数字化赋能的“双闭环”质量管理模式探索与实践

彭 敏

（桂林广陆数字测控有限公司，广西 桂林 541213）

0 引言

质量是企业的生命，先进高效的质量管理对于企业的生存和发展至关重要，也是国家发展规划和强国战略的重要内容之一[1-2]。伴随着企业从创办初始到不断发展的各个时期，其质量管理方式方法也经历不同的阶段，如从创建时期以经验为主的常规检验管理阶段，到以标准体系为主的标准化、制度化质量管理阶段，形成适应不同发展时期的质量管理模式。随着时代的发展和技术进步，质量管理方法和模式需要不断改进升级，特别是数字化技术和智能制造的兴起，将大力推动更为先进高效的数字化质量管理模式[3-4]。跟踪国际先进质量管理动态，充分应用新技术，并根据企业自身特点，不断探索和采用基于先进技术应用的先进质量管理方法，总结先进质量管理模式，是企业质量管理工作者和研究人员的重要职责，对企业的可持续发展具有重要意义。笔者基于其所在的企业质量管理实践，探索和总结已取得显著成效的基于数字化应用的“双闭环”质量管理模式原理和方法，为离散型制造业企业特别是中小型企业质量管理工作具有参考意义。

1 “双闭环”模式的主要内容和内在逻辑

“双闭环”是指“制造闭环”和“质量闭环”，基于数字化赋能的“双闭环”质量管理模式也简称为“双闭环”质量管理模式或“双闭环”模式。

1.1 “双闭环”模式形成过程和需要解决的主要问题

1.1.1 “双闭环”模式需要解决的主要问题

在质量管理方面，尽管企业已采用了标准化管理模式，但以往主要还是采用人工操作方式，信息不畅，质量改进不够及时，效率相对较低，无法适应可持续高质量发展。同时，国际领先的制造企业已实现全过程数字化管理，形成外部竞争压力。随着时代的发展和技术进步，数字化技术应用、智能制造已成为发展趋势，并取得明显成效[5-8]，需要创新质量管理模式，提升管理手段，适应智能化生产和数字化管理，以实现高质量发展。

1.1.2 “双闭环”模式的形成条件和过程

（1）前期引进和应用全面质量管理方法、国际质量和测量管理体系、卓越绩效模式等，实现标准化、制度化质量管理，并不断继承、强化和完善[9-13]，为形成“双闭环”质量管理模式奠定了理论和方法基础。

（2）企业持续加大智能工厂建设投入，实施数字化战略，研发应用制造执行系统MES、数字化质量管理系统QMS，并集成ERP 等[14-15]，为实现质量管理数字化信息化提供了保障。

（3）根据企业质量战略目标和规划，遵循智能工厂运行特点，基于数字化支撑，创新质量管理方法和机制，并践行“以顾客为中心、发挥领导作用、注重文化引领、全员参与、充分挖掘数据资源价值、制造和质量相关联”等先进质量理念，逐步形成基于数字化赋能、适应于离散型中小企业的“双闭环”质量管理模式，并在应用和实践中不断改进；同时，自动化智能化制造装备和数字化能力建设仍然是企业继续加强的战略方向，确保质量管理模式实施能力的不断提升和公司高质量可持续发展。

1.2 “双闭环”模式的主要内容、要素及其逻辑关系

1.2.1 “双闭环”质量管理模式的主要内容

现代先进质量管理模式须体现战略导向、顾客、文化、技术支撑及其关联的特点，“双闭环”质量管理模式遵循、符合上述要求，其主要内容是：以质量战略为导向，以文化为引领，以“数字化”为支撑，以顾客需求为焦点，通过“制造闭环”和“质量闭环”联动运行实现高质量制造，满足顾客需求。本质量管理模式由“战略导向”“数字化赋能”“顾客需求”“制造闭环”“质量闭环”“顾客满意”等要素构成，其中：（1）数字化赋能。数字化应用贯穿于制造和质量管理全过程，实现顾客需求、决策、技术、生产、采购、质检、设备、工时统计、质量改进等全过程的数字化管理。同时采取基于数字化应用的管理方法和机制创新，提升数字化赋能效用。（2）“制造闭环”。包括技术、生产、设备等执行模块，通过“生产计划-实时物联-多维监测-协同优化”运行，实现制造过程的闭环管控功能，达到高效率生产制造和质量保障的目的。（3）“质量闭环”。通过“双端输入-机理分析-双向改进-多维实施”的闭环运行，实现产品和服务质量的循环改进和螺旋提升。

