《工业MES实施与应用》-项目5 MES质量监控管理

目录content“”1任务1质量数据管理2任务2质检计划管理3任务3质检活动执行4任务4巡检和结果评估5任务5质量投诉管理学习要求理解产品质量和质量数据的概念。理解质量管理活动、质检类型、质检流程和主要质检环节理解常用的质量数据统计分析方法原理。能够收集和管理质量数据。能够制定质检计划。能够使用MES管理质检活动。能够使用MES完成质检数据分析。培养学生信息收集、筛选、整理的能力培养学生判断分析能力和敏锐的观察力培养学生系统思考和独立思考的能力培养学生养成科学严谨、耐心专注和求真务实的工程素养培养学生利用科学的思维方式认识事物、解决问题的意识培养学生正确认识中国制造“三个转变”的重大意义培养学生树立良好的质量观念、生产安全意识和现代质量管理理念知识目标能力目标素质目标学习目标项目背景

习近平总书记早在2014年就提出“推动中国制造向中国创造转变、中国速度向中国质量转变、中国产品向中国品牌转变”三大转变任务，指明了中国制造高质量发展的方向。2017年中国共产党第十九次全国代表大会提出坚持“质量第一、效益优先”两大原则，推动经济发展“质量变革、效率变革、动力变革”，努力实现“更高质量、更有效率、更加公平、更可持续”的发展目标。推动实现中国制造“三个转变”，关键在“质量”01质量数据管理任务描述数据是质量管理活动的基础，在质量管理中起着重要的作用，要有目的的手机数据，并对数据进行分析，从中发现质量问题，确保产品质量。不同的行业、不同的生产工序，产品的质量数据也不同，收集质量数据的方式、方法有差异。因此，要根据制造企业车间生产实际，系统地分析、识别产品或零部件的工艺流程，找出影响产品质量的主要因素和关键的质量特性数据。本任务结合缸体智能车间MES系统案例，分析产品零部件工艺流程，识别质量特性、检验要求，形成关键工序产出品质量保证通用数据及特性定义。相关知识ISO国际标准化组织对质量定义为“一组固有特性满足要求的程度”。后来：发展到以满足某种事先设定的使用需求来定义；最初的定义：质量的概念仅用于产品，以符合事先规定的标准要求来定义；再后来：质量的概念扩展到服务、过程、活动和组织体系。什么是质量？质量定义如何理解“一组固有特性满足要求的程度”。

“固有的”特性，是指某物中本来就有的特性。例如，桌子的长宽高、螺栓的直径、钢板的抗拉强度、计算机CPU的主频等。与固有特性相对的，是“赋予的”特性，即指人为给产品添加的特性，例如，交货时间、售后服务期等。

“要求”是指明示的、通常隐含的或必须履行的需求或期望。隐含的是指惯例、通常做法，不需要特别说明的要求。必须履行的是指法律法规要求和强制性标准的要求。质量数据质量数据：检验原材料、配件、成品、加工过程、装配过程等所获得的数据。收集质量数据的目的：可以掌握生产状况、分析质量问题、控制工序过程和判断产品质量。计量数据计量数据是指可以连续取值的数据。计量数据可以用测量工具（如游标卡尺、千分尺等）测量得到，如重量、长度、温度、密度、粘度等。计量数据可带有小数点以下数值。测量仪器精度越高，小数点后面的位数就可以取得越多计数数据计数数据是指不能连续取值的数据。计数数据不能用测量工具测出小数点以下的数值，只能用自然数0、1、2、3……等计数，例如砂眼数、气泡数、焊渣、焊疤数、毛刺数、缺陷数、庇点数、不合格品数、废品数等。计数数据分为：计件数据和计点数据。质量数据规律性波动性波动性和规律性——计数数据两大特点由于随机因素和系统因素的存在，使得我们收集到的质量特性数据存在一定的波动。也就是说，即使作业者、机器、原材料、加工方法、测试手段、生产环境等条件相同，生产出来的一批产品的质量也并不完全相同。质量特性的波动并非无规律可循，当生产过程处于统计控制状态时，数据的波动服从一定的分布规律。一般来说，离散型随机变量遵循二项分布、泊松分布等，连续型随机变量遵循正态分布、指数分布等。