工业互联时代质量检验信息化平台的探索与构建★<br/>——以城轨车辆制动盘质检系统为例

工业互联时代质量检验信息化平台的探索与构建★
——以城轨车辆制动盘质检系统为例

2022-06-12韩丽，褚进

现代工业经济和信息化 2022年4期

韩丽，褚进

（1.浙江育英职业技术学院，浙江杭州 310018；2.杭州制氧机集团股份有限公司，浙江杭州 310000）

1 工业互联时代已然到来

工业互联是实现人、机器、车间和企业等主体以及设计、研发、生产、管理与服务等产业链各环节的全要素泛在互联的基础，是工业智能化的血液循环系统。作为新一代信息技术与制造业深度融合的产物，工业互联正日益成为新工业革命的核心支撑，为“新基建”的持续发展提供动力，为制造业实现数字化、网络化、智能化升级转型和高质量发展提供有效路径。

自2017年《国务院关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》发布以来，工业互联网的发展在我国取得很多积极进展。一是工业互联网所需工业互联网网络的覆盖范围规模扩张，基础电信公司向企业提供低延时、高可靠、广覆盖的高质量网络服务。二是工业互联网已经开始与实体经济有效融合，并应用于工程机械、钢铁、冶金、能源、交通和医疗等多个重点行业且一二三产业皆有发展。三是各省市政府加大对于工业互联网的政策扶持力度，引导产业的新生态快速壮大。四是国家与各省份、企业联合提升了工业互联网的安全保障能力，基本形成了工业互联网安全检测预警处置能力。

中国一批先进的制造企业已经主动投入到工业互联网的发展当中，如美的家用空调南沙工厂从制造的精益管理角度出发，梳理了生产、物流、品质的管理流程，并实施了信息化改造[1]。美云智数智造MES帮助南沙工厂实现了从物流、生产到品质的全流程管理功能，经过业务的持续改善，最终经过美的集团内部统计，在以下方面实现了大幅提升：制造综合效率提升33%，生产损耗减少68%，产品品质提高10%，原材料、在制品库存降低90%，物料提前期缩短61%，物流损失工时缩短58%[2]。

2 建设质量检验信息化平台的必要性

质检信息化平台是一套应用于生产型企业、覆盖全检验过程的综合性网络信息系统，以计算机网络、软件、数据库、电子标签、GPS等高新技术为支撑，包含了质量检验部门的网络办公、动态监管、大数据采集及处理、信息溯源性查询等信息化应用，是能满足质量检验部门使用的综合性信息化系统。

2.1 工业互联时代的必然选择

伴随着中国5G网络的高速发展，工业互联网正在加速走入传统制造企业的生产过程当中。着眼未来，工业互联将打通企业的销售、设计、采购、生产、检验、物流以及售后等各个环节，从而形成企业自身的一个工业互联系统。于此同时，国家制造方针由高速增长阶段向高质量发展转变，企业的产品质量优势将成为新时代经济发展的关键。检验作为产品质量的直接控制部门，在这样的时代背景下，建设信息化平台将是企业发展的必然选择。

2.2 提升质检水平的重要举措

先进的制造型企业一般都具备完整的质量管理体系，但如何将质量管理体系的执行落到实处，决定了公司的产品质量。科学的管理体系建立与运营，需要专业的具备持续学习能力的人才，通过质量管理信息化平台的搭建，公司可以对检验人员进行一次整体的技术水平提升，建立一个高素质、职业化的团队，从而满足公司对于产品质量持续高要求的需要。同时应用互联网的平台工具，将有助于直接提高质检工作的效率，完成工作内容的云端储存，并给公司建立产品生产各环节的原始数据库提供来源，将质检工作从简单的数据读取向数据分析转变，全面提高质检工作在整个生产环节中的地位。

2.3 质量过程控制的有效工具

质量过程控制就是对生产过程中影响产品质量的各个因素进行控制，其目的是确保过程质量处于受控状态，实现产品质量持续满足要求。质量过程的高低直接体现在产品的合格率、报废率或返修率当中。影响质量过程的六个因素为：人（操作者）、机（设备）、料（原材料）、法（操作方法及规范）、环（环境）。为满足城轨制动盘零件铸造项目所需，在生产各环节加强产品的质量过程控制显得尤为重要。质量检验信息化平台的建设可以完整地囊括质量控制的各个要素，并对检验工作的过程提供有效监督。

3 质量检验信息化平台的构建

3.1 质量检验信息化平台的设计思路

经过前期多次调研，与各铸造企业的领导及员工对话，结合相关研究经验，形成质检信息化平台的设计思路。

1）质检信息确认。质检工作首先应该确认检验对象的唯一性标识（包含项目标识，以便完成数据库的分类），同时核对来源及信息，通过生产全过程中的阶段性质检工作，实现检验对象的溯源性管理。同时对各个检验环节的人员、设备、环境及生产工艺皆进行信息的确认，以确保生产工作按照项目的要求顺利进行。

2）完善过程管理。对质检部的实际检验工作实现了从收到指令到检验完成全过程跟踪管理；实现质量检验过程的实际工时管理；实现检验过程对应检验记录的过程管理；实现检验过程中计量器具的管理等。同时充分利用工业互联网的云端功能，充实检验过程的记录，关键节点的内容可附带照片等数据信息，增加检验结果的说服力。