1.2.2 “双闭环”模式各要素逻辑关系

“双闭环”质量管理模式各要素之间的逻辑关系如图1 所示，具体是：

图1 “双闭环”质量管理模式要素逻辑关系

（1）“战略导向”是指质量战略及目标对“双闭环”质量管理的引导作用，并蕴含着根据“顾客需求”、实现“顾客满意”的基本要求，以及加强数字化能力建设，提高“数字化赋能”的效用。

（2）“制造闭环”和“质量闭环”构成“双闭环”，实行联动和相互促进、最终提高质量和效率的机制，详见下一章分析介绍。

（3）“顾客需求”是“双闭环”的出发点，也是“战略导向”的重要依据。

（4）“顾客满意”是“双闭环”的归宿点，也是“战略导向”通过“双闭环”运行要达到的主要目的之一。

（5）通过“数字化赋能”，实现质量管理模式各要素（环节）运行数字化，使“顾客需求”“制造闭环”“质量闭环”“顾客满意”四者之间及闭环内部的数据信息得以充分应用和畅通。

2 “双闭环”联动的运行机制和实施案例

2.1 “双闭环”及其联动运行机制

“双闭环”及其联动运行机制和原理如图2 所示。

图2 “双闭环”及其联动机制和原理示意

（1）“制造闭环”运行原理

“制造闭环”的形式为“生产计划—实时物联—多维监测—协同优化”，运行原理和功能如下：

①生产计划。根据市场和顾客需求，制订有效生产计划并安排至各个环节。

②实时物联。实现设备、物料、计算机和移动终端的联网，实时监控、采集状态数据信息，为数字化管理提供数据源。

③多维监测。对订单和生产制造过程各个方面进行监测和反馈，为计划的调整优化提供依据，质量数据反馈给“质量闭环”；顾客可实时了解订单执行情况和提出需求。

④协同优化。根据“多维监测”信息，对计划和安排进行调整优化；根据“质量闭环”中的“多维实施”信息进行改进，实现制造和服务质量提升。

（2）“质量闭环”运行原理

“质量闭环”的形式为“双端输入-机理分析-双向改进-多维实施”，运行原理和功能如下：

①双端输入。包括客户端和制造端数据采集作为质量策划和改进的输入，确保质量信息的完整性。

②机理分析。根据“双端输入”进行数据分析和失效机理研究，作为质量改进的依据，确保改进方案完善。

③双向改进。根据“机理分析”结果实施改进，包括发现问题改进和主动预防改进两条路径，改进措施更完善。

④多维实施。通过“双向改进”提出的改进方案不仅包括技术改进，还包括检测、服务、采购、人员培训等可能方面，构成多个小闭环，可实现超过常规改进效果的扩展效应，即改进增值。结合“双端输入”“双向改进”，实现多路径、多方面并举的质量改进功能，这也是有别于常规改进和实施方式的创新举措。

（3）“双闭环”联动机制

“双闭环”模式的主要理念之一是：制造应追求高质量，高质量需通过制造实现，“制造”和“质量”相辅相成。因此“质量闭环”和“制造闭环”不但不应独立运行，而更是要强调其相互关联和促进功能。如图2 所示，其关联和运行机制及步骤如下：

①“制造闭环”通过“多维监测”向“质量闭环”的“双端输入”模块反馈制造质量信息。

②“质量闭环”对反馈的质量问题进行机理分析和改进运行，通过“多维实施”模块向“制造闭环”的“协同优化”模块输入技术改进方案；同样，“质量闭环”通过“双端输入”接收顾客质量反馈，进行上述相同路径的分析、改进和实施运行，将技术改进方案输入“协同优化”模块。

③“制造闭环”根据技术改进方案，通过内部闭环运行，实现质量改进。

2.2 实施案例

通过应用“双闭环”质量管理模式于具体质量改进过程，取得显著成效，以下是两个实施案例。

（1）实施案例1：根据顾客端反馈的质量改进案例

如图3 所示。某一规格产品出现售后未使用便精度丧失的状况，通过“质量闭环”的“双端输入”模块得到顾客反馈信息，经过“机理分析”模块分析可知，主要是因为运输过程装卸不当导致精度丧失；表面上看产品没有问题而是外部原因，但深入分析可知，产品原结构采用的锁紧机构不适应强烈颠簸，根据“双向改进”的主动预防改进原则，进行了结构改进；按照“多维实施”，通报运输方加强管理，并指导客户相关处理方法，技术改进反馈至“制造闭环”的“协同优化”模块进行协同调整；通过上述措施产品质量得到改进提升，类似问题不再出现，得到各相关方的赞许；同时改进机构获得了国家专利。

