面向多工厂的一体化质量管理系统

面向多工厂的一体化质量管理系统内容摘要：

第３７卷第４期 冶金自动化 ２０１３年７月 ＭｅｔａＬｌｕｒｇｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ Ｖ０１．３７ ・企业信息化技术・ Ｎｏ．４ Ｊｕｌ．２０１３ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－７０５９．２０１３．０４．００６ 面向多工厂的一体化质量管理系统 刘路璐，许剑，吕 剑，揭柳 （北京首钢自动化信息技术有限公司信息事业部，北京１０００４１） 摘要：针对首钢迁安钢铁有限责任公司质量管理中存在的问题，开发了面向多工厂的一体化质量管理系统，通 过运用基于冶金知识库模型的数据库技术、启发式贪心算法、基于角色的访问控制技术和工作流技术，在建立 冶金知识库的基础上，实现了最优工艺路径计算和质量自动评审，最终实现了在同一系统平台下不同质量体系 的管理。使用结果表明，我们建立的一体化质量管理系统在支持面向多工厂的一体化质量管理方面有着明显 的优势。 关键词：一体化质量管理；质量设计；质量自动评审；工作流；面向多工厂 文献标志码：Ｂ文章编号：１０００－７０５９（２０１３）０４－００２８－０５ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ ｑｕａＵｔｙ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｍｕｌｔｉ－ｆａｃｔｏｒｙ ｏｒｉｅｎｔｅｄ ＬＩＵ Ｌｕ—ｌｕ，ＸＵ Ｊｉａｎ，ＬＵ Ｊｉａｎ，ＪＩＥ Ｌｉｕ （Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ，Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｓｈｏｕｇａｎｇ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ＆Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００４１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｎ ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ ｑｕａｌｉｔｙ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｍｕｌｔｉ—ｆａｃｔｏｒｙ ｗａｓ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｗｈｉｃｈ ａｉｍｅｄ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍ ｏｆ ｑｕａｌｉｔｙ ｓｕｃｈ ａｓ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｄａｔａｂａｓｅ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｂａｓｅｄ ｆｉｔｈｍ．ｔｈｅ ａｃｃｅｓｓ ｏｆ Ｓｈｏｕｇａｎｇ ｏｎ Ｑｉａｎ’ａｎ ｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｉｒｏｎ ａｎｄ ａｔ Ｓｔｅｅｌ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．Ｓｏｍｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ｋｎｏｗｌｅｄｇｅ ｂａｓｅ ｍｏｄｕｌｅ，ｔｈｅ ｈｅｕｒｉｓｔｉｃ ｇｒｅｅｄｙ ａｌｇｏ— ｒｏｌｅ ｗｅｒｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｏｂｔａｉｎ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｕｍ ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ ｒｏｕｔｉｎｇ ａｎｄ ｑｕａｌｉｔｙ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｒｅｖｉｅｗ，ａｎｄ ｆｉｎａｌｌｙ ｔｏ ｍａｎａｇｅ ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｑｕａｌｉｔｙ ｓｙｓｔｅｍ Ｏｉｌ ｏｎｅ ｓｙｓｔｅｍ ａｒｃｈｉｔｅｃ— ｔｕｒｅ．