基于QWF的质量管理信息系统结构的分析与设计

马树玲，周燕飞

(南京航空航天大学机电学院，江苏 南京 210016)

质量是产品的生命力，也是影响企业市场竞争力的关键因素之一。全面有效地实现质量管理，提高质量管理的信息化水平是质量管理信息系统(Quality Management Information System，QMIS)最基本的需要。质量管理信息系统顾名思义是信息化的质量管理系统，也就是利用计算机技术、网络技术、数据库技术等通信技术，来优化企业的质量管理流程，整合企业资源，实现质量信息的迅速处理和响应，以及进行质量数据的科学分析和质量管理的协同运作[1]。

先进的质量管理工程以实现系统的集成化、标准化、自动化、智能化、灵活性、并行性为目标[2]。本文引入工作流技术，使质量管理信息系统具备诸如质量信息集成、过程集成、过程控制、过程配置等功能，其中过程控制及持续改进是ISO9001:2008的核心要求，也是提高质量管理水平和产品质量的必要条件。

1 质量管理信息系统需求

1.1 功能需求

质量管理工作是通过质量信息的收集、传递、处理、反馈来完成的。及时、准确和全面地获取质量信息，实现质量管理信息化是质量保证和改进的基础和前提条件，也是降低成本和提高利润的重要环节。质量管理信息系统对企业从供应商管理到产品开发设计、生产制造、售后服务等整个生产经营全过程的质量进行全方位的管理、监控和分析，使企业可以大大减小原材料采购损失，降低生产成本和减少售后支出，保证原材料、产品和售后服务质量的受控，并使企业能不断提升质量管理水平，提高企业竞争力。质量管理信息系统主要由文件管理、质量规划、资源管理、质量实现、质量改进、质量评价、系统管理7大功能模块组成 (如图1所示)。其中文件管理模块可实现文件的制定和审批、分类、标识、发放以及回收处理。质量规划包括体系的策划、质量方针和目标、内部沟通、管理评审。资源管理负责人力资源的管理、工作环境的管理和基础设施的管理。质量实现子系统是产品质量形成的主要功能模块，覆盖从产品的设计开发、采购、生产和服务到测量监控，实现整个生产过程的质量监控。质量改进模块主要是通过数据分析，对不合格品进行控制，并采取相应的纠正和预防措施，这也是PDCA循环中的“A”，是质量管理体系的核心要求之一。质量评价包括内部质量审核和客户满意度调查，其中客户满意度是最终的评价标准。

1.2 性能需求

a.标准化要求。

质量管理的过程实际上是标准化的过程，所有的操作都是在ISO9000质量管理体系标准的指导下进行的，可以记录、删除、修改、提交、确认等。工作流的定义和运行应该在同一个软件平台上，用户也是基于同样的管理平台进行操作的。

b.协同性要求。

图1 质量管理信息系统功能模块

要完成一项工作任务需要不同部门不同领域的相关人员共同参与合作，同样系统也需要通过工作流来协调每个参与人员的工作流程和进度，达到最佳工作效果。

c.可视化要求。

使用可视化工具开发系统的人机操作界面，方便管理员和用户一目了然地掌握工作情况，管理工作进度。

d.过程可控制及可配置要求。

分析质量管理体系的主要过程，给出大体的过程框架，根据业务过程的实际情况建立过程模型。过程操作员可根据事先已定义好的过程来启动某个过程或过程中的某个活动，按照过程的流程实施过程控制，不得随意跳转。过程执行中每一步的操作属性都被记录下来，以便追溯和落实责任制。采用工作流技术可以个性化灵活设置工作流的节点(活动)，满足不同业务人员的处理需求，在不修改具体功能的情况下，通过修改过程模型来改变系统功能，实现过程的可配置。

e.可维护性要求。

系统采用面向对象的语言Java进行编程，可以方便地纠正系统错误和缺陷，灵活地增加或删除程序，对系统某个模块的修改也不会影响其他的模块或部件，具有良好的稳定性。

2 质量工作流及其应用

2.1 基于ISO9000的质量过程控制

在ISO9000:2005中将过程定义为一组将输入转化为输出的相互关联或相互作用的活动。它包含3个要素:过程输入、过程输出、活动。从输入到输出的过程是一个利用资源和管理实现增值转换的过程[3](如图2所示)。组织内诸过程的系统的应用，连同这些过程的识别和相互作用及其管理，称之为“过程方法”(如图3所示)，其中最高管理者过程包括策划、资源配置、管理评审等。实现过程包括与顾客有关的过程、设计和开发、产品实现等。支持过程包括培训、维护等。

图2 过程示意图

图3 过程方法

2.2 工作流技术

工作流作为一种面向过程的系统集成技术，起源于生产组织和办公自动化领域，是实现过程集成的有效途径之一[4]。根据WFMC(Workflow Management Coalition，工作流管理联盟)的定义，工作流是一类能够完全或者部分自动执行的经营过程，它根据一系列过程规则、文档、信息或任务能够在不同的执行者之间进行传递和执行。工作流的基本组成元素是活动(任务)和活动间的连接关系，即经营过程的规则和业务，除此以外还包括活动的角色(操作人员)和组织单元(组织结构、部门)。

