家具数字化制造质量管控技术研究

熊先青，郭伟娟，黄琼涛，方露，庞小仁，吴智慧

(1.南京林业大学家居与工业设计学院，南京210037；2.宜华生活科技股份有限公司，广东汕头515834；3.浙江升华云峰新材股份有限公司，浙江德清313220)

家具数字化制造质量管控技术研究

熊先青1，郭伟娟1，黄琼涛2，方露1，庞小仁3，吴智慧1

(1.南京林业大学家居与工业设计学院，南京210037；2.宜华生活科技股份有限公司，广东汕头515834；3.浙江升华云峰新材股份有限公司，浙江德清313220)

为探究家具企业数字化制造生产质量管控技术，通过对我国家具企业质量管理现状的调研，分析了质量信息管理中存在信息采集技术落后、信息处理和反馈不及时、信息流的集成不贯通、质量信息管理不规范等问题，确定了基于数字化制造时代家具生产质量管控方式指导思想和基本要求。探讨了基于数字化制造家具生产质量管控技术：建立标准化质量管理体系、健全质量BOM(bill of material)和搭建质量管控体系平台。依据质量管控信息流的组织办法，构建了家具生产质量管控信息流集成模型和家具生产质量管控信息流跟踪框架模型。

数字化制造家具企业；质量管控；技术体系；质量信息流组织

家具质量除要适应市场和制造模式发展的需求外，其范围也逐渐扩大到产品、生产过程和质量管理体系等多方面。未来的家具企业，其竞争将聚焦在产品质量的竞争上，质量已逐渐成为竞争核心目标，直接影响到企业生存与发展[1]。

目前由于大多家具企业仍处在“劳动密集型+半自动化”的模式下[2]，质量管理虽然也经历了质量检验、统计质量控制、全面质量控制和标准化质量不同模式的尝试[3]，但仍以“粗放式、家族式质量管理”为主，特别是占中国家具总量45%的板式家具企业，往往重视产品数量而忽视质量管理，对质量管理工作缺乏完整的体系[4]。另一方面，“事后检验”仍是质量管控的主要手段，此方法虽能找到不合格品，但不能杜绝不合格品出现，产品质量问题仍不能全面解决。

随着数字化制造时代的到来，个性化、低成本、短交货周期、高质量的家具产品越来越受到青睐，家具行业也由初步工业化向工业信息化转型[5]。面向信息化制造的家具企业，如何既要保证产品质量、又要降低生产成本并提高生产效率，还需保持质量相对性、时效性、广义性、经济性等特点，这就需要将信息与制造技术有机结合，探索一条采用高新技术和先进适用技术改造传统家具制造业的新路子[6]，从而全面提升家具企业的质量管理水平。

因此本研究通过探索数字化的家具质量管控技术，建立标准化质量管理体系、搭建质量管理体系平台、并对质量信息流进行跟踪等，力求对家具产业进行全生命周期的质量管控，具有一定的开创性意义。

1 面向信息化制造家具企业质量管理现状

1.1 信息采集技术落后

虽然我国部分家具企业已逐渐建立了质量管理体系，但质量管理信息的采集，大多依旧采用传统的人工记录模式，即利用纸质表格形式，由人工将生产中各个环节的数据统计、录入、核对、修正、上报。这种信息采集技术不但生产效率落后，而且纸质材料保存易导致数据丢失、查询不便等，还容易降低信息准确性和传递及时性，从而导致管理者做出不正当决策。随着“两化”融合在家具产业的推进，也逐渐有部分企业开始采用自动识别技术进行信息采集[7-8]，但这种自动采集技术往往用在家具产品的物流过程中，对家具全生命周期的质量管控信息采集技术依旧落后。

1.2 信息处理和反馈不及时

由于信息采集技术的落后，质量信息传递和反馈依靠人工传递单据来完成，在实际生产中，传递速度慢，现场质量问题不能及时解决，且易产生传递遗漏或误传现象[9]。同时，企业质量信息往往是按月汇报并整理上报存档，易造成信息处理的不及时，频率低、周期长。

