构建冶炼企业基于SPC的质量管理“四化”系统

李 艳

（浙江华友钴业股份有限公司，浙江 桐乡 314500）

生产过程广泛涉及人员、设备、材料、方法、环境、测量等因素，这些因素的个体变化会对整体过程产生重要影响，并会导致产品质量的非正常波动。在信息化时代，数据是企业至关重要的资源，其质量是企业提升业绩和盈利能力的关键[1]。为集成各环节质量数据，通过系统及移动终端进行质量数据采集和分析，帮助质量人员在第一时间做出正确的判断，配合随即进行的过程改善，在问题产生初期就将潜在的不稳定因素排除，最大程度避免缺陷产生，适时做好预警、控制、纠正、预防和提升工作，对提升产品质量和客户满意度、降低质量成本、提升综合竞争力具有重要意义。

1 系统构建背景

1.1 时代需求

我国已经进入科技信息化的时代，同时，国家开始重视起低碳环保的工作，并出台了一系列的管理规定。这就使得制造业也在朝着智能化、绿色化的方向发展[2]。

1.2 市场需求

目前产品同质化竞争日趋激烈、产品质量要求动态升级，已在符合性质量的基础上强化对稳定性质量的要求。这对过程能力保障提出了更高的要求。在市场的激烈竞争下，企业生产产品的质量是企业之间竞争的一个核心因素。信息化管理系统不仅可以收集分析生产过程中每一个工序的质量数据，保证产品每一个生产阶段的稳定性，还有利于产品整体质量的提高[3]。

1.3 企业管理提升需求

华友钴业是一家专注于锂电新能源材料制造、钴新材料深加工以及钴、铜有色金属采、选、冶的高新技术企业，主要产品为锂电正极材料前驱体、钴的化学品以及铜镍金属，经过十多年的发展积淀，形成了集采、选、冶、新材料深加工于一体的纵向一体化产业结构。华友钴业具有产品制造工艺链长、产品结构复杂、产品类型多的特点，但目前质量数据未实现全部集成，分散于OA系统、SAP系统、手工台账等散乱的报表中，调用、分析时间长、效率低，耗费大量人力。

2 系统构建思想

ISO 9001:2015强调“过程方法”，提倡下道工序即是客户的理念。本系统将众多活动作为相互关联的过程进行系统管理，依托SPC软件及PDCA方法论，构建质量管理“系统化、精准化、信息化、落地化”系统（简称“四化”系统），运行时配合标准流程/程序及激励考核进行规范以实现落地，系统构建框架见图1。

2.1 质量功能设计

2.1.1 基础信息准备和计划（Plan）

依据组织架构和对数据的控制、编辑、查阅、调用需求，转变为质量管理网络架构植入系统，便于决策层、管理层、操作层后期按需访问、操作。将物料基础信息植入系统，建立管理对象。通过文档或人工录入形式在系统中植入技术标准、CP/QC工程图等标准，建立系统管控标准并方便员工浏览查看，标准修订、更新时同步在系统中维护。

2.1.2 数据采集（Do）

设计防错对数据采集工作进行提醒，采集形式包括以下方式：手动数据录入、量具数据导入、文本文件数据导入、活动数据集成（DCS+LIMS+SAP）等。

2.1.3 监控与报警（Check）

数据采集进入系统后自动生成图表，类型、模板根据需求进行设计并植入系统。查看方式灵活多变，将员工从繁杂的手工文档中解脱出来，通过简单的按钮就可实现数据信息切换，大大减轻分析强度。在常规控制图GB/T4091-2001中规定了八条判异准则，系统将根据实时采集进入系统的数据进行计算并判别。当某种判异符合事先设定的报警条件时，软件会按设定的报警方式，把异常情况的发生位置、原因等警报发给相关人员；相关人员再采取措施，从而达到实时控制生产过程质量、实时预防和反应的目的。同时，系统会自动将异常信息进行记录并用颜色标识，更新相关图表，所有报告、统计数据、图表也会在第一时间更新。根据各层级管理要求，在系统界面，设置决策层、管理层、操作层分级质量仪表盘，根据场景需要实现经营会/质量会/办公室/现场监控模式，在系统中实现流程可视化、绩效可视化、事件可视化，结合现场展示屏幕实现现场可视化，实时掌握数据信息、迅速响应工作要求。

