1 面向過(guò)程的質(zhì)量管理
現(xiàn)代質(zhì)量管理是面向過(guò)程的管理。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)把質(zhì)量管理的重點(diǎn)從“產(chǎn)品”轉(zhuǎn)向“過(guò)程”．引入了以過(guò)程為基礎(chǔ)的質(zhì)量管理體系模式(見(jiàn)圖1)。其含義如下：①圓內(nèi)部分構(gòu)成了一個(gè)質(zhì)量管理體系。企業(yè)為滿足顧客及相關(guān)方需求并使其滿意的活動(dòng)由四大過(guò)程構(gòu)成一產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)過(guò)程、測(cè)量、分析和改進(jìn)過(guò)程、管理職責(zé)過(guò)程以及資源管理過(guò)程：②產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)過(guò)程是質(zhì)量管理體系的中心過(guò)程．后三方面的管理過(guò)程為主過(guò)程的支持過(guò)程，為確保產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)過(guò)程達(dá)到預(yù)定目標(biāo)而服務(wù)：③資源管理的目的是向持續(xù)改善的質(zhì)量管理體系提供必要的資源。資源包括人員、基礎(chǔ)設(shè)施、技術(shù)和方法、信息等，是個(gè)廣義的概念；④四個(gè)過(guò)程可以分為更詳細(xì)的子過(guò)程。產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)過(guò)程的質(zhì)量管理又可以分為采購(gòu)質(zhì)量管理過(guò)程、設(shè)計(jì)質(zhì)量管理過(guò)程、生產(chǎn)質(zhì)量管理過(guò)程和顧客使用質(zhì)量管理過(guò)程四個(gè)相互銜接的子過(guò)程。
圖1 以過(guò)程為基礎(chǔ)的質(zhì)量管理模式
ISO9000：2000標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)了在質(zhì)量體系與質(zhì)量系統(tǒng)建設(shè)中，要對(duì)質(zhì)量管理過(guò)程之間的聯(lián)系以及過(guò)程的組合與相互作用加以系統(tǒng)分析與連續(xù)地控制，并通過(guò)對(duì)過(guò)程的有效管理與推進(jìn)達(dá)到顧客的滿意與持續(xù)改進(jìn)。
隨著國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)加劇、社會(huì)分工越來(lái)越細(xì)和顧客需求日益多樣化、個(gè)性化，產(chǎn)品的生產(chǎn)制造趨向于全球化，從原材料采購(gòu)到成品交付的過(guò)程中，物流、信息流和資金流流經(jīng)供應(yīng)商、生產(chǎn)商和分銷商等多個(gè)實(shí)體緊密結(jié)合的供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)。產(chǎn)品的質(zhì)量和性能取決于整個(gè)供應(yīng)鏈的運(yùn)作效率，傳統(tǒng)的企業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)轉(zhuǎn)變?yōu)楣⿷?yīng)鏈之間的競(jìng)爭(zhēng)。面向過(guò)程的質(zhì)量管理概念也從企業(yè)內(nèi)部向外延伸．?dāng)U展到包含供應(yīng)商和顧客的供應(yīng)鏈質(zhì)量管理模式。
2 面向過(guò)程集成的質(zhì)量管理體系結(jié)構(gòu)
作為先進(jìn)管理理念和管理模式得以成功實(shí)施運(yùn)作的使能器和實(shí)現(xiàn)手段，質(zhì)量管理系統(tǒng)經(jīng)歷了從模塊孤立、功能單一到集成化、系統(tǒng)化和多功能支持的發(fā)展歷程。
隨著敏捷制造、虛擬企業(yè)、動(dòng)態(tài)聯(lián)盟和供應(yīng)鏈管理等制造模式和競(jìng)爭(zhēng)戰(zhàn)略的興起，以及面向過(guò)程的系統(tǒng)化質(zhì)量管理策略的轉(zhuǎn)，企業(yè)對(duì)集成質(zhì)量管理系統(tǒng)的智能性、過(guò)程集成性、實(shí)時(shí)性和共享性等提出了新的更高要求。
