基于质量BOM的军工产品质量信息跟踪与追溯方法的应用研究

刘烨　周军　许永正

摘  要： 针对我国军工产品科研、生产、服务和管理特点，分析军工产品质量跟踪和追溯的制约因素，开展了对军工产品全生命周期过程质量的跟踪与追溯方法的探索和研究。首先介绍了建立和维护统一的军工产品质量信息标准规范体系，以及产品质量BOM的创建方法和管理原则。然后，着重综述了军工产品质量跟踪与追溯的方法和关键点。最后，通过软件系统的应用开发和验证，证明能有效提高军工产品质量的跟踪与追溯能力和效率。

关键词： 军工产品;质量跟踪;质量追溯;质量BOM

中图分类号： TP311.52    文献标识码： A    DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2019.07.030

【Abstract】： In view of the characteristics of scientific research， production， service and management of military products in China， the restrictive factors of tracing and tracing the quality of military products are analyzed， and the methods of tracing and tracing the quality of the whole life cycle process of military products are explored and studied. Firstly， this paper introduces the establishment and maintenance of a unified standard system for military product quality information， and the creation methods and management principles of product quality BOM. Secondly， it emphatically summarizes the methods and key points of tracing and tracing military product quality. Finally， through the application development and verification of software system， it proves that the tracing and tracing ability and efficiency of military product quality can be effectively improved.

【Key words】： Military products; Quality tracking; Quality traceability; Quality BOM

0  引言

面对错综复杂的国内外形势和艰巨繁重的军事任务，我国全军上下正在扎扎实实做好军事斗争准备的各项工作。军工企业为军方提供“高、精、尖”军工产品（装备）是服务军事斗争的重要体现，也是维护国家主权、安全、发展利益的重要保证。随着我国新时代军事发展，军方对军工产品的质量要求越来越高。同时，军工产品具有多品种、少批量，涉及专业面广、协作单位多，研制周期长、保密性

强、终身服务保障等特点。如何对军工产品全生命周期过程质量跟踪，以及对问题产品的质量信息追溯，有效管控和提高产品质量是摆在各大军工集团、科研院所、工业企业面前的重大课题。

当前，我国军工产品受质量数据標准不统一，质量数据采集不完整，缺少先进的产品质量跟踪追溯方法和技术等诸多因素约束，很难高效、快速、动态地跟踪和追溯军工产品的系统、分系统、整机、单元、模块、器材的质量状态。产品质量跟踪、质量信息追溯手段和方法与西方军事强国相比，相对落后，缺少军工产品全生命周期过程质量跟踪、质量管控、质量追溯一体化的先进管理方法和手段。为此开展对军工产品全生命周期过程的质量信息跟踪和追溯方法的应用研究。产品质量信息跟踪和追溯方法：以产品质量信息标准化为基础，产品质量BOM为载体，产品质量信息跟踪和追溯为目标，并通过信息化平台平台构建，实现对军工产品信息的跟踪和追溯。

1  建立统一产品质量信息标准规范

质量信息统一标准规范是军工产品质量信息资产共享、消除“信息孤岛”的前提，为军工产品质量信息跟踪与追溯提供基础支撑。要实现军工产品全生命周期过程质量信息跟踪与追溯，必须针对军工产品的所属专业和特点，在军工集团、科研院所、工业企业内建立统一的军工产品质量信息管理标准规范体系：

（1）信息分类

军工产品质量信息可以按照GJB9001C-2017质量管理体系，根据军工产品研发、生产、服务过程的业务特点，以及所属专业、领域进行分类。同时，产品质量信息分类也要遵循国际、国内和行业标准。例如：按产品全生命周期过程的质量信息分类[8]如图1所示。

（2）编码方法

按军工产品质量信息分类，建立相应的编码规范体系。产品质量信息编码由含义编码+流水编码+

分类流水编码三部分组成。军工集团、科研院所、工业企业可以根据自身的军工产品特点，确定三部分编码的范围和长度。编码可以使用字母和数字进行定义。产品质量信息编码方法如图2所示。

