摘要：針對先進集成制造環(huán)境不僅要求技術上具有先進性，更重要的是其理念上具有先進性的特點，從統(tǒng)計過程控制（SPC）與計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）關系的視角和質量改進的角度，論證SPC在CMIS環(huán)境中的重要性，提出SPC是先進制造技術的重要組成部分，其表現(xiàn)形式是SPC系統(tǒng)的自動化與智能化。先進的集成制造環(huán)境對SPC技術提出了新的要求，同時SPC系統(tǒng)的應用將會為企業(yè)新質量觀的實現(xiàn)，提供有力的保障和支持。 Abstract: According to the characteristics that advanced manufacturing environment requires not only the advancements in technologies, but also more importantly the advancements in manufacturing viewpoint, the paper demonstrated the importance of SPC in advanced manufacturing environment from the angle of the relationship between SPC and APC and quality improvement. It brings about the view that SPC is an important part in advanced manufacturing environment and points out that its form of expression will be the automatic SPC system. The new quality viewpoint in advanced manufacturing environment requires the individualization, integration, and informatization etc., SPC system provides forceful physical guarantee and support. 0 引言 當今制造業(yè)對信息技術的利用已經超越了CAD、CAM、CAPP、MRP等單項技術的時代，一個統(tǒng)一、高效、靈活的信息集成系統(tǒng)是企業(yè)在知識經濟環(huán)境下不可或缺的基礎設施。而現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)（CIMS）,正是建設這樣一個系統(tǒng)的支撐技術，強調信息集成,強調以企業(yè)為主體的原則,使企業(yè)的計劃、生產、服務和管理通過信息技術實現(xiàn)柔性化。然而,要使我國從制造大國成為制造強國,產品質量是最有利的戰(zhàn)略競爭武器,是企業(yè)求得生存和發(fā)展的關鍵。所以，在企業(yè)現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)（CIMS）環(huán)境中，SPC系統(tǒng)的作用與地位也就顯現(xiàn)愈加的重要。 目前,企業(yè)的經營目標已經由產量轉變?yōu)橘|量,非價格競爭己經成為國際競爭的主要手段,顧客對產品質量的要求越來越高,社會環(huán)境對產品質量提出更高要求。而傳統(tǒng)的質量控制有賴于檢驗最終產品并篩選出不符合規(guī)范的產品，這種檢驗策略通常是浪費和不經濟的，因為它是當不合格品產生以后的事后檢驗。SPC技術的出現(xiàn)，讓質量管理從這種被動的事后把關發(fā)展到過程中積極的事前預防為主，通過生產數(shù)據(jù)采集，運用SPC理論將數(shù)據(jù)分析計算后表現(xiàn)為圖形，在圖形的運行有不合格趨勢時自動預警，現(xiàn)場人員可及時調整，避免不合格品的產生，從而大大降低了企業(yè)的生產成本，同時也提高了企業(yè)的競爭能力。 1 先進集成制造環(huán)境中的質量觀 先進集成制造技術并不單純是自動化和計算機化，而是一種制造領域統(tǒng)管全局的大技術，并且是一個隨著經濟和科學技術的發(fā)展而形成，并隨其發(fā)展而發(fā)展的完整的科學體系。先進集成制造環(huán)境是伴隨著經濟全球化而形成與發(fā)展的，不僅具有技術上的先進性，更重要的是其理念上的先進性。先進集成制造環(huán)境要求具有新的質量觀。 首先，先進集成制造環(huán)境必須建立在“以人為本” 的基礎上，提高質量是每個人、每個企業(yè)的社會責任，從全社會、全人類的角度來審視質量問題，接受“利他”、“群己合一” 的思想，才能保證好的質量規(guī)章、方法的應用。其次，“顧客成功” 是質量的核心，傳統(tǒng)的質量觀是一種“符合性質量”，追求的是“產品合格”。只是單純保證產品的合格已不合時宜，必須能夠與顧客進行細致的溝通，及時準確地滿足用戶潛在的需求，使用戶達到最佳滿意度。最后，“標準化” 加“定制化” 將是產品質量的基礎，產品質量的基礎理應變成零部件層次的“標準化” 和產品層次的“定制化” 的結合。