oa n a l y z ee n t e r p r i s es t r u c t u r e ，t r a f f i cf l o wa n dd a t af l o w d a t a b a s ed e s i g ni st h e b a s eo ft h ed e v e l o p m e n to f q m s b y t h es a m p l e so fq m sd a t a b a s ed e s i g n ，t h ep a p e r i n t r o d u c e st h et h e o r yo fd a t a b a s es y s t e md e s i g na n dt h ec o n c e p t i o nd e s i g n ，t h el o g i c d e s i g n a n dt h e p h y s i c sd e s i g n o fq m sd a t a b a s e t h eq m si n c l u d e s q u a l i t y m a n a g e m e n tm o d u l e ，r e l i a b i l i t ye x p e r i m e n tm a n a g e m e n t m o d u l ea n d m e t e r a g e m a n a g e m e n tm o d u l e t h ef u n c t i o n so fq m s a r ed e s i g n e dt ob ec o n v e n i e n tf o ru s e r t h ep a p e rd e c l a r e st h eh u m a n i s t i c d e s i g n o f q u a l i t ym a n a g e m e n tm o d u l e ，t h e m u l t i f u n c t i o n q u e r y o f r e l i a b i l i t ye x p e r i m e n tm a n a g e m e n t m o d u l ea n dt h e i n f o r m a t i o n n a v i g a t i o n o f m e t e r a g em a n a g e m e n t m o d u l e a sau s e f u lt o o l o f 。i m p l e m e n t i n gs i xs i g m am a n a g e m e n t ，s p ct e c h n o l o g yh a sa ni m p o r t a n tr o l e i nt h e q m s t h er e a l i z e ds p c t e c h n o l o g i e so fq m s i n c l u d ea v e r a g ea n dc o v a r i a n c ec o n t r o l c h a r t ，h i s t o g r a m ，f l u c t u a t i o nc h a r ta n da l a r mf u n c t i o n ，e t c t h ep a p e ri n t r o d u c e st h e a s s o c i a t e dt h e o r i e s ，r e a l i z em e t h o d sa n d c o m p u t e rp r o g r a m s k e yw o r d s ：q u a l i t ym a n a g e m e n ts y s t e m ，h u m a n i s t i cd e s i g n ，s i xs i g m a ，s p c i i 东南大学硕士学位论文 第一章绪论 1 1 课题背景 流程企业是以准时完成生产计划为主要目标的企业类型，其广泛分布于电 子、石油、化工、石化、医药、核工业、天然气、电力、热工、轻工等行业中。 它们在实际运行中产生大量的生产数据、财务数据、管理数据，往往通过人工记 录加局部信息化进行管理，存在着效率低下、重复率高、信息封闭等问题。如何 对生产过程中产生的大量数据进行统一有效的管理，如何在企业内部实现资源的 最大共享，如何方便快捷地集成现有资源，如何在最短的时间内看到生产情况， 成为当前信息化、网络化趋势下每个企业所关心的问题。