(1)系統(tǒng)內(nèi)部與外部集成化。系統(tǒng)集成不僅包含質(zhì)量管理系統(tǒng)本身的集成，而且包括與其它業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)的企業(yè)內(nèi)部集成，以及與外部供應(yīng)鏈上的企業(yè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的集成。集成性包括縱向集成和橫向集成兩部分，縱向集成是指質(zhì)量活動(dòng)與信息在企業(yè)的決策層、管理層和實(shí)施層之間的自上而下和自下而上的集成：橫向集成是指質(zhì)量活動(dòng)與信息在從獲取用戶和市場(chǎng)需求到設(shè)計(jì)、采購(gòu)、生產(chǎn)準(zhǔn)備、生產(chǎn)、質(zhì)量檢驗(yàn)、市場(chǎng)營(yíng)銷和售后調(diào)查這一產(chǎn)品生命周期全過(guò)程中的集成。同縱向集成相比，橫向集成可以看作是質(zhì)量活動(dòng)與信息在產(chǎn)品質(zhì)量形成過(guò)程上的集成。
(2)管理的智能化和知識(shí)化。在長(zhǎng)期的生產(chǎn)過(guò)程中企業(yè)里積累了大量的歷史數(shù)據(jù)和豐富的經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)對(duì)這些信息進(jìn)行挖掘，歸納出相關(guān)知識(shí)，并應(yīng)用到以后的生產(chǎn)實(shí)踐中，可以極大地提高產(chǎn)品的質(zhì)量。實(shí)現(xiàn)質(zhì)量管理的智能化是企業(yè)知識(shí)管理中的重要部分。人工智能技術(shù)開始應(yīng)用到集成質(zhì)量管理中的諸多方面。如質(zhì)量計(jì)劃生成、質(zhì)量設(shè)計(jì)、質(zhì)量決策、質(zhì)量監(jiān)控、質(zhì)量分析診斷和過(guò)程控制等，集成質(zhì)量系統(tǒng)的智能化水平日益提高。
過(guò)程集成質(zhì)量管理系統(tǒng)就是在基礎(chǔ)平臺(tái)的支撐下，以制造商為核心、供應(yīng)鏈上的所有實(shí)體企業(yè)通過(guò)協(xié)同合作，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵過(guò)程的穩(wěn)定運(yùn)作與持續(xù)改善，以滿足最終客戶的要求。
3 鋼鐵企業(yè)質(zhì)量管理系統(tǒng)模型
鋼鐵生產(chǎn)介于離散生產(chǎn)過(guò)程和連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程之間，屬于半流程半離散型，也稱為混合型企業(yè)。鋼鐵生產(chǎn)是將幾十噸的鋼水一步步地轉(zhuǎn)換成要求各異的用戶合同，它的制造過(guò)程是一個(gè)分解過(guò)程。是化整(鋼水)為零(客戶合同)而它的計(jì)劃過(guò)程則是化零為整，即進(jìn)行組爐和組批。鋼鐵企業(yè)采用過(guò)程結(jié)構(gòu)和配方進(jìn)行物料需求計(jì)劃，而其配方，與離散制造業(yè)的BOM含義不同，不但代表著成分比率，還代表著企業(yè)的生產(chǎn)水平。
鋼鐵生產(chǎn)主要是按合同組織生產(chǎn)，屬于訂單驅(qū)動(dòng)型生產(chǎn)，其車間執(zhí)行控制則主要采用JIT方式：即現(xiàn)場(chǎng)控制主導(dǎo)型的“拉”(PULL)式生產(chǎn)管理方法，生產(chǎn)過(guò)程中前一工序的活動(dòng)是按后續(xù)工序的現(xiàn)場(chǎng)需求來(lái)確定的。
圖2為一個(gè)鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)組織模式圖，簡(jiǎn)要說(shuō)明了企業(yè)相關(guān)部門如何通過(guò)反提料的方式來(lái)組織生產(chǎn)。
圖2 鋼鐵生產(chǎn)模式
隨著客戶對(duì)鋼材的品種、性能、規(guī)格和交貨狀態(tài)等的要求越來(lái)越多樣化，客戶需求呈現(xiàn)多品種小批量的特點(diǎn)，而鋼鐵生產(chǎn)管理中需要對(duì)不同訂單組批進(jìn)行生產(chǎn)，這給訂單跟蹤和物料的質(zhì)量管理增加了難度。橫向上看，鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的質(zhì)量管理流程如圖3，從面向供應(yīng)商的原材料進(jìn)廠質(zhì)量檢驗(yàn)、內(nèi)部生產(chǎn)過(guò)程的質(zhì)量監(jiān)控與判定、面向顧客的外部異議處置等一系列活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了供應(yīng)鏈上的集成質(zhì)量管理。
