本發(fā)明涉及產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)控領(lǐng)域，尤其涉及一種產(chǎn)品全過程質(zhì)量管控方法。

背景技術(shù)：

復(fù)雜裝備研制生產(chǎn)具有多品種、小批量、高要求、高風(fēng)險(xiǎn)等特點(diǎn)，在這種生產(chǎn)方式下，制造企業(yè)特別是生產(chǎn)制造車間需要更靈活、柔性、敏捷地響應(yīng)多變的質(zhì)量需求。這就使得傳統(tǒng)的單一化、紙質(zhì)化的復(fù)雜裝備質(zhì)量管控方法難以充分滿足復(fù)雜裝備研制的需求。如何利用先進(jìn)的質(zhì)量管控方法改善復(fù)雜裝備當(dāng)前研發(fā)模式，降低生產(chǎn)成本，優(yōu)化運(yùn)行效率，提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，最終實(shí)現(xiàn)數(shù)字化制造，已成為現(xiàn)代制造業(yè)的主要發(fā)展趨勢(shì)之一，也是當(dāng)前國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者的重要研究課題。

復(fù)雜裝備數(shù)字化研制方法使產(chǎn)品質(zhì)量信息傳遞方式由傳統(tǒng)的垂直型變成扁平型，這種組織層次的變化將更有利于把市場(chǎng)信息、方法信息和生產(chǎn)活動(dòng)結(jié)合起來，使企業(yè)管理者能夠迅捷地對(duì)市場(chǎng)做出反應(yīng)，制定出正確、科學(xué)的決策，促進(jìn)企業(yè)的人力、物力、財(cái)力資源的高效配置，從而提高企業(yè)對(duì)多變市場(chǎng)的快速響應(yīng)能力和綜合競(jìng)爭(zhēng)力。積極加快實(shí)施數(shù)字化制造，實(shí)現(xiàn)企業(yè)在全社會(huì)范圍內(nèi)的資源集成和共享，從而提高企業(yè)的產(chǎn)品研發(fā)與制造能力，已然成為支撐企業(yè)又好又快發(fā)展，促進(jìn)其核心競(jìng)爭(zhēng)能力提升的助推器。

制造業(yè)的數(shù)字化一方面可大大降低傳統(tǒng)企業(yè)對(duì)資源的消耗，使整個(gè)行業(yè)間的資源和信息可以共享集成，大大縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造等各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的時(shí)間。另一方面，制造業(yè)的數(shù)字化能擴(kuò)大信息產(chǎn)業(yè)內(nèi)部產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，擴(kuò)大信息產(chǎn)業(yè)的規(guī)模及產(chǎn)業(yè)內(nèi)部投資類、消費(fèi)類市場(chǎng)規(guī)模，也能帶動(dòng)相關(guān)高新方法產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)規(guī)模，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整提供了原始動(dòng)力。實(shí)施數(shù)字化制造可滿足企業(yè)對(duì)生產(chǎn)方式向數(shù)字化、精密化、柔性化、高效化等方向轉(zhuǎn)型改造的需求，可提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的自動(dòng)化水平，降低資源消耗和生產(chǎn)成本，促進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量和制造效率的提高，從而提升制造企業(yè)的核心制造能力。

目前在數(shù)字化制造模式、數(shù)字化制造模式下的總體方法以及數(shù)字化制造系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)多目標(biāo)優(yōu)化的研究還不夠充分，因此對(duì)企業(yè)實(shí)施數(shù)字化制造方法只起到了點(diǎn)的推動(dòng)作用，而沒有起到面的推廣作用；從現(xiàn)有企業(yè)的數(shù)字化制造方法的應(yīng)用情況來看，并不是每個(gè)實(shí)施了數(shù)字化制造的企業(yè)都能取得理想的效果，造成企業(yè)實(shí)施數(shù)字化制造后效果迥異的重要原因包括：未能建立一個(gè)適合企業(yè)經(jīng)營(yíng)方式的數(shù)字化制造模式；企業(yè)內(nèi)部對(duì)數(shù)字化制造的內(nèi)涵以及實(shí)施數(shù)字化制造的目標(biāo)未能達(dá)到共識(shí)；未能實(shí)現(xiàn)對(duì)涉及到產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造和生產(chǎn)等多個(gè)數(shù)字化制造環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)和優(yōu)化；忽視生產(chǎn)車間底層的數(shù)字化，不夠重視車間生產(chǎn)的數(shù)據(jù)采集、實(shí)時(shí)監(jiān)控等等。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對(duì)復(fù)雜裝備多品種、小批量、質(zhì)量高要求等特點(diǎn)，為復(fù)雜裝備在研制、生產(chǎn)及使用環(huán)節(jié)的生命周期內(nèi)的合理性、完備性以及一定功能、性能水平下質(zhì)量穩(wěn)定性提供一種有效途徑和方法。