与此同时，流程企业又 面临外界信息化、网络化所带来的冲击。因此实现流程企业生产数据的管理、使 用、共享，己成为流程企业信息化的重中之重【1 1 。 流程企业江苏长江电子集团作为中国著名半导体封装生产基地，在信息技术 应用方面起步较早，目前己健全了网络基础的建设，也开发了诸多业务处理系统， 如生产管理、物资管理、销售管理、财务管理、o a 系统等。随着应用的深入， 企业更为重视信息资源的价值，如何为企业领导提供全面、直观、及时的企业内 部外部经营管理信息，是企业信息主管最为关心的问题。 由于信息技术日新月异的发展，不同时期建立的企业各业务系统所采取的操 作系统、数据库、开发工具、应用界面和接口等都不尽相同，为此在企业内部存 在着五花八门的应用系统，各自为政。这样就导致了企业内部各部门”信息孤岛” 的存在。信息孤岛的存在，使得系统的使用和维护，都愈来愈不方便。为此，企 业需要个集成的统一的管理信息系统。使各自为政的业务应用系统、日新月异 的企业外部信息、千变万化的企业内部经营管理信息全部集成起来。统一的管理 信息系统，将极大地加速企业信息的传递发布，加强各部门之间的协同工作，有 效利用企业内外信息资源，提高管理效率，为企业的经营决策提供便利的信息服 务f “。 为了解决长电集团在信息管理方面存在的种种问题，长电集团与东南大学合 作开发长电集团e r p 管理信息系统，简称：c d e r p 管理信息系统。c d e r p 管 理信息系统开发的目标是将长电集团生产经营活动的各个环节纳入可见和受控 第1 页 东南大学硕士学位论文 状态之中，从生产计划的制定、下达、执行，到信息的反馈、调整、处理的各个 方面都能保证系统的高效运转。整个c d e r p 管理信息系统的结构逻辑上分成生 产管理系统、品质管理系统( q m s ) 和办公自动化系统。 品质管理系统作为c d e r p 管理信息系统的一个重要组成部分，其目标是为 长电集团实现对产品品质的综合动态管理提供保障，实现品质管理、可靠性试验 管理、计量管理的计算机化，品质过程监控，品质分析报告自动化等，使管理人 员能方便、快捷地进行数据的录入、统计、查询、存储、分析、打印等操作。品 质管理系统通过集成品质检验、生产线、财务等各方面的数据生成各类统计报表、 分析图表，完成对生产全过程的品质监控，使集团领导对生产的品质状况一目了 然，特别是对产品的品质状况能够实时查询，大大缩短信息反馈周期，为长电集 团品质管理提供坚实的基础。 1 。2 六西格玛质量管理方法 企业经营千头万绪，管理与质量是永远不变的真理。随着市场竞争的日趋激 烈，质量管理工作也日益受到人们的重视，但是，传统的质量管理模式己很难适 应现代市场经济的要求。在经济全球化的背景下，一项全新的质量管理模式( 六 西格玛模式) 在美国摩托罗拉和通用电气两大公司中推行并取得了立竿见影的效 果，引起了欧美各国企业的高度重视1 6 l 。 六西格玛模式由摩托罗拉公司于1 9 9 3 年率先开发，采取六西格玛模式管理 后，该公司平均每年提高生产效率1 2 3 ，由于质量缺陷造成的费用消耗减少了 8 4 ，运作过程中的失误率降低了9 9 7 。通用公司的韦尔奇指出：“六西格玛已 经彻底改变了通用电气，狭定了公司经营的基因密码( d n a ) ，它已经成为了通 用电气现行的最佳运作模式。” 西格玛原文为希腊字母s i g m a ，其含义为“标准偏差”。s i g m a 的定义是根据俄 国数学家切比雪夫的理论形成的。根据他的计算，如果有6 8 的合格率，便是 + l s i g m a ，而2 s i g m a 有9 5 的合格率，3 s i g m a 有9 9 7 3 的合格率。六西格玛 意为“六倍标准差”，在质量上表示每百万( p a r t sp e rm i l l i o n ，简称p p m ) 坏品率 少于3 4 。不同s i g m a 水平质量标准如表1 1 所示【7 “。 第2 页 东南大学硕士学位论文 表1 - 1s i g m a 水平质量标准 s i g m a 水平 合格率( )每百万产品中的不合格品数 06 6 89 3 3 2 0 0 13 0 8 56 9 1 5 0 0 26 9 1 53 0 8 5 0 0 39 33 26 6 8 0 0 49 9 3 86 2 0 0 59 9 9 7 72 3 0 6 9 9 9 9 9 6 6 3 4 当然，六西格玛模式的含义并不简单的是指上述这些内容，而是一整套系统 的理论和实践方法。