3）强化部门间合作。将质检部的检验工作与生产部门的生产工作紧密、有效连接。生产人员可通过服务平台，利用唯一性编号查询所有的检验情况以及检验记录。检验人员可通过信息化的储存记录，更加准确地证明检验过程的有效性。

4）建立信息检索。将质检部的检验结果按照具体的检验项目自动建立数据库，并且可以直接提取检验数据，完成检验资料的项目化分类，方便检验人员对项目资料进行目录检索，确认检验工作的完成度，有效降低漏检率。

5）实现动态查询。预留端口，方便项目经理以及相关管理人员直接通过手机二维码、APP等方式查询项目的检验流程，完成对检验工作的即时在线监控，同时掌握项目实际所处的生产阶段。

根据以上设计思路，构建质量检验信息化平台，如图1所示。

3.2 质检信息化平台的特点

3.2.1 平台化

将整个质量检验的过程不仅仅定义在线下的实际场景，还将其服务过程储存在云端，充分利用工业互联网带来的便利，打造互联网+制造的创新型服务平台。平台面对所有的生产和检验人员，完成由传统口头对接向数据对接的转化。

3.2.2 数字化

检验的相关数据不仅仅局限为质量合格证上的一个数据，而是利用云端存储功能建立起对应的大数据[3]。建立数据库，管理者可以对数据进行定期分析，并根据数据的偏离，建立模型，提高产品质量考核水平。

3.2.3 流程化

将检验流程规范化、信息化，通过模板自动生成检验合格证，有效减少人工机械化、重复性的劳动。

3.2.4 透明化

通过平台的应用，可以设置更加关键的检验节点，并以数据图片的形式上传至云端，减少因为传统检验现状中无法用语言简单描述而造成的判定性条件缺失（如目测焊缝检验中增加最差焊缝拍照环节），从而提高质量检验的过程控制。

4 质量检验信息化平台在城轨车辆制动盘零件铸造项目中的应用

城轨车辆制动盘作为与闸片配合摩擦，在制动过程中吸收、消耗制动热能的关键部件，其性能的好坏决定整个制动盘的使用性能。为使制动盘符合城轨安全运营要求，其材料主要包括铁系金属材料和复合材料。由于制动盘的质量在城轨制动系统中占重要位置，直接影响地铁的安全运营，因此在质检方面必须严格把关。结合城轨车辆制动盘铸造企业的现实情况，提出以下质量检验信息化平台建设方案。

4.1 检验过程中的信息确认

产品的信息不仅停留在资料的确认，还体现在交接环节中现场检验时的信息确认。利用信息化平台重新优化检验流程，加强对检验过程的现场取证要求，完善产品信息的确认，可有效提高检验工作的质量。

4.2 检验过程中的审核

城轨车辆制动盘零件铸造项目，要求项目具备短、平、快的特点，对产品的质量检验工作效率和工作质量都有更高的要求。在建立信息化互联网质检量检验平台系统的基础上，还应该以项目的重要时间节点，对检验工作进行有效的阶段性审核。利用检验人员的更替进行差异化审核，在工作交接过程中，可有效地对之前的检验过程进行控制，对检验工作的有效性进行阶段性的评判，同时进一步加强项目运行中检验工作的溯源性。

4.3 检验过程中的部门间合作

根据项目管理的模块化时间节点属性，可通过信息化手段的记录，确认实际检验时间周期是否超过理论化生产周期，从而判断某一生产环节是否存在问题，如确认超过常规周期则可通过平台进行预警记录，进而跟踪、明确问题原因，探究是否有提高工作效率的可能性，从而形成管理闭环。

实际的生产过程当中，检验工作往往要配合生产进度，具备一定的滞后性。但通过信息化互联网检验平台系统的有效运行，可以利用唯一性项目编号，对整个制造基地所有相关部门的检验进度进行监控，以此判断各个子公司的生产环节是否在有效地协调生产。

4.4 生产数据库的建立

现阶段，大部分著名合金钢铸造企业在进行城轨车辆制动盘铸造项目时，其质量检验信息、数据原始记录皆为纸质文件，并作为质检合格证的佐证材料存档。每套产品的生产过程中都集合了很多基础数据，这些都是可以运用现代数据处理模型进行大数据处理的有价值的信息，从生产环节的绩效考核，到质量问题的技术分析，皆需要大量的数据进行支撑。

通过质量检验信息化平台，可将项目的所有检验环节的数据直接录入服务器，建立起各个项目的分类大数据[4]，在数据的录入环节，可将标准范围进行有效的标注，直接解决质检部的差错率问题。同时可借机优化原检验工作的原始记录，将部分文字判定的检验项目数字化，提高检验的数字化率，更加科学地对产品质量进行判断。

4.5 质检工作的在线监控

虽然生产工序有可能调整，具体的质检工作进行的时间会存在一定的不确定性，但根据该项目的项目化管理信息，针对该项目的所有质量检验工作内容和数量是可以完全确定的、可以做到分步骤项目化管理。通过质量检验信息化平台，管理人员可以提炼出项目的质量检验流程图，来监控各项检验工作是否完成，从而直接解决质检部的漏检率问题。