（机械制造及其自动化专业论文）面向过程集成的钢铁企业质量管理研究.pdf

大连理工大学博士学位论文 摘要 质量管理正朝着集成化、信息化和专业化的方向发展，研究基于过程和知识的集成 质量管理技术和方法，建立企业质量核心数据平台，实施面向过程集成的、符合行业特 点的质量管理系统，是企业在激烈的市场竞争中以质取胜的有力保障。 钢铁企业面对的市场竞争主要表现在产品质量和顾客服务上，提高产品质量成为钢 铁企业提高竞争力的根本途径。结合质量管理发展的趋势，针对钢铁企业质量管理中的 问题，本文提出了面向过程集成的钢铁企业质量管理系统，并对涉及的关键技术进行了 研究。 基于供应链的角度，提出了面向过程集成的质量管理系统的体系结构，以采购过程、 质量设计过程、质量控制过程、面向顾客的服务过程为研究对象，对其中的关键问题进 行了研究。基于e r p m e s p c s 三层企业集成框架，分析了钢铁企业产品实现过程质量 管理的功能模型，在此基础上提出了集成质量管理系统研究的关键技术。 根据钢铁企业的生产管理和质量管理特点，构建了过程质量管理x b o m 体系，分析 该b o m 体系在钢铁企业中的构成、存在形式和特征，研究了基于x b o m 的过程信息集 成技术，e b o m p p b o m 向m b o m 、q b o m 和m b o m 之间的转换模型。 研究了钢铁企业过程质量管理中的质量设计方法与技术。采用了基于质量属性的钢 铁产品表达方式，以此为基础，分析了面向订单生产的钢铁企业质量管理流程，提出了 基于分层实例的三层质量设计实例推理方法，研究了订单产品层和工序层质量设计实例 表达与检索方法。 研究了基于质量数据仓库的多维数据数据模型和多维分析过程，分析了数据挖掘技 术在质量控制与分析中的应用，研究了关联规则提取的改进a p d o r i 算法和在质量数据 仓库中的应用。 以东北特钢集团为背景，进行了开发和应用研究工作，对过程集成质量管理的关键 技术进行了研究，开发的过程质量管理系统在集团企业中得到了应用和验证。 关键词：过程集成；b 0 1 技术；质量设计；数据挖掘 面向过程集成的钢铁企业质量管理研究 r e s e a r c ho np r o c e s si n t e g r a t i o n o r i e n t e dq u a l i t ym a n a g e m e n ti ns t e e l i n d u s t r y a b s t r a c t q u a t l i ym a n a g e m e n t i s s t e p p i n g t o w a r d s i n t e g r a t i o n ，i n f o r m a t i o n i i z a t i o n a n d s p e c i a l i z a t i o n t os t u d yq u a l i t ym a n a g e m e n tt e c h n o l o g y a n dm e t h o d sb a s e do n p r o c e s s ，k n o w l e d g ea n di n t e l l i g e n ta l g o r i t h m s ，t ob u i l de n t e r p r i s eq u a l i t yd a t ap l a t f o r m ，a n dt o p u ti np r a c t i c ei n t e l l i g e n tq u a l i t ym a n a g e m e n tt e c h n o l o g yg u a r a n t e ee n t e r p r i s e st os u c c e e di n f i e r c em a r k e tc o m p e t i t i o n s t e e le n t e r p r i s e sm a i n l yc o m p e t ei np r o d u c tq u a l i t ya n dc u s t o m e rs e r v i c e s ot h eb e s t w a yf o rt h e mt oi m p r o v et h e i rc o m p e t e n c ei sb yi m p r o v i n gt h e i rp r o d u c tq u a l i t y ，a c c o r d i n g t ot h en e w e s td e v e l o p m e n ta n dr e q u i r e m e n t so fq u a l i t ym a n a g e m e n t ，t h i st h e s i sp r o p o s e st h e c o n c e p to fp r o c e s si n t e g r a t i o n - o r i e n t e ds t e e le n t e r p r i s eq u a l i t ym a n a g e m e n ts y s t e m ，a n da l s o i l l u s t r a t