一種產(chǎn)品全過程質(zhì)量管控方法，包括如下步驟：

步驟一、根據(jù)所選產(chǎn)品的型號(hào)，采集該型號(hào)產(chǎn)品的質(zhì)量信息，將所述質(zhì)量信息導(dǎo)入數(shù)據(jù)

庫(kù)存檔；

步驟二、構(gòu)建三維模型，包括：

2-1、確定關(guān)鍵質(zhì)量特性參數(shù)ti(i＝1、2、3……)；

2-2、確定質(zhì)量特性關(guān)聯(lián)關(guān)系；

2-3、建立模型；

步驟三、在所述三維模型中加入所述關(guān)鍵質(zhì)量特性參數(shù)以外的質(zhì)量特性參數(shù)以及指導(dǎo)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造和裝配的相關(guān)指南和規(guī)范文檔；

步驟四、對(duì)所述三維模型進(jìn)行仿真，驗(yàn)證可應(yīng)用性程度，如果可應(yīng)用性滿足產(chǎn)品規(guī)定的質(zhì)量要求，則可進(jìn)行生產(chǎn)，否則返回步驟2-1；

步驟五、在生產(chǎn)過程中對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量特性進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，如果與所述三維模型中的相關(guān)特性相比存在誤差，則將誤差信息反饋到所述三維模型，依靠質(zhì)量特性關(guān)聯(lián)關(guān)系進(jìn)行質(zhì)量誤差溯源，并修改相關(guān)質(zhì)量特性參數(shù)，進(jìn)行誤差補(bǔ)償，再將修改后的模型投入生產(chǎn)；

步驟六、重復(fù)步驟三～步驟五，直到生產(chǎn)的產(chǎn)品滿足所有質(zhì)量要求，將所述三維模型導(dǎo)入模型數(shù)據(jù)庫(kù)存檔。

所述質(zhì)量信息包括生產(chǎn)線數(shù)據(jù)、生產(chǎn)巡檢質(zhì)量信息、質(zhì)量檢驗(yàn)信息、維修管理質(zhì)量信息和質(zhì)量問題分析處理信息。

步驟三中的所述指導(dǎo)產(chǎn)品設(shè)計(jì)/制造和裝配的相關(guān)指南和規(guī)范文檔包括但不限于數(shù)字化裝備研制術(shù)語與符號(hào)標(biāo)準(zhǔn)、分類與編碼通用要求、數(shù)據(jù)表達(dá)規(guī)范、數(shù)字樣機(jī)通用要求和裝備技術(shù)狀態(tài)管理要求。

所述采集產(chǎn)品質(zhì)量信息為以下方式的任一種：手持式條碼掃描器和固定式數(shù)據(jù)終端組合、固定式條碼掃描器和固定式數(shù)據(jù)終端組合、批處理式條碼數(shù)據(jù)終端、無線條碼數(shù)據(jù)終端。