图1 基于SPC的质量管理“四化”系统框架

2.1.4 管理职能延伸（Action）

（1）分析与改进：系统内置柏拉图和箱线图，便于通过对实时数据的多角度比较分析，进而确定异常问题的主因。这样就可以从“人、机、料、法、环、测”（即5M1E）方面来深入调查异常产生的影响因素，找到消除质量隐患的措施。系统的批次追溯报告能动态生成产品和原材料的双向质量追溯分析。实时生成的Cpk报告能根据实时采集的数据，动态生成面向设备、产品、原料等各个角度的Cpk报告。触发质量事故时，系统将实时发布事故信息，并流程推送至对应人员进行处理分析直至事故闭环，事故处理过程中可采用诸如8D、QCC、六西格玛等方法。数据输出能将采集到的数据导出到Excel、TXT或Minitab等工具软件。根据需要在系统中设置提醒功能，并对待处理事项进行督办。

（2）质量成本管控：著名质量管理专家戴明曾提出：在生产的过程中，出现质量问题的原因只有10%～15%来自工人，而85%～90%是来自企业内部管理[4]。质量成本由预防成本、鉴定成本、故障成本组成，通常提升预防成本及鉴定成本将会降低内外部故障成本，但当预防成本及鉴定成本控制到一定水平时，故障成本将趋于稳定或难以进一步突破降低，故将会存在过度投入换取的回报并不明显的局面，寻求一个综合成本最优，是组织努力的方向。本次系统构建，融入质量成本管控元素，通过系统监控项目数量，自动计算产品鉴定成本。通过系统统计各环节质量故障自动计算故障成本。系统根据各栏目数据自动生成质量成本分析报告，解脱人力避免去做价值含量低的数据搬运及统计工作。

（3）量具跟踪系统与测量系统分析：量具跟踪系统（GTS）对量具校准周期进行管理。应用量具跟踪系统输入、控制和维护各种校准要求、程序和校准结果，可有效防止无效检定、校准周期的量具参与SPC数据采集过程。测量系统分析系统（MSA）用于评估量具的GRR(重复性与再现性)，确保量具能够分辨出过程的波动，系统完全符合AIAG的测量系统分析文件要求。偏差分析管理对S(供应商)/I（输入）两个环节的数据、O（输出）/C（客户）两个环节的数据实施偏差分析管理。

2.2 系统构建的价值

2.2.1 提升质量管理智能化水平

（1）系统化：按照S(供应商)-I（输入）-P（过程）-O（输出）-C（客户）的系统化管理，质量数据全部集成到质量管理系统，并根据场景需求实现可视化。

（2）精准化：从客户-产品-项目-参数的维度，实施分级管理，对关键客户、关键产品、关键项目、关键参数实施精准化管理，全部实施稳定性趋势监控、分析、改进。

（3）信息化：实现LIMS、SPC、SAP无缝串接及数据交互，通过系统可实时进行数据监控、分析、判定、改进、事故处理、成本管理、量测系统分析、出/入库管理。各层级人员查看、调用、分析、监控、总结通过系统完成，实现分分钟出报告。

（4）落地化：系统植入异常处理流程及事故处理流程，植入待办事务提醒及督办功能，配套考核激励方案，实现工作可落地。

2.2.2 工作效率提升（解放人力）

系统实现了数据采集时间及报表制作时间削减15%，异常处理流程及事故处理时间提升10%。

2.2.3 产出质量提升

通过系统管理，产品合格率及稳定性得以提升。

2.2.4 质量成本降低

内、外部故障损失率10%。

3 结语

通过使用信息化技术进行质量控制，可以让企业的质量控制效率更高，更加精准。企业要灵活的将信息化技术运用到质量控制的各个环节，帮助企业的质量管理能够更上一层楼[5]。本次通过构建质量管理四化系统，实现了工作效率和产品质量的提升，并实现了质量成本的优化，提升了企业的竞争力。