1 面向過程的質(zhì)量管理
現(xiàn)代質(zhì)量管理是面向過程的管理。國際標準化組織(ISO)把質(zhì)量管理的重點從“產(chǎn)品”轉(zhuǎn)向“過程”．引入了以過程為基礎的質(zhì)量管理體系模式(見圖1)。其含義如下：①圓內(nèi)部分構(gòu)成了一個質(zhì)量管理體系。企業(yè)為滿足顧客及相關方需求并使其滿意的活動由四大過程構(gòu)成一產(chǎn)品實現(xiàn)過程、測量、分析和改進過程、管理職責過程以及資源管理過程：②產(chǎn)品實現(xiàn)過程是質(zhì)量管理體系的中心過程．后三方面的管理過程為主過程的支持過程，為確保產(chǎn)品實現(xiàn)過程達到預定目標而服務：③資源管理的目的是向持續(xù)改善的質(zhì)量管理體系提供必要的資源。資源包括人員、基礎設施、技術和方法、信息等，是個廣義的概念；④四個過程可以分為更詳細的子過程。產(chǎn)品實現(xiàn)過程的質(zhì)量管理又可以分為采購質(zhì)量管理過程、設計質(zhì)量管理過程、生產(chǎn)質(zhì)量管理過程和顧客使用質(zhì)量管理過程四個相互銜接的子過程。
圖1 以過程為基礎的質(zhì)量管理模式
ISO9000：2000標準強調(diào)了在質(zhì)量體系與質(zhì)量系統(tǒng)建設中，要對質(zhì)量管理過程之間的聯(lián)系以及過程的組合與相互作用加以系統(tǒng)分析與連續(xù)地控制，并通過對過程的有效管理與推進達到顧客的滿意與持續(xù)改進。
隨著國際市場競爭加劇、社會分工越來越細和顧客需求日益多樣化、個性化，產(chǎn)品的生產(chǎn)制造趨向于全球化，從原材料采購到成品交付的過程中，物流、信息流和資金流流經(jīng)供應商、生產(chǎn)商和分銷商等多個實體緊密結(jié)合的供應鏈網(wǎng)絡。產(chǎn)品的質(zhì)量和性能取決于整個供應鏈的運作效率，傳統(tǒng)的企業(yè)之間的競爭轉(zhuǎn)變?yōu)楣⿷溨g的競爭。面向過程的質(zhì)量管理概念也從企業(yè)內(nèi)部向外延伸．擴展到包含供應商和顧客的供應鏈質(zhì)量管理模式。
2 面向過程集成的質(zhì)量管理體系結(jié)構(gòu)
作為先進管理理念和管理模式得以成功實施運作的使能器和實現(xiàn)手段，質(zhì)量管理系統(tǒng)經(jīng)歷了從模塊孤立、功能單一到集成化、系統(tǒng)化和多功能支持的發(fā)展歷程。
隨著敏捷制造、虛擬企業(yè)、動態(tài)聯(lián)盟和供應鏈管理等制造模式和競爭戰(zhàn)略的興起，以及面向過程的系統(tǒng)化質(zhì)量管理策略的轉(zhuǎn)，企業(yè)對集成質(zhì)量管理系統(tǒng)的智能性、過程集成性、實時性和共享性等提出了新的更高要求。
(1)系統(tǒng)內(nèi)部與外部集成化。系統(tǒng)集成不僅包含質(zhì)量管理系統(tǒng)本身的集成，而且包括與其它業(yè)務管理系統(tǒng)的企業(yè)內(nèi)部集成，以及與外部供應鏈上的企業(yè)業(yè)務系統(tǒng)的集成。集成性包括縱向集成和橫向集成兩部分，縱向集成是指質(zhì)量活動與信息在企業(yè)的決策層、管理層和實施層之間的自上而下和自下而上的集成：橫向集成是指質(zhì)量活動與信息在從獲取用戶和市場需求到設計、采購、生產(chǎn)準備、生產(chǎn)、質(zhì)量檢驗、市場營銷和售后調(diào)查這一產(chǎn)品生命周期全過程中的集成。同縱向集成相比，橫向集成可以看作是質(zhì)量活動與信息在產(chǎn)品質(zhì)量形成過程上的集成。
(2)管理的智能化和知識化。在長期的生產(chǎn)過程中企業(yè)里積累了大量的歷史數(shù)據(jù)和豐富的經(jīng)驗，通過對這些信息進行挖掘，歸納出相關知識，并應用到以后的生產(chǎn)實踐中，可以極大地提高產(chǎn)品的質(zhì)量。實現(xiàn)質(zhì)量管理的智能化是企業(yè)知識管理中的重要部分。人工智能技術開始應用到集成質(zhì)量管理中的諸多方面。如質(zhì)量計劃生成、質(zhì)量設計、質(zhì)量決策、質(zhì)量監(jiān)控、質(zhì)量分析診斷和過程控制等，集成質(zhì)量系統(tǒng)的智能化水平日益提高。
過程集成質(zhì)量管理系統(tǒng)就是在基礎平臺的支撐下，以制造商為核心、供應鏈上的所有實體企業(yè)通過協(xié)同合作，實現(xiàn)關鍵過程的穩(wěn)定運作與持續(xù)改善，以滿足最終客戶的要求。