個性化生產時代，企業(yè)只有仔細研究產品內在功能的一致性以及各種差異導致的需求多樣性，實現(xiàn)“標準化” 和“定制化” 相結合，不斷為消費者迅速設計、開發(fā)、生產、提供高附加值的產品，才能在激烈競爭中脫穎而出。 新質量觀的實現(xiàn)需要科學的管理方法，零部件層次的“標準化” 為SPC的應用提供了廣闊的前景，SPC作為一種科學管理方法將為新質量觀的實現(xiàn)提供基礎保障。SPC可在售后服務方面發(fā)揮作用， 根據(jù)應用SPC所保存的詳細基礎數(shù)據(jù)，可提前對用戶使用產品的情況作出預測；通過SPC， 企業(yè)可了解所生產產品質量的總體分布情況，進而提出改進措施， 提高顧客滿意度；通過SPC，企業(yè)可事先確立一定的估算模型，控制銷售及售后服務成本。 2 SPC在先進集成制造環(huán)境中的地位 進入2O世紀9O年代以后．基于先進制造技術的現(xiàn)代質量工程技術中，對質量的概念有著更為深刻的理解和要求，以往對SPC為主的過程質量控制技術，在先進集成制造環(huán)境中也越來越顯出其重要性。檢驗和測量是先進制造技術的一個重要功能。在監(jiān)控過程中，質量的好壞可能來自于兩方面的因素：一是制造工序本身的質量，二是計量測試的質量。監(jiān)測過程中的質量正是這兩方面的質量綜合而成。因此，為與傳統(tǒng)的質量觀念相區(qū)別，計量測試也作為質量控制的一個重要環(huán)節(jié)。技術開發(fā)優(yōu)先于具體的產品開發(fā)，因而技術開發(fā)成為質量控制的源頭。在生產加工過程中，無論是零部件還是最終產品質量，都可用質量特性值波動的大小來刻畫，波動越小則質量水平越高。 2.1 統(tǒng)計過程控制（SPC）與自動過程控制（APC）的關系 在先進生產制造環(huán)境中進行質量控制的方法主要有自動過程控制（APC）和統(tǒng)計過程控制（SPC）兩種。APC和SPC具有相同的工作目標，即監(jiān)測調整工序使其永遠保持在原來的設計水平上。但是二者產生的背景和工作原理卻有顯著的差異，是兩種不同的控制策略。APC通過反饋、補償?shù)姆绞娇刂坪驼{整生產過程，SPC則是通過采用數(shù)理統(tǒng)計方法控制工序處于穩(wěn)定狀態(tài)；APC是從技術的角度出發(fā)對質量加以保證，SPC則是從管理的角度對質量加以控制。 從技術角度出發(fā)的觀點認為，先進制造技術已具有先進的檢測手段與反饋控制的APC系統(tǒng)，靠精益生產、敏捷制造等生產模式就足以完成對產品質量的加工要求。其主要依據(jù)是通過先進的在線檢測和反饋控制可以達到所有零件都合格 。但新的質量觀認為，質量控制的目標并不僅是達到產品合格，而是追求一個“合理質量”。實踐也證明，在表面上全部合格的產品也可能隱藏著重大的質量隱患，而僅依靠APC是無法預先發(fā)覺的，只能是一種事后控制方式。這種基于“事后檢驗” 的控制模式，單純依靠系統(tǒng)自身具有的功能是無法實現(xiàn)“預防控制” 先進理念的。 SPC根據(jù)“防患于未然” 的指導思想， 重視數(shù)據(jù)的作用，強調從管理的角度而非技術的角度進行質量控制。通過采集到的大量數(shù)據(jù)．利用數(shù)理統(tǒng)計技術及時發(fā)現(xiàn)問題，采取預警與反饋控制相結合的方式使工序質量始終保持在一種穩(wěn)定的加工狀態(tài)，從而以較小的質量損失保證產品質量的穩(wěn)定性。SPC所體現(xiàn)的是“一切以事實為依據(jù)” 的科學管理思想,強調以對事實（數(shù)據(jù)）的分析研究為目的，進而得出客觀、公正的結論。SPC將與APC互相補充、互相依賴而達到保證質量的目的。SPC可借助APC的在線測量裝置獲得基礎數(shù)據(jù)，APC可借助SPC進行系統(tǒng)維護、改進與提高。 2.2 SPC在CIMS中的地位 CIMS是表征先進制造技術的主要形式之一，SPC作為其重要構成部分，為企業(yè)更加有效地實現(xiàn)質量目標提供了先進的、高效的手段。CIMS環(huán)境下的質量控制系統(tǒng)總體功能可分為質量計劃制定、制造過程質量管理和質量綜合信息管理三部分。其中制造過程質量管理部分的內容包括：對進貨質量數(shù)據(jù)進行采集、存儲和檢驗；對加工工序質量進行控制；檢測工序狀況，綜合評價與分析工序質量；對零件加工過程質量進行跟蹤；對各類不良品的處理信息進行審核管理；收集、分析和反饋制造過程中發(fā)現(xiàn)的各種質量問題。作為企業(yè)活動中心環(huán)節(jié)的制造過程，其質量是整個質量系統(tǒng)效能的最終體現(xiàn)。生產過程中產品的質量數(shù)據(jù)是整個質量系統(tǒng)中最重要的基礎數(shù)據(jù)之一，SPC為數(shù)據(jù)的收集、分析、處理提供了行之有效的手段。 3 SPC先進集成制造環(huán)境中的作用與發(fā)展趨勢 3.1 SPC在先進集成制造環(huán)境中的作用 （1）對制造過程質量問題的預防。通過SPC可以預測制造質量和制造過程的狀況、能力的發(fā)展趨勢， 以便對可能發(fā)生的質量問題預先采取相應的預防措施。SPC通過預防和評價，對產生質量問題的根源進行分析，找出造成質量問題的原因，進行預防和消除。 （2）面向過程的質量控制。