（3）数据标准

针对军工产品质量信息数据，建立军工产品质量数据标准规范。主要包括元数据、分类编码、数据属性和枚举项等标准内容。

元数据标准：产品质量数据模型管理的基础标准，定义元数据属性通常包括标识符、中文名称、英文名称、缩写名、定义、数据类型、值域、计量单位、约束条件、备注等;

分类编码标准：对每一类的分类方法与编码规则，包括编码码段构成以及码段之间约束关系。数据分类要具有系统性、稳定性、可扩充性、兼容性和综合实用性，编码规则的设计应具有全局唯一性、合理性、延展性、简明性、适用性、规范性和匹配性等;

数据属性标准：定义数据由哪些属性来描述，以及每个属性的类型、约束等，利用元数据标准来描述数据属性，在军工集团、科研院所、工业企业全局范围内确定统一属性的定义与描述方法;

枚举项标准：枚举项产品质量数据管理过程中被大量的引用，是企业质量管理的一类基础数据。大量的枚举项也需要进行统一的管理与定义，例如：技术状态类型、检验阶段、不合格品类型、问题故障类型等，需要在企业全局形成标准。

（4）管理标准

为保证军工产品质量信息数据的唯一性、准确性和客观性，需在军工集团、科研院所、工业企业内建立统一的管理标准规范。主要包括数据维护、管控组织、数据安全体系、数据质量体系等规范内容;

数据维护规范：产品质量数据作为企业资产需要进行严格管控，形成每类数据的维护流程，包括申请创建人、数据维护人、审核人、发布人等，规划细分数据管理、维护、使用的组织划分，人员权限分配以及岗位职责划分，建立数据维护管理制度，保障数据的一致性和准确性;

管控组织规范：通过岗位设计以及职责安排，从组织维度提高数据质量;

数据安全体系规范：通过权限控制与授权，控制数据安全;

数据质量体系规范：设计数据质量评价体系，对采集数据质量进行分析与评价，提高数据质量。

2  多层级创建和维护产品质量BOM

BOM（Bill of Material）物料清单，也就是以数据格式来描述产品结构的文件，是计算机可以识别的产品结构数据文件。通过产品BOM，可以使设计系列化、标准化、通用化，跟踪加工过程，追溯产品物料。在军工产品质量信息标准规范的基础上建立统一、标准、规范的产品质量BOM，通过质量BOM作为动态质量数据的组织形式和载体，实现对质量数据合理、有序的组织和管理，为实现军工产品质量信息跟踪和追溯提供基础技术支撑。

军工产品（装备）质量BOM按产品层级分，主要可以分为产品级、系统级、分系统级、整机级、单元级、模块级和器材级等七个层级，每个层级都可以根据产品的复杂程度进行分解，形成功能相对独立的中间产品，层级之间存在松耦合的隶属关系——形成产品质量结构树。不同层级产品之间的隶属关系通过任务下达时分配的关联编号进行关联。

军工产品（装备）质量BOM按全寿命周期阶段过程分，可以分为研发设计、制造装配、调试试验和保障服务等阶段产品质量BOM（根据质量管理需要可以再细分），每个阶段的质量BOM与产品设计BOM基本一致，但可以视客户要求、产品的关重程度、企业质量管理体系要求、客观操作环境等情况进行裁剪。考虑到军工产品全生命周期过程各阶段的任务完成可能涉及到不同军工集团、科研院所、工业企业，因此很有必要对产品质量BOM基于统一标准、规范构建相应的产品质量BOM数据包，并以“谁生成、谁负责”的管理原则对产品质量BOM数据进行管理、存储和维护，确保产品质量数据的完整采集和保存。

例如：总体研究所设计军工产品（装备），产品结构由系统1、系统2、系统3、…、系统n构成;系统研究所1设计系统3，系统3由分系统31和分系统32构成;系统研究所2设计系统1，系统1由分系统11、分系统12、分系统13、…、分系统n构成;总装厂总装产品;配套厂1制造装配分系统11;配套厂2制造装配分系统31;配套厂n制造装配单元1112;其他以此类推。产品质量BOM结构设计过程如图3所示。

