产品质量数据库的建立及应用.docx

图1 产品质量数据库模型产品质量数据库的建立及应用许 斌鲁献辉赵鹏举质量是企业的生命和永恒主题，追求卓 越质量是企业发展的永恒目标。邯钢大力推行 “零缺陷”管理，取得了阶段性成果；随着精 细化管理工作进一步深入，如何科学、系统、 细致地分析并预防产品质量问题的发生，更好 地实现产品质量的控制与改进，成为当前需要 研究的课题。邯钢ERP系统在实际运行中的问 题，主要体现为整体数据情况较为零散、缺乏 有效的数据链接和系统的综合分析能力。通过建立一个功能完善的产品质量数据库 加速质量数据信息化进程，可以弥补ERP系统在 质量管理上的不足，主动监控质量变化趋势、 指导生产过程改进，避免不合格品的发生，降 低产品的质量损失和生产成本，从根本上确保 企业产品实物质量及自身竞争力的不断提升。（二）技术方案。1. 确立产品质量数据库模型。产品数据库模型是由ERP系统数据库、基础统计数据库、质量技术分 析数据库以及产品缺陷图库、产品标准、吨钢损失等参数数据共同构成 的产品质量数据库体系（见图1），可用以实现对生产过程数据的实时采 集与深入分析，有效增强产品实物质量分析和控制能力。2. 建立数据统计分析系统，提高基础数据统计分析效率。为弥补ERP系统质量模块功能的不足，通过对质量分析和统计需求的 深入调研，确立了程序设计思路、流程模型以及需要计算的质量指标和 计算公式，最终完成了基础统计程序软件的开发、实现了基础统计计算 的程序化工作。通过数据统计分析系统V1.0对软件的应用，实现了在VB 一、技术思路和方案（一）总体思路。产品质量数据库的设计思想基于ERP系统 质检模块功能，以ERP系统提供的大量包含产 品成分、性能、检验等内容的产品质量数据为 基础，通过VB编程及Excel、Minitab等统计分析 工具软件完善产品质量指标和质量技术工具分 析，从而达到提高成品质量分析效率、强化实 物质量统计分析与过程控制能力的目的。34中控制Excel完成大量质量指标数据统计工作，使计算时间缩短到1小时以内，在提高基础统计 分析效率的同时，确保了质量统计数据的准确 性、可靠性，进而最终实现了借助基础统计数 据库对各类质量指标和质量损失情况快速查询 的目的。利用ERP提供的数据源，在Excel进行分类 统计分析，最终以Excel报表形式显示分析结 果。这种方式简化了操作程序，使数理统计分 析工作得到广泛普及，较好地实现了对产品质 量数据的实时、快捷、准确分析，一定程度上 提高了数据分析效率。（三）利用质量技术分析手段，完善质量技术分析数据。借助质量技术工具和手段，在大规模生 产过程中充分利用质量技术分析软件，对周、 月、季、年的质量数据进行过程能力指数Cp及 Cpk、直方图、控制图的质量技术分析，实现对 每个产品的质量特性值分析，识别出存在问题 和需要改进的目标；并将分析结果进行汇总， 生成一个质量技术分析数据库，连同基础统计 数据库、ERP系统数据库以及产品缺陷图库、产 品标准共同构成完善的产品质量数据库体系。（四）建立产品缺陷图库，提高产品质量改进效率。邯钢质量技术人员长期深入生产现场， 采取“一收集、二归类、三分析、四总结”方 法，收集了百余项质量缺陷，涉及中厚板、热 轧钢带、冷轧钢带、热镀锌钢带等多类产品； 在此基础上，对板带产品的缺陷特征、产生原 因以及需要采取的预防措施进行认真分析和系 统总结，建立产品缺陷标准化图库。为了更好 地监控产品缺陷的发生并进行统计分析、实现 在ERP系统内的逐级原料追溯，由质量检验部牵头，组织生产制造部、技术中心和自动化部等相关部门对各工序检验计划进行调整，以最大程度地完善ERP系统基础数据库。 以中厚板钢板纵向裂纹为例，将缺陷名称记录为“ 1007 纵向裂 纹”。对于缺陷特征，我们认为纵向裂纹一般有两种形式：沿轧制方向 裂开、成片状出现的小裂口和具有一定宽度的粗黑线状裂纹；而纵裂纹 破坏了钢板的横向连续性，对钢板产生很大危害。在分析缺陷成因后我们发现，纵裂纹主要是由于钢坯在凝固过程中 坯壳厚度不均所致。当作用在坯壳的拉应力超过钢的允许强度, 坯壳薄弱 处产生的应力集中而导致断裂, 出结晶器后在二冷区扩展形成纵向裂纹, 继而在纵向轧制中沿钢板轧制方向扩展并开裂;如果钢板出现多道贯穿轧 制方向的裂纹，则有可能是基于较严重的钢坯横裂在钢坯横向轧制时扩 展和开裂形成；而钢中大量气泡的存在, 也会在加热及轧制过程中形成沿 受力方向延伸的小裂纹, 进一步扩展导致开裂。因此，我们采取了相应的 预防与纠正措施，包括：对连铸机结晶器、辊系、拉矫、二冷等设备加 强维护；减少钢中气泡发生；采用切除或修磨的方法消除。二、实施情况产品质量数据库建立使我们具备了快速完成产品质量分析的能力， 在产品实物质量攻关、过程质量监控、优化工艺成本和支撑标准体系建 立等方面均得到提升。