任务实施分析质量控制标准，建立质量保证通用的基础数据。分析关键工序，定义检查特性的字段和标准数值。质量保证通用数据质量保证通用数据定义创建质量通用数据界面通用数据信息通过“质量保证通用数据定义”功能建立质量管理所需必要的通用数据信息，例如故障类型、故障位置、故障原因和排除故障的措施等。当发生质量问题时，可以通过通用数据对常规的问题进行快速排查和解决。检查特性定义检查特性定义创建特性数据界通过“检查特性定义”构造列于质量数据项中的检验特性。对于每一种特性都可以赋予它们多种参数和特点，用于后续的检查和评估。02质检计划管理任务描述从原材料投入到产品的产出，在产品形成的各个阶段，有各种不同的生产活动，同时也伴随着不同的质检活动。质检活动的安排与生产订单有密切的关系。因此，需要做好质检计划，合理安排质检工作，以协调、指导检验人员完成质检工作。本任务结合缸体智能车间MES系统案例，根据生产订单要求，制定质检计划，合理安排生产订单的质检活动。相关知识质检定义用于初始化质检活动的各项参数，为生产订单、工序输出的成品设定检验项、检验类型、检验标准、检验人和检验时间等。在执行质检的过程中，MES将预先设定好的参数作为质量检查的要求传递到各个质检工位，可以起到指导、管理质检工作的作用。MES中质检定义通常需要初始化以下信息：质检项目。检验类型。检验方法。检验标准。检验规则。质量问题类型。缺陷产品等级。相关知识质检定义用于初始化质检活动的各项参数，为生产订单、工序输出的成品设定检验项、检验类型、检验标准、检验人和检验时间等。在执行质检的过程中，MES将预先设定好的参数作为质量检查的要求传递到各个质检工位，可以起到指导、管理质检工作的作用。MES中质检定义通常需要初始化以下信息：质检项目。检验类型。检验方法。检验标准。检验规则。质量问题类型。缺陷产品等级。规定工艺过程必须检验的工序和成品。设定零部件、成品的关键质量特性检验项目。所谓关键质量特性是指成品的关键特性组成部分，如关键的零、部件，以及关键工序的成品。对这些质量环节，制定质量检验计划时要优先考虑和保证。相关知识质检定义用于初始化质检活动的各项参数，为生产订单、工序输出的成品设定检验项、检验类型、检验标准、检验人和检验时间等。在执行质检的过程中，MES将预先设定好的参数作为质量检查的要求传递到各个质检工位，可以起到指导、管理质检工作的作用。MES中质检定义通常需要初始化以下信息：质检项目。检验类型。检验方法。检验标准。检验规则。质量问题类型。缺陷产品等级。规定每个检验项目的所采用检验类型，例如，全检、抽检、首检、巡检等。相关知识质检定义用于初始化质检活动的各项参数，为生产订单、工序输出的成品设定检验项、检验类型、检验标准、检验人和检验时间等。在执行质检的过程中，MES将预先设定好的参数作为质量检查的要求传递到各个质检工位，可以起到指导、管理质检工作的作用。MES中质检定义通常需要初始化以下信息：质检项目。检验类型。检验方法。检验标准。检验规则。质量问题类型。缺陷产品等级。规定每个质检项目所采用测量方法、测量工具等。测量方法要明确。例如，某车间产品的外观检测要求规定：目视（视力在1.0以上）自然光条件下，目视距离50cm，产品置于目视角度正前方相关知识质检定义用于初始化质检活动的各项参数，为生产订单、工序输出的成品设定检验项、检验类型、检验标准、检验人和检验时间等。在执行质检的过程中，MES将预先设定好的参数作为质量检查的要求传递到各个质检工位，可以起到指导、管理质检工作的作用。MES中质检定义通常需要初始化以下信息：质检项目。检验类型。检验方法。检验标准。检验规则。质量问题类型。缺陷产品等级。规定每个检验项目的检验标准，包括工艺质量标准和成品质量标准。工艺质量标准规定每个生产工序的工艺路线、工艺参数、工艺规程，以满足产品质量的要求。