它着眼于揭示生产流程中每百万个机会当中有多少个缺陷或 失误，这些缺陷和失误包括产品本身、产品生产的流程、包装、运转、交货延期、 系统故障、不可抗力等。大多数企业运作在三至四西格码的水平，这意味着每百 万个机会中将产生6 2 0 0 至6 6 8 0 0 个缺陷，这些缺陷将要求生产者耗费其销售额 的1 5 4 3 0 进行弥补。而一个实施六西格玛模式的公司仅需耗费年销售额的 5 来矫正失误。六西格玛模式和三西格码模式的产品质量分布图如图1 1 所示。 从图1 1 中可咀看出，六西格玛标准的产品比三西格玛标准的产品质量分布更集 中，说明六西格玛标准产品的质量水平更高。 、一，六西格码标准 i 三西格码标准 1 、 下规模线目标线上规模线 圈1 - 1 六西格玛模式和三西格码模式的产品质量分布图 第3 页 东南大学硕士学位论文 通过实施六西格玛管理，可以改善工序s i g m a 值，进而改善产品品质，减少 运作成本，最终提高客户满意度。显然实施六西格玛管理对企业而言意义十分重 大，可以说六西格玛管理是企业获得竞争优势和经营成功的金钥匙，在已经实施 六西格玛管理并获得成功的企业名单上，可以发现摩托罗拉、联信、美国快递、 杜邦、福特这样的“世界巨人”。现在，越来越多的企业加入到“六西格玛管理 模式”的行列。江苏长电集团作为一个迅速成长的企业，在经济全球化的大背景 下要在众多的竞争者中脱颖而出，实施六西格玛管理，提高产品质量刻不容缓。 本课题的品质管理系统将融入六西格玛管理模式，使其更好地为企业服务【1 0 l 。 1 3 品质管理软件国内外研究现状 品质管理理论本身不断发展的同时，与计算机技术的结合也日益紧密，品质 管理软件在企业内的应用范围、程度也越来越广泛、深入。在企业实践基础上发 展出的众多的统计和分析工具软件，如q i a s b a b y 系统、t o d a y s o f l 质量信息系 统等，在一定程度上能够实现品质管理的计算机化。但是，由于目前大多数品质 管理软件是独立开发、运行的系统，不能够很好地与企业现有的管理信息集成， 在使用过程中存在着以下这些问题： ( 1 ) 品质管理流程与企业现有业务流程不符，不能考虑到企业的特点。这 些软件要求企业进行业务流程重组来适应软件系统，企业将不得不放 弃一些现有的成熟的管理方法，并且花费很多的人力和物力来完成这 一过程。 ( 2 ) 品质管理软件较难与企业整个管理信息系统集成，品质管理成为企业 信息管理的”孤岛”，品质管理系统不能直接调用企业管理信息系统中 的其它资源，而必须通过软盘，光盘等方式作为中介进行信息的交换， 工作效率十分低下。 ( 3 ) 随着企业的发展，必然会对软件功能提出一些新的要求，品质管理软 件作为商品化的软件，其源代码是保密的，因而，企业自己增加品质 管理软件的功能一般是不可能的，只能等待软件的升级，企业宝贵的 时间常常在这等待的过程中浪费了。 ( 4 ) 品质管理软件的功能单一，一般只能完成一些数据输入、汇总、打印 第4 页 东南大学硕士学位论文 和一些简单的图表绘制的功能，缺乏对品质管理过程的监控，不能对 生产过程中质量的异常情况发出警告。 ( 5 ) 已有的品质管理软件般未融入最先进的品质管理理论和技术，对最 新品质管理理论和技术发展的响应较慢，这样，企业就不能将最先进 的科学技术转化为生产力【1 1 】。 1 4 本课题的主要任务 本课题所开发的品质管理系统要求面向长电集团企业的实际情况，融入先进 的品质管理理论和技术，与整个c d e r p 系统集成，最终达到以下目的： ( 1 ) 与整个c d e r p 管理信息系统集成，实现信息的共享，不同部门、不 同模块之间的信息能够彼此调用，解决目前企业管理信息系统中存在 的“信息孤岛”问题。 ( 2 ) 将企业品质管理的整个过程纳入计算机的控制，实现品质管理的计算 机化、自动化，提高企业的生产效率。 ( 3 ) 在品质管理系统中融入先进的品质管理理论和技术，实现品质管理的 科学化、计算机化，提高管理人员对产品质量情况的控制能力。 ( 4 ) 提供质量情况监控功能，对于生产过程中出现的质量异常情况，管理 人员能够及早了解，从而及时消除不良趋势，预防不合格品的发生， 降低不良率，降低质量成本，提高企业效益。 ( 5 3 通过人性化的设计，方便管理人员对生产的管理，提高信息的输入速 度并减少人为差错，从而大大提高工作效率。 在达到上述目的的前提下，品质管理系统实现如图1 2 所示的功能结构。 第5 页 东南大学硕士学位论文 图1 - 2 品质管理系统功能结构图 第6 页 东南大学硕士学位论文 第二章品质管理系统分析 系统分析是管理信息系统开发中最重要的环，系统分析的好坏决定着系统 开发最终能否成功。