CN101639687A - 一种集成化工艺质量控制系统及其实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种集成化工艺质量控制系统及其实现方法，用于对产品制造过程中的加工工艺编制环节和工序质量进行集成控制。该系统由三个单元组成：①A单元：由质量信息采集设备和以嵌入式系统为基础的检测节点组成；②B单元：由无线网关、质量检测访问终端、质量检测服务器、网络互联设备和Web服务器组成；③C单元：由无线输入设备、图形图像输入输出设备、远程访问终端、远程监控服务器和数据库服务器组成。其中，A单元和B单元通过局域网实现连接，B单元和C单元通过Internet实现连接。本发明的优点在于：通过对加工工艺编制和工序质量控制系统，实现了工艺计划信息与工艺质量信息的共享及工艺质量信息的集成控制，减轻了工艺与质量工程技术人员的工作量，提高了工艺编制与工艺质量控制分析的效率，降低了生产成本。

Description

一种集成化工艺质量控制系统及其实现方法

技术领域

本发明属于产品质量控制技术领域，特别是涉及一种集成化工艺质量控制系统，用于网络化制造过程中的计算机辅助工艺编制和工序质量控制环节。

背景技术

随着生产分工的进一步细化和先进制造技术的涌现，在经济全球化大背景下企业间的竞争显得更加激烈，新的形势要求质量信息在联盟企业范围内实现网络的集成共享。然而现在大部分企业还是采取传统的质量管理模式，主要存在以下几个方面的不足：

(1)不能适应网络化制造环境下多工序生产质量信息动态变化的趋势。

(2)不能满足网络化制造环境下对多工序生产质量指标分析的要求。

(3)各联盟企业间工序质量信息共享困难。

在网络化制造环境下，为了满足客户多样化、个性化的需求，制造企业的生产模式由少品种、大批量的生产模式转为变批量生产模式，加之生产工序繁多，影响产品质量的因素大大增加。在多工序生产中，工序质量信息包含大量的质量数据和质量知识，前者包括在制品经过工序加工后质量检验的项目及其数值；后者是指采用质量分析方法对质量数据进行分析从而产生的知识积累。随着品种的不断增加和变化，质量信息也不断增加与积累，体现出动态变化的特点。

网络化制造环境下多工序生产质量管理使质量管理的范围由制造过程扩展至设计乃至整个产品生命周期，强调对产品生命周期质量的全过程控制，注重用户的参与以及产品质量的持续改进，因此，若能改变传统的工艺编制系统和工序质量系统相互独立的状况，实现工艺信息和质量信息的共享与集成控制，将具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种集成化工艺质量控制系统，以适应网络化制造环境对工艺编制和工序质量控制信息共享与集成的需求。

为了实现上述目的，本发明的采用的技术方案如下：

一种集成化工艺质量控制系统，该系统由A单元100、B单元200和C单元300构成；所述A单元100由质量信息采集设备102和以嵌入式系统为基础的检测节点101组成；所述B单元200由无线网关201、质量检测访问终端202、质量检测服务器203、网络互联设备204和Web服务器205组成，；所述C单元300由无线输入设备301、图形图像输入输出设备302、远程访问终端303、远程监控服务器304和数据库服务器305组成；所述A单元100和B单元200通过局域网500连接，A单元100实时监控采集过程并采集工序质量信息，A单元100中的工序质量信息通过局域网500可发送到B单元200；所述B单元200和C单元300通过因特网400连接，B单元200接收A单元100传递过来的工序质量信息并将其通过因特网400传递给C单元300；所述C单元300集中管理并存储系统运行过程中产生的数据，完成质量信息的统计分析和质量状态评估，同时对数据库应用进行管理，并将工艺改进方案反馈给用户终端，用户终端根据工艺改进方案对工艺规程进行修订。

所述A单元100检测节点101与局域网500连接，在检测节点101上设置有多个质量信息采集设备102，质量信息采集设备102用于采集产品在加工过程中的质量信息；所述检测节点101是一个或多个；所述质量信息采集设备102由多个相同或不同的采集装置构成。

所述质量信息采集设备102可以是数字千分尺、数字游标卡尺或摄像头。

所述B单元200完成对历史检测数据的管理，用户通过质量检测终端使用B单元200，并通过B单元200完成关键工序的确定并配置质量检测项目，所述关键工序是根据C单元300编制的加工工艺规程确定，检测项目的配置是在检测设备库的配合下完成。