（一）实施重点产品的质量攻关。随着邯钢新产品开发和产品结构优化工作的深入推进，技术管理人 员在新产品及重点品种钢大批量生产过程中广泛利用数据库资源，深入 开展质量攻关、不断优化产品工艺、提升实物质量水平。利用质量数据库，我们攻克了A32船板抗拉强度超上限的质量问题。 通过对比、分析A32级船板与A36级船板的性能、成分、生产过程控制水 平等质量特性数据，发现导致邯钢A32力学性能偏高的主要原因是锰元 素的控制范围过宽且偏高（见图2）。通过对大规模生产数据的收集、归 整，确定降低猛元素含量的新成分方案及生产工艺，解决了A32船板性能 不合的问题，大幅降低了改判损失和冶炼成本。35成分最大值Max最小值Min极差R均值Ave标准偏差SCp值级别Cpk值级别锰(%)1.51.020.481.2890.0690.730.54质量技术奖 QUALITY TECHNICAL AWARD2013/02中国质量 CHINA QUALITY总第380期（二）对生产过程进行有效监控。设定取样规则，按照预定标准快速采样， 制作控制图分析过程的稳定性，对过程存在的 异常因素进行预警。通过产品质量数据库的过 程能力指数分析过程能力满足技术要求的程 度，对每种产品生产过程中的各个阶段进行评 估和监控，保持过程处于可接受的稳定水平， 确保产品质量稳定。例如，从数据库中按照子 组样本数为5取值，制作12月Q345R屈服强度 的Xbar-R控制图（见图3），发现进入2月（越 过第39个点）后，样本均值及样本内极差波动 逐渐增大，且越过控制线（距离中心线超过3.00 个标准差）子组数量增多；这也就意味着发生 屈服强度不合的可能性增大，需要及时采取措 施对其工艺进行微调，以防止大批量异常值的 产生、确保产品性能稳定。（三）优化产品设计方案、降低生产成本。随着生产设备的不断升级、生产水平的日 益提高，生产工艺的日趋成熟，我们在利用产 品质量数据库资源开展质量攻关、监控生产过 程的同时，发现部分早期产品由于过程能力指 数很高、质量成本明显过剩，势必造成生产成 本的浪费。为进一步推动“降本增效”工作的 开展，技术质量部门组成产品工艺攻关队，调 取并分析质量成本过剩品种的质量数据，重新 优化产品设计方案，从而降低了部分生产的生 产成本。（四）建立质量数据库，支撑公司内控标准体系建设。我们积极开展了产品质量内控标准体系的 建设。通过对大量产品质量的基础数据分析， 制定了精确的产品质量内控体系。例如，通 过按照不同规格调取近万组船板厚度的测量数 据，并对其厚度偏差情况进行深入分析，制作 累计分布曲线，最终确定了船板钢厚度偏差的 内控标准（见图4）。36质量技术奖 QUALITY TECHNICAL AWARD三、效益评价（一）社会效益。产品质量数据库的创立，是精细化质量管 理在邯钢大规模生产过程中的一次实践。产品 质量数据库的创立，系统地将先进的质量管理 理念同企业信息化系统结合起来，可有效监控 产品质量状况、预防质量问题的发生以及优化 产品的生产工艺，使公司实物质量水平得以稳 定提高。（二）经济效益。本次管理创新将现有ERP信息化项目资源 同公司质量、技术系统进行融合，没有固定资 产投入，适合采用相关因素合成法（PCP）计算 经济效益，计算公式为：四、成果适用目前，该产品质量数据库已应用到实际的质量控制与质量改进中， 并取得了较好效果。自2010年1月起，邯钢在产品质量管理中利用质量数 据库进行深入的质量分析和全方位的质量改进。降本增效方面，借助产品 质量数据库体系对大生产数据的深入分析，在保证产品质量的前提下，通 过优化产品生产工艺、降低产品合金料消耗，2010年降低成本2584.5万元。小 结产品质量数据库是一种将先进质量管理理念与企业信息化系统相结 合的精细化管理资源，可有效监控产品质量状况、预防和减少质量问 题、优化产品生产工艺。邯钢产品质量数据库是将产品缺陷分析（专业 技术）、统计技术以及过程能力监控（管理技术）作以系统融合的结果，是邯钢实施精细化管理、实现质量增效的核心。nn（本项目获2011年度中国质量协会质量技术奖三等奖）（作者单位：河北钢铁集团邯郸钢铁集团有限责任公司）Ep=SaFH(Cb+I）1.利用“单因素直接测定法”计算各因素 经济效益。（1）因素一（S1）：提升产品质量，降低 质量改判损失。2010年，邯钢钢轧系统因产品质量不符合 预期质量要求导致的改判、降级、报废共170650 吨，产品质量损失2061.31万元；同口径降低率 为26.86%，同口径比减少757.07万元(即S1) 。（2）因素二（S2）：优化钢种合金元素成 分，降低生产成本。在保证产品质量的前提下，通过优化产 品生产工艺，使热轧产品锰元素含量年均降 低0.