具体地说，系统分析是在调查研究的基础上，完成组织结构 分析，业务流程分析和数据流程分析。 2 1 组织结构分析【1 2 】 系统分析首先要对企业的组织结构和功能有足够的了解，这可以通过绘制组 织结构图来实现。组织结构图是将调查中所了解的组织结构具体地描绘在一张反 映组织内部之间隶属关系的树状结构图上，作为后续分析和设计的参考。在绘制 组织结构图时，除与企业生产、经营、管理环节无直接关系的部门外。其它部门 要全面、准确地反映。长电集团组织结构图如图2 1 所示。 囤 压i 商翮 品保处ll 工程处il 运行处ll 财会处ll 业务处l1 人力资源处 瓣 可 靠 性 试 验 室 | 国国甲甲园圈圈图图圈圈圈圈匡 巨 小 功 窒 组 装 分 厂 中 大 直 组 装 分 厂 封 装 分 厂 电 镀 分 厂 测 试 分 厂 图2 1 长电集团组织结构图 2 2 业务流程分析【1 3 1 在对系统的组织结构和功能进行分析时，需要从实际业务流程的角度将系统 调查中有关资料串起来作进一步的分析，这可以通过业务流程 ( t r a n s a c t i o n f l o wd i a g r a m ，简称、的绘制来进行。顾名思义，业务流程图是在业务功能 第7 页 东南大学硕士学位论文 的基础上，利用系统调查的资料将业务处理过程用一些图形来表示。绘制业务流 程图是系统分析的重要步骤，通过绘制业务流程图可以了解该业务的具体处理过 程，发现和处理系统调查工作中的错误和疏漏，修改和删除原系统的不合理部分， 优化现有业务处理流程。同时，业务流程的制定应该为将来企业的发展，业务的 变化留有一定的空间，增加一定的灵活性。品管部主要负责原料的进厂检验、产 品的质量检验、处理质量异常情况、处理客户投诉、提供产品检验报告等，其业 务流程包括原材料送检流程、器件芯片送检流程、电路芯片送检流程、原材料检 验流程、电路芯片检验流程、器件芯片检验流程、原材料使用异常反馈流程、器 件使用异常反馈流程、电路芯片使用异常反馈流程、巡检数据管理流程、关检数 据管理流程、生产过程异常管理流程、在线质量控制流程、客户投诉管理流程等。 计量部主要负责计量器具评审、计量器具验收登记、计量器具检测等，其业务流 程包括计量器具评审流程、计量器具验收登记流程、计量器具检测流程。可靠性 试验室主要负责产品的易焊性试验、失效分析、单项试验、b 组试验等，其业务 流程包括易焊性试验流程、失效分析流程、单项试验流程、b 组试验流程。下面 以原材料使用异常反馈流程图为例说明业务流程图的绘制，如图2 2 所示。 设计者许映秋 图号p 24 原材料使用异常反馈 一 设计时间2 0 0 2 1 1 0业务流程图 确定时间2 0 0 2 2 t l 审核 业务部门品管一部分管领导吴芬( 部长) 上级领导俞玉葱( 处长) 相关部门i c 总厂、工程处、采购部 相关领导刘明才( 厂长) 、耿丛正( 处长) 、戴连才( 部长) 符号 () = 斗 l _ j 口 说明 业务处理实体业务处理功能描述信息传递收集，统计数据报表 图2 2原材料使用异常反馈业务流程图 在绘制业务流程图的过程中，要注意收集、处理企业现有的文件和报表，主 第8 页 东南大学硕士学位论文 要包括企业的规章制度、工作流程、计量标准、操作规程、记录表格和统计报表， 以及非正式的临时表格等。 接下来，将业务流程抽象为各种功能需求，进行功能需求分析，绘制功能结 构图。品保处是长电集团负责品质管理的部门，其日常的工作包括产品品质检验、 客户投诉处理、产品性能试验、计量器具管理等工作。由图2 1 所示的长电集团 组织结构图可知品保处下属品管部、计量部和可靠性试验室三个部门。根据这三 个部门的业务流程，品质管理系统的功能模块分为品质管理模块、可靠性试验管 理模块和计量管理模块。如图1 2 所示。其中，品质管理模块包括物料管理、巡 检管理、关卡管理、异常管理、质量综合管理、在线质量管理、客诉管理。计量 管理模块包括器具管理、器具周检、器具查询和目录管理。可靠性试验管理模块 包括可靠性试验登录管理、可靠性试验报告管理、失效分析管理、易焊性试验管 理、试验报告管理。在系统功能结构分析的基础上，从系统的科学性、合理性、 实际运行的角度出发，将功能结构中的各模块相互之间的信息传递抽象为数据 流，对管理信息系统进行数据流程分析。 2 3 数据流程分析 1 4 , 1 5 1 数据是信息的载体，是系统要处理的主要对象，是建立数据库系统和设计功 能模块的基础。因此必须对系统调查中所收集的数据以及统计和处理数据的过程 进行分析和整理。