所述C单元300通过统计分析工具，结合工艺信息对工序质量进行分析，对质量特性数据进行统计分析，得出产品合格品率，通过绘制SPC控制图和计算过程能力指数，判断工序是否处于稳态，根据当前的质量状态，结合质量改进决策规则库，做出工序改进方案；将工序改进方案反馈到加工工艺编制模块，进而对工艺规程进行修订，根据修订后的工艺规程修订质量检测项目，通过质量检测项目跟踪质量特性的数值波动，确保工序质量改进的正确性，若改进方案有效，将作为成功案例添加到质量改进决策规则库中，从而不断完善质量改进决策规则库，通过不断改进决策规则库使工序质量控制方式能满足加工过程的需求。

所述一种集成化工艺质量控制系统的应用方法，按照如下步骤：

(1)建立工艺信息和质量信息数据库，该数据库包括产品结构树、零件图库、工艺规程信息库、质量特性数据表、检测设备库、检验人员信息库和质量改进判定规则库；

(2)启动装置，确保A单元100、B单元200和C单元300已连接；

(3)在C单元300，通过远程用户终端登录数据库，编制加工工艺规程；

(4)在B单元200，质量检测终端根据工艺规程确定关键工序，并配置质量检测项目和检测设备；

(5)A单元100开始采集质量状态信息，A单元100处理后存储到数据库中；

(6)结合工艺对采集获得的质量信息进行统计分析，判断当前质量状态，根据质量改进决策规则库确定工序改进方案，并将信息返回到工艺编制环节，修改工艺规程，并完善质量检测项目。综上所述，在本发明所述的集成化工艺质量控制系统中，实现了工艺编制和工序质量的集成控制。通过A单元100和B单元200获得工序质量信息，然后通过C单元300对质量信息进行统计分析，做出的工序改进方案并反馈给用户终端，用户终端对工艺规程进行修订。根据修订后的工艺规程，质量检测终端用户修订质量检测项目，通过质量检测项目跟踪质量特性的数值波动，保证了工序质量改进的正确性。

本发明的优点在于：

1)系统以网络为基础，数据库为依托，使信息的调用和共享变得方便，大量的历史数据被记录在数据库里，可供分析决策使用。

2)利用工艺资源配置文件，可以大大降低工艺编制的复杂度，提高工艺管理的效率。提供的工程语义的智能搜索功能，减轻了用户繁琐的输入过程。同时，提高了输入的准确性。

3)实现了产品工艺编制和工序质量的集成控制，通过工艺和质量的集成，实现了信息的共享，可避免繁琐的人工录入操作，减轻了质量工程技术人员的工作量，缩短了分析时间，同时可避免人工操作可能带来的错误，减少了分析成本。

附图说明

图1是集成化工艺质量控制系统的结构组成图；

具体实施方式

为了更清楚的理解本发明，使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明的结构组成进行进一步的详细描述，并对运行原理做出说明。

参见图1，一种集成化工艺质量控制系统，该装置由三个单元组成：

①A单元100：由质量信息采集设备102和以嵌入式系统为基础的检测节点101组成，嵌入式系统应能支持多任务操作系统。

②B单元200：由无线网关201、质量检测访问终端202、质量检测服务器203、网络互联设备204和Web服务器205组成，质量检测服务器203与数据库服务器305应能实现互联，并具有访问权限。

③C单元300：由无线输入设备301、图形图像输入输出设备302、远程访问终端303、远程监控服务器304和数据库服务器305组成。其中，A单元100和B单元200通过局域网500实现连接，B单元200和C单元300通过Internet实现连接。

A单元100可按如下方式构建，首先在每道关键工序以嵌入式系统为基础建立检测节点101，在单个检测节点101，通过多种测量设备的组合测量单道工序的多种质量特征。然后，构建B单元200，通过分布式的检测网络将多个检测节点101连接在一起，实现多道工序的质量检测，通过微处理器和多任务操作系统对数据进行处理和分类，并完成数据的网络传输与共享。

在B单元200，根据远程用户终端编制的工艺信息确定关键工序，在关键工序确定之后，根据工序的具体内容确定检测项目，通过检测设备库确定应该采用的检测设备，通过检验人员信息库确定检验人员。

在C单元300实现工艺编制和质量控制的集成功能。该单元负责完成如下任务：

①通过统计分析工具，结合工艺信息对工序质量进行分析，对质量特性数据进行统计分析，得出产品合格品率，通过绘制SPC控制图和计算过程能力指数，判断工序是否处于稳态。根据当前的质量状态，结合质量改进决策规则库，做出工序改进方案。

②将工序改进方案反馈到加工工艺编制模块，进而对工艺规程进行修订。根据修订后的工艺规程修订质量检测项目，通过质量检测项目跟踪质量特性的数值波动，确保工序质量改进的正确性，若改进方案有效，将作为成功案例添加到质量改进决策规则库中，从而不断完善质量改进决策规则库。通过不断改进可使工序质量控制方式能满足加工过程的需求。