3 鋼鐵企業(yè)質(zhì)量管理系統(tǒng)模型
鋼鐵生產(chǎn)介于離散生產(chǎn)過程和連續(xù)生產(chǎn)過程之間，屬于半流程半離散型，也稱為混合型企業(yè)。鋼鐵生產(chǎn)是將幾十噸的鋼水一步步地轉(zhuǎn)換成要求各異的用戶合同，它的制造過程是一個分解過程。是化整(鋼水)為零(客戶合同)而它的計劃過程則是化零為整，即進行組爐和組批。鋼鐵企業(yè)采用過程結(jié)構(gòu)和配方進行物料需求計劃，而其配方，與離散制造業(yè)的BOM含義不同，不但代表著成分比率，還代表著企業(yè)的生產(chǎn)水平。
鋼鐵生產(chǎn)主要是按合同組織生產(chǎn)，屬于訂單驅(qū)動型生產(chǎn)，其車間執(zhí)行控制則主要采用JIT方式：即現(xiàn)場控制主導型的“拉”(PULL)式生產(chǎn)管理方法，生產(chǎn)過程中前一工序的活動是按后續(xù)工序的現(xiàn)場需求來確定的。
圖2為一個鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)組織模式圖，簡要說明了企業(yè)相關部門如何通過反提料的方式來組織生產(chǎn)。
圖2 鋼鐵生產(chǎn)模式
隨著客戶對鋼材的品種、性能、規(guī)格和交貨狀態(tài)等的要求越來越多樣化，客戶需求呈現(xiàn)多品種小批量的特點，而鋼鐵生產(chǎn)管理中需要對不同訂單組批進行生產(chǎn)，這給訂單跟蹤和物料的質(zhì)量管理增加了難度。橫向上看，鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)過程中的質(zhì)量管理流程如圖3，從面向供應商的原材料進廠質(zhì)量檢驗、內(nèi)部生產(chǎn)過程的質(zhì)量監(jiān)控與判定、面向顧客的外部異議處置等一系列活動，實現(xiàn)了供應鏈上的集成質(zhì)量管理。
圖3 鋼鐵企業(yè)質(zhì)量管理流程
橫向上分析，鋼鐵企業(yè)的質(zhì)量管理特點如下：
(1)原材料的質(zhì)量成本高。生產(chǎn)所需的原材料其種類和性質(zhì)等基本固定，不跟特定的產(chǎn)品訂單聯(lián)系在一起。冶煉階段主要使用廢鋼和生鐵等鋼鐵料、鐵合金(硅鋇鋁粉、高鉻錳鐵、高碳錳鐵和鎳粉等)和返回鋼等，其自身價值和冶煉成本占了鋼材價格的70％~80％，所占比重大，而且原材料的構(gòu)成成分通常隨批量的不同而差異較大，因此對于鋼鐵料和鐵合金的進廠質(zhì)量控制格外重要。如果采購的鋼鐵料中水分過多，不但需要延長鋼鐵料的烘烤時間，同時還要延長冶煉時間以及在成材分廠的緩冷時間，增大了生產(chǎn)成本。
(2)分段質(zhì)量控制。冶煉階段以化學成分變化為主．要求控制產(chǎn)品的化學成分：澆鑄和軋制階段以物理變化為主，要求控制產(chǎn)品的機械性能和外形尺寸的大小，在生產(chǎn)組織過程中，根據(jù)質(zhì)量控制要求，在冶煉階段將制造標準和化學成分相同的訂單合爐冶煉，在軋制階段需要將軋制規(guī)格相同的產(chǎn)品合批進行集中軋制。在軋制和熱處理等階段，開始分批，通過不同的處理分配給不同的客戶訂單，最后將滿足個性化質(zhì)量要求的產(chǎn)品交付給顧客。
(3)質(zhì)量判定決定物流的流向。從煉鋼、澆鑄、軋鋼和熱處理等各個生產(chǎn)階段都伴隨著形狀、狀態(tài)、物理性能和化學成分的改變，通過質(zhì)量判定來決定物料的下一步流向。生產(chǎn)過程中產(chǎn)生不良品、廢品、返回鋼等副產(chǎn)品或中間產(chǎn)品需要進行回收與改制，對不良品的質(zhì)量改制和質(zhì)量改判等將引起物料管理、生產(chǎn)計劃和合同匹配等的相應變化，牽動了整個企業(yè)生產(chǎn)管理系統(tǒng)。
與其它行業(yè)相比，質(zhì)量管理在鋼鐵企業(yè)中占有首要地位，是企業(yè)一切生產(chǎn)管理活動的基礎。目前我國鋼鐵企業(yè)大多是粗放型的生產(chǎn)管理方式，質(zhì)量管理缺乏宏觀管理和集中控制，與其它生產(chǎn)管理應用系統(tǒng)相互獨立，出現(xiàn)質(zhì)量波動大、效率低和成本高等問題，開發(fā)面向過程的質(zhì)量管理系統(tǒng)是實現(xiàn)企業(yè)集成管理的基礎。
4 基于ERP／MES／Control的層次化系統(tǒng)模型
AMR組織于20世紀90年代提出的企業(yè)集成模型清楚地描述了ERP，MES，Control層在企業(yè)集成信息管理系統(tǒng)中所占的地位。各層的主要職能為：