1.3 信息流的集成不贯通

家具产品质量信息往往分布在企业各个相关部门(设计、生产、辅助生产及产品使用过程)和具体工作岗位(工序)中[10]，其信息量大、范围广、动态性强，而且家具产品质量信息相对独立、分散，企业各部门间受到许多限制，使得质量环节中的信息流无法全面及时流通，造成质量信息共享效率低下、信息准确度降低。

1.4 质量信息管理不规范

由于家具企业质量信息采集的方法限制、信息处理和反馈不及时、信息流不贯通等，直接造成质量信息管理规范化程度和效率低。并影响到质量保证体系中评价、控制规划和预测功能等的下降，整体家具质量管理水平降低。

2 基于数字化制造家具生产质量管控指导思想和基本要求

2.1 指导思想

基于数字化制造家具生产质量管控方式是在以客户为中心的基础上，通过控制来提高生产质量、减小不合格品出现概率，健全产品全生命周期的质量管理意识。因此需具有“事前介入”的指导思想，即将所有与生产质量相关的各环节提前综合考虑，制定标准或管控模式，通过对各环节保持受控状态来预防不合格品的出现，把不合格品消灭在产品质量问题形成过程中，并将影响产品质量各个因素控制起来，形成一个稳定的生产系统。采取事前、事中、事后相结合的质量管控方法，让质量控制和质量检验均覆盖产品制造全过程[11]，从而保证产品质量是制造出的，而不是检验来的。

2.2 基本要求

由于“事前介入”的质量管控思想，需对各个环节、相关人员均有严格要求，环节环环相扣，并对产品全生命周期内各环节实行科学有效的控制。因此，对于信息集成要求较高，需要企业的信息化管理程度不断提高，这样数字化制造企业才能发挥其优势。

2.2.1 “先进质量管理”模式的推行

由于我国家具行业先进制造技术较为落后，先进质量管理还处于起步阶段。随着大型家具企业开始重视质量管理，国家逐步在相关法律、行业规则中出台规范家具产品质量监督管理办法，“精益生产”、“六西格玛质量管理”、“ISO9000族标准”等先进的质量管理方法和技术，逐步引进并推广到家具企业已势在必行。通过“先进质量管理”模式的推行，从而生产出低成本、高效率、高质量的家具产品，最终提高企业产能和经济效益。

2.2.2 “质量信息”全面共享

数字化制造的首要任务是在软、硬方面的提高，对“质量信息”管理的要求是通过建立标准化质量管理系统、搭建质量管理体系平台，将信息流在企业与企业间、企业内部间实现“质量信息”的快速采集和传递，通过质量管控信息流的组织，实现“质量信息”的快速处理和反馈，使“质量信息”在企业内快速共享，使得质量规划、分析、评价、控制和预测能力全面提高，真正从技术上提高企业质量管理水平。

3 基于数字化制造家具生产质量管控技术

3.1 建立标准化质量管理体系

标准化质量管理体系，是将与质量管理相关的所有工作做出标准规定，是家具企业实现质量保证的客观要求，也是推动产品质量持续改善和提升的途径，更是实现数字化制造家具生产质量管控技术基础和质量管控平台中信息流的依据。在家具产品设计、制造、销售等全过程中循环建立标准，通过管控技术平台实施，并不断改进和修订的动态过程。具体内容包括：质量管理和质量保证标准的选择及使用标准；质量体系及其管理标准；质量计划及其质量责任制标准；质量控制方法与控制图标准；工序质量管理及其质量要求标准；产品质量升级、创优与质量监督标准；“质量信息”管理标准；质量手册的编制等[12]。