e st h ev i t a lt e c h n o l o g i e si n v o l v e d f i r s t l yt h i st h e s i sd e f i n e sp r o c e s si n t e g r a t i o n o r i e n t e ds u p p l yc h a i nq u a l i t ym a n a g e m e n t s y s t e m ，a n a l y z e st h em a i np r o c e s s e ss u c ha sp u r c h a s i n g , q u a l i t yd e s i g n ，q u a l i t yc o n t r o la n d c u s t o m e ro r i e n t e ds e r v i c ep r o c e s s ，a n ds t u d i e st h e i rv i t a lp r o b l e m s b a s e do ne r p m e s 厅c s t h r e e t i e re n t e r p r i s ei n t e g r a t i o nf r a m e w o r kt h ef l j n c t i o nm o d e lo fs t e e ie n t e r p r i s ep r o d u c t r e a l i z a t i o np r o c e s si si l l u s t r a t e da n dt h e nt h ei n v o l v e d p r i n c i p l et e c h n o l o g i e sa t ea n a l y z e d ， s e c o n d l ya c c o r d i n gt ot h ec h a r a c t e r i s t i c so fs t e e lp r o d u c t i o n ，t h ep r o c e s sq ? a l i t y m a n a g e m e n tx b o ms y s t e mi s c o n s t r u c t e d i t sc o m p o n e n t s ，s t r u c t u r ea n dc h a r a c t e ra r e a n a l y z e d i t a l s os t u d i e st h e p r o c e s s i n f o r m a t i o n i n t e g r a t i o nt e c h n o l o g y a n dt h e t r c a a s f o r m a t i o no fe b o m p p b o mt om b o m q b o ma n dm b o m t h i r d l yi td i s c u s s e sq u a l i t yd e s i g nm e t h o da n dt e c h n o l o g yf o rs t e e lp r o d u c t s ，t h es t e e l p r o d u c td e s c r i p t i o ni sb a s e do nq u a l i t ya t t r i b u t e s i ta l s op r o p o s e so r d e ro r i e n t e ds t e e l e n t e r p r i s eq u a l i t ym a n a g e m e n tf l o w a n dt h e nq u a l i t yd e s i g nm e t h o db a s e do nc b ri s a p p l i e di np r o d u c tl a y e ra n ds t e pl a y e r , a n dt h es t r u c t u r eo fq u a l i t yd e s i g nk n o w l e d g e m a n a g e m e n ts y s t e mi sg i v e n f o u r t h l yi ta d d r e s s e st h et h e m a t i cd a t am o d e la n da no l a pm u l t i d i m e n s i o nm o d e lj n q u a l i t yd a t aw a r e h o u s e a n dt h ei m p l e m e n t a t i o no fd a t am i n i n gt e c h n o l o g ys u c ha sr u l e d i s c o v e r i n ga r ed i s c u s s e da n da na p r i o r ir u l ed i s c o v e r i n ga l g o r i t h mi sg i v e n f i n a l l y ，ap r o c e