图3 根据顾客反馈的质量改进示例

（2）实施案例2：根据制造端反馈的质量改进案例

如图4 所示，通过“制造闭环”的“多维监测”监控和大数据分析，发现在某一时段，一种主要零件的一道中间工序所出现的返工或报废率较大，反馈至“质量闭环”的“双端输入”模块，通过“机理分析”发现，主要原因是前序工装存在不稳定性，容易导致后序加工余量变化太大；按照“双向改进”的发现问题改进路径进行工装结构改进，通过“多维实施”反馈至“制造闭环”的“协同优化”进行协同调整，同时进行检测方式改进和加强操作人员培训，通过上述改进措施该工序的返工和废品率几近下降为0，有效提升了加工质量，降低了成本。

图4 根据制造端反馈的质量改进示例

3 “双闭环”模式的实施应用效果

“双闭环”质量管理模式从实施应用以来，对企业的生产制造、质量管理起到很好的推动作用，产生很好的效益。

（1）应用于制造过程提升生产执行效率和质量

应用“制造闭环”模式于生产制造过程，实现从销售订单到生产制造各环节状况数据的实时统计和监控，并根据状态偏离和顾客需求情况进行协同改进和优化；通过工序、质量、工时和绩效的实时关联，极大提高了员工积极性和质量意识，生产效率和质量显著提升，订单交货率提升至几近100%。

（2）应用于质量管理过程显著提高管理水平和质量改进效果

应用质量管理模式于质量改进过程，应用“质量闭环”模式对客户端和制造端输入的问题信息进行深入研究，同时注重问题改进和预防改进双向机制，多方面实施，通过双闭环关联互动，达到改进及时、效果显著的目的，产品质量稳步提升，如产品装配一次交检合格率、顾客满意度等质量指标连年提升。企业先后获桂林市“市长质量奖”“广西质量管理先进单位”“广西工业企业质量管理标杆企业”等称号。

（3）应用于定制非标产品研发制造适应多样化需求

应用“双闭环”模式于定制非标产品研发和制造过程，通过数字化管理，使定制非标产品的设计、生产、试验、服务一系列过程得到高效率、高质量执行。定制非标产品从1 件到小批、从小型到大型、从常见形式和用途到特种形式和用途，企业都可以接受订货，真正适应市场和顾客的多样化需求，对践行“以顾客为中心”、提升公司整体效益和社会效益具有重大意义，体现企业的使命担当，这在以往是做不到的。通过“双闭环”模式的应用，定制非标产品台套数和效益显著增长。

（4）应用于制造和质量管理综合过程显著提升整体经营效益

通过应用“双闭环”模式于制造和质量管理综合过程，实现制造过程的实时监控、协同优化、精益生产、保证进度、提升质量、降低成本、提高效率，和以往相比大大降低了日常库存，并助力新产品和高端产品的不断推出，综合效益逐年提升，即使在三年疫情管控时期仍取得好成绩，并先后获得“广西第一批制造业单项冠军企业”“广西最具竞争力民营企业”“国家专精特新小巨人企业”等荣誉称号。

4 结语

基于智能制造的发展趋势和企业发展的实际需要，在原已推行标准化质量管理、卓越绩效模式的前提下，强化实施数字化战略，将数字化信息化技术应用贯穿于企业生产制造和质量管理的全过程，并创新管理机制，形成以质量战略为导向、以顾客为中心、以文化为引领、以数字化为支撑，通过“制造闭环”和“质量闭环”联动运行实现高质量制造的基于数字化赋能的“双闭环”质量管理模式。“ 制造闭环”通过“生产计划—实时物联-多维监测-协同优化”而实现高质量、高效率闭环运行，“质量闭环”通过“双端输入-机理分析-双向改进-多维实施”而具有双路径、多方面并举的质量改进和螺旋提升功能，通过“多维监测-双端输入”“多维实施-协同优化”关联，实现“双闭环”联动。“双闭环”模式应用于本企业的生产制造、质量管理和经营全过程，在提升产品和服务质量、生产效率和综合效益方面成效显著，对企业可持续发展起到重要的保障作用。对于类似离散型制造业企业特别是中小企业，“双闭环”质量管理模式具有参考和借鉴意义。