Ｐｒａｃｔｉｃａｌ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｉｎｄｉｃａｔｅｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ ｑｕａｌｉｔｙ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｓｙｓｔｅｍ ｈａｓ ｏｂｖｉｏｕｓ ａｄｖａｎ— ｔａｇｅ ｉｎ ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ ｔｈｅ ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ ｑｕａｌｉｔｙ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｆａｃｔｏｒｉｅｓ。 Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ ｑｕａｌｉｔｙ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ；ｑｕａｌｉｔｙ ｄｅｓｉｇｎ；ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｑｕａｌｉｔｙ ｒｅｖｉｅｗ；ｗｏｒｋｔｌｏｗ；ｍｕｌｔｉ— ｆａｃｔｏｒｙ ｏｒｉｅｎｔｅｄ 首钢迁安钢铁有限责任公司（以下简称首钢 加了技术人员的工作量，还可能由于工艺参数的 迁钢）冷轧产品以硅钢产品为主，还包括一部分碳 更改不及时引起质量问题；三是质量评审完全靠 钢产品。首钢迁钢设有炼钢、热轧、冷轧三大生产 人工经验以会议形式进行，历史评审经验不能快 厂，每个生产厂设有两个分厂，同一生产厂的两个 分厂有部分产品可交叉生产，因此构成了一个多 速有效地为质量评审提供帮助，造成评审过程耗 时长、效率低。为了解决这些问题，我们开发了面 工序且每个工序可以对应多个生产厂的生产环 向多工厂的一体化质量管理系统（以下简称一体 境。该厂质量管理中存在的主要问题一是在多工 化质量管理系统），实现了在多工厂生产环境下， 厂生产环境下如何设计出有利于质量管控的最优 工艺路径以及各工厂不同质量标准、工艺控制要 按最优工艺路径组织生产、质量自动评审以及各 工厂质量标准、工艺参数、工艺控制要求一体化管 求…；二是工艺参数不能通过系统传递，这不仅增 理［２１。 收稿日期：２０１３－０３－２５ 作者简介：刘路璐（１９８４一），女，湖南岳阳人，信息系统项目管理师（高级），主要从事一体化质量管理研究工作。 刘路璐，等：面向多工厂的一体化质量管理系统 第４期 １ 部分。 系统设计 一体化质量管理系统从客户平台接收用户询 １．１系统架构 如图１所示，一体化质量管理系统是Ｌ３的一 客户平台＞询◇喜睾＞ 单需求和意向订单后，通过判断钢的品种来区别 ／揣＞据管理／／用途管理／ ／订单管理 介 介 一体化质量管理系统 ◇订荠雷量》省》物黼◇用儡星途＼／ 墨噩噩夏翌酸耍 ／订单接收∥ ，———————、 、、～——／ 冶金知识库（标准体 系、工艺参数、规程 体系、客户、特殊需 Ｌ３ ＞／妻薮掣》粼》鬻＞判定∥订单链 ＼这…／／ ｛｝ 物流协调系统 ｛｝ ｛｝ Ｉ炼曩差霉袭藉序 ｛｝ ｌ热轧生产线排序 ｌ及生产执行 冷轧生产线排序 及生产执行 －Ｊ Ｌ 彳、 Ｊ Ｌ 彳、 ＿Ｊ Ｌ ｌ炼钢二级ｌ ｌ热轧二级ｌ ｌ冷轧二级Ｉ Ｌ２ 三二）系统业务流程；口系统或子系统。 图１总体架构 Ｆｉｇ．１ Ｏｖｅｒａｌｌ ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ 使用系统的角色，根据钢种确定订单质量评审过 订单质量评审完的结果反馈给客户营销平台，并 程，在质量评审过程中使物料信息和用户用途同 将正式销售订单的接收状态反馈给ＥＲＰ系统；同 步，并根据工作流管理的提示分别对订货需求、质 量设计结果、标记设计、工艺路径审核。