工作流就是工作流程的计算模型，它表示的是对流程中的任务，以什么样的逻辑或者规则串接起来，并以什么样的模型表示和计算。工作流技术最大的优势是把业务流程的应用逻辑和过程逻辑分开，可以不修改具体功能而只通过修改过程模型来改变系统功能，从而实现对业务流程部分或全部过程的集成管理[5]。

2.3 质量工作流及其应用

质量工作流是一种质量过程控制方法，可以根据过程方法的要求，系统地识别质量活动、过程和它们之间的相互作用，以及运用工作流技术实现质量过程控制。质量过程涵盖了产品的整个生命周期，包括设计、制造、服务等等。

质量工作流模型的建立步骤如下:

a.质量业务的离散化。根据ISO9001:2008过程方法的要求，在业务角色的基础上识别质量活动、过程以及它们之间的相互作用，完成质量业务的离散化。

b.开发质量业务模块。基于过程控制和组件技术，运用工作流、面向对象等信息技术构建系统开发平台，开发质量业务模块。

c.引入工作流中间件，确立过程控制模型，实现质量过程控制，构建基于QWF的QMIS。显然，QWF的核心是实现过程逻辑和业务逻辑的分离，过程逻辑与质量参考模型相对应，业务逻辑与质量模块相对应。质量工作流以松耦合的方式组织不同的质量活动，形成特定的质量过程，以此控制质量过程和质量活动，并以规定的逻辑实施，从而实现把正确的信息在正确的时刻以正确的方式传到正确的地方。

2.4 质量工作流系统的架构

根据WFMC定义的工作流管理系统的参考模型，进行QWF系统的架构设计(如图4所示)。

图4 QWF系统的架构

3 质量工作流在质量管理信息系统中的应用

3.1 系统总体结构

质量管理信息系统采用C/S模式，由过程配置平台和应用系统2部分组成(如图5所示)。

3.2 系统结构分析

图5 质量管理信息系统总体结构

过程配置平台包括环境层和功能层，其中环境层是整个系统的运行基础，包括硬件、网络、操作系统、数据库等等。功能层则由质量工作流中间件、数据接口、过程配置工具3个部分组成，是实现过程配置的核心层。应用系统中的应用逻辑层实现了系统的所有应用功能，覆盖了整个生命周期的质量管理。显示层是任何授权用户通过客户端访问系统的用户界面。

功能层中的质量工作流中间件主要是通过工作流建模、工作流引擎、工作流监控、仿真、分析实现过程控制的技术手段。数据接口提供外部数据和工作流数据的接口。过程配置工具中的质量业务模块管理是指用模块软件技术来管理离散的质量业务，实现模块的存储、索引和版本管理等。质量过程模型是质量管理过程的软件模型，定义了业务模块和相互逻辑关系，其管理系统用于实现模型的存储、索引和版本管理等。管理工具包括质量工具和系统工具，其中质量工具是针对特定的质量管理需求，并用来执行计算机辅助质量分析和控制的软件工具的集合，例如SPC(Statistical Process Control)，同时它也为系统应用提供方法和技术的支持，实现系统信息和功能的集成。系统工具则是任何软件系统都具备的一些通用组件，如用户管理、权限控制、报表生成、综合查询和统计工具等。

应用系统的架构是在总结分析ISO9001:2008定义的产品实现的相关质量活动和过程的基础上确立的。横向上它涵盖了产品生命周期的每个阶段，提供了与标准相符合的质量管理;纵向上覆盖了不同的层次，如系统管理层、质量策划层、执行层等等。总体上实现了PDCA的质量循环，质量策划是“Plan”，文件/资源/设计开发/采购/生产和服务是“Do”，测量监控是“Check”，质量评价和改进是“Action”;运行模式上参考了质量管理体系的过程模式，质量策划是“管理职责”，资源管理作为支持过程融入“产品实现”，“产品实现”还包括设计开发/采购/生产和服务，测量监控/质量审核/评价/改进是“测量、分析和改进”;功能上实现了与质量有关的所有过程和资源的有效控制，可以根据企业环境的变化方便地实现相应的扩展、调整和完善。

过程配置平台是整个系统的运行基础，是通用和稳定的部分，而应用系统是面向用户可变的部分，也就是说，针对不同的用户需求，只需要在过程配置平台的基础上开发不同的应用系统即可。当用户需求改变时，基于QWF的QMIS的应用系统是可以重构的，因为应用系统的改变只是质量活动的不同组合而已。同样，也可以根据业务需求的变化重新定义质量过程模型，重构业务过程，实现系统的可配置。

4 结束语

本文从企业信息化角度出发，在深刻理解过程方法和工作流技术的基础上，将ISO9001质量管理体系与计算机技术、数据库技术、网络技术等通信技术相结合，提出并介绍了基于QWF的质量管理信息系统的结构，该系统具有过程控制、过程配置、系统重构的功能，为制造业企业提供了一条高效建设质量管理体系和全面贯彻管理信息化的切实可行的路径。

[1] 夏建中.制造业质量管理信息化研究与实践[J].中国质量，2005(10):68－70.

[2] Lari A.An integrated information system for quality management[J].Business Process Management Journal，2002，8(2):169－182.

[3] 柴邦衡.ISO9000质量管理体系[M].北京:机械工业出版社，2010.

[4] 王凯，白庆华.基于工作流管理的动态联盟企业信息系统模型[J].计算机应用，1999(10):30－33.

[5] 范玉顺.工作流管理技术基础[M].北京:清华大学出版社，2000.