傳統(tǒng)的SPC通過檢驗產品的最終質量參數(shù)對檢驗結構進行統(tǒng)計分析，進而判斷是否符合產品設計和工藝設計要求。新的觀念是對整個生產過程的過程參數(shù)，如設備運行參數(shù)等進行監(jiān)控，利用SPC對各種參數(shù)進行統(tǒng)計分析，判斷過程是否正常或是否有不正常的發(fā)展趨勢。 （3）應用在產品生命周期的其他環(huán)節(jié)。新的質量觀認為，質量保證是貫穿到產品的整個生命周期中，產品生命周期所有過程都可看作是與制造過程相似的過程，都存在各自的過程參數(shù)，這些過程參數(shù)可通過統(tǒng)計方法分析，從而進行質量控制。 （4）SPC與企業(yè)信息系統(tǒng)的集成。在制造業(yè)集成化、信息化發(fā)展趨勢下，SPC作為子系統(tǒng)可有機地融合到企業(yè)的大系統(tǒng)中，從而使整個企業(yè)管理系統(tǒng)更加完善有效。 3.2 SPC在先進集成制造環(huán)境中的發(fā)展趨勢 （1）實現(xiàn)計算機化。為保證SPC的有效性，必須實現(xiàn)計算機化。由于先進制造環(huán)境的特點之一是信息化，計算機技術與網(wǎng)絡技術已經融入到企業(yè)的日常管理中，SPC也必須拋棄傳統(tǒng)的人工分析辦法。 （2）實現(xiàn)網(wǎng)絡化。先進制造環(huán)境的主要特點之一是以動態(tài)的形式實現(xiàn)產品的設計、制造、銷售，要求各部門之間質量信息的互相交流，借助網(wǎng)絡能查詢到各部門基礎質量數(shù)據(jù)與統(tǒng)計分析結果，網(wǎng)絡將屏蔽空間感，使得這種查詢就像查詢自己部門里的基礎信息一樣。 （3）實現(xiàn)集成化。先進制造技術的廣泛應用，將以各種技術的集成為主要手段。并盡可能避免“孤島” 現(xiàn)象，SPC也必將被集成到更高級的信息系統(tǒng)中才能得到充分應用。滿足上述要求的SPC系統(tǒng)將為新質量觀的實現(xiàn)提供有力的物質保障與支持。 4 SPC的企業(yè)應用前景 隨著企業(yè)信息化的快速發(fā)展，借助于網(wǎng)絡信息技術、數(shù)據(jù)庫存儲技術和高性能網(wǎng)絡平臺的建設，使得SPC統(tǒng)計過程控制系統(tǒng)能夠突破傳統(tǒng)SPC的實施模式，由離線的、分散的開環(huán)控制發(fā)展為在線式、系統(tǒng)的閉環(huán)控制，所需要對大量數(shù)據(jù)的實時收集、計算和分析可以借助于網(wǎng)絡系統(tǒng)來輕松地實現(xiàn)。實施“SPC統(tǒng)計過程控制系統(tǒng)”，改變傳統(tǒng)方式的離散的、簡單的手工操作方式，代之以自動采集、實時在線、網(wǎng)絡控制等特點成為企業(yè)信息化不可缺少的一部分，通過對生產過程質量實時控制，實現(xiàn)從“事后檢驗” 到“預防不合格品產生”。不斷提高產品合格率，降低成本，提高企業(yè)效益，提升顧客對產品的滿意度，增強企業(yè)的競爭力。 參考文獻： [1]同淑榮.梁工謙．先進制造系統(tǒng)中的統(tǒng)計過程控制．航空工程，2000（4）：12～13 [2]楊叔子，吳波．先進制造技術及其發(fā)展趨勢．求是,2004（4）：47-49 [3]侯先榮．21世紀的新質量觀．工業(yè)工程與管理，2001，6（1）：13-15 [4]Guh R S. Integrating artificial intelligence into online statistical process control [J].Quality and Reliability Engineering International, 2003，19（1）:1-20. [5]Huang G Q，Mak K L．Issues in the Development and Implementation of Web Applications for Product Design and Manufacture．International Journal of Computer Integrated Manufacturing，2001， 14（1）：125-135 [6]Yuh Min，Chen Liang，Ming wu．Design and Implementation of a Collaborative Engineering Information System for Allied Concurrent Engineering．International J．of Computer Integrated Manufacturing，2000（16）：9-27 作者信息： 鄧衛(wèi)偉，女，1980- 本科 工程師 單位：中國重汽集團濟南橋箱有限公司質量部 研究方向：機械制造過程質量控制與測控技術 通信地址：濟南市市中區(qū)黨家鎮(zhèn)南首濟南橋箱有限公司質量部監(jiān)督室 郵編：250116 電話: 13793169630 EMAIL：dengweiwei007@126.com 房紀濤，男，1980- 在讀博士研究生 單位：上海大學機自學院 研究方向：制造企業(yè)信息化技術，機械制造過程質量控測控技術 電話: 15853289232 EMAIL：fjt801219@126.com