企業(yè)產品生產過程復雜、工序多,導致產生質量問題的因素多且不確定,因此須動態(tài)跟蹤生產過程,及時獲取信息,有效組織生產。MES能及時獲取現場信息,有效地監(jiān)控現場,因此研究面向MES的質量信息有著重要的現實意義。
【摘要】針對現有MES中對產品制造階段的質量信息管理問題,首先分析了MES中質量信息管理研究現狀,根據產品質量信息屬性特點將其分為動態(tài)質量信息和靜態(tài)質量信息,在此基礎上設計了產品質量信息模板,構造了產品質量信息的模板網絡,利用模板網絡來描述產品信息在不同車間之間的交叉,使產品質量信息描述更加全面。
【關鍵詞】制造執(zhí)行系統,質量信息,質量信息模板
1.引言
目前,針對MES中質量信息的研究范圍較廣,集中在基于MES的質量控制系統的框架模型與集成平臺;信息交換與共享,基于質量清單和條碼質量管理的研究,使用無線射頻技術,實時信息的獲取和跟蹤、協同制造的在線質量信息系統,以及信息傳輸和存儲、處理和安全[1-5]。綜上可知,針對MES中質量管理的研究取得了不錯的成果和應用效果,但仍有改善的空間,比如現有MES中的質量管理中,質量信息多數是從其他系統繼承而來,雖然一致性與集成得到了保障,但針對MES做的優(yōu)化較少;為解決MES的質量信息描述問題,本文以現有研究成果為基礎,引入模板來描述質量信息的內容以及其內部關系,為質量信息的下一步管理提供了基礎。
2.MES中的質量信息分析
產品質量信息貫穿產品整個生命周期,面向MES的質量信息涵蓋在加工制造裝配和檢驗等過程。包含各種規(guī)范標準,設備人員信息,檢測方法規(guī)則,處理方法結果等。以質量信息在制造執(zhí)行中是否常被增加和改動為規(guī)則,將其分為動態(tài)和靜態(tài)質量信息。
動態(tài)信息主要集中在生產階段,隨著工序的累加而不斷改變,包括但不限如下檢驗信息,生產環(huán)境信息等,例如在生產中對于不同的原材料,根據其關鍵程度決定對其是否進行檢驗,記錄檢驗結果;對工序完成情況進行檢驗記錄,錄入檢驗信息,加工檢驗是產生質量數據最多的環(huán)節(jié);質量判斷信息主要是對工序或產品完成程度的評價,一般分為三類:合格、報廢和超差,不合格狀況信息主要是不合格的程度和處理意見等。動態(tài)信息是產品制造過程的一個數字化形象化描述,對產品的管理可以看作是對這些變動的動態(tài)信息的管理。
靜態(tài)質量信息通常獨立于產品的加工過程,是產品固有屬性。主要包括如下:標準化信息:ISO標準、國家標準、行業(yè)與企業(yè)內部制定的標準;零部件工藝信息,主要包括技術要求、NC程序、工序說明書、關鍵工序等),檢測規(guī)程;規(guī)則信息:工藝方法、裝配方法、檢驗標準和方法。設備信息:設備信息(生產能力、運行狀態(tài)、適用范圍)、檢驗和其他工具信息等,靜態(tài)質量信息可以給生產過程提供指導參考。
3.質量信息模板的設計
3.1模板定義
質量信息模板的核心思路是通過直觀方便的方式表達產品質量在制造過程中與各個制造主體、輔助工具、人員設備等的結構、功能行為、之間的相互關系,為產品在制造過程中的質量管理提供直觀有效的支持。在計算機編程對象技術中,類是對一組相似對象的抽象,而模板能符合類的這個特征,因此模板借鑒類的形式來表達,形式化表示為:
式中,ID—表示模板的唯一性標識,確定每一個模板;OB—表示模板的對象集合,包括對象屬性參數;格式為:屬性[類型][=初始值][約束];SR—表示對象的操作集合;格式為:屬性[類型][=初始值][約束];RC—是對象操作的規(guī)則集合。
模板的形式有多樣,核心的是模板中的對象及對象操作集合和約束規(guī)則。模板中的對象由屬性文字描述和值組成。一個模板通常是若干個實體屬性構成,該模板最終由實體及若干個描述值組成,做定義如下(OB是對象的集合):
。={}
。=|
模板操作集合SR,操作有服務對象與服務體組成,定義為:
。=;:=
規(guī)則有操作和相應的規(guī)則體組成的描述定義如下:
。=,:
3.2質量信息模板
質量信息可分解為若干單元,且可繼續(xù)分解,多層鏈起來形成一個樹狀。不同員工能使用的信息是不同的,即配置不同,模板恰能符合這個要求[6]。模板內容是質量信息的一個單元,或是單元數據處理后的結果,它只包含信息項目,不含具體內容。車間員工利用各種資源,按照工藝流程,對原料或者半成品進行加工,因此在構造模板的時候,構造各種資源的模板顯得比較重要。由于設備屬性的多樣性,加載全部信息會使模板變得龐大;诖藢υO備信息進行整合,對不太重要的信息進行合并或取消,保留重要細目。設備內容包括設備的基本信息,比如名稱規(guī)格、運行狀況和生產能力,以及其操作人員和加工的對象等。車間是生產的場所,是各種物料、信息的集散地,是生產中的重要組成,對車間模板主要對其本身進行描述,主要包含車間屬性和車間內的設備。一個質量信息單元可有多個模板,多模板構成模板集合,各模板中信息子集大小不同。單元中的模板之間可存在著鏈接關系,利用模板結構樹描述這種鏈接關系。
3.3質量信息模板實例化
如圖2所示模板結構樹,樹形結構表示不同層次資源的不同模板間的關系。在生產中,模板項目被賦予值,稱之為實例化。隨著制造的執(zhí)行,同一模板在不同時間產生不同的實例進而形成網狀,信息的動態(tài)性由此實例化模板網絡體現。
4.實例研究
選取汽車排氣管為實例研究對象,其生產從鋼管開始,工序如下,根據要求,選擇鋼管進行彎管;接著對彎管切割;其次對彎管進行拋光、焊接,、再次拋光,經檢驗合格后包裝,送入成品庫,制作過程中經過彎管、焊接車間等;用到的設備有彎管機床、切割機、焊機和拋光機以及其他輔助工具,其中彎管和切割在彎管車間進行,焊接和拋光在焊接車間進行,構造出相應的模板,這些模板如:彎管機模板、切割機模板、拋光模板、焊機模板和兩個車間模板拋光車間模板和焊接車間模板,圖3所示為企業(yè)車間模板樹實例。
5.結論
本文以面向MES的質量信息為研究對象,通過分析MES中的質量信息,對質量信息的內容進行了分類梳理,針對質量信息的復雜性,引入質量信息模板,利用實例化模板網絡描述質量信息的動態(tài)性,利用實例驗證該機制具有可操作性。由于僅從MES中的質量信息問題入手進行了研究,對質量信息的分類和歸納尚不夠全面,模板設計還有待進一步完善,所舉實例較為簡單,在下一步的工作中有待詳細闡述。
參考文獻
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