如钢板的冶炼、轧制、热处理、修磨等工序的工艺参数等。成品质量标准规定每个检验工序产出的成品的合格标准，例如，成品的标准值、最大值、最小值、公差等。相关知识质检定义用于初始化质检活动的各项参数，为生产订单、工序输出的成品设定检验项、检验类型、检验标准、检验人和检验时间等。在执行质检的过程中，MES将预先设定好的参数作为质量检查的要求传递到各个质检工位，可以起到指导、管理质检工作的作用。MES中质检定义通常需要初始化以下信息：质检项目。检验类型。检验方法。检验标准。检验规则。质量问题类型。缺陷产品等级。规定每个检验项目的抽检要求、抽样数量比例、批次不合格的判定标准等。相关知识质检定义用于初始化质检活动的各项参数，为生产订单、工序输出的成品设定检验项、检验类型、检验标准、检验人和检验时间等。在执行质检的过程中，MES将预先设定好的参数作为质量检查的要求传递到各个质检工位，可以起到指导、管理质检工作的作用。MES中质检定义通常需要初始化以下信息：质检项目。检验类型。检验方法。检验标准。检验规则。质量问题类型。缺陷产品等级。设定质量问题的分类，并制定处置方法。当在生产工序中发现质量问题时，可依据MES系统指导如何处置质量问题，并记录在MES系统中，供后续统计分析。相关知识质检定义用于初始化质检活动的各项参数，为生产订单、工序输出的成品设定检验项、检验类型、检验标准、检验人和检验时间等。在执行质检的过程中，MES将预先设定好的参数作为质量检查的要求传递到各个质检工位，可以起到指导、管理质检工作的作用。MES中质检定义通常需要初始化以下信息：质检项目。检验类型。检验方法。检验标准。检验规则。质量问题类型。缺陷产品等级。可按生产实际管理需要对质量问题分类。例如，按质量问题的严重程度，分为轻微、一般、严重、致命四个级别。轻微质量问题：指对产品外观和下道工序可能会有轻微影响的问题。一般质量问题：指不影响产品的运转和运行，不会成为故障起因，但对产品外观和下道工序有较大影响。严重质量问题：指引起易于纠正的异常情况，易于修复的故障、对产品外观造成难以接受的问题。致命质量问题：指会安全问题的各类缺陷质检定义一种在制品可以在一个工序中执行多项质检，还可以在生产工艺的多个工序中执行不同的检验质检还应规定质检项目与产品、生产工序之间的关系，MES可以根据预先设定的关联关系，对不同产品在不同的工序，提示质检员执行响应的质检项目。质检管理活动质量检测资源管理质量检测定义管理质量检测调度质量检测分派质量检测执行管理质量检测数据收集统计分析质量跟踪追溯质检计划质检计划定义：根据工序计划对检验工作进行的系统策划和总体安排的结果，是指导质检人员工作的依据，是正确收集质量数据的指南。制定质检计划的目的：科学经济地组织检验活动，合理设计检验流程和设置检验点，统筹安排检验力量和手段，避免漏检和重复检验，使检验工作逐步实现科学化、条理化和标准化。质检计划内容：一般以文字或图表形式明确安排检验日期、检验人、检验产品、检验工序、检验内容和要求，以及资源的配备，包括设备、仪器、量具和检具等。MES中质检计划制订步骤调取待检品设定检验项安排检验员任务实施根据生产订单生产情况，生成质检计划信息根据生产任务报工要求，编辑质检计划内容质检计划管理质检计划管理（报检任务显示）质检信息录入质检计划管理（质检任务显示）质检检查项定义检查项定义创建检查规则明细项03质检活动执行任务描述车间质检活动的执行是对原材料、半成品和成品进行质量检验，并根据质量标准、判定质量是否达到要求，使用MES的数据采集功能准确记录质检信息。本任务结合缸体智能车间MES系统案例，根据制订的质检计划，利用MES的执行质检业务功能，执行生产订单中相关工序派发的报验请求，正确记录质检信息。对于质量问题，能够查找问题工序。