車間生產(chǎn)管理系統(tǒng)：如何有效的提高生產(chǎn)效率
隨著中國(guó)制造2025的提出，重視質(zhì)量這一關(guān)鍵問(wèn)題再次被推向了浪尖，質(zhì)量源于生產(chǎn)，因此，車間生產(chǎn)管理是質(zhì)量形成的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對(duì)于車間生產(chǎn)管理的關(guān)注就等于對(duì)質(zhì)量的關(guān)注，如果將這一理念付諸實(shí)際行動(dòng)，那就應(yīng)該是利用技術(shù)建立一套車間生產(chǎn)管理系統(tǒng)。為什么要建立基于管控技術(shù)的車間生產(chǎn)管理系統(tǒng)？這要從生產(chǎn)管理系統(tǒng)的意義說(shuō)起。
車間生產(chǎn)管理是質(zhì)量形成的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對(duì)于車間生產(chǎn)管理的關(guān)注就等于對(duì)質(zhì)量的關(guān)注，如果將這一理念付諸實(shí)際行動(dòng)，那就應(yīng)該是利用技術(shù)建立一套車間生產(chǎn)管理系統(tǒng)。
提到生產(chǎn)管理系統(tǒng)的意義，關(guān)鍵二字是“過(guò)程”，一種過(guò)程控制工具，用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行分析與評(píng)價(jià)，并根據(jù)其反饋的信息及時(shí)發(fā)現(xiàn)偶然因素，同時(shí)采取可行措施消除其影響，使整個(gè)過(guò)程維持在僅受隨機(jī)性因素影響的受控狀態(tài)，以達(dá)到質(zhì)量控制的目的。強(qiáng)調(diào)的是事前檢驗(yàn)和預(yù)防，通過(guò)對(duì)過(guò)程實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)以及對(duì)數(shù)據(jù)規(guī)律的分析，得出過(guò)程是否正常的結(jié)論，從而及時(shí)避免不合格品的出現(xiàn)，這就達(dá)到了事前檢驗(yàn)和預(yù)防的目的。那么，如何利用建立車間生產(chǎn)管理系統(tǒng)？
1、車間生產(chǎn)管理業(yè)務(wù)流程的分析
為了應(yīng)用技術(shù)方法解決車間生產(chǎn)管理管控管理方面存在的問(wèn)題，我們有必要對(duì)機(jī)加車間的質(zhì)量控制流程進(jìn)行了充分、系統(tǒng)的前期調(diào)研和分析，總結(jié)機(jī)械加工車間實(shí)際質(zhì)量管理的業(yè)務(wù)流程。
機(jī)加車間庫(kù)管員從公司倉(cāng)庫(kù)領(lǐng)取原材料，經(jīng)過(guò)初步的進(jìn)貨檢驗(yàn)以確定原材料是否合格，如果存在質(zhì)量問(wèn)題則進(jìn)行廢品處理，否則放入車間毛坯庫(kù)位等待加工，操作者根據(jù)派發(fā)的零件加工流轉(zhuǎn)單領(lǐng)取原料進(jìn)行加工，加工完畢后如果該加工工序?yàn)橘|(zhì)量控制關(guān)鍵工序，則送到質(zhì)檢組進(jìn)行檢驗(yàn)并填寫相應(yīng)的質(zhì)量檢驗(yàn)單，檢驗(yàn)合格的零件轉(zhuǎn)移到下一個(gè)加工工段，直到零件在本車間加工任務(wù)完畢后進(jìn)行報(bào)交。對(duì)于檢驗(yàn)不合格的零件如果可以修復(fù)則進(jìn)行返工操作，否則就要進(jìn)行廢品處理。質(zhì)檢部門的檢驗(yàn)人員要將質(zhì)檢數(shù)據(jù)及時(shí)錄入系統(tǒng)以便根據(jù)這些數(shù)據(jù)生成各種控制圖和質(zhì)量統(tǒng)計(jì)報(bào)表。
2、基于車間生產(chǎn)管理質(zhì)量控制流程
根據(jù)機(jī)加車間質(zhì)量管理流程和質(zhì)量控制的具體需求，綜合運(yùn)用控制圖、直方圖、過(guò)程能力分析等技術(shù)，將機(jī)加車間質(zhì)量管理系統(tǒng)的質(zhì)量控制流程分為準(zhǔn)備、分析和監(jiān)控三個(gè)階段。
準(zhǔn)備階段
在應(yīng)用方法之前，需要識(shí)別出對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)好快起重要作用的關(guān)鍵過(guò)程，采集關(guān)鍵過(guò)程的產(chǎn)品質(zhì)量信息并進(jìn)行分析與處理。
分析階段
在分析階段需要解決兩個(gè)基本問(wèn)題：一是工序質(zhì)量狀況是否穩(wěn)定；二是過(guò)程能力是否充足。前者可利用控制圖這種統(tǒng)計(jì)工具進(jìn)行分析測(cè)定；后者可通過(guò)生產(chǎn)管理軟件在生產(chǎn)過(guò)程能力查定來(lái)實(shí)現(xiàn)。