在系统分析过程中收集到大量的数据载体( 如报表、统计表格 等) ，这些原始资料基本上是由系统分析人员按组织结构或业务流程收集的，它 们往往只是局部地反映了某项管理业务对数据的需求和现有的数据管理状况。对 于这些数据资料必须加以汇总、整理和分析，使之协调一致，为以后数据库内各 子系统的调用和共享数据资料奠定基础。 数据流程分析的主要任务第一步是将所得到的数据分为如下三类：( 1 ) 输 入数据类( 主要指各类报表) ，即信息系统输入或网络要传递的内容。( 2 ) 存储数 据类( 主要指各种台账、账单和记录文件) ，它们是信息系统数据库要存储的主要 内容。( 3 ) 输出数据类( 主要指系统运行所产生的各类报表) ，它们是信息系统输 出和网络传递的主要内容。 并且要对每一类数据进行如下三项分析：( 1 ) 汇总并检查数据有无遗漏。( 2 ) 数据分析，即检查数据的匹配情况。( 3 ) 建立统一的数据字典。 第9 页 东南大学硕士学位论文 第二步是对数据流程的分析。数据流程分析是把数据在企业( 或原系统) 内部 的流动情况抽象地独立出来，舍去具体组织机构、信息载体、处理工作、物资、 材料等，单从数据流动过程来考查实际业务中数据处理的过程。数据流程分析主 要包括对信息的流动、传递、处理、存储等的分析。数据流程分析的目的就是要 发现和解决数据流通中存在的问题。这些问题主要有：数据流程不畅、前后数据 不匹配、数据处理过程不合理等等。问题产生的原因有的是属于原系统管理混乱、 数据处理流程本身有问题，有的也可能是调查了解数据流程有误。 数据流程分析可以通过分层的数据流程i 图( d a t af l o wd i a g r a m ，简称d f d ) 来 实现。它采用图示化的形式说明在一个系统或系统的局部中，输入的数据是什么， 输出的数据是什么，对数据进行怎样的转化和处理，清晰地表达信息系统中的数 据处理过程。 数据流程图的绘制应遵循一条原则：由外向里，自顶向下逐层分解。一套数 据流程图可阻由关系数据流程图、顶层数据流程图、中间层数据流程图和底层数 据流程图组成。关系数据流程图用于描述本系统模块与其他系统模块相互间的数 据传输以及本系统模块的范围和边界。顶层数据流程图从总体上反映本系统模块 内部以及与其他系统模块的数据传输。为反映更详细的内容，对顶层数据流程图 进步细化，绘制中问数据流程图和底层数据流程图，中间数据流程图是对某个 数据处理的分解，它的多少根据具体情况而定，底层数据流程图由一些功能最简 单、不能再分解的数据处理组成。 在数据流程图中用带箭头的线条表示数据的流动，线条的箭头方向表示数据 的流动方向，线条上的说明表示流动的数据。当需要表示的数据较多时，可以在 图中用符号替代，但必须在图的下方说明。例如，在图2 3 所示的数据流程图中， a 1 表示由品质管理系统流向采购管理系统的数据，a 2 表示由采购管理系统流向 品质管理系统的数据。 雨t ：于寻 嚣b 鑫盏番曩萎，警蓑嚣l 过挈p 兰嚣釜i | 每主材料批退统计月报表 此客户投诉信鼠 图2 3数据流程图举例 品质管理系统的关系数据流程图如图2 4 所示，由于数据流动信息较多，该 第1 0 页 东南大学硕士学位论文 图中用符号表示实体问流动的数据信息，并在图的下方对符号作了说明。图2 4 说明了品质管理模块与c d e r p 系统中其他模块( 如总经理查询系统、财务管理 系统、采购管理系统等) 之间的信息交互关系。品质管理模块通过与c d e r p 系 统中其他模块的信息交互，集成在c d e r p 系统中，实现信息资源的共享。例如 当生产过程出现异常情况时，生产线人员通过生产管理系统向品质管理模块提交 异常报告书中的异常信息描述。品质管理人员通过品质管理模块就可以了解到这 些信息，并将处理意见填写在异常报告书的处理部分。生产线人员可以通过生产 管理系统直接查阅处理意见，调整生产，实现生产管理系统与品质管理模块之间 的信息交互，体现c d e r p 系统的整体性。 