相关知识首检巡检全检抽检当新品上线的第一个工件，或更换机台、一个作业班次开始加工时，为了检验设备情况、用料情况、产品设计情况等，需要在各工序加工3~5个产品，并对产品进行质量检查，确保生产顺利进行。首检通过后，才允许批量生产。不同的产品、不同的工序可定义不同的首检规则。相关知识首检巡检全检抽检对产品生产、制造过程中进行的定期或随机流动性的检验，目的是能及时发现质量问题。巡检时对工序的产品进行检验，并根据检验结果记录检验结论，发现不合格品则发出警报信息。巡检不合格品产品不能流到下工位，但巡检不对被检的批量产品进行判断，产品正常流到下工位。人工确定巡检的频率和数量。相关知识首检巡检全检抽检对整批产品逐个检验，工序中每一个产品都需要检验，并根据检验结果录入结论。一般针对单件小批生产。一些企业规定，如果批量抽检中发现一个不合格品，则必须全检。相关知识首检巡检全检抽检从一批产品中随机抽取少量产品（样本）进行检验，据以判断该批产品是否合格。如果推断结果认为该批产品符合预先规定的合格标准，就予以接收；否则就拒收。质检流程车间质检业务流程一般包括来料检验、上料检验、成品入库检验、出货检验4个环节质检流程物料到达仓库后，仓管进行物料登记，MES系统形成检验单，自动通过电子看板提示质检人员来料检验。IQC调阅来料检验单，对来料检验，并根据检验标准判定合格与否。如符合要求，则入库上架，否则予以退货。IQC记录检验结果。投料生产前，IPQC对物料进行检验，并根据检验标准判定合格与否。如符合要求，则给予采用，否则退回仓库。IPQC记录检验结果。批量生产前，IPQC对首件、末件进行检验，并根据检验标准判定合格与否。如符合要求，则予以批量生产。IPQC记录检验结果。成品制造完成后，FQC进行批量抽检/全检，并根据检验标准判定合格与否。如符合要求，则予以入成品库。IPQC记录检验结果。产品出库前，OQC进行抽检/全检，并根据检验标准判定合格与否。如符合要求，则予以出库或出厂。任务实施进货检验。上料检验。成品入库检验。出货检验。进货检验(定义进货检验项)进货检验管理（进货待报验列表）进货检验详细信息（检验项设置）进货检验（进货检验控制）接收质检的物料任务记录进货检验的检查项进货检验（检验结果处理）进货检验（生产进货入库单）进货报验入库单进货检验详细信息（检验历史信息）进货检验管理（进货检验信息列表）上料检验（定义首件检查项）工序管理首件检查项定义创建首件检查规则明细项上料检验（定义工序首件规则）上料检验（定义订单首件规则）上料检验（工序首件控制）工位生产客户端生产任务的工作界面上料检验（工序首件控制）选择允许进行首件生产的工序正在生产首件的工序记录首件检查项界面工序检查通过提示信息上料检验（订单首件控制）工序首件检查通过成品入库检验（末道工序报验）成品报验绑定报验托盘成品入库检验（成品入库检验）成品入库检验（报检任务列表）成品入库检验任务详情成品入库检验（返工处理）返工任务处理界面末道工序拒绝后的返工任务绑定报验托盘成品入库检验（生成产品入库单）产品报验入库单成品入库检验（生成产品入库单）入库单校验末道检验完成数量成品入库检验（生成产品入库单）成品入库报验历史数据出货检验（定义出货检验项）出货检验管理（出货待报验列表）出货检验详细信息（检验项设置）出货检验（出货检验控制）接收质检的订单任务记录出货检验的检查项界面出货检验（检验结果处理）出货检验详细信息（检验质量处理）出货检验（生成出货单）允许出库报验单出货检验详细信息（检验历史信息）出货检验管理（完成出货检验列表）04巡检和结果评估任务描述质量管理的主要任务是判断产品的质量，找出影响质量的主要因素。围绕质量管理的任务，需要提供有效的质量数据并采用合理的质量统计分析方法和工具，才能实施科学的质量管理。本任务通过了解常用统计分析方法的原理，结合缸体智能车间MES系统案例，以一次产品巡查执行为例，获取车间生产线的质检数据，并利用MES中的统计分析功能对产品情况进行质量评估。