浅析钢铁企业全流程质量管理信息化技术应用

王颖

摘 要：公司级全流程质量管理系统（QMS）是国内首创的覆盖全产线、产品全生命周期的一套质量管理系统。它打破了以往MES中质量模块只关注质量结果的模式，抽离于MES系统形成一贯制质量管理体系。目前该系统运行稳定，满足了企业对质量管理的要求和客户对产品质量关注的需求。

关键词：全流程质量管理；动态质量规则；按单质量决策

中图分类号：TF089 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）05-0017-01

钢铁企业已经告别以生产销售为中心的高盈利时代，高品质、小订单多样化订制成为市场的主流需求。国家《中国制造2025》提出，我国要加快制造业的转型升级，加速制造大国向制造强国的转变，着力提升企业的制造水平，提升产品档次，向国际中高端市场迈进。公司进行改革创新，在提升产品质量工作上，推行全流程一贯制质量管理，建立为品种、质量让路的管理体制。全流程质量管理系统（QMS），运用信息自动化手段建立起从铁水到钢水、到热轧再到冷轧过程的全流程质量管控体系，实现质量管理的落地，保障生产线上能够源源不断地生产出满足客户需求质量过硬客户信得过的高端产品。

1 全流程质量管理的实现

在绝大多数制造业企业的MES系统中，质量管理被定义为一个与计划管理、库存管理同级的模块。它受制于MES架构、一二级自动化设备建设程度、质量管理理念等多种因素，往往只能按工序关注产品最终的质量结果。这种质量管理下产品质量过程无法控制，废品率高，无法满足客户越来越关注产品质量过程和质量可追溯的需求。全流程质量管理系统采用在线质量管理与离线质量管理相结合的方式，实现在线对生产过程工艺数据、性能数据的监控、质量决策，离线质量追溯和质量趋势分析。该系统不只关注局部或者分段工序，而更关注钢铁生产的铁水到转炉到连铸到热轧到冷轧一直到最终产品的全流程质量控制。全流程的工艺数据、质量数据、生产数据结合在一起，构成QMS系统最长线、最深度的质量追溯数据流，可用于进行后期质量分析，并将其纳入质量决策。

2 闭环质量管理体系的实现

QMS质量管理系统在公司整体信息化架构中形成了一个闭合的质量管理循环体系。它与公司级质量设计系统（ODS）、高级排程系统（APS）相辅相成。首先从接收客户订单起，ODS进行质量和工艺设计，APS按订单编辑从热轧到冷轧的全流程生产计划，MES生产执行。QMS则作用于质量监控、在线判定、质量追溯和质量趋势分析，贯穿产品制造全周期，包括事前质量控制规则设计，事中动态质量干预与监控，以及事后质量分析与追溯，进而优化生产工艺、优化冶金规范数据库和产品规范数据库，优化ODS对产品和工艺的质量规则设计。

3 动态质量规则的实现

在实际的生产过程中由于设备状态、操作人员素质水平、生产环境等因素的不同，往往致使产品质量略有差异。要使质量严格受控，完善质量规则设计需要大量数据和现场实际经验的结合验证。QMS在质量监控、在线判定、质量追溯和质量趋势分析中形成的数据对优化ODS的产品和工艺质量规则设计具有指导意义。QMS系统提供产线级规则编辑器功能，能够在获得ODS的质量数据后，根据订单各工序的质量设计，比对生产过程中收集的生产数据和工艺单点数据、工艺曲线数据、性能数据进行动态与自动的质量监控与评估。QMS还以可利用产线级规则编辑器根据各产线和工序的设备状态，在各工序进行特定的质量设计。这一手段能为ODS优化产品和工艺的质量规则设计提供数据和现场实践的依据。

4 生产工艺与过程数据参与决策永久保存的实现

QMS與底层数据库建立了良好的通信机制，在监控系统与评估系统中集成了大量的数据，有理化性能、尺寸与表面缺陷、生产工艺与过程数据等。QMS根据客户需求将这些数据列入自动判定的决策列表使之参与质量评估。由于这样的数据是海量的，QMS系统的数据设计采用“公司-产线-工序”三层架构模式，将不同工序的数据存储在不同的数据库中，解决了以往生产工艺与过程数据不能保存的问题。质量工程师再不用为了查看一、二级数据而在现场奔波，也为他们进行质量分析与新产品研发提供了海量数据依据。

5 大数据集成全生命周期数据追踪的实现

QMS系统存储了海量的数据，为了将这些数据匹配到产品上并实现全生命周期的追踪，QMS提供了报告子系统。因为QMS系统的数据按“公司-产线-工序”三层数据库模式存储，它采用微软BI即微软商业智能技术中SSIS，SSAS，SSRS三大工具实现对数据的抽取、集成、展示。报告系统按报告用途分为过程与质量报告、管理型报告。过程与质量报告采用SSIS与SSRS结合的方案，管理型报告采用SSIS、SSAS、SSRS结合的方案。BI系统负责从多个数据源中搜集数据，将这些数据进行必要的转换后存储到一个统一的介质中，并为使用者提供将这些数据转化为所需信息的功能。SSIS实现数据抽取与转换。SSAS建立、组织多维数据库。SSRS是报表和分析的开发工具。

目前报告系统已经实现了从成品卷到炼钢工序的质量、工艺相关数据展示，并开发出相应的管理型报告，为质量人员进行质量分析与历史追溯提供了数据基础。