圄昆孱目目圄国 注： a 1 ：在线质量控制异常报告书月报、集成电路c p k 统计月报表、客户信息反馈处理周报、月客诉件数统计表、 关卡检验月报表 a 2 ：质量成本季报 a 3 ：集成电路在制品计划价格表、分立器件在制品计划价格表、自销芯片价格表 a 4 ：客户投诉处理卡 a s ：产品质量信息反馈处理卡、物料检验报告单、主材科批退统计月报表、材料检验月报表、客户投诉处 理卡、8 d g q 正报告单 a 6 ：集成电路芯片进料检验报告、产品质量信息反馈处理卡、集成电路芯片检验月报表、不合格通知单、 出货品质检验报告、a o l 抽样检验报告单、异常报告书、异常报告书处理信息、月异常报告书汇总、异常 信息反馈处理卡、关卡检验月报、电路封前关卡( 器件封前关卡、电路外形关卡外观和电参数、分立器件 辨形关卡补观和电参数、测试前关卡开短路率和外形次) p p m 值、一次交收率及次品分类表、在线质量控 制异常报告书月报、集成电路 c p k 统计月报表、月客诉件数统计表、o r s 率月报 a 7 ：异常报告书、集成电路芯片送检单、分立器件芯片送检单、入库送检单、集成电路生产月报信息、分 立器件生产月报信息 a s ：产品质量信息反馈处理卡、主材料批退统计月报表、材料检验月报表、电路封前关卡( 器件封前关卡、 电路外形关卡外观和电参数、分立器件外形关卡外观和电参数、测试前关卡开短路率和外形次) p p m 值、 一次交收率段次品分类表、在线质量控制异常报告书月报、集成电路c p k 统计月报表、分立器件c p k 统计月 报表、月客诉件数统计表 a 9 ：器件工艺试验单、电路工艺试验单 a 1 0 ：物料检验报告单、芯片检验单、检验报告单 a 1 1 外购件送检单 a 1 2 ：可靠性试验送样单 a 1 3 ：可靠性试验记录表 符号+ 匕口 i 说明 数据流动数据处理报表数据存储 图2 4品质管理系统关系数据流程图 第l l 页 东南大学硕士学位论文 品质管理系统顶层数据流程图描述系统模块内的组成关系，如图2 5 所示。 图2 5 品质管理系统顶层数据流程图 第1 2 页 东南大学硕士学位论文 为了反映更详细的内容，可以通过中间层数据流程图和底层数据流程图对数 据处理进行进一步的描述，例如，通过巡检管理底层数据流程图可以对巡检管理 中的数据处理进行详细的描述，如图2 6 所示。 图2 - 6巡检管理底层数据流程图 如上所述，数据流程图只是对系统模块内部和模块之间的数据交换作描述， 未能描述交换数据的详细信息，例如数据的字段名称、字段类型等。因此，有必 要在数据流程分析的基础上建立数据字典。 数据字典作为对数据流程图的补充，定义了数据库中所使用到的全部字段来 确保相同的字段具有相同的名称及属性，以便进行重建和引用操作。这样，即使 1 个字段被多个表格使用，它也只被定义1 次，确保了字段定义是规范化与标准 化的。在品质管理系统开发中，数据字典是实现数据库的安全性、完整性、一致 性、可恢复性、有效性、可修改性以及可扩充性的重要手段。如在巡检管理数据 流程图中包含巡检档案，通过建立巡检档案的数据字典就可以说明巡检档案中各 字段信息，包括字段名称、字段类型、字段长度、是否允许空值、字段说明等， 如表2 一l 所示。 表2 - 1 巡检档案数据字典 字段名称字段类型字段长度允许空值字段说明 x j d a b h 字符型 2 0否巡检档案编号 r o日期型否日期 p h 字符型1 5否批号 j h 字符型 l o否杌号 0 x 字符型 2 0否工序 a s 数值型l o否抽检数 b l s数值型l o否不良数 刑字符型l o否 检验员 b z字符型1 0 0是备注 第1 3 页 东南大学硕士学位论文 第三章品质管理系统数据库系统设计 系统分析完成后即可进行数据库系统的设计。一般而言，数据库系统由以下 五部分组成： ( 1 ) 一个结构化的相关数据的集合，这个数据集合是数据库本身，是数据 库系统的核心，是管理的核心对象，能为多种应用服务，独立于应用 程序之外。 ( 2 ) 多种用户的应用程序。各个用户使用的数据可以相互交叉重叠。 ( 3 ) 一个负责对所有数据库进行管理和维护的软件系统，称之为数据库管 理系统( d b m s d a t a b a s em a n a g e m e n ts y s t e m ) 。它对数据库中数据的 各种操作进行统一处理，为用户服务，并能保护数据库的安全、可靠 和完整性，是数据库技术的主要软件系统。 ( 4 )计算机系统，包括硬件和软件。软件是指操作系统，各种语言的编译 程序和运行系统，各种实用程序，开发、管理工具等。 ( 5 ) 人，包括单位中各层次的人员，业务、办公、管理人员，以及数据库 管理部门的技术人员( d b a - d a t a b a s ea d m i n i s t r a t o r ) 2 6 - 1 8 1 。 其相互关系如图3 1 所示。 图3 - 1 数据库系统 本项目开发的品质管理系统属于数据密集型应用，涉及到的数据量大，且数 据为多个应用程序所共享，如何管理这些数据，设计一个结构合理、使用方便、 效率较高的数据库系统就成为开发过程的一个重要问题。只有以科学的数据库设 计理论为基础，在具体的设计原则的指导下，才能保证数据库系统的设计质量， 第1 4 页 东南大学硕士学位论文 减少系统运行后的维护代价。