產(chǎn)品、產(chǎn)品外包裝或周轉(zhuǎn)容器上貼有所述條碼標(biāo)簽。

本發(fā)明產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)、制造及檢驗(yàn)質(zhì)量管控方法的優(yōu)點(diǎn)在于：(1)在微觀上通過數(shù)字化環(huán)境實(shí)現(xiàn)企業(yè)各部門之間的協(xié)同工作，保證企業(yè)制造資源合理、有效地利用，從而極大地推動(dòng)制造業(yè)的發(fā)展，在宏觀上則形成了虛擬企業(yè)，實(shí)現(xiàn)了企業(yè)間的資源共享、優(yōu)化組合；(2)改變傳統(tǒng)的產(chǎn)品質(zhì)量信息數(shù)據(jù)組織定義、生成和傳遞方式，為產(chǎn)品質(zhì)量管控流程提供統(tǒng)一數(shù)據(jù)源的、可追溯的、保證產(chǎn)品質(zhì)量的全過程管控；(3)滿足企業(yè)對(duì)生產(chǎn)方式向數(shù)字化、精密化、柔性化、高效化等方向轉(zhuǎn)型改造的需求，可提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的自動(dòng)化水平，降低資源消耗和生產(chǎn)成本，促進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量和制造效率的提高，從而提升制造企業(yè)的核心制造能力；(4)在產(chǎn)品研制過程中，通過生產(chǎn)線與三維質(zhì)量模型的實(shí)時(shí)監(jiān)控與反饋，保證復(fù)雜裝備在研制、生產(chǎn)及使用環(huán)節(jié)的生命周期內(nèi)的合理性、完備性以及一定功能、性能水平下質(zhì)量穩(wěn)定性；(5)使管理者能夠迅捷地對(duì)市場(chǎng)做出反應(yīng)，制定出正確、科學(xué)的決策，促進(jìn)企業(yè)的人力、物力、財(cái)力資源的高效配置。

附圖說明

圖1為本發(fā)明產(chǎn)品全過程質(zhì)量管控方法一實(shí)施例的流程圖；

圖2為本發(fā)明又一實(shí)施例預(yù)生產(chǎn)的q1型號(hào)結(jié)構(gòu)件外形圖；

圖3(a)～圖3(e)為圖2實(shí)施例的各部分尺寸示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

本實(shí)施例針對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量信息采集、三維質(zhì)量模型構(gòu)建、數(shù)字化過程仿真三個(gè)核心部分進(jìn)行產(chǎn)品的質(zhì)量管控。其流程圖如圖1所示，步驟如下：

s1、產(chǎn)品質(zhì)量信息采集；

產(chǎn)品質(zhì)量信息包括生產(chǎn)線數(shù)據(jù)、生產(chǎn)巡檢質(zhì)量信息、質(zhì)量檢驗(yàn)信息、維修管理質(zhì)量信息和質(zhì)量問題分析處理信息。

采集以上信息的方式有四種：a、手持式條碼掃描器+固定式數(shù)據(jù)終端；b、固定式條碼掃描器+固定式數(shù)據(jù)終端；c、批處理式條碼數(shù)據(jù)終端；d、無線條碼數(shù)據(jù)終端；根據(jù)工況條件合理選取采集方式，如表1所示。

表1信息采集方式參照表

采集的具體流程如下：

s1-1、掃描操作工人身份卡并輸入密碼，系統(tǒng)記錄該工人的信息，在該工位上掃描的所有數(shù)據(jù)都會(huì)打印該工人編號(hào)以及工位的編號(hào)(事先設(shè)置在終端上)，將該工人信息傳送到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中；

s1-2、掃描將要生產(chǎn)的產(chǎn)品的條碼，將產(chǎn)品型號(hào)信息錄入系統(tǒng)；

s1-3、記錄該型號(hào)產(chǎn)品加工批次信息，且每加工一個(gè)重要零部件，掃描該零部件的條碼，在數(shù)據(jù)庫(kù)中建立生產(chǎn)質(zhì)量信息記錄清單。如果零部件不方便粘貼條碼，可以將條碼標(biāo)簽貼在外包裝或周轉(zhuǎn)容器上。

s2、三維模型構(gòu)建；

s2-1、確定關(guān)鍵質(zhì)量特性參數(shù)；

s2-2、確定質(zhì)量特性關(guān)聯(lián)關(guān)系；

三維模型中的質(zhì)量特性關(guān)聯(lián)關(guān)系主要有以下四種：

1)包含關(guān)系

指在產(chǎn)品質(zhì)量特性的演進(jìn)過程中，由父層質(zhì)量特性分解衍生出的一個(gè)或多個(gè)子層質(zhì)量特性的活動(dòng)。將父層質(zhì)量特性定義為x，將分解得到的子層質(zhì)量特性集合定義為q＝[q1，q2，...，qn]，則分解活動(dòng)可用函數(shù)描述為

x＝f(q)＝f(q1，q2，...，qn)