s sq u a l i t ym a n a g e m e n ts y s t e md e v e l o p e df o ran o r t h e a s t e ns p e c i a ls t e e l c o m p a n a yi si n t r o d u c e d 1 1 l em a i nt e c h n o l o g i e si n v o l v e da r ed i s c u s s e da n da p p l i e di nt h i s s t e e lc o r p o r a t i o n k e yw o r d s ：p r o c e s si n t e g r a t i o n ；b o m ；q u a i l t yd e s i g n ；d a t am i n i n g i i 独创性说明 作者郑重声明：本博士学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工 作及取得研究成果。尽我所知，除了文中特i i i i 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的研究成果，也不包含为获得大连理 工大学或者其他单位的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志 对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 大连理工大学硕士研究生学位论文 大连理工大学学位论文版权使用授权书 本学位论文作者及指导教师完全了解“大连理工大学硕士、博士学位论文版权使用 规定”，同意大连理工大学保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子 版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连理工大学可以将本学位论文的全部或部分内 容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论 文。 作者签名： 导师签名 年月日 大连理工大学博士学位论文 1 绪论 1 1 研究背景 1 1 1 质量管理的发展历程 随着市场经济的发展和新制造模式、信息技术等新技术的发展，企业进行质量管理 的技术，方法和手段也不断改进和提高。根据质量管理所依据的手段和方式，质量管理 的发展历程可以分为以下五个阶段： 第一阶段：质量检验阶段。二十世纪三十年代以前，质量管理的特点是事后检验。 在“泰勒制”出现以前，工厂的产品检验都是通过工人的白检完成的。随着“泰勒制” 在生产中的应用，质量检验成了生产过程中必不可少的环节，专职的质量检验人员对生 产中的产品或半成品进行检验、判断合格与否，杜绝不合格品流入下道工序或出厂，对 产品质量起到把关的作用【l 一。质量管理主要是事后检验，信息反馈不及时，往往造成 很大的废品损失，这是该方法的缺陷。 第二阶段：统计质量控制阶段。在二十世纪二三十年代，美国贝尔研究所工程师休 哈特( w a s h e w h a r t ) 提出用数理统计方法进行质量管理，并发表了著名的控制图法【3 】。 道奇( h f d o d g e ) 和罗米格( h g r o m i g ) 提出了抽样检验理论。这些成果将质量管理 发展到统计控制时代，统计质量控制将质量的预防性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。缺点是 仅注重工序，没有对产品质量形成的整个过程进行控制；质量管理仅限于数学方法，主 要靠专家和技术人员，难以调动广大员工参与质量管理的积极性。 第三阶段：全面质量管理阶段。进入六十年代后，随着系统科学和技术的发展，使 得统计过程控制s p c 与系统工程结合，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 ，t o m ) 成为全球质量管理的主流l 钾j 。其核心思想是全过程管理，即对产品质量的产生、形成 和实现的全过程的各个环节进行全面管理。在全面质量管理中，要综合采用专业技术、 管理技术、数理统计、运筹学和计算机信息技术等多种方法和措施来实施。从六十年代 以来全面质量管理的概念已逐步被人们所接受，并在实践中得到丰富和发展，形成了一 套完整的理论技术和方法。 第四阶段：标准质量管理阶段。进入八十年代，随着产品日益复杂、产品更新加快， 仅仅依靠对已有产品保证质量或者通过产品质量认证取得信任，已经不能满足市场竞争 的需要。国际标准化组织i s o 为满足国际经济交往中质量保证活动的客观需要，于1 9 8 7 年3 月发布了i s 0 9 0 0 0 族质量标准，并于2 0 0 0 年颁布了彻底修改后的2 0 0 0 版i s 0 9 0 0 0 面向过程集成的钢铁企业质量管理研究 标准。i s 0 9 0 0 02 0 0 0 标准从质量体系的总要求、管理职责、资源管理、产品实现和测量、 分析和改进等几方面对一个组织的质量管理体系提出要求，特别增加了质量管理的八项 原则，引入了以过程为基础的质量管理体系模式 8 1 。 第五阶段：质量链管理阶段。