在控制圖分析一生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)品的質(zhì)量特征值的波動(dòng)具有統(tǒng)計(jì)規(guī)律性，由于影響質(zhì)量因素的系統(tǒng)誤差無(wú)法消除且對(duì)質(zhì)量波動(dòng)影響較小，故當(dāng)只考慮系統(tǒng)偶然誤差時(shí)根據(jù)中心極限定理，產(chǎn)品總體質(zhì)量特性服從正態(tài)分布N(μ，σ2)?？刂茍D正是利用質(zhì)量特性的統(tǒng)計(jì)規(guī)律性對(duì)過(guò)程質(zhì)量加以測(cè)定、記錄，從而進(jìn)行評(píng)估和監(jiān)察過(guò)程是否處于控制狀態(tài)的一種圖表。一道關(guān)鍵工序的初期或進(jìn)行系統(tǒng)改進(jìn)后總存在不穩(wěn)定因素，因此先要根據(jù)車間實(shí)際情況繪制相應(yīng)的分析用控制圖來(lái)判斷過(guò)程是否受控。如存在異常點(diǎn)則應(yīng)積極采取措施分析原因、調(diào)整過(guò)程，剔除所有異因使過(guò)程受控。
過(guò)程能力分析一在保證過(guò)程受控的情況下，計(jì)算過(guò)程能力指數(shù)Cp，判斷過(guò)程能力是否合適(Cp≥1)。其中過(guò)程能力指數(shù)Cp是衡量受控狀態(tài)下過(guò)程的加工質(zhì)量符合公差范圍能力的參數(shù)。當(dāng)公差的中心值M與數(shù)據(jù)分布的中心一致時(shí)，稱過(guò)程能力“無(wú)偏”，指數(shù)用Cp表示；不一致時(shí)稱為“有偏”，指數(shù)用Cpk表示。
如果過(guò)程能力充足，則進(jìn)入監(jiān)控階段；如果過(guò)程能力不足，則要采取措施分析原因、調(diào)整過(guò)程，然后重新進(jìn)行過(guò)程判斷和過(guò)程能力評(píng)價(jià)。
監(jiān)控階段
在過(guò)程能力足夠的前提下，通過(guò)延長(zhǎng)穩(wěn)態(tài)下控制圖的控制線作為控制用控制圖對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控，并通過(guò)推移圖和排列圖等輔助圖表分析產(chǎn)生質(zhì)量問(wèn)題的原因。如出現(xiàn)異常則及時(shí)查明原因，并采取相應(yīng)措施調(diào)整工序，使質(zhì)量過(guò)程重新處于穩(wěn)態(tài)。監(jiān)控階段可以充分體現(xiàn)出預(yù)防控制的作用。
在機(jī)加車間的實(shí)際應(yīng)用中，對(duì)于每道關(guān)鍵工序都必須經(jīng)過(guò)以上三個(gè)階段，并且在必要時(shí)會(huì)重復(fù)進(jìn)行從分析到監(jiān)控的過(guò)程。
3、基于車間生產(chǎn)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
車間生產(chǎn)管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
對(duì)于不同的制造企業(yè)，其質(zhì)量目標(biāo)不同、質(zhì)量體系要素不同、質(zhì)量活動(dòng)的內(nèi)容及側(cè)重點(diǎn)也不盡相同，應(yīng)該根據(jù)企業(yè)的實(shí)際需求設(shè)計(jì)和規(guī)劃模塊功能并進(jìn)行開發(fā)?；谏衔乃鰴C(jī)加車間質(zhì)量控制流程，結(jié)合車間的實(shí)際運(yùn)作特點(diǎn)、質(zhì)量管理狀況和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，提出了由監(jiān)控層、數(shù)據(jù)層及應(yīng)用層組成的車間質(zhì)量管理系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)。
監(jiān)控層：監(jiān)控層負(fù)責(zé)機(jī)加車間生產(chǎn)過(guò)程中質(zhì)量控制關(guān)鍵工序質(zhì)量數(shù)據(jù)的采集?，F(xiàn)有機(jī)加車間的質(zhì)量數(shù)據(jù)采集手段主要有手持?jǐn)?shù)據(jù)采集終端、人工數(shù)據(jù)采集以及三坐標(biāo)儀等自動(dòng)數(shù)據(jù)采集設(shè)備，軟件提供其與數(shù)據(jù)層進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的數(shù)據(jù)接口。
數(shù)據(jù)層：數(shù)據(jù)層負(fù)責(zé)軟件系統(tǒng)信息數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和管理。用戶數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)用戶、角色和相應(yīng)權(quán)限信息；質(zhì)量信息數(shù)據(jù)庫(kù)負(fù)責(zé)車間質(zhì)量過(guò)程信息的存儲(chǔ)和管理，為控制圖繪制和過(guò)程能力分析提供數(shù)據(jù)支持；質(zhì)量控制知識(shí)庫(kù)管理質(zhì)量控制與調(diào)整過(guò)程中的分析診斷及處理方法信息，為質(zhì)量診斷和過(guò)程調(diào)整提供參考。
