数控加工车间动态化质量控制系统的研究与设计

周丽娟 刘本刚

【摘 要】按照数控加工车间管控需求，针对飞机结构件产品的动态化质量控制管理问题进行了深入研究，根据飞机结构件数控加工的作业特点，基于现阶段企业传统质量控制的方法，设计了一个高效、准确的动态化质量控制系统（Quality Control System），同时解决了该系统与公司制造执行系统（Manufacturing Execution System，简称MES）的对接问题，实现了飞机结构件加工和检验整个生产流程的信息化。

【关键字】质量控制系统;数控加工;制造执行系统

中图分类号： TG659 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）04-0023-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.04.009

0 引言

质量是产品满足规定和潜在需要特征的总和，是企业在市场竞争中赢得成功、求得生存的必不可少的因素之一。经济全球化带来的挑战，将会更加集中体现在质量的竞争上。质量管理是指导和控制组织的与质量有关的相互协调的活动。作为车间层面主要是做好质量控制、质量保证和质量改进[4]。企业如果想在激烈的市场竞争中立于不败之地，就必须以高质量的产品满足顾客不断变化的需求。因此，质量对于企业来说，是使其持续发展的根基，不论在任何时刻，根基是不能动摇的。尤其在当今这种经济发展、技术进步、市场对产品需求多样化的环境下，我国航空企业不仅要面临残酷的市场竞争，而且还要不断适应发展变化的市场需求。且航空制造生产技术复杂，质量要求可靠性高，这对如何更好的解决生产零件的质量管控问题提出了迫切需求。

当前，我国航空制造业车间质量控制管理通常仅限于检验相关部门的独立活动，各部门、各环节的质量管理活动相对分散和封闭，单纯以满足产品设计规范为目标，注重质量问题的事后处理，难以实现对产品制造过程整体质量水平的控制。而质量控制仍采用传统的检验方式，以纸制的工艺规程作为检验的标准，并将检验的结果用手写的方式填入纸制的产品制造记录中，最后辅之以简单的统计分析和数据处理。这样不仅给统计分析带来不便还可能导致不可避免的质量信息丢失，从而影响企业产品的质量。

数控加工车间是飞机大型结构件和零件的生产厂，承担着公司大量的科研和批生产任务，产品结构复杂、技术含量高、生产周期长。当前，制造执行系统（MES）已经在数控加工厂生产管理的信息化建设中起着举足轻重的作用，它能通过信息传递对从订单下达到产品完成的整个生产过程进行优化管理。而在质量控制方面，开发基于信息网络化的质量控制系统并使之与制造执行系统进行数据交互，实现生产和检验整个生产过程的信息化，提高管理的整体水平，使得企业的产品质量管理提升到一个新的阶段。

1 质量控制系统体系结构的研究

1.1 质量控制系统与MES系统的对接

在实际的生产过程中，生产活动和质量检验活动是紧密关联的，生产活动的进行推动质量活动的执行，而质量活动反过来会有效控制着生产活动的质量。本文设计的质量控制系统充分利用了MES丰富的现场生产数据作为质量检验的基础，同时将质量控制的质量信息及时反馈给MES，使生产部门、设计部门及领导能够及时地掌握生产的质量水平，为制造执行系统进行生产性能分析提供可靠的依据，以实现对产品质量的不断改进[1]。

1.2 质量控制系统的基本框架

数控加工厂是飞机大型结构件和零件的生产厂，产品结构复杂、技术含量高、生產周期长，因而其生产出产品的质量是否能够得到很好的控制，这个问题犹为重要。因而要根据数控加工厂的工作流程，结合现实状况与实际需求，设计出适合数控加工厂的质量控制系统[2-3]。图1为车间质量控制系统的基本框架图。

2 质量控制系统的总体设计

2.1 系统管理模块设计

系统根据用户的任务不同创建不同的角色，用户以不同的角色进入系统能看到不同权限的页面[5]。图2为系统管理模块过程模型。

2.2 质量过程控制模块设计

分为首件三检、工序验收及零件验收三个菜单，选择相应菜单，扫描制造记录后，读出此制造记录的相关工艺信息。

2.2.1 首件三检

在零件制造过程中，投产数量三件或三件以上，要履行工序首件三检。要求工人在每道工序的第一个零件加工完成后，进行：工人自检、工（班、组）长检验、检验员检验[6]。

工（班、组）长和检验员登录到系统后，选择首件三检菜单，在看到工人加工的第一个零件 “完成”标志后，页面弹出对话框，其中嵌入一个列表，用于提示进行首件三检的操作，根据系统提取出来的检验标准进行检验操作，如果零件不合格的话，下一个零件会再次弹出首件三检的对话框，直至三检合格为止。在批量加工中的首件三检功能，如果出现多次不合格品，相关的检验员、操作者不为同一人时，在制造记录中全部列出。

2.2.2 工序验收

选择工序验收菜单，在制造记录正页增加“是否紧急放行”的字段，检验员对所要生产的零件的毛料进行料检，并判断是否有材料合格证，如果出现毛料没有合格证的情况，检验员在“是否紧急放行”处做出标识，并在系统里填写紧急放行保留单编号。料检无误并确认原材料后才可投入生产。

工人在加工完每道工序后，先进行自检，如果自检合格，通知检验员进行工序验收。选择要检验的工序，根据系统提取出来的检验标准进行检验操作，并记录零件的检测数据。若工序为关键工序，在工序验收的时候需在系统里记录关键工序实测值。若检验的结果有不合格品，工段计划员进行分卡操作，并由检验员确认。检验出的不合格品在页面上填写不合格的原因，并填写废票编号或不合格品处理单编号。