参见图2，一种集成化工艺质量控制系统，其运行原理如下：

1)准备阶段。建立工艺信息和质量信息数据库，该数据库包括产品结构树、零件图库、工艺规程信息库、质量特性数据表、检测设备库，检验人员信息库、质量改进判定规则库等项目。

2)启动装置，确保A单元100、B和C已连接。

3)在C单元300，通过远程用户终端登录数据库，编制加工工艺规程。

4)在B单元200，质量检测终端根据工艺规程确定关键工序，并配置质量检测项目和检测设备、检验人员等信息。

5)A单元100开始采集质量状态信息，处理后存储到数据库中。

6)结合工艺对采集获得的质量信息进行统计分析，判断当前质量状态，根据质量改进决策规则库确定工序改进方案，并将信息返回到工艺编制环节，修改工艺规程，并完善质量检测项目。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1、一种集成化工艺质量控制系统，其特征在于：该系统由A单元(100)、B单元(200)和C单元(300)构成；所述A单元(100)由质量信息采集设备(102)和以嵌入式系统为基础的检测节点(101)组成；所述B单元(200)由无线网关(201)、质量检测访问终端(202)、质量检测服务器(203)、网络互联设备((204))和Web服务器(205)组成，；所述C单元(300)由无线输入设备(301)、图形图像输入输出设备(302)、远程访问终端(303)、远程监控服务器(304)和数据库服务器(305)组成；所述A单元(100)和B单元(200)通过局域网(500)连接，A单元(100)实时监控采集过程并采集工序质量信息，A单元(100)中的工序质量信息通过局域网(500)可发送到B单元(200)；所述B单元(200)和C单元(300)通过因特网(400)连接，B单元(200)接收A单元(100)传递过来的工序质量信息并将其通过因特网(400)传递给C单元(300)；所述C单元(300)集中管理并存储系统运行过程中产生的数据，完成质量信息的统计分析和质量状态评估，同时对数据库应用进行管理，并将工艺改进方案反馈给用户终端，用户终端根据工艺改进方案对工艺规程进行修订。

2、如权利要求1所述一种集成化工艺质量控制系统，其特征在于：所述A单元(100)检测节点(101)与局域网(500)连接，在检测节点(101)上设置有多个质量信息采集设备(102)，质量信息采集设备(102)用于采集产品在加工过程中的质量信息；所述检测节点(101)是一个或多个；所述质量信息采集设备(102)由多个相同或不同的采集装置构成。

3、如权利要求1或2所述一种集成化工艺质量控制系统，其特征在于：所述质量信息采集设备(102)是数字千分尺、数字游标卡尺或摄像头。

4、如权利要求1所述一种集成化工艺质量控制系统，其特征在于：所述B单元(200)完成对历史检测数据的管理，用户通过质量检测终端使用B单元(200)，并通过B单元(200)完成关键工序的确定并配置质量检测项目，所述关键工序是根据C单元(300)编制的加工工艺规程确定，检测项目的配置是在检测设备库的配合下完成。

5、如权利要求1所述一种集成化工艺质量控制系统，其特征在于：所述C单元(300)通过统计分析工具，结合工艺信息对工序质量进行分析，对质量特性数据进行统计分析，得出产品合格品率，通过绘制SPC控制图和计算过程能力指数，判断工序是否处于稳态，根据当前的质量状态，结合质量改进决策规则库，做出工序改进方案；将工序改进方案反馈到加工工艺编制模块，进而对工艺规程进行修订，根据修订后的工艺规程修订质量检测项目，通过质量检测项目跟踪质量特性的数值波动，确保工序质量改进的正确性，若改进方案有效，将作为成功案例添加到质量改进决策规则库中，从而不断完善质量改进决策规则库，通过不断改进决策规则库使工序质量控制方式能满足加工过程的需求。

6、基于权利要求1所述一种集成化工艺质量控制系统的实现方法，其特征在于，按照如下步骤：

(1)建立工艺信息和质量信息数据库，该数据库包括产品结构树、零件图库、工艺规程信息库、质量特性数据表、检测设备库、检验人员信息库和质量改进判定规则库；

(2)启动装置，确保A单元(100)、B单元(200)和C单元(300)已连接；

(3)在C单元(300)，通过远程用户终端登录数据库，编制加工工艺规程；

(4)在B单元(200)，质量检测终端根据工艺规程确定关键工序，并配置质量检测项目和检测设备；

(5)A单元(100)开始采集质量状态信息，A单元(100)处理后存储到数据库中；

(6)结合工艺对采集获得的质量信息进行统计分析，判断当前质量状态，根据质量改进决策规则库确定工序改进方案，并将信息返回到工艺编制环节，修改工艺规程，并完善质量检测项目。

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