一种产品全过程质量管控方法与流程

本发明涉及产品质量监控领域，尤其涉及一种产品全过程质量管控方法。

背景技术：

复杂装备研制生产具有多品种、小批量、高要求、高风险等特点，在这种生产方式下，制造企业特别是生产制造车间需要更灵活、柔性、敏捷地响应多变的质量需求。这就使得传统的单一化、纸质化的复杂装备质量管控方法难以充分满足复杂装备研制的需求。如何利用先进的质量管控方法改善复杂装备当前研发模式，降低生产成本，优化运行效率，提高市场竞争力，最终实现数字化制造，已成为现代制造业的主要发展趋势之一，也是当前国内外专家学者的重要研究课题。

复杂装备数字化研制方法使产品质量信息传递方式由传统的垂直型变成扁平型，这种组织层次的变化将更有利于把市场信息、方法信息和生产活动结合起来，使企业管理者能够迅捷地对市场做出反应，制定出正确、科学的决策，促进企业的人力、物力、财力资源的高效配置，从而提高企业对多变市场的快速响应能力和综合竞争力。积极加快实施数字化制造，实现企业在全社会范围内的资源集成和共享，从而提高企业的产品研发与制造能力，已然成为支撑企业又好又快发展，促进其核心竞争能力提升的助推器。

制造业的数字化一方面可大大降低传统企业对资源的消耗，使整个行业间的资源和信息可以共享集成，大大缩短产品设计和制造等各个生产环节的时间。另一方面，制造业的数字化能扩大信息产业内部产业结构的调整，扩大信息产业的规模及产业内部投资类、消费类市场规模，也能带动相关高新方法产业的市场规模，为国民经济结构调整提供了原始动力。实施数字化制造可满足企业对生产方式向数字化、精密化、柔性化、高效化等方向转型改造的需求，可提高产品设计和生产的自动化水平，降低资源消耗和生产成本，促进产品质量和制造效率的提高，从而提升制造企业的核心制造能力。

目前在数字化制造模式、数字化制造模式下的总体方法以及数字化制造系统各个环节多目标优化的研究还不够充分，因此对企业实施数字化制造方法只起到了点的推动作用，而没有起到面的推广作用；从现有企业的数字化制造方法的应用情况来看，并不是每个实施了数字化制造的企业都能取得理想的效果，造成企业实施数字化制造后效果迥异的重要原因包括：未能建立一个适合企业经营方式的数字化制造模式；企业内部对数字化制造的内涵以及实施数字化制造的目标未能达到共识；未能实现对涉及到产品设计、制造和生产等多个数字化制造环节的协调和优化；忽视生产车间底层的数字化，不够重视车间生产的数据采集、实时监控等等。

技术实现要素：

本发明的目的是针对复杂装备多品种、小批量、质量高要求等特点，为复杂装备在研制、生产及使用环节的生命周期内的合理性、完备性以及一定功能、性能水平下质量稳定性提供一种有效途径和方法。

一种产品全过程质量管控方法，包括如下步骤：

步骤一、根据所选产品的型号，采集该型号产品的质量信息，将所述质量信息导入数据

库存档；

步骤二、构建三维模型，包括：

2-1、确定关键质量特性参数ti(i＝1、2、3……)；

2-2、确定质量特性关联关系；

2-3、建立模型；

步骤三、在所述三维模型中加入所述关键质量特性参数以外的质量特性参数以及指导产品设计、制造和装配的相关指南和规范文档；

步骤四、对所述三维模型进行仿真，验证可应用性程度，如果可应用性满足产品规定的质量要求，则可进行生产，否则返回步骤2-1；

步骤五、在生产过程中对产品的质量特性进行实时监控，如果与所述三维模型中的相关特性相比存在误差，则将误差信息反馈到所述三维模型，依靠质量特性关联关系进行质量误差溯源，并修改相关质量特性参数，进行误差补偿，再将修改后的模型投入生产；

步骤六、重复步骤三～步骤五，直到生产的产品满足所有质量要求，将所述三维模型导入模型数据库存档。

所述质量信息包括生产线数据、生产巡检质量信息、质量检验信息、维修管理质量信息和质量问题分析处理信息。

步骤三中的所述指导产品设计/制造和装配的相关指南和规范文档包括但不限于数字化装备研制术语与符号标准、分类与编码通用要求、数据表达规范、数字样机通用要求和装备技术状态管理要求。

所述采集产品质量信息为以下方式的任一种：手持式条码扫描器和固定式数据终端组合、固定式条码扫描器和固定式数据终端组合、批处理式条码数据终端、无线条码数据终端。

产品、产品外包装或周转容器上贴有所述条码标签。

本发明产品数字化设计、制造及检验质量管控方法的优点在于：(1)在微观上通过数字化环境实现企业各部门之间的协同工作，保证企业制造资源合理、有效地利用，从而极大地推动制造业的发展，在宏观上则形成了虚拟企业，实现了企业间的资源共享、优化组合；(2)改变传统的产品质量信息数据组织定义、生成和传递方式，为产品质量管控流程提供统一数据源的、可追溯的、保证产品质量的全过程管控；(3)满足企业对生产方式向数字化、精密化、柔性化、高效化等方向转型改造的需求，可提高产品设计和生产的自动化水平，降低资源消耗和生产成本，促进产品质量和制造效率的提高，从而提升制造企业的核心制造能力；(4)在产品研制过程中，通过生产线与三维质量模型的实时监控与反馈，保证复杂装备在研制、生产及使用环节的生命周期内的合理性、完备性以及一定功能、性能水平下质量稳定性；(5)使管理者能够迅捷地对市场做出反应，制定出正确、科学的决策，促进企业的人力、物力、财力资源的高效配置。