九十年代后，随着全球化经济的发展和多种新制造模 式的涌现，企业实体之间的合作越来越紧密。不同的合作企业通过质量管理系统的设计 和环环相扣的链接，开始寻求企业间的质量集成，形成了第五代的质量系统链管理时代 1 9 1 。在这个阶段，质量是通过协同联盟来保证的，出发点是基于顾客和社会的需要。质 量管理人员的职责不局限于企业内部的检测、统计分析、培训和质量策划与设计等工作， 丽是扩展到与其它企业的合作任务、链式质量系统的设计等。质量系统链可以显著地改 进质量、协同伙伴关系以及顾客价值体现，更快速地响应顾客要求等外界变化。 简而言之，质量检验阶段是事后把关；统计质量控制阶段是在生产过程中实施控制； 全面质量管理则对产品全生命周期的整个过程实施管理，是一种全面的、全过程的、全 员的质量管理。标准质量管理阶段则是建立国际性质量管理与质量保证体系，而质量链 管理则强调链上的所有实体企业的合作与改进。总之。质量管理正朝着过程化、集成化 和智能化的趋势发展。 1 1 2 面向过程的质量管理 现代质量管理是面向过程的管理。国际标准化组织( i s o ) 把质量管理的重点从“产 品”转向“过程”，引入了以过程为基础的质量管理体系模式，如图1 1 所示，其含义 如下【1 0 1 1 j ： ( 1 ) 圆内部分构成了一个质量管理体系。企业为满足顾客及相关方需求并使其满 意的活动由四大过程构成：产品实现过程、测量、分析和改进过程、管理职责过程以及 资源管理过程。 ( 2 ) 产品实现过程是质量管理体系的中心过程，后三方面的管理过程为主过程的 支持过程，为确保产品实现过程达到预定目标而服务。 ( 3 ) 资源管理的目的是向持续改善的质量管理体系提供必要的资源。资源包括人 员、基础设施、技术和方法、信息等，是个广义的概念。 ( 4 ) 四个过程可以分为更详细的子过程。产品实现过程的质量管理又可以分为采 购质量管理过程、设计质量管理过程、生产质量管理过程和顾客使用质量管理过程四个 相互衔接的子过程。 大连理工大学博士学位论文 i s 0 9 0 0 0 ：2 0 0 0 标准强调了在质量体系与质量系统建设中，要对质量管理过程之间 的联系以及过程的组合与相互作用加以系统分析与连续地控制，并通过对过程的有效管 理与推进达到顾客的满意与持续改进。 - 增值活动 一卜信息流 二今过程关系 图l 1以过程为基础的质量管理模式 f i g 1 1 m o d e lo fq m sb a s e do np r o c e s s 随着国际市场竞争加剧、社会分工越来越细和顾客需求日益多样化、个性化，产品 的生产制造趋向于全球化，从原材料采购到成品交付的过程中，物流、信息流和资金流 流经供应商、生产商和分销商等多个实体紧密结合的供应链网络。产品的质量和性能取 决于整个供应链的运作效率，传统的企业之间的竞争转变为供应链之间的竞争【2 j 。面向 过程的质量管理概念也从企业内部向外延伸，扩展到包含供应商和顾客的供应链质量管 理模式。 1 1 3 集成化质量管理 作为先进管理理念和管理模式得以成功实施运作的使能器和实现手段，质量管理系 统经历了从模块孤立、功能单一到集成化、系统化和多功能支持的发展历程。 制造企业为了自身的发展提出了应用先进技术，特别是信息技术，实现质量管理、 质量保证和质量控制自动化的需求。1 9 8 5 年，u l r i c hr e i n h o l d 等人首先在计算机集成 制造系统技术与系统一书中提出了质量控制的系统观和计算机支持的质量控制系统的 递阶结构和功能。1 9 8 7 年t u t t l e 总结了己被人们广泛接受的计算机辅助质量系统 面向过程集成的钢铁企业质量管理研究 ( c o m p u t e ra i d e dq u a l i t ys y s t e m ，c a q 系统) 的概念。c a q 系统运用计算机实现质量 数据采集、分析、处理、传递的自动化，实现质量控制、质量保证、质量管理的自动化。 同年美国i l l i 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 l e 会议上提出了集成 质量系统( i n t e g r a t e dq u a l i t ys y s t e m ，i q s ) 的概念l l j 。 计算机集成质量管理系统的含义是：通过计算机和网络技术把质量系统内部相互分 离的部门、系统和人员有机地集成在一起，实现质量管理中的组织集成；以产品对象为 核心，面向产品全生命周期，构建一个面向过程的集成化、计算机化、网络化的质量管 理体系，实现产品质量形成过程中的过程集成；建立质量信息平台，促进质量管理中的 信息流动交换和共享，实现信息集成；建立工作流模型。有效地促进并支持质量系统中 各项活动的协调进行，实现活动集成；利用信息化手段实现质量管理活动中的功能集成 1 1 2 1 ；以提高质量体系的整体运行效率与水平，进而提高企业的适应能力和竞争力。 随着敏捷制造，虚拟企业、动态联盟和供应链管理等制造模式和竞争战略的兴起， 以及面向过程的系统化质量管理策路的转变，企业对集成质量管理系统的智能性、过程 集成性、实时性和共享性等提出了新的更高要求。 ( 1 ) 系统内部与外部集成化。系统集成不仅包含质量管理系统本身的集成，而且 包括与其它业务管理系统的企业内部集成，以及与外部供应链上的企业业务系统的集 成。