相关知识描述统计方法对质检得到的质量数据进行简单的归纳分析，来描述产品的质量状况，称为描述性统计。在描述性统计中，主要使用集中趋势、离散趋势、分布形态等来描述数据的集中性、分散性和对称性，归纳出产品的质量状况。数据的集中趋势分析在产品质量抽样调查中，利用样本的平均值，推断某批次产品的质量。样本均值计算方法：对于样本：{X1,X2,……,Xn}其均值X为：X=(X1+X2+……+Xn)/n=(∑Xi)/n平均值数据的集中趋势分析将样本数据按数值大小顺序排列，位于中间位置的数值就是中位数，也叫中值。样本中位数取值方法：对于样本：{X1,X2,……,Xn}n为奇数时：X=X(n+1)/2n为偶数时：X=[Xn/2+X（n/2）+1]/2中位数数据的集中趋势分析一组样本数据中出现次数（频数）最多的数值，叫众数，有时众数在一组数中有好几个。简单的说，就是一组数据中占比例最多的那个数。众数数据的离散程度分析极差就是样本数据中最大值与最小值的差值，极差R的计算公式：R=Xmax–Xmin其中，Xmax—最大值；Xmin—最小值极差的计算简便，但它只利用了样本中最大和最小数据，中间的数据信息利用不充分。极差数据的离散程度分析

方差数据的离散程度分析

标准差图形统计方法在质量数据分析中，采用图形方法，可以直观地分析数据，找到问题的原因。目前比较常用的有直方图法、分层法、排列图法、控制图法、因果图法、散布图法、调查表法等。图形统计方法直方图法是从总体中随机抽取样本，将从样本中获得的特性数据进行整理，形成描绘产品质量特性分布状况的直方图。直方图法的作用：通过观察图的形状，可以判断工序质量是否处于良好装填、产品精度的高低等。直方图法方法适用于对大量质量数据的分析，根据数据找出质量规律，了解产品质量的分布情况和规律，以便对总体的质量分布情况进行分析。直方图法的作用概括为以下三点：提示质量数据的中心、分布和形状；显示质量特性值出现的频率、分散程度；判断产品质量的分布。直方图法直方图法绘制图形统计方法将收集得到的检测数据分为若干相等的区间作为横轴，将各区间内检测值所出现的频次数用柱状排起来的图形。步骤如下：收集数据。随机抽取50个以上的质量特性数据。样本容量n一般大于50个。计算极差R。找出数据中的最大值Xmax、最小值Xmin，计算极差R，R=Xmax-Xmin。确定组数k和组距。先根据样本数据的个数n，确定分组数k，再以此组数k去除极差R，可得直方图每组的宽度，即组距h。确定各组界限和中心值。按组距h形成每组的上、下界限值，即（Xmin,Xmin+h）,(Xmin+h,Xmin+2h）,(Xmin+2h,Xmin+3h）……，作为直方图的横坐标。为了避免数据落在组界上，组界值的末位数应取测量值单位的1/2。做频数分布表。将样本数据分别归入相应的组，统计各组数据的个数，即频数。画直方图。横坐标表示质量特性，纵坐标表示频数。在横轴上标明各组组界。以组距为底，频数为高，画出一系列的直方柱。图形统计方法直方图应用案例例:某工厂公司生产了一批螺母，1万个，每天抽取10个，对直径进行检测，取得数据100个，表中为螺母直径数据。图形统计方法标准型。中间高，两边低的特点。数据大体上呈正态分布。可判定工序处于稳定状态。直方图的形态分析参考偏态型。有偏左和偏右两种。由于工作习惯或标准值控制限值造成。双峰型。有一定差别的原料混合在一起造成，或两种产品混合在一起图形统计方法锯齿型。测量仪器误差过大，或观测数据不准确造成。应重新收集和整理数据。直方图的形态分析参考平顶型。原因可能有：多个总体混合在一起，生产过程某种缓慢的倾向在起作用，比如，工具的磨损，操作者疲劳。孤岛型。如排除测量误差造成，则提示有特殊事件发生。分层法分层法用于将同一条件下收集取得的数据，按某一性质进行分组、整理的方法。把性质相同的数据分列一组，使数据反映的事实更明显、更集中，从而找准问题，对症下药。