附图说明

图1为本发明产品全过程质量管控方法一实施例的流程图；

图2为本发明又一实施例预生产的q1型号结构件外形图；

图3(a)～图3(e)为图2实施例的各部分尺寸示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本实施例针对产品质量信息采集、三维质量模型构建、数字化过程仿真三个核心部分进行产品的质量管控。其流程图如图1所示，步骤如下：

s1、产品质量信息采集；

产品质量信息包括生产线数据、生产巡检质量信息、质量检验信息、维修管理质量信息和质量问题分析处理信息。

采集以上信息的方式有四种：a、手持式条码扫描器+固定式数据终端；b、固定式条码扫描器+固定式数据终端；c、批处理式条码数据终端；d、无线条码数据终端；根据工况条件合理选取采集方式，如表1所示。

表1信息采集方式参照表

采集的具体流程如下：

s1-1、扫描操作工人身份卡并输入密码，系统记录该工人的信息，在该工位上扫描的所有数据都会打印该工人编号以及工位的编号(事先设置在终端上)，将该工人信息传送到计算机系统中；

s1-2、扫描将要生产的产品的条码，将产品型号信息录入系统；

s1-3、记录该型号产品加工批次信息，且每加工一个重要零部件，扫描该零部件的条码，在数据库中建立生产质量信息记录清单。如果零部件不方便粘贴条码，可以将条码标签贴在外包装或周转容器上。

s2、三维模型构建；

s2-1、确定关键质量特性参数；

s2-2、确定质量特性关联关系；

三维模型中的质量特性关联关系主要有以下四种：

1)包含关系

指在产品质量特性的演进过程中，由父层质量特性分解衍生出的一个或多个子层质量特性的活动。将父层质量特性定义为x，将分解得到的子层质量特性集合定义为q＝[q1，q2，...，qn]，则分解活动可用函数描述为

x＝f(q)＝f(q1，q2，...，qn)

其中，f(q)为关联准则函数。

2)多维包含关系

相对于包含关系中仅存在一个父层特性，多维包含关系中存在多个父层特性，即对应的函数关系式为多元、多目标函数，即x＝f(q)，其中，x＝[x1，x2，...，xm]，q＝[q1，q2，...，qn]，多维包含关系可以转变为简单包含关系，从而将多目标函数转变为多个单目标函数，即

x1＝f1(q1，q2，…，qn),

x2＝f2(q1，q2，...，qn),

xm＝f3(q1，q2，...，qn),

3)同级关系

指在产品质量特性的演进过程中，同层质量特性间的关联关系。质量特性约束关系可以用如下函数式进行刻画，即

fi(xi)＝fj(xj)

通过函数变换，可以将同级关系转化为标准的函数关系式。

4)同级并联关系

相对于简单同级关系中仅存在一个约束关系，同级并联关系中则存在多个约束关系，质量特性复合约束关系可以用如下函数式进行刻画，即

fi(xi)＝fj(xj)

fj(xj)＝fk(xk)

s2-3、建立三维模型；

s2-4、加入相关标准和规范；

以构建q1型号的某复杂结构件为例，形状结构如图2、各部分参数如图3(a)～图3(e)所示，与其相近的已有结构件型号为q0。选取的质量特性参数有结构件整体尺寸ai(i＝1、2、3)、窗口尺寸bj(j＝1、2、3、4)、圆孔尺寸ch(h＝1、2…7)、凸台尺寸dq(q＝1、2…7)和定位尺寸eg(g＝1、2…8)；

以上参数的质量特性关联关系有：

d4＝k×c5(0＜k＜1)

d7＝c7+1

e1＝k×a1(0.1≤k≤1)

e4＝a1-0.5×c1-0.5×d3-d5

e8＝a2-0.5×c1-0.5×c3-e5

再将质量要求(方案设计、技术设计、制造、装配、试验、验证、供应商等质量要求)及相关标准和规范(数字化装备研制术语与符号标准、分类与编码通用要求、数据表达规范、数字样机通用要求、装备技术状态管理要求、装备数字化定义要求、装备质量管理统计方法应用指南、装备试验质量管控要求、数字化工艺设计标准、虚拟装配标准、装备质量问题处理通用要求、数字样机标识标准、数字化测量与诊断要求、数字化试验评价要求等相关指南以及规范文档)导入以上q1的三维模型中。

s3、对三维模型进行数字化加工仿真，验证其可应用程度，包括是否存在干涉、刀具加工路径是否完善等；

s4、如果仿真结果的可应用性满足要求，则根据三维模型进行生产；否则回到s2-1，重新确定或修改质量特性参数；

s5、在生产过程中对产品的质量特性进行实时监控，如果与三维模型中的相关特性相比存在误差，则将误差信息反馈到所述三维模型，依靠质量特性关联关系进行质量误差溯源，并修改相关质量特性参数，进行误差补偿，再将修改后的模型投入生产。