基于大数据分析的质量管理系统研究

李 根，李晗静，喻甲其

（航空工业成都飞机工业（集团）有限责任公司，四川成都 610091）

0 引言

随着大数据时代的全面到来，军工行业的发展迈上新的台阶，军工产品的研制和生产也迎来了新的机遇与挑战。在国家质量提升的战略指导下，研究基于大数据分析的质量管理系统，以及探究数据化与工业化深度融合下的质量管理改进，对促进质量管理的有效性及提升质量管理的效率有着积极而重要的意义。

武器装备日趋复杂化、集成化、高速化、信息化、智能化以及大数据技术的发展应用，传统的质量管理技术已经不能满足当前的质量管理需求，必须突破传统的质量管理技术。利用产品研制过程中的质量数据和可靠性信息，并进行综合管控，是质量信息化管理的重要环节，也是产品质量保障和体系自我完善的重要手段。本文首先分析质量管理现状，分析当前质量管理中数据应用的薄弱环节，针对该问题研究质量大数据分析平台构建，最后利用收集质量管理过程中的各类数据集，进行算法验证、迭代优化、构建完备的信息化质量管理平台。

1 质量管理现状

目前，航空工业成都飞机工业（集团）有限责任公司按照ISO9001、GJB5000A 标准建立、实施质量管理体系，运营中利用PDCA（Plan-Do-Check-Act，计划、实施、检查、行动）管理循环对企业质量管理体系进行持续改进与提升（图1）。

图1 基于PDCA 循环的质量体系运营

随着质量管理要求的逐步提升以及信息化时代的到来，质量管理工作在质量数据的应用方面略显不足，因为质量数据未得到充分应用，目前的质量管理工作存在以下4 个主要问题。

（1）质量管理工作缺乏全面信息化手段支撑。从设计、制造、验证到产品交付，整个产品生命周期中都需要进行质量管控。但某些质量关键控制点并没有完全通过信息化手段进行管控，信息化未打通质量业务活动的全过程，导致管理不全面且效率低。

（2）质量数据缺乏有效的管理和应用。质量数据散落在各个部门中，不能及时的共享，且历史质量数据闲置、没有发挥其利用价值。

（3）质量数据的准确率偏低。主要通过人工录入等方式收集质量数据，人为差异性较大，不利于对质量过程进行准确分析。

（4）质量改进困难较多。主要通过采样检验的方式进行质量过程验证，数据样本较小，且各个过程的关联性较差，并不利于对进行进一步质量改进。

2 质量大数据平台搭建

通过第一阶段的分析，目前质量数据缺乏有效的管理和应用，历史数据闲置是当前质量工作全面信息化亟待解决问题。为了加强对该类数据的应用，通过搭建质量大数据中心平台收集汇总所有质量数据，以大数据技术—数据中心模式，按照不同的应用分类、如故障监测、装备故障模式，装备可靠性分析等，提供快速预言（Predication/用历史预测未来）和描述挖掘（Description/了解数据中的潜在规律）等技术，改变当前质量管理方式，实现预测性质量管理方式，以及通过信息化方式实现产品全生命周期质量管控。

通过质量数据进行需求分析，模拟搭建质量大数据中心平台（图2）：在日常工作中收集质量数据，如故障单、设计更改等，通过数据清洗、数据标准化等手段进行数据预处理，将处理好的数据放入数据管理平台进行数据存储；从数据库取出数据进行分析挖掘应用，以达到查询统计分析、趋势预测，故障预测等作用；最后，将应用后的数据传输到质量信息管理平台。

图2 质量大数据中心构建

3 质量信息管理平台

处理完成后的数据需要一个可视化平台进行展示，为便于数据应用，需开发一个质量数据管控平台。为更进一步提升质量管理工作效率，可将该平台扩展到质量信息管理平台。

根据先进的质量管理模式搭建从质量策划、设计、制造、试验验证、改进分析的全过程质量信息化管理平台。该平台以提升质量为目标，整合公司相关信息，建立先进、高效、协同的质量管理集成平台。

首先，明确该平台目的。应以质量体系标准和质量手册要求为依托，质量目标为纲领，过程执行和监管为重点，持续改进为核心，做到全方位提升实物质量的同时，提高质量管理工作的效率。

然后，进行信息化规划。通过各业务端口对质量数据、报告进行收集，如MES（Manufacturing Execution System，制造执行系统）中的不合格品，数据生成后通过端口传递质量管理系统，按照归零标准进行问题处理，实现该质量问题的跟踪与监管，累计不合格品数据形成故障模式和质量知识库。质量信息平台通过调用质量大数据中心的统 一 API（Application Programming Interface，应用程序接口）端口，从而从质量维度对这些数据进行集中展示和分析，以反映出产品全生命周期的质量情况，同时这些数据信息和处理经验也可以累计到质量知识库。

最后，根据业务需求分析，对整个质量信息管理平台进行搭建，总体架构如图3 所示。

图3 质量信息管理平台

门户信息、质量体系、质量数据管控中心、质量活动、质量知识库和基础平台6 个板块构成了质量信息管理平台，具体功能如下。

（1）门户信息，各类消息通知，如质量预警，质量工作计划、质量文件变更等公告信息。

（2）质量体系，涵盖集团、公司体系文件查询，提供质量目标、监督审核、管理评审、质量培训、体系评估等功能。

（3）质量数据管控中心，提供数据存储和应用的解决方案，支持多类型、多样式、多维度的质量分析统计报表，具有数据分析、数据挖掘、趋势分析等功能。

（4）质量活动，以论坛形势对各项质量活动进行交流，对技术经验进行分享。

（5）质量知识库，各类质量知识文件、质量案例、质量规章、准备进行采集、分类管理、并提供快速检索功能。

（6）基础平台，提供质量管理人员信息，并对单位质量管理工作组织进行介绍，便于量工作的开展。

4 结束语

通过对质量管理工作现状的分析，研究了质量大数据中心平台与质量信息管理平台的构建。通过对质量数据信息的采集、分析、共享和利用，已实现优化质量管理工作模式、消除质量数据闲置，实现精细化质量管理，从而提升质量管理工作的效率及其有效性，为信息化质量管理及产品全生命周期质量管理提供基础。