目前常用的各种数据库系统设计方法都属于规范设 计法，即都是运用软件工程的思想与方法，根据数据库系统设计的特点，提出各 种设计准则与设计规程。著名的新奥尔良方法将数据库系统设计分为四个阶段： 需求分析( 分析用户要求) 、概念设计( 信息分析和定义) 、逻辑设计( 设计实现) 和物理设计( 物理数据库设计) 1 9 】。 ( 1 ) 需求分析 进行数据库设计首先必须准确了解与分析用户需求。需求分析是整个设计过 程的基础，是虽困难、最耗费时间的一步。需求分析的结果是否准确反映了用户 的实际要求，将直接影响到后面各个阶段的设计，并影响到设计结果是否合理和 实用。 ( 2 ) 概念设计 准确抽象出需求后，下一步应该考虑如何实现用户的这些需求。由于数据库 逻辑结构依赖于具体的d b m s ，直接设计数据库的逻辑结构会增加设计人员对不 同数据库管理系统的理解的负担，因此在将现实世界需求转化为机器世界的模型 之前，先以一种独立与具体数据库管理系统的逻辑描述方法来描述数据库的逻辑 结构，即设计数据库的概念结构。 ( 3 ) 逻辑设计 逻辑设计是将抽象的概念结构转换为所选的d b m s 支持的数据模型，并对其 进行优化。 ( 4 ) 物理设计 物理设计的目的是选取一个最适合应用环境的数据库物理结构。 3 1 概念设计 3 1 1 概念模型的选择 要进行数据库的概念设计，首先应选择适当的概念数据模型。概念数据模型 是面向用户、面向现实世界的数据模型，是与d b m s 无关的。用于概念设计的 数据模型既要有足够的表达能力，可以表达各种类型的数据以及相互之间的联系 和语义，又要简单易懂，能够为非专业人员所接受，常见的有语义数据模型、面 向对象的数据模型等。目前应用最广泛的是e r ( 实体一关系) 数据模型，由于 第1 5 页 东南大学硕士学位论文 e r 数据模型能用e r 图表示数据模式，便于理解与交流，故本系统的设计采用 该数据模型。下面介绍e r 数据模型的三个抽象概念。 ( 1 ) 实体( e n t i t y ) 数据是用来描述现实世界的，而描述的对象是形形色色的，有具体的，也有 抽象的，有物理上存在的，也有概念性的，这些对象的共同特征是可以相互区别 的，否则它们就会被认为是同一对象。凡可以相互区别又能被识别的事物、概念 等可抽象为实体。在一个单位中，具有共性的一类实体可以划分为一个实体集 ( e n t i t ys e t ) 。在数据模型中，电有型与值之分：实体集作为型来定义，而每个 实体是它的实例或值。即值是具体的事物或特征，是个体的概念。 ( 2 ) 属性( a t t r i b u t e ) 实体般具有若干特征，称之为实体的属性。每个属性都有其取值的范围， 在e 、r 数据模型中称为值集( v a l u es e t ) 。在同一实体集中，每个实体的属性及 其域是相同的，但可能取不同的值。 能唯标识实体的属性或属性组称为实体集的实体键( e n t h yk e y ) 。如果一 个实体集有多个实体键存在，则可以从中选一个最常用的作为主键( e n t h y p r i m a r yk e y 或称主码、主关键码、主关键字等) 。 ( 3 ) 联系( r e l a t i o n s h i p ) 实体之间会有各种关系，这种实体与实体间的关系抽象为联系。联系可用实 体所组成的元组表示，例如元组 表示e 。，e ：，e 。实体之间的个联 系。如果n = 2 ，则称为二元联系；如果n 2 ，则称为多元联系。同一类型的联系所组 成的集合称为联系集( r e l a t i o n s h i ps e t ) 。设r ( e ，e ：，e 。) 表示定义在实体集 e 。，e ：，e 。上的联系集，则 r le 1 e l , e 2 e 2 ，e 。e 。 在上式的实体集中，可以有相同的。在二元联系中，e r 数据模型把联系区 分为一对一( i ：i ) 、一对多( 1 ：n ) 和多对多( m ：n ) 三种，并在模型中明确给 出这些语义，这种表示方法还可以推广到多元联系。 第1 6 页 东南大学硕士学位论文 3 1 2 概念设计的方法 概念设计有两种方法：一是集中式模式设计法( c e n t r a l i z e ds c h e m ad e s i g n ) ， 在整个企业的需求基础上设计一个企业的全局数据模式，再根据全局数据模式为 各个用户组或应用定义外模式；二是视图集成法( v i e wi n t e g r a t i o na p p r o a c h ) ，以 各部分的需求说明为基础，分别设计各自的局部模式。