應(yīng)用層：應(yīng)用層集成了系統(tǒng)運(yùn)行的核心業(yè)務(wù)模塊，包括了控制圖分析模塊、過(guò)程能力分析控制模塊等SPC質(zhì)量控制的主要應(yīng)用方法，是實(shí)現(xiàn)質(zhì)量統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制的主要途徑。除了以上兩個(gè)模塊應(yīng)用層還包括質(zhì)量信息統(tǒng)計(jì)以及系統(tǒng)管理模塊。根據(jù)機(jī)加車間品種多、批量變化大的特點(diǎn)，控制圖分析模塊選用均值-極差控制圖、均值-標(biāo)準(zhǔn)差控制圖、p不良率控制圖作為分析用控制圖。進(jìn)入SPC監(jiān)控階段，通過(guò)延長(zhǎng)控制圖的控制線作為控制用控制圖對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控，并通過(guò)推移圖和排列圖輔助分析產(chǎn)生質(zhì)量問(wèn)題的原因。過(guò)程能力分析模塊負(fù)責(zé)在車間質(zhì)量過(guò)程處于統(tǒng)計(jì)穩(wěn)態(tài)后對(duì)過(guò)程能力指數(shù)進(jìn)行分析與計(jì)算。質(zhì)量信息統(tǒng)計(jì)模塊負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的維護(hù)以及質(zhì)量文檔的管理和查詢。除此之外，系統(tǒng)管理模塊實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的設(shè)置和用戶管理功能。
基于車間生產(chǎn)管理系統(tǒng)并不是一個(gè)孤立的系統(tǒng)，必須和機(jī)加車間現(xiàn)有的MES以及企業(yè)級(jí)的質(zhì)量管理層集成，才能避免“信息孤島”的出現(xiàn)，使之很好地發(fā)揮作用。系統(tǒng)通過(guò)應(yīng)用XML中間件技術(shù)以及同構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)與其他信息系統(tǒng)的信息交互。
車間生產(chǎn)管理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)
基于上述原理和系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，以及網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下質(zhì)量管理系統(tǒng)必須遵循實(shí)用性、安全性、可靠性和開放性等軟件開發(fā)原則并在考慮到機(jī)械加工車間實(shí)際生產(chǎn)情況的基礎(chǔ)上，利用Microsoft.NET編程環(huán)境開發(fā)了基于SPC的車間生產(chǎn)管理系統(tǒng)。
軟件系統(tǒng)以O(shè)racle 9i數(shù)據(jù)庫(kù)為支撐，Windows為前臺(tái)操作平臺(tái)，以企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)為運(yùn)行環(huán)境，通過(guò)車間現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控設(shè)備和人工采集及時(shí)收集大量生產(chǎn)質(zhì)量數(shù)據(jù)，繪制SPC控制圖并進(jìn)行過(guò)程能力分析，實(shí)時(shí)監(jiān)控每道關(guān)鍵工序的質(zhì)量生產(chǎn)管理，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，不斷分析質(zhì)量問(wèn)題中各種影響因素，找出原因并采取解決措施進(jìn)行針對(duì)性預(yù)防和改善，從而達(dá)到持續(xù)改進(jìn)的目的。
隨著技術(shù)的逐步成熟和普及，在質(zhì)量管理、質(zhì)量保證中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，而建立的車間生產(chǎn)管理系統(tǒng)是對(duì)質(zhì)量信息的及時(shí)處理和統(tǒng)計(jì)評(píng)價(jià)的系統(tǒng)，它改變了企業(yè)原有的人工統(tǒng)計(jì)方式，提高了車間質(zhì)量信息采集、統(tǒng)計(jì)、分析處理的速度和水平，提高了車間生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本，保證了產(chǎn)品的質(zhì)量。