集成性包括纵向集成和横向集成两部分，纵向集成是指质量活动与信息在企业的决 策层、管理层和实施层之间的自上而下和自下而上的集成；横向集成是指质量活动与信 息在从获取用户和市场需求到设计、采购、生产准备、生产、质量检验、市场营销和售 后调查这一产品生命周期全过程中的集成。同纵向集成相比，横向集成可以看作是质量 活动与信息在产品质量形成过程上的集成。 ( 2 ) 管理的智能化和知识化。在长期的生产过程中企业里积累了大量的历史数据 和丰富的经验，通过对这些信息进行挖掘，归纳出相关知识，并应用到以后的生产实践 中，可以极大地提高产品的质量。实现质量管理的智能化是企业知识管理中的重要部分。 人工智能技术开始应用到集成质量管理中的诸多方面，如质量计划生成、质量设计、质 量决策、质量监控、质量分析诊断和过程控制等，集成质量系统的智能化水平日益提高。 1 2 课题的提出 质量管理从传统的产品质量管理发展到面向过程的全流程质量管理，从独立的企业 内部质量管理扩展到了基于供应链的外部质量管理，从单一局部的质量检验与控制模块 向智能化集成化的信息系统方向发展。这些新理念的实现需要相应的质量管理方法与技 术手段的支撑，这给企业的质量管理带来了新的挑战。 - 4 大连理工大学博士学位论文 目前大多数企业的质量管理系统在过程集成的支持机制方面存在不足【1 3 j ： ( 1 ) 多数集成质量系统仍然是以信息集成和功能集成为主线展开，并未以过程为 主线加以构建，对过程集成虽有所支持，但大多是通过功能的有效衔接以及质量信息在 过程节点之间流转的方式来实现过程的集成，对于过程本身并未给予充分的关注。多数 环节仅着眼于对过程中的信息加以采集与管理，属于相对滞后和静态的管理，并未实现 对过程本身管理与控制。 ( 2 ) 对于质量管理体系的核心过程即产品实现过程的子过程的设定、控制和改进 比较薄弱，缺乏对过程的建模和分析，子过程之间的集成只停留在过程输出的信息传递 层次上，没有实现过程阃的深层次并行集成。多数子过程环节之间仍属于“黑箱过程”， 相互间不透明，造成企业对过程异常和质量问题的响应性差，质量需求响应、质量分析 和质量改进等过程的敏捷性不足。 钢铁企业是我国国民经济重要基础产业，伴随着我国经济和社会的发展，各行各业 对钢铁产品的需求量日益增多，相应地对产品的质量性能和可靠性提出了越来越高的要 求。如何借助先进的质量管理方法和技术，实现面向钢铁产品实现全流程的集成质量管 理，是钢铁企业在新的市场竞争环境下面临的重要问题。 对于钢铁企业的质量管理而言，其过程集成性的要求比一般行业的企业更高。钢铁 企业属于资金密集性企业，具有明显的流程性生产特点，生产规模大、流程复杂多变、 质量特性参数繁杂，既有化学成分和气体含量等流程生产质量指标，也有延伸率和屈服 强度等机械指标。钢铁生产中普遍存在的物流分流、汇合或倒流等现象，使得物料质量 的标识和可追溯性比较困难，实现过程集成的质量管理对钢铁企业来说尤为重要。 除了前述的目前企业质量管理中普遍存在的过程集成支撑机制不足之外，钢铁企业 质量管理还因其自身的行业特点，存在如下问题： ( i ) 钢铁企业的生产、质量及物科管理有其特殊的要求。目前的很多企业管理系 统虽然都有诸如生产、销售、供应、质量等模块，但由于不能适应钢铁企业流程式生产 和物料描述的特定需求，所以不能在钢铁企业得到很好的应用，甚至迫使企业不得不进 行自行开发，比如韩国浦项钢铁公司。一些面向钢铁企业提出的解决方案，如德国s a p 公司的m y s a _ p 全球化版本钢铁企业解决方案，更多地考虑的是轧钢企业f 1 4 】，更强调了 通用性，对于具体企业来说，由于灵活性不足实施难度比较大。而且在质量管理方面， 做的不到位，缺乏质量管理主数据模板，在冶金规范的融合与统一、产品制造过程与质 量管理过程的规范上还存在不足。 面向过程集成的钢铁企业质量管理研究 ( 2 ) 对于钢铁产品实现的质量设计子过程，由于顾客日益多样化和个性化的小批 量产品需求，钢铁产品订单的质量设计任务庞大，实现产品订单的智能化质量设计成为 迫切需要解决的问题。 钢铁企业质量管理的核心问题是质量设计，它覆盖了物料编码和主数据定义、冶金 质量技术规范和过程质量检验等内容，冶金行业的特性集中体现于此【1 5 1 。钢铁企业质量 设计过程要为各种产品的生产质量控制建立设计基准。包括产品极限规格、尺寸公差、 产品需经过的工艺路径、路径上各工序工艺控制参数、在线取样要求、成品放行标准等， 以实现全过程的一体化产品与质量设计。 随着顾客对钢材的品种、性能、规格和交货状态等的要求越来越多样化，顾客需求 呈现多品种、小批量的特点，对交货状态等的特殊要求也越来越多，由于产品附加要求 的不同，直接决定了生产加工流程和质量控制参数的差异，这样就要求对每份产品订单 进行质量设计。原先的通过人工查阅标准或根据已有的经验来完成每天几千份订单质量 设计任务的方式几乎不可行，需要借助智能化的设计方法来完成。 ( 3 ) 对于钢铁产品实现的质量控制子过程，由于钢铁产品质量属性存在多元性、 质量属性间的复杂关联与相互作用等，增加了生产质量控制与分析的难度。利用企业信 息化积累的海量数据和信息，按照不同类型的决策主题分别构造数据仓库，通过在线分 析和数据挖掘。