产品设计质量BOM：按照TS16949质量管理体系，構建基于产品设计BOM（EBOM）的产品设计质量BOM，记录产品设计过程中的方案、设计、工艺、试验大纲、检验要求等技术状态信息，以及技术状态变更和设计问题信息。产品设计可能涉及不同军工集团和科研院所，应该按“谁设计，谁负责”的原则，构建相应级别的产品设计质量BOM。

制造装配质量BOM：基于制造BOM（MBOM），以产品制造装配过程为驱动，记录外购产品入厂检测记录、制造过程工序检测记录、装配过程工序检测记录、产品出厂检测记录，以及制造装配过程中出现的问题故障处理过程记录等信息。产品制造装配可能涉及到不同的配套厂、总装厂、供应商、外包厂家，应该按“谁制造装配，谁负责”的原则，构建相应级别的产品制造装配质量BOM，并记录不同层级产品之见的装配关系，以及产品编号或产品批次号。

调试试验质量BOM：基于产品试验BOM（TBOM），以产品调试试验过程为驱动，记录产品调试试验前状态、调试试验后的产品检测记录，以及调试试验过程中出现的问题故障处理过程记录等信息。产品调试试验厂家应该按“谁调试试验，谁负责”的原则，构建相应的产品调试试验质量BOM。

保障服务质量BOM：基于维护BOM（NBOM），记录每次保障服务维修、处理的产品问题故障过程信息，更换备品备件的产品编号和批次号。产品售后保障服务可能涉及到不同的军工集团、科研院所和工业企业，应按“谁保障服务，谁负责”的原则，构建产品保障服务质量BOM。

3  构建产品质量跟踪和追溯模型

军工集团、科研院所、工业企业接收顾客的军工产品（装备）研发、生产任务后，在军工产品质量信息标准规范的基础上，运用物联网、大数据、系统集成等技术手段，各任务承接单位分别负责采集相应的产品设计、制造装配、调试试验和保障服务等阶段产品的质量信息，并构建相应的产品阶段质量BOM数据包。对跨军工集团、科研院所、工业企业协同研发、生产和服务的军工产品，需要借助统一的军工产品质量跟踪和追溯平台，根据任务下达时分配的关联编号，自动将各任务承接单位上传的产品质量BOM数据包进行关联，形成产品全生命周期过程的质量BOM[7]。

产品全生命周期过程的质量跟踪和追溯模型如图4所示。基于产品全生命周期过程的质量BOM，可以展开产品质量信息跟踪和追溯。

（1）产品质量信息跟踪

产品质量信息跟踪主要强调产品研发设计、制造装配、总装总调和保障服务等阶段过程进行实时跟踪。军工集团、科研院所、工业企业的领导、管理、作业等不同角色能纵向实时跟踪每个阶段过程的产品、系统、分系统、整机、单元、模块和器材的质量状态。例如：在制造装配阶段，进行军工产品→系统1→分系统11→整机111→单元1112→模块11122→器材111221的质量跟踪;也能横向实时跟踪产品、系统、分系统、整机、单元、模块和器材在每个阶段过程的质量状态。例如：研发设计阶段的系统1→制造装配阶段的系统1→总装调试阶段的系统1→保障服务阶段的系统1的质量跟踪。

（2）产品质量追溯

产品质量跟踪主要强调产品研发设计、制造装配、总装总调和保障服务等阶段过程出现问题时进

行产品质量信息的正向和反向追溯。

对交付前的产品质量追溯主要是反向追溯，例如：（1）制造装配阶段出现问题时，可以追溯到产品研发设计阶段的质量状态;（2）产品制造装配某工序出现问题，可以追溯到该工序之前的所有工序的产品质量状态;（3）某装配部件出现问题，可以追溯装配部件涉及的所有零件的质量状态;（4）当某器材、模块、单元出现质量问题时，可以追溯所有使用该器材、模块、单元的项目军工产品。

对交付后的产品质量能正向和反向追溯，能根据产品交付时提供给客户的合格证编号进行产品质量信息追溯，往前可以追溯产品研发、生产过程质量状态信息;往后可以追溯产品保障服务过程质量状态。