其中，f(q)為關(guān)聯(lián)準(zhǔn)則函數(shù)。

2)多維包含關(guān)系

相對(duì)于包含關(guān)系中僅存在一個(gè)父層特性，多維包含關(guān)系中存在多個(gè)父層特性，即對(duì)應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式為多元、多目標(biāo)函數(shù)，即x＝f(q)，其中，x＝[x1，x2，...，xm]，q＝[q1，q2，...，qn]，多維包含關(guān)系可以轉(zhuǎn)變?yōu)楹?jiǎn)單包含關(guān)系，從而將多目標(biāo)函數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)槎鄠€(gè)單目標(biāo)函數(shù)，即

x1＝f1(q1，q2，…，qn),

x2＝f2(q1，q2，...，qn),

xm＝f3(q1，q2，...，qn),

3)同級(jí)關(guān)系

指在產(chǎn)品質(zhì)量特性的演進(jìn)過程中，同層質(zhì)量特性間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。質(zhì)量特性約束關(guān)系可以用如下函數(shù)式進(jìn)行刻畫，即

fi(xi)＝fj(xj)

通過函數(shù)變換，可以將同級(jí)關(guān)系轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)的函數(shù)關(guān)系式。

4)同級(jí)并聯(lián)關(guān)系

相對(duì)于簡(jiǎn)單同級(jí)關(guān)系中僅存在一個(gè)約束關(guān)系，同級(jí)并聯(lián)關(guān)系中則存在多個(gè)約束關(guān)系，質(zhì)量特性復(fù)合約束關(guān)系可以用如下函數(shù)式進(jìn)行刻畫，即

fi(xi)＝fj(xj)

fj(xj)＝fk(xk)

s2-3、建立三維模型；

s2-4、加入相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范；

以構(gòu)建q1型號(hào)的某復(fù)雜結(jié)構(gòu)件為例，形狀結(jié)構(gòu)如圖2、各部分參數(shù)如圖3(a)～圖3(e)所示，與其相近的已有結(jié)構(gòu)件型號(hào)為q0。選取的質(zhì)量特性參數(shù)有結(jié)構(gòu)件整體尺寸ai(i＝1、2、3)、窗口尺寸bj(j＝1、2、3、4)、圓孔尺寸ch(h＝1、2…7)、凸臺(tái)尺寸dq(q＝1、2…7)和定位尺寸eg(g＝1、2…8)；

以上參數(shù)的質(zhì)量特性關(guān)聯(lián)關(guān)系有：

d4＝k×c5(0＜k＜1)

d7＝c7+1

e1＝k×a1(0.1≤k≤1)

e4＝a1-0.5×c1-0.5×d3-d5

e8＝a2-0.5×c1-0.5×c3-e5

再將質(zhì)量要求(方案設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)、制造、裝配、試驗(yàn)、驗(yàn)證、供應(yīng)商等質(zhì)量要求)及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范(數(shù)字化裝備研制術(shù)語與符號(hào)標(biāo)準(zhǔn)、分類與編碼通用要求、數(shù)據(jù)表達(dá)規(guī)范、數(shù)字樣機(jī)通用要求、裝備技術(shù)狀態(tài)管理要求、裝備數(shù)字化定義要求、裝備質(zhì)量管理統(tǒng)計(jì)方法應(yīng)用指南、裝備試驗(yàn)質(zhì)量管控要求、數(shù)字化工藝設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、虛擬裝配標(biāo)準(zhǔn)、裝備質(zhì)量問題處理通用要求、數(shù)字樣機(jī)標(biāo)識(shí)標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)字化測(cè)量與診斷要求、數(shù)字化試驗(yàn)評(píng)價(jià)要求等相關(guān)指南以及規(guī)范文檔)導(dǎo)入以上q1的三維模型中。

s3、對(duì)三維模型進(jìn)行數(shù)字化加工仿真，驗(yàn)證其可應(yīng)用程度，包括是否存在干涉、刀具加工路徑是否完善等；

s4、如果仿真結(jié)果的可應(yīng)用性滿足要求，則根據(jù)三維模型進(jìn)行生產(chǎn)；否則回到s2-1，重新確定或修改質(zhì)量特性參數(shù)；

s5、在生產(chǎn)過程中對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量特性進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，如果與三維模型中的相關(guān)特性相比存在誤差，則將誤差信息反饋到所述三維模型，依靠質(zhì)量特性關(guān)聯(lián)關(guān)系進(jìn)行質(zhì)量誤差溯源，并修改相關(guān)質(zhì)量特性參數(shù)，進(jìn)行誤差補(bǔ)償，再將修改后的模型投入生產(chǎn)。