实现质量数据一信息一知识的递阶演化，挖掘质量属性参数之问的关系 和质量控制知识，才能更准确地对产品的质量进行预报、跟踪和分析，并为质量设计过 程过程服务。 本人在“大连金牛企业信息化( j n c i m s ) 二期工程”项目的理论研究和系统开发 实施的工作基础上，以钢铁企业的质量管理为背景，对集成化质量管理系统的关键技术 进行研究。 1 3 相关研究现状 1 3 1 产品全生命周期质量管理 这方面的研究侧重于产品生命周期不同阶段的过程中质量管理技术与质量保证活 动的实现方法，主要针对生产前的产品设计与采购( 如产品设计和开发、检验审核、过 程参数设计、采购等) 和生产加工制造这两个阶段。产品设计方面的研究包括不同的质 量控制和质量改进技术的探讨，如o f d 工具和田口方法的应用1 1 刖，如s oy o u n g 等人 提出了模糊质量功能配置模型，表达了顾客需求与产品设计可靠性参数之间的模糊关 系，提出了一套模糊多准则决策方法，将其应用到了最优设计方案的选择。产品制造阶 大连理工大学博士学位论文 段则主要针对质量控制工具与技术进行研究，包括供应链节点企业内部的车间质量监控 技术，以及供应链上的远程质量控制技术等1 1 ”“。 北京航空航天大学的唐晓青教授带领的质量工程实验室在质量管理领域进行了比 较全面深入的系统研究，取得了一系列研究成果，提出了一套行之有效的实旋思路与方 法。其中，陈俊研究了质量计划过程模型，并探讨了面向群体协同环境、具有智能支持 的质量计划工具系统的研究与实现【捌；王美清提出了面向产品设计过程的设计质量控制 模型，基于此模型构建了产品设计过程质量控制与保证系统的总体框架模型l ；聂胜才 提出了一种以机械加工工序为控制对象、以保证与改进产品加工质量为目标的机械加工 过程质量控制集成模型i 驯； 西安交通大学的林志航和杨明顺等讨论了模糊质量功能配置中的多粒度多语义的 情况，对定性信息定量化处理进行了研究i 圈。要义勇等提出了一种新的基于分布式环境 的供货商评价体系结构和评价工作流程，建立了敏捷制造模式下供货商质量的动态评价 模型p l 。曾晓流等对分布式环境下的质量问题讨论的工作过程进行了全面地分析，姘对。 在线质量问题讨论的工作流程和讨论方案的确定等问题进行了研究，利用多a g e n t 技术 实现了基于协同工作机制的计算机辅助在线质量问题的讨论闭。 东南大学的易红和幸研等人提出和解决了敏捷环境制造质量保证的关键技术，曲邑括 敏捷企业根据质量保证技术快速重组的方法、质量保证程序和工具的组件技术，以及工 作流技术在质量保证系统的应用i 冽；基于工作流技术提出了质量计划的流程重组环境， 针对质量保证系统所涉及的关键佳能技术和实现方法进行了研究，并阐述了质量计划流 程如何在虚拟企业间定义和调用【2 。 南京航空航天大学的丁秋林和谢强等对产品交付给客户后发生的质量问题进行了 研究，提出了一种基于故障模式的外部质量控制与分析方法i 删。华中科技大学的陈志祥 和李孟清提出了下一代制造系统的质量管理与质量保证系统，围绕系统的建模与核心技 术而展开，主要研究了面向质量特性的质量控制技术和面向加工过程参数的质量控制技 术p ”。天津大学的齐二石和聂斌对复杂多品种制造系统质量管理方法和应用进行了研 究，提出了一种基于聚类分析的统计质量控制方法阎。 这些学者利用系统的质量计划、质量功能配置和质量控制技术等工具，分别针对新 制造环境下的供应商管理、产品设计、生产控制和销售以及售后服务过程中的若干质量 问题进行了深入研究，提出了相应的解决方案，取得了一系列成果。 面向过程集成的钢铁企业质量管理研究 1 3 2 供应链集成质量管理 在质量管理研究领域中，对供应链环境下质量管理的相关研究比较少。目前查阅到 的有关文献，大多集中在供应链质量管理特点、理论与方法的研究上。何琼等对如何在 供应链中实施质量管理做了研究，说明了怎样将供应链与质量管理紧密结合。并分析了 在供应链整体、供应链各节点企业以及供应链衔接点处应采用的质量管理方法【3 3 】。麻书 城深入研究了供应链全面质量管理的问题，给出了供应链全面质量管理的定义，提出了 供应链质量管理成熟度模型以及评估方法、供应链管理框架模型与进化思想以及供应链 全生命周期模型，对在供应链内实现全面质量管理进行了比较系统的研究1 3 4 1 。 由于供应链上的质量管理问题比较复杂，所查阅的国外文献也大多针对供应链环境 下质量管理的某方面进行研究。概括起来，可以分为以下几方面： ( 1 ) 供应链成员企业之间的活动与伙伴关系研究o s - 4 0 i t a n 讨论了实现供应链上的供应商、制造商和顾客三者之间有效集成的承诺约定关 系，研究了客户关系对企业运行性能的影响。f o r z a 和m e h l a 等提出改进顾客满意度要 求企业多关注与供应链下游的客户之间的关系，对全球化市场中t o m 在业务过程管理 中发挥的作用进行了分析，强调了“供应商支持”和“以顾客为中心”的供应链质量管 理重心。w o n g 和f u n g 等通过实例研究了与供应商的协同关系在实现质量目标过程中的 作用，提出供应链卓越模型和1 q m 七项原则，为管理供应链伙伴关系提供了重要的指 导原则。s t a n d l e y 等阐述了协同购买濮应商关系与购买能力之删的关系，c h o i 等提出坚 固的购买，供应关系将改进设计质量。 