3.2 健全质量BOM

质量BOM(bill of material, BOM)[13-14]是将企业的质量信息按照产品的配置结构进行组织，形成质量信息清单。其作用是在家具产品的全生命周期内通过质量管控技术平台，组织“质量信息”，使得“质量信息”在企业内共享。这种“质量信息”组织方式能够方便产品质量的过程控制和事前事后预防。同时，质量BOM还能追踪记录产品中不同零部件在不同时间纬度上的“质量信息”，方便质量问题的追溯和分析。其体系结构应以家具产品结构和配置为引导，作为产品“质量信息”流合理有效的载体和组织形式，合理、完整、有序地组织和管理产品“质量信息”，最大程度地解决了“质量信息”的分散性问题，实现产品质量统计过程控制。质量信息BOM组织如图1所示。通过每个产品唯一的ID号，利用各类编码、订单号、流水号等引导产品生命周期过程的所有质量信息，并利用企业管理软件对每件产品的质量BOM进行信息采集、处理、追溯和查找。

图1 基于数字化制造家具质量BOM信息构成Fig. 1 The consitute of furniture quality BOM based on the digital manufacturing

3.3 搭建质量管控体系平台

建立标准化质量管控体系平台，是将标准化质量体系若干要素捆绑起来共同考虑，对质量信息进行快速采集、处理和反馈，是家具生产质量管控方式的核心，解决质量管理面临的瓶颈问题，是改进家具企业管理问题的基础[15]。如图2所示，其构成要素间又形成一种环状结构，且互相影响和制约。

图2中，物料管理质量是加工出合格产品、保证产品质量、降低成本的基础，因此在保证原材料和外协件质量同时，对供应商选择和质量管理体系评审亦为关键；产品研发过程能从源头上减少生产失误、提高质量，在满足顾客需求的产品设计时，需实际审查及早发现可能出现的质量问题而进行质量把控，并建立标准零部件图库，从而满足生产要求；生产过程各个工序质量控制是产品最终质量的根本保障，也是质量管理的中心环节；辅助生产过程是产品生产物质技术基础，产品质量好坏很大程度上与设备、刀具、量具和夹具等质量管控信息有关；文件、技术规范等是车间现场管理模板，也是质量保证和改进的直接参考依据；物流过程，是在产品成型后保证产品不受意外情况而降低质量；产品使用过程是通过市场明确客户对产品质量的要求，并通过服务阶段不断改进和再修订。

图2 家具企业质量管控平台示意图Fig. 2 Schematic diagram of the platform of quality management and control

4 基于数字化制造家具生产质量管控信息流的组织

数字化制造环境下质量管控，是实现全面质量管理和质量保证以及先进技术制造的必要条件。其核心主要是质量管控信息流的集成和信息流的跟踪，通过质量信息流快速采集与传递从而实现信息流的全面集成，并进行信息流跟踪，将会在很大程度上提高产品品质、增强企业竞争力。

4.1 家具生产质量管控信息流集成

家具企业的质量信息流主要包括质量信息来源、质量信息采集过程、质量信息处理与反馈过程等，其整体结构如图3所示。其中：质量信息源由图2家具质量管控平台的构成因素组成，将产品全生命周期的质量信息进行集成考虑；质量信息的采集过程是利用现代信息自动采集技术(条码、RFID技术)将生产过程和与产品相关方的质量信息进行采集与提取的过程；质量信息处理与反馈过程是将设计过程中的质量信息与设计软件(如CAD/2020/Solidworks)、生产过程中的质量信息与生产软件(如MES/CAM/CAPP/Ishare)、全生命周期管理质量信息与管理软件(如ERP/MRPⅡ/PDM)、物流和使用过程的质量信息与物流和客户管理软件(如SCM/CRM)以及后勤服务质量信息与日常办公和财务软件(如OA/EAS)等进行科学的分析和标准化的处理过程，从而进行质量信息的交互。

此质量管控信息流的集成过程是在网络化质量体系平台中进行的，依据搭建的企业质量管理规范文件和质量标准进行质量信息分析，并结合图1中的质量BOM，形成质量BOM载体，在产品的全生命周期过程中形成信息反馈。从信息采集、信息分析、信息组织、信息存储、信息集成、信息提取、信息表达、信息反馈集成并形成信息流闭环结构。

图3 家具全生命周期企业质量控制信息流集成Fig. 3 Integration of enterprises quality control information flow in the total life cycle of furniture

4.2 家具生产质量管控信息流跟踪

图4 家具企业质量控制信息流的跟踪管理Fig. 4 Tracking management of quality control information flow in furniture enterprises