审核完成 时，从物流协调系统中接收是否需要重新进行质 后，从ＥＲＰ接收正式销售订单来继承相应意向订 量设计的请求和生产订单链是否成功接收的反馈 信息。 单的所有信息，同时进行工艺控制参数设计、生成 上述过程中所需的标准、工艺路径、工艺参数 质检参数及质量判定项、生成含炼钢、热轧、冷轧 项、客户、产品等信息事先存储在冶金知识库中， 生产订单的生产订单链，每类生产订单中含产成 当对询单需求或意向订单进行质量评审时，先从 品要求、目标工艺路径、工艺路径上每个设备的投 冶金知识库中读取相应的数据，如果已经存在，则 入产出物料要求，如炼钢生产订单中包含该订单 表示该产品以前生产过，质量评审过程将由系统 的成分要求和工艺路径，热轧生产订单中包含该 订单的热轧卷信息、坯型要求、目标工艺路径、工 自动完成，冶金知识库的质量数据不需要更新；如 果不存在，表示该产品没有生产过，质理评审过程 艺参数控制值。然后，将生产订单链下达给物流 将由人机交互完成，质量数据随着评审的完成实 协调系统，物流协调系统分别将炼钢、热轧、冷轧 时存储在冶金知识库中。 生产订单下达给炼钢、热轧、冷轧生产线排序及生 １．２功能架构 产执行系统组织生产，并按订单中的质检项及质 一体化质量管理系统功能架构如图２所示， 量判定项对产品进行质量判定。最后，生产线及 一体化质量管理实现订单管理、高级质量设计和 权限管理功能。［３１ 生产执行系统将生产计划及生产主数据下达给炼 钢、热轧、冷轧各生产设备的二级系统。 一体化质量管理系统将用户询单需求和意向 订单管理主要实现：（１）询单及意向订单管 理，对订货需求进行增、删、改、查，导人和导出； 冶金自动化 第３７卷 一体化质量管理 订单管理ｌ 询 萱 及 意 向 订 萱 管 理 质 量 初 宙 ｌ高级质量设计Ｉ ｌ权限管理 霉ＩＪ ｊ｜ｌ 耋Ｉ｛耋ｆＩ蓁ｌ 雾Ｉｆ菱Ｉ ＿｜ Ｉ奏ｌ ｌ｜ ｒ｜Ｉｌ垂Ｉｌ薹＂ 权 限 管 理 图２功能架构 Ｆｉｇ．２ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ （２）质量初审，主要审核客户订货需求内部标准和 碳钢产品、硅钢产品两个异构的质量体系并存，并 制造标准；（３）质量终审，主要对初审结果进行再 在同一个系统里进行管理；（３）质量自动评审，能 一次确认，对非质量信息进行补充和完善；（４）工 将多角色的质量评审工作集中到同一个平台上自 作流任务跟踪，对质量初审和终审里的任务进行 动进行。 跟踪；（５）生产订单链管理，对生产订单链进行查 ２．１ 询和释放。 基于冶金知识库模型的数据库技术 质量设计的基础是冶金知识库，冶金知识库 高级质量设计主要实现：（１）主数据管理，对 包括标准体系、产品品种、规程体系、细分最终用 产品结构树、资源组、作业、主工序链和有序机组 途、特殊需求、客户、最终用途、标记体系、工艺路 信息进行维护和管理；（２）标准管理，对外部标准、 径、工艺参数等Ｈｊ，这些参数以数据库表的形式存 内部标准、内控标准、制造标准信息进行维护和管 储在数据库中，质量设计时从冶金知识库模型中 理；（３）规程管理，对产品规程和工艺规程管理； 读取信息，生成质量设计结果∞Ｊ。 （４）质量设计，为订货需求设计相应的标准、工艺 冶金知识库模型的建立过程分为３步，第１ 路径及工艺参数项；根据经验为外部牌号设计炼 步，通过对订单进行聚类分析得到历史的客户订 钢、热轧、冷轧三段对应的炼钢标记、热轧标记、冷 货需求，需求包括：客户、最终用户、产品标准、产 轧标记及炼钢一热轧一冷轧标记链；（５）工艺路径 设计，计算最优工艺路径；（６）工艺参数设计，实现 品牌号、细分最终用途和特殊需求；第２步，根据 工艺参数维护并为质量设计结果里的工艺参数给 部标准、内控标准、制造标准、炼钢标记、热轧标 出设定值。 记、冷轧标记、炼钢一热轧一冷轧工艺路径和工艺 历史订单的生产经验得到满足客户订货需求的内 权限管理主要实现：（１）产品角色分配，在同 参数，其中１类订货需求对应１套内部标准、内控 一功能界面上，针对碳钢和硅钢两个不同的产品 标准和Ｊ７、ｒ套制造标准，制造标准与标记一对应， 角色显示不同的质量参数项；（２）工作流任务配 如一个炼钢标记本身对应一套制造标准，则一类 置，将质量评审内容设置成工作流程中的任务并 定义其执行条件；（３）接Ｅｌ管理，实现与其他系统