（3）军工产品质量跟踪和追溯的关键点

（1）在军工集团、科研院所、工业企业内建立统一的产品、质量信息数据的标准规范体系;（2）确保军工集团、科研院所、工业企业采集的产品质量数据完整、准确，形成标准统一的产品质量BOM数据包;（3）基于产品设计BOM，在军工集团、科研院所、工业企业内收集、导入、汇总、整合产品质量BOM数据包，构建覆盖产品全生命周期过程的产品质量BOM;（4）采用大数据处理、多维度数据展示、集成化平台等技术[3]，为产品质量信息跟踪和追溯的提供统一、简便操作平台，并能对产品质量异常进行预警提醒;（5）建立一种基于产品质量BOM的跟踪和追溯模型，有效组织和管理分布在军工集团、科研院所、工业企业的产品全生命周期阶段过程的各种质量信息。

4  产品质量跟踪和追溯方法的应用实现

船舶军工集团某科研院所在信息化方面建立了较为完整的信息化系统，主要有PLM、ERP、CRM、MES、TDM、DNC等应用系统，并通过主数据平台（MDM）和企业服务总线（ESB）实现质量主数据规范、统一和应用系统集成。但产品质量信息散落在各个应用系统中，还是无法对产品全生命周期过程质量进行实时、动态跟踪和追溯。为此，在现有信息化较好的基础上运用军工产品质量信息跟踪和追溯方法，结合企业质量管理体系要求，研发产品与服务信息系统[2]，实现从PLM中采集产品设计质量BOM数据包;从ERP、MES中采集制造装配质量BOM数据包;从TDM中采集总装总调质量BOM数据包;从CRM中采集保障服务质量BOM数据包;从DNC中自动实时采集数控设备生产质量BOM数据。同时，通过质量BOM作为动态质量数据的组织形式和载体，构建产品质量跟踪和追溯模型[1]，实现对该科研院所承担的军工产品质量的跟踪和追溯功能。产品与服务信息系统体系架构[4-10]如图5所示。

产品与服务信息系统通过企业服务总线（ESB）实现与外部应用系统和外部工具进行业务、应用、流程深度集成融合，实现产品全生命周期阶段过程质量数据即时、完整、准确采集，为产品质量跟踪和追溯提供了必要的技术手段。应用系统业务融合集成设计[5，6-9]如图6所示。

产品与服务信息系统实现的软件产品操作界面如图7所示。

产品与服务信息系统的应用研发和实施，实现了军工产品质量信息的采集和处理，多级产品质量BOM的构建和级联，产品质量跟踪和追溯模型的创建和驱动，为应用单位提供对军工产品全生命周期階段过程的“一键式”质量信息实时跟踪和追溯功能，有效提高了军工产品质量的跟踪追溯能力和效率。

同时，也给基于质量BOM的军工产品质量信息跟踪方法的可行性提供了实践佐证。

5  结束语

本文开展了军工产品质量信息跟踪和追溯方法的探索和研究，方法运用到产品与服务信息系统研发中，并在船舶军工集团某科研院所得到一定的应用，但是，要达到跨军工集团、科研院所、工业企业对军工产品进行跟踪和追溯的目标，还需要对军工产品质量信息跟踪和追溯方法的实践应用进一步验证。同时，要建立军工产品质量信息数据的相关管理制度，确保产品质量数据的客观性、及时性、完整性和准确性，为军工产品质量信息的跟踪和追溯提供基础保障。

参考文献

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[4] Open Group Standard TOGAF Version 9.1[S] ISBN： 978-90- 8753-679-4.

[5] ISO/Tc176《ISO9001质量管理体系》[S] 版本： ISO9001： 2015.

[6] 《GJB9001C-2017》质量管理体系要求[S] 版本： GJB9001： 2017.

[7] （美）W.爱德华兹 戴明论质量管理[M] 海南出版社 2003年07月出版.

[8] 约瑟夫·朱兰 朱兰质量手册（第六版）[M] 中国人民大学出版 2010年1月出版.

[9] 田亚丽， 刘烨. 军工企业质量体系管理系统设计与实现[J]. 软件 2015， 36（9）： 109-112.

[10] 张洁， 张长亮. 军工企业GJB9001质量管理信息系统研究[J]. 标准科学 2017， （01）： 71-41+78.