对同一批数据，可以按不同性质分类，使我们能从不同角度来考虑、分析产品存在的质量问题和影响因素。分层法是质量管理统计分析方法中最基本的一种方法。其他统计方法一般都要与分层法配合使用，如排列图法、直方图法、散布图法等，通常先利用分层法将原始数据分门别类，然后再进行统计分析的。分层法分层法应用实例例钢筋焊接质量的调查分析，共检查了50个焊接点，其中不合格19个，不合格率为38%。存在严重的质量问题，试用分层法分析质量问题的原因。现已查明这批钢筋的焊接是由A、B、C三个师傅操作的，而焊条是由甲、乙两个厂家提供的。因此，分别按操作者和焊条生产厂家进行分层分析，即考虑一种因素单独的影响，见下表5-x和表5-x。

按操作人员分类按供应焊条厂家分类分层法为了找出问题之所在，再进一步采用综合分层进行分析，即考虑两种因素共同影响的结果，见下表。从表中的综合分层法分析可知，在使用甲厂的焊条时，应采用B师傅的操作方法为好；在使用乙厂的焊条时，应采用A师傅的操作方法为好，这样会使合格率大大提高。排列图法在质量管理过程中，要解决的问题很多，但往往不知从哪里着手，但事实上大部分的问题，只要能找出几个影响较大的原因，并加以处置及控制，就可解决问题的80%以上。排列图是分析和寻找影响质量主要因素的一种工具，其形式用双直角坐标图，通过对排列图的观察分析可抓住影响质量的主因素。直方形的高度示意某个因素的影响大小。实际应用中，通常按累计频率划分为0%～80%、80%～90%、90%～100%三级，对应的因素分为三类：A类为主要因素，B类为次要因素，C类为一般因素。排列图法其适用性主要有：按不合格点的内容分类，可以分析出造成质量问题的薄弱环节；按生产作业分类，可以找出生产不合格品最多的关键过程；按生产班组或单位分类，可以分析比较各单位技术水平和质量管理水平；将采取提高质量措施前后的排列图对比，可以分析措施是否有效。排列图可以形象、直观地反映主次因素排列图法排列图应用实例：某公路项目在施工阶段中对施工路面进行质量检查，发现路面存在若干质量问题，在全部检查的5个项目中不合格点数（超偏差限值）有168个，为改进并保证质量，对这些不合格点进行分析，从而找出路面质量的薄弱环节。按不合格点的频数由大到小顺序排列各检查项目，以全部不合格点数为总数，计算各项的频率和累计频率。排列图法排列图的绘制画横坐标。将横坐标按项数等分，并按项目频数由大到小顺序从左到右排列，该例中横坐标分为五等分。画纵坐标。左侧的纵坐标表示项目不合格点数，即频数，右侧纵坐标表示累计频率。要求总频数对应累计频率100%。该例中168应与100%在一条水平线上。画频数直方形。以频数为高画出各项目的直方形。画累计频率曲线。从横坐标左端点开始，依次连接各项目直方形右边线及所对应的累计频率值的交点，所得的曲线即为累计频率线。记录必要的事项。如收集数据的方法和时间等。观察所绘直方形，大致可看出各项的影响程度。排列图中的每个直方形都表示一个质量问题或影响因素。影响程度与各直方形的高度成正比。计频率曲线按0%～80%、80%～90%、90%～100%分为三部分，各曲线下面所对应的影响因素分别为A、B、C三类因素，该例中A类即主要因素是压实度不够，B类即次要因素是厚度不够，C类即一般因素是剩下的三个项。综上分析结果，下一步应重点解决A类质量问题。任务实施定义巡检检查项。对订单生产实施巡检。质检统计数据评估分析。巡检检验(定义巡检检查项)工序管理主界面定义巡检检查项巡检检验(对订单生产实施巡检)订单列表订单详情订单巡检巡检异常巡检检验(对订单生产实施巡检)订单列表订单详情订单巡检记录正常检验结果统计评估（控制图标）质检统计数据项设置巡检数据统计分析图形化评估界面检验结果统计评估（控制图标）巡检工位现场数据采集的实时信息和统计值检验结果统计评估（缺陷主因分析）巡检故障分析数据透视功能05质量投诉管理任务描述