圖3 鋼鐵企業(yè)質(zhì)量管理流程
橫向上分析，鋼鐵企業(yè)的質(zhì)量管理特點(diǎn)如下：
(1)原材料的質(zhì)量成本高。生產(chǎn)所需的原材料其種類和性質(zhì)等基本固定，不跟特定的產(chǎn)品訂單聯(lián)系在一起。冶煉階段主要使用廢鋼和生鐵等鋼鐵料、鐵合金(硅鋇鋁粉、高鉻錳鐵、高碳錳鐵和鎳粉等)和返回鋼等，其自身價(jià)值和冶煉成本占了鋼材價(jià)格的70％~80％，所占比重大，而且原材料的構(gòu)成成分通常隨批量的不同而差異較大，因此對(duì)于鋼鐵料和鐵合金的進(jìn)廠質(zhì)量控制格外重要。如果采購(gòu)的鋼鐵料中水分過(guò)多，不但需要延長(zhǎng)鋼鐵料的烘烤時(shí)間，同時(shí)還要延長(zhǎng)冶煉時(shí)間以及在成材分廠的緩冷時(shí)間，增大了生產(chǎn)成本。
(2)分段質(zhì)量控制。冶煉階段以化學(xué)成分變化為主．要求控制產(chǎn)品的化學(xué)成分：澆鑄和軋制階段以物理變化為主，要求控制產(chǎn)品的機(jī)械性能和外形尺寸的大小，在生產(chǎn)組織過(guò)程中，根據(jù)質(zhì)量控制要求，在冶煉階段將制造標(biāo)準(zhǔn)和化學(xué)成分相同的訂單合爐冶煉，在軋制階段需要將軋制規(guī)格相同的產(chǎn)品合批進(jìn)行集中軋制。在軋制和熱處理等階段，開始分批，通過(guò)不同的處理分配給不同的客戶訂單，最后將滿足個(gè)性化質(zhì)量要求的產(chǎn)品交付給顧客。
(3)質(zhì)量判定決定物流的流向。從煉鋼、澆鑄、軋鋼和熱處理等各個(gè)生產(chǎn)階段都伴隨著形狀、狀態(tài)、物理性能和化學(xué)成分的改變，通過(guò)質(zhì)量判定來(lái)決定物料的下一步流向。生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生不良品、廢品、返回鋼等副產(chǎn)品或中間產(chǎn)品需要進(jìn)行回收與改制，對(duì)不良品的質(zhì)量改制和質(zhì)量改判等將引起物料管理、生產(chǎn)計(jì)劃和合同匹配等的相應(yīng)變化，牽動(dòng)了整個(gè)企業(yè)生產(chǎn)管理系統(tǒng)。
與其它行業(yè)相比，質(zhì)量管理在鋼鐵企業(yè)中占有首要地位，是企業(yè)一切生產(chǎn)管理活動(dòng)的基礎(chǔ)。目前我國(guó)鋼鐵企業(yè)大多是粗放型的生產(chǎn)管理方式，質(zhì)量管理缺乏宏觀管理和集中控制，與其它生產(chǎn)管理應(yīng)用系統(tǒng)相互獨(dú)立，出現(xiàn)質(zhì)量波動(dòng)大、效率低和成本高等問(wèn)題，開發(fā)面向過(guò)程的質(zhì)量管理系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)企業(yè)集成管理的基礎(chǔ)。
4 基于ERP／MES／Control的層次化系統(tǒng)模型
AMR組織于20世紀(jì)90年代提出的企業(yè)集成模型清楚地描述了ERP，MES，Control層在企業(yè)集成信息管理系統(tǒng)中所占的地位。各層的主要職能為：
計(jì)劃層(ERP)：強(qiáng)調(diào)企業(yè)的計(jì)劃性。它以客戶訂單和市場(chǎng)需求為計(jì)劃源頭，進(jìn)行宏觀計(jì)劃和把握，以充分利用企業(yè)內(nèi)的各種資源，提高企業(yè)效益。從生產(chǎn)管理的角度來(lái)看，ERP基于事務(wù)處理的環(huán)境，屬于企業(yè)上層的計(jì)劃管理層。
執(zhí)行層(MES)：強(qiáng)調(diào)計(jì)劃的執(zhí)行和生產(chǎn)過(guò)程的動(dòng)態(tài)控制，是面向車間層的管理信息系統(tǒng)，它為操作人員和管理人員提供計(jì)劃的執(zhí)行、跟蹤以及所有資源(人、設(shè)備、物料、客戶需求等)的當(dāng)前狀態(tài)等信息。MES把ERP與企業(yè)的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)控制有機(jī)地集成起來(lái)，是企業(yè)集成模型中的核心。MESA國(guó)際聯(lián)合會(huì)給出的制造執(zhí)行系統(tǒng)的功能包括產(chǎn)品跟蹤與產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理、生產(chǎn)質(zhì)量管理與監(jiān)控、工序級(jí)詳細(xì)生產(chǎn)計(jì)劃、生產(chǎn)調(diào)度管理等生產(chǎn)過(guò)程管理部分。