家具产品复杂的制造过程，往往需要多个企业或多个部门的合作才能完成[16]，而产品质量的控制恰恰在企业与企业间、部门与部门之间跟踪不到位所造成，在对质量信息流进行集成的同时还必须对其进行跟踪管理。因此，质量控制信息流跟踪也是在企业与企业间，或者企业内部关键部门间进行跟踪。基于此，笔者通过核心企业、原料供企业、外协件加工企业等的信息流，基于网路和服务器系统搭建了基本质量信息跟踪过程框架，如图4所示。

由图4可知，基于数字化制造的家具生产质量管控信息流跟踪，是将家具产品全生命周期过程的三大核心部分(原材料供应、外协件加工和企业车间)和企业关键的制造、工艺部门的“质量信息”，由质量管控平台通过Internet全程监控，利用加工过程中的动静态质量信息，使得相关人员通过不同的质量信息模块全面、准确地获取，进而对质量进行动态跟踪，为企业与企业间、企业内各部门间质量协同管理提供网路化平台。

5 结 语

数字化制造时代生产质量管控方式的研究是家具行业全面提升产品品质的基础。笔者在对中国家具企业质量管理现状调研的基础上，建立科学、合理、适用的质量信息管控平台、质量信息流的集成过程和质量信息流的跟踪过程，其目的适应数字化制造环境下的家具质量管控体系。拟解决新的制造模式下家具企业质量管控缺乏合理性、管理混乱的现象，完善家具企业质量信息动态个性化的管理，实现多变的市场环境下质量信息柔性化和标准化管理，为家具企业信息化制造的大范围到来提供技术支撑。同时，由于中国家具企业信息化制造还处在起步阶段，所有的理论研究都处在摸索阶段，如何找到真正适合的生产技术和管理模式，还需要实践的验证，希望本研究为家具企业数字化制造提供借鉴和参考。

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Study of the quality control technology infurniture digital manufacturing

XIONG Xianqing1, GUO Weijuan1, HUANG Qiongtao2, FANG Lu1, PANG Xiaoren3, WU Zhihui1

(1.CollegeofFurnishingsandIndustrialDesign,NanjingForestryUniversity,Nanjing210037,China; 2.YihuaLifestyleTechnologyCo.,Ltd.,Shantou515834,Guangdong,China; 3.ZhejiangShenghuaYunfengGreeneoCo.,Ltd.,Deqing313220,Zhejiang,China)

The purpose of the study is to explore the digital manufacturing and quality control technology, which could be applied in the furniture enterprises. Through investigating of the present situation in informatization management in the Chinese furniture enterprise, the problems existing in the management of quality information were summarized and analyzed in aspects of the backwardness of information collection technology in the furniture enterprise, the lack of timeliness of information processing and feedback during the production of furniture, the incoherent of the information integration flow during the information management, and the lack of standardization quality information management system during the manufacturing process of furniture. The guideline and basic requirement of digital manufacturing and quality control technology in the furniture enterprise during the manufacturing process of furniture were determined. As the results of this study, the standardization of quality management system was established, the quality BOM (bill of material) was completed, and the platform of quality management system was established. Based on the organization method of information management flow, the integration model of the furniture production quality control information flow and the tracking framework of quality control of information flow were established. In addition, the results of this study not only can provide the technical support for the furniture quality management but also support the experiences and references in the informatization management of furniture enterprise.

digital manufacturing furniture enterprises; quality control; technical system; the quality of information flow organization

2016-11-02

2017-01-21

国家林业公益性行业科研重大专项(201404501)；广东省宜华生活科技股份有限公司技术中心资助项目(YH-NL-20140104)；中国林科院木材工业研究所木竹产业技术创新战略联盟科研计划课题项目(TIAWBI2014-05)；江苏高校优势学科建设工程资助项目(PAPD)。

熊先青，男，副教授，研究方向为家具设计与工程、家具信息化管理与制造。E-mail:96xiong0450@sina.com

TS664

A

2096-1359(2017)04-0152-06