計劃層(ERP)：強調(diào)企業(yè)的計劃性。它以客戶訂單和市場需求為計劃源頭，進行宏觀計劃和把握，以充分利用企業(yè)內(nèi)的各種資源，提高企業(yè)效益。從生產(chǎn)管理的角度來看，ERP基于事務處理的環(huán)境，屬于企業(yè)上層的計劃管理層。
執(zhí)行層(MES)：強調(diào)計劃的執(zhí)行和生產(chǎn)過程的動態(tài)控制，是面向車間層的管理信息系統(tǒng)，它為操作人員和管理人員提供計劃的執(zhí)行、跟蹤以及所有資源(人、設備、物料、客戶需求等)的當前狀態(tài)等信息。MES把ERP與企業(yè)的生產(chǎn)現(xiàn)場控制有機地集成起來，是企業(yè)集成模型中的核心。MESA國際聯(lián)合會給出的制造執(zhí)行系統(tǒng)的功能包括產(chǎn)品跟蹤與產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理、生產(chǎn)質(zhì)量管理與監(jiān)控、工序級詳細生產(chǎn)計劃、生產(chǎn)調(diào)度管理等生產(chǎn)過程管理部分。
控制層(Control)：強調(diào)設備的控制。包括DCS(Distributed Control System)、PLC(Programmable Logic Controller)、NC／DNC(Distributed Numerical Control)、SCADA(Sugervisory Control and Data Acquisition)以及其它的自動過程控制系統(tǒng)．它一方面執(zhí)行MES下達的操作指令，另一方面向MES反饋實時的信息。
鋼鐵企業(yè)MES具有顯著的實時性、較強的與ERP系統(tǒng)及PCS系統(tǒng)的集成性．適用于鋼鐵企業(yè)各種產(chǎn)線，包括板材、線材、型鋼、鋼管等不同的產(chǎn)線和單制程、多制程、直接熱裝熱送、短流程軋制等各種流程。它在產(chǎn)品實現(xiàn)過程中物料的生產(chǎn)流程為基礎，實現(xiàn)質(zhì)量的跟蹤和追溯，生產(chǎn)計劃調(diào)度管理、設備運轉(zhuǎn)管理和工序成本管理等圍繞質(zhì)量管理實現(xiàn)企業(yè)集成。MES是鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量集成管理的核心層。
基于AMR提出的ERP／MES／Control三層企業(yè)集成結(jié)構(gòu)，建立鋼鐵企業(yè)縱向質(zhì)量集成模型(見圖4)。ERP層主要包括供應商質(zhì)量管理、面向顧客的服務過程質(zhì)量管理、質(zhì)量規(guī)劃和質(zhì)量資源管理。其中，質(zhì)量規(guī)劃是質(zhì)量管理的一部分。主要制定質(zhì)量目標，并規(guī)定必要的運行過程和相關資源，以實現(xiàn)期望的質(zhì)量目標，質(zhì)量資源管理主要包括人員、資金、基礎設施、技術和方法、知識和信息等，它是質(zhì)量過程運行的基礎，其中最主要的是各類質(zhì)量標準、冶金標準和產(chǎn)品規(guī)范等技術資源，產(chǎn)品實現(xiàn)過程中的質(zhì)量管理活動。如質(zhì)量設計、質(zhì)量控制、質(zhì)量判定和質(zhì)量分析診斷等，均以技術資源為依據(jù)進行。
圖4 企業(yè)質(zhì)量集成模型
5 結(jié)語
質(zhì)量管理正朝著集成化、信息化和專業(yè)化的方向發(fā)展，研究基于過程和知識的集成質(zhì)量管理技術和方法，建立企業(yè)質(zhì)量核心數(shù)據(jù)平臺，實施面向過程集成的、符合行業(yè)特點的質(zhì)量管理系統(tǒng)，是企業(yè)在激烈的市場競爭中以質(zhì)取勝的有力保障。主要針對鋼鐵企業(yè)提出了一種基于質(zhì)量管理過程和ERP／MES／CONTROL架構(gòu)的集成質(zhì)量系統(tǒng)的設計方案，給出了系統(tǒng)的功能模型和軟件結(jié)構(gòu)，該方法已應用于某大型鋼鐵企業(yè)的質(zhì)量管理系統(tǒng)。
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本文標題：基于過程集成的鋼鐵企業(yè)質(zhì)量管理研究
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