r o m a n o 更进一步地调查研究了i s 0 9 0 0 1 的实施项目对伙伴企业的影响。通过意大 利企业的调查发现，尽管i s o9 0 0 1 认证对产品质量或成本没有显著的影响，但是供应 商通过认证可以使得制造商对其产生较高的信任关系，指出成员企业( 客户和供应商) 的协同管理目标可以改进供应网络的能力，满足最终顾客的期望， ( 2 ) 供应链上的过程集成和质量管理研究【4 1 郴j 供应链不同环节之间的过程集成和管理是所见文献中的另一个研究主题。讨论比较 多的是客户与供应商跨越各自企业边界，通过办调合作来实现紧密的合作。r o m a n o 定 义并提出了战略层和运作层的“过程解决方案”以满足最终客户的需求。s a l v a d o r 研究 了供应链企业之间的交互如何导致运行性能的变革和改进。s e g a r s 论证了把过程扩展到 企业外部，包含迸顾客和供应商的系统化过程传递的重要性，以实例验证了如何通过供 应链伙伴之间的过程链接实现质量目标。b e a m o n 等人开发了一过程质量模型p q m ( p r o c e s s q u a l i t y m o d e l ) ，提出了实施或改进新质量项目的系统化方法，以弥补供应链 成员之间的隔阂。a h i r e 和d r e y f u s 指出有顾客和供应商参与的过程质量管理对最终产品 大连理工大学博士学位论文 质量具有积极的作用。这些研究普遍认为质量管理不是静止的、局部的，而是需要整个 供应链上的网络企业之间的交互与同步管理。t i m o t h y 建立了供应链协同质量控制模型， 以保证供应链的连续性、提高供应链总体的产品质量保证能力。 ( 3 ) 基于质量的供应链决策研究1 4 “8 l o l h a g e r 等调查研究了供应链战略决策，提出了基于质量选择供应商的策略。s h i n 等认为供应商质量管理是买方和供方伙伴获得积极的业务性能的有效方式。u l u s o y 和 y e u n g 等研究了基于质量的供应链策略。通过对一批企业的调查发现，企业已经普遍把 质量作为市场竞争中赢得一席之地的最基本要求。j a y a r a m 等人研究了供应链集成与通 讯策略与客户响应性及企业性能之间的关系。这些研究结果表明了质量在供应链中所处 的重要地位，供应链所作决策需以最终顾客和质量为中心，从顾客的角度定义质量，把 质量看作是顾客对产品满足程度的度量。 ( 4 ) 质量管理与供应链性能之间的关系研究 4 9 。5 3 1 这类文献研究了供应商关系管理、供应商认证、客户关系管理、t q m 实施、涸队 建设、i s 0 9 0 0 0 认证和基于计算机的质量数据分析等质量管理实践对供应链成员企业运 营性能的影响。f o r k e r 等对影响供应链性能的活动进行了总结和分类，提出供应商质量 管理、质量数据分析、产品n 务设计和培训等管理活动能有效改进供应链性能。w 盘b b _ 也对现代制造企业的管理实践及其有效性进行了调查，发现最常见的管理活动是供应链 伙伴关系管理、全面质量管理、基于团队的工作以及基于计算机技术的信息管理。：1 锄 等总结了供应链特性如通讯和信任等对改进整个产品质量具有积极的作用。o l h a g e r 和 s e l l d i n 研究了制造企业中的供应链管理实践，主要侧重于集成、设计、通讯、计划和控 制等供应链主题。研究发现，供应链的伙伴选择过程中，质量是企业采用的最重要的标 准。 1 3 3 质量知识管理 。 国外学者在这方面的研究主要有：v o s n i a k o s 提出了机械零件加7 - , 1 1 造行业的质量 信息系统框架i 州，其中质量控制的计划功能包括由数据库支持的工艺过程规范、由知识 库支持的质量工具和控制图表选择、以及由知识库支持的质量控制装配说明。运作功能 包括数据采集、与质量有关的事件获取、在电子表格中通过统计分析实现的质量数据抽 象，以及质量问题诊断和过程改进的框架。该框架综合考虑了基于s p c 的质量问题诊断 以及质量管理信息系统两方面内容。s y l l a 等人把质量系统看作是支持企业过程的一个 集中过程，提出了一个中心式的质量信息系统框架1 5 5 5 6 1 ，即质量保证信息系统( q u a l i t y a s s u r a n c ei n f o r m a t i o ns y s t e m ，q 舢s ) 。该系统是对企业产品质量和过程质量进行计划 面向过程集成的钢铁企业质量管理研究 控制的信息中心，其作用是把与质量相关的功能，从设计、制造、分销、销售和其它工 厂管理系统集成到一起以优化整个工厂的性能。 国内对质量应用系统研究较多的有东南大学、北京航空航天大学、西安交通大学、 重庆大学、南京航空航天大学等机构，研究内容可分为以下几类： ( 1 ) 体系框架和功能模型研究 西安交通大学的杨鸿鹏等提出了分布式计算机辅助质量信息系统的设计思想、功能 模型和总体结构，建立了分布式计算机辅助质量信息系统的开发环境l 媚。史金飞等则着 重研究分布式远程质量控制系统的实现框架和关键技术，实现了基于w e b 界面的分布 式质量控制系统的框架需求，并完成了演示原型的设计开发f 5 s j 。东南大学的张晓玲等总 结了敏捷制造企业对质量控制系统的需求，提出了分布式计算机辅助质量控制系统的设 计思想、功能模型和总体结构印 。