这些局部模式实际上相当 于各部分的视图，然后再以这些视图为基础。集成为一个全局模式。 长电集团e r p 系统开发中考虑到开发的组织管理和系统的复杂性，采用的是 第二种方法。作为其中一个分系统在进行概念设计时是根据分系统应用需求，用 e r 数据模型设计出分系统的局部模式。 3 1 3q m s 概念设计【2 1 1 在品质管理系统分析的基础上，进行品质管理系统( 简称q m s ) 数据库的 概念设计。如品质管理系统的客诉管理经分析由以下实体组成： 客户投诉处理卡= 客诉处理卡编号+ 客户名称+ 投诉人+ 联系电话+ 产品 型号+ 产品数量+ 传真+ 业务员+ 填写日期+ 投诉内容+ 品保意见； 客户投诉登录表= 客诉登录表编号+ 客诉处理卡编号+ 产品分类+ 客户名 称+ 产品型号+ 投诉原因+ 处理人+ 受理日期+ 初次回复日期+ 产生异常类别 + 处理方法+ 完成日期； 纠正预防通知单= 纠正预防通知单编号+ 通知日期+ 责任部门+ 不良现象 描述： 8 d 纠正报告= 8 d 纠正报告编号+ 客户名称+ 相关人员+ 问题描述+ 紧急 措施+ 原因分析+ 纠正措施+ 验证纠正措施+ 防止再发生对策+ 团队结案： 根据这些实体之间的关系：如一个客户投诉登录表对应多个客户投诉处理 卡、多个纠正预防通知单、多个8 d 纠正报告；一个客户投诉处理卡对应一个纠 正预防通知单、一个8 d 纠正报告；一个纠正预防通知单对应一个8 d 纠正报告。 建立客诉管理模块的e r 图，本课题中e r 图采用p o w e r d e s i g n e r 软件绘制，如 图3 4 所示。 第1 7 页 东南大学硕士学位论文 3 2 逻辑设计 图3 - 4 客诉管理概念设计e - r 图 3 2 1 逻辑设计的目的 逻辑设计的目的是把概念数据模式转换为特定数据库管理系统可以处理的 逻辑模式，也即将由e r 图表示的概念模型转换为d b m s 通用的逻辑模型，如 关系模型。 以关系模型为目标的逻辑设计方法是将e r 模型中的概念模式映射为关系模 式，包括一组关系定义，每个关系有一个主码，映象的步骤如下： ( 1 ) 把模式中每个实体类变换为一个关系模式。 ( 2 ) 变换每个联系：多对多的联系需要加一个单独的关系模式：而一对一的或 者一对多的联系可用在实体关系模式中增加属性( 外码) 来模型化。 ( 3 ) e r 图中的属性也可转换为关系的属性。 第1 8 页 东南大学硕士学位论文 3 2 2 逻辑设计的要求 逻辑设计部分有一一个重要的工作就是逻辑模式的规范化，从e r 图转换而来 的关系模式只是逻辑模式的雏形，要成为逻辑模式还需要进行以下工作：( 1 ) 规 范化；( 2 ) 适应d b m s 限制的修改，满足性能、存储空间等要求的调整；( 3 ) 用d b m s 所提供的d d l ( d a t ad e s c r i p t i o nl a n g u a g e 即模式描述语言) 实现逻 辑模式。 规范化是使关系结构满足第三范式，这样对数据库操作可避免异常、减少冗 余。把一个非规范的数据结构转换成第三范式的数据结构的过程，如图3 5 所示。 非规范化的数据结构( 含有重复 出现的数据项组) 第一步：把所 形式的数据l 唯一标识出 成。 第一范式 ( 没有重复组项的数据结构) 第二步：如果关 个非关键字数 候，通过分解自 第二范式 ( 所有的非关键字数据元素都完 全函数依赖于关键字) 第三步：检查 传递依赖关， 换为若干个j 第三范式 ( p f i 有的非关键字数据元素都完 全函数依赖于关键字，并且只依 赖于该关键字) 图3 - 5 三级规范设计图 第1 9 页 东南大学硕士学位论文 常见的d b m s 限制主要是属性类型的限制、字段名称的限制。实际应用的系 统中常常为考虑一些数据库的性能而牺牲其他一些性能：如为减少连接运算而牺 牲规范化的要求，对于一些常用的、性能要求比较高的数据库查询，最好是一元 操作，避免同时操作多个表，提高数据库查询效率。 3 2 3q m s 逻辑设计1 2 3 】 ( 1 ) 规范化应用举例 按照规范化方法，图3 4 所示的客户投诉登录表实体里，客诉登录表编号 与客诉处理卡编号是传递依赖，不符合第三范式，应把客诉登录表编号从客户投 诉登录表实体里删除。通过输入客诉处理卡编号，可以获得产品型号、客户名称 的信息。产品型号、客户名称的信息可以从客户投诉处理卡中获得，在客户投诉 登录表中保留这两项冗余的信息的目的在于( 1 ) 因为客户投诉登录表的数据查 询相当频繁，通过保