控制層(Control)：強(qiáng)調(diào)設(shè)備的控制。包括DCS(Distributed Control System)、PLC(Programmable Logic Controller)、NC／DNC(Distributed Numerical Control)、SCADA(Sugervisory Control and Data Acquisition)以及其它的自動(dòng)過(guò)程控制系統(tǒng)．它一方面執(zhí)行MES下達(dá)的操作指令，另一方面向MES反饋實(shí)時(shí)的信息。
鋼鐵企業(yè)MES具有顯著的實(shí)時(shí)性、較強(qiáng)的與ERP系統(tǒng)及PCS系統(tǒng)的集成性．適用于鋼鐵企業(yè)各種產(chǎn)線，包括板材、線材、型鋼、鋼管等不同的產(chǎn)線和單制程、多制程、直接熱裝熱送、短流程軋制等各種流程。它在產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)過(guò)程中物料的生產(chǎn)流程為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量的跟蹤和追溯，生產(chǎn)計(jì)劃調(diào)度管理、設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)管理和工序成本管理等圍繞質(zhì)量管理實(shí)現(xiàn)企業(yè)集成。MES是鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量集成管理的核心層。
基于AMR提出的ERP／MES／Control三層企業(yè)集成結(jié)構(gòu)，建立鋼鐵企業(yè)縱向質(zhì)量集成模型(見(jiàn)圖4)。ERP層主要包括供應(yīng)商質(zhì)量管理、面向顧客的服務(wù)過(guò)程質(zhì)量管理、質(zhì)量規(guī)劃和質(zhì)量資源管理。其中，質(zhì)量規(guī)劃是質(zhì)量管理的一部分。主要制定質(zhì)量目標(biāo)，并規(guī)定必要的運(yùn)行過(guò)程和相關(guān)資源，以實(shí)現(xiàn)期望的質(zhì)量目標(biāo)，質(zhì)量資源管理主要包括人員、資金、基礎(chǔ)設(shè)施、技術(shù)和方法、知識(shí)和信息等，它是質(zhì)量過(guò)程運(yùn)行的基礎(chǔ)，其中最主要的是各類質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、冶金標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品規(guī)范等技術(shù)資源，產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)過(guò)程中的質(zhì)量管理活動(dòng)。如質(zhì)量設(shè)計(jì)、質(zhì)量控制、質(zhì)量判定和質(zhì)量分析診斷等，均以技術(shù)資源為依據(jù)進(jìn)行。
圖4 企業(yè)質(zhì)量集成模型
5 結(jié)語(yǔ)
質(zhì)量管理正朝著集成化、信息化和專業(yè)化的方向發(fā)展，研究基于過(guò)程和知識(shí)的集成質(zhì)量管理技術(shù)和方法，建立企業(yè)質(zhì)量核心數(shù)據(jù)平臺(tái)，實(shí)施面向過(guò)程集成的、符合行業(yè)特點(diǎn)的質(zhì)量管理系統(tǒng)，是企業(yè)在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中以質(zhì)取勝的有力保障。主要針對(duì)鋼鐵企業(yè)提出了一種基于質(zhì)量管理過(guò)程和ERP／MES／CONTROL架構(gòu)的集成質(zhì)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，給出了系統(tǒng)的功能模型和軟件結(jié)構(gòu)，該方法已應(yīng)用于某大型鋼鐵企業(yè)的質(zhì)量管理系統(tǒng)。
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本文標(biāo)題：基于過(guò)程集成的鋼鐵企業(yè)質(zhì)量管理研究
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