孙蓓蓓等提出了基于i n t e m e t i n t r a n e t e x t r a n e t 的分布 式质量保证信息系统的体系结构，采用j a v a 语言开发了基于w e b 的质量评价子系统i 。 吕庆领等在研究扩展企业协同质量管理模式的基础上，提出了西向扩展企业、基于a s p 方式的协同质量管理信息系统，并进行了系统体系结构、功能与实现方法的研究【6 “。华 中科技大学的陈志祥等分析了下一代制造系统中的质量管理与质量保证信息系统的特 征，提出了基于i n t e r n e t 和i n t r a n e t 的下一代制造系统( n e x tg e n e r a t i o nm a n u f a c t u r i n g s y s t e m ，n g m s ) 中的质量管理与质量保证信息系统( q u a l i t ym a n a g e m e n ta n da s s u r a n c e s y s t e m ，q m a s ) 的系统框架和底层制造单元级质量信息子系统的具体结构1 6 “。哈尔滨 工业大学的苗瑞、王东鹏等根据i s 0 9 0 0 0 、i s 0 1 4 0 0 0 系列标准。建立了一种绿色产品 设计过程、制造过程、使用维护过程、回收处理过程的质量保证体系功能结构嘲j ； ( 2 ) 智能监控与决策理论研究 重庆大学的杨育等提出一种车问级产品质量集成监控系统的结构框架和集成监控 原理，并以某典型压力加工车间为背景，给出该系统的功能构成和实现技术m j 。王时龙 等研究了质量监控系统智能决策代理的结构、功能、控制策略及实现方法。将智能a g e n t 引入装配生产线质量监控系统，建立了基于多代理的装配生产线在线质量监控系统【鲫。 王灿等提出产品质量物料清单( q u a l i t yb i l lo fm a t e r i a l ，q b o m ) 的概念，基于q b o m 建立了质量信息管理系统的总体架构i 。罗书强和何玉林将决策支持系统、数据仓库、 数据挖掘、联机分析处理等技术综合运用到网络化制造模式企业的质量管理中，开发了 基于数据仓库的质量管理决策支持系统，使高层质量管理决策者能够方便、快速地对企 业的质量状况作出决策 6 ”。杨涛、马玉林等研究了加工过程质量监控的多代理系统的结 构和实现，并应用于加工过程分布式监控系统i 碍j 。 1 0 大连理工大学博士学位论文 这些研究成果表明，质量管理信息化已经从单一的质量计划、质量检验和质量判定 等孤立单一的模块，向专业化、集成化、知识化和智能化的方向发展。质量管理系统成 为支持企业过程集成的核心部分，将所有与质量相关的功能如设计、制造、分销、销售 等其它系统集成到一起，并为企业的知识管理和智能决策提供支持。随着企业对管理的 精细化和专业化的发展需求，研究面向领域的、突出行业特点的质量管理方法和技术是 适应企业发展需求的质量管理未来发展方向和趋势。因此，本文对钢铁行业的质量管理 方法与关键技术进行研究，为钢铁企业的质量管理实践提供可借鉴的行之有效的方法与 技术手段。 1 3 4 钢铁企业质量管理 ( 1 ) 钢铁企业整体信息化现状 在以信息化带动工业化的战略目标下，我国钢铁企业在生产过程自动化、智能化、 管理信息化和管控一体化等方面都取得了长足进步。但是只有少数特大型的钢铁企业建 立起了包含质量管理功能的e r p 系统。而占大多数的中小型企业信息化水平还比较低， 企业竞争力不强，很多停留在简单的质量数据采集和汇总统计上。随着我国中小型钢铁 企业的蓬勃发展，钢铁企业信息化建设引起了国家和广大企业的高度重视。 目前，已经实施信息化工程的大多数钢铁企业，如宝钢、鞍钢、邯钢、天津铜管、 武钢等，实现了产销一体化，即从客户订单、原材料采购、产品的质量设计、生产制造、 制造过程中的质量判定、制造过程中的成本核算以及设备状况管理，到产品出厂、发运、 销售等一系列生产经营过程的整套自动化管理系统。 国外一些商业软件公司针对钢铁行业推出了解决方案，比较著名的如s a p 商务套 件1 6 9 1 ，包含m y s a p 的企业资源计划( e r p ) 、产品生命周期管理f p l m ) 、供应商关系管理 ( s c r a ) 、供应链管理( s c m ) 、客户关系管理( c r m ) ，其中高级计划与优化器( a p 0 ) 、行业 增强组件( d i m p ) 加上基于特征属性的产品主数据( v q 三个组件组成其钢铁行业解决方 案的核心组件。s a p 提供的钢铁行业解决方案是一个全面、完整、集成的系统，其功能 覆盖了财务、成本、生产、销售、供应、库存、质量、项目管理、设备维护、人力资源 管理、供应链管理、客户关系管理、供应商关系管理、决策支持等钢铁企业信息化管理 各方面的需求。 国内也有自主研发的钢铁企业集成管理系统，如上海宝信软件公司的钢铁企业信息 化集成方案、冶金自动化研究设计院开发的a r i m e s 等1 7 0 l 。a r i m e s 基于钢铁企业信息 特征，在分布环境下提供透明致的信息访问和交互手段，对其上运行的应用进行管理， 并为应用提供服务。m i m e s 包括计划调度、质量管理、物流跟踪、设备管理、库存管 面向过程集成的钢铁企业质量管理研究 理、