质量管理工具在钣金工厂的应用

文/王晓强·常州伟泰科技股份有限公司

背景说明

钣金加工在电子电器、工业设备、电信设备、汽车工业、轨道交通、医疗器械、半导体、飞机机身和机翼、工程机械、建筑等许多领域得到了广泛应用。钣金工厂制造的产品称为钣金产品，通常具有重量轻、强度高、导电、成本低、性能好、可以大规模量产等特点，其用途非常广泛，已经深入到了我们生产生活的诸多方面。

既然钣金加工的适用行业如此广泛，其质量管理必然具有多样性和复杂性，涉及的专业知识也必然是多样的。作为钣金工厂的管理者，需要用到的质量工具也很多，宏观上看，质量工具至少包含体系、软件和硬件三个维度，即质量管理体系、质量应用软件、质量检测设备与工具，这些质量工具都是相互依赖和互有因果地存在的。如质量管理体系离不开应用软件和检测设备与工具的支持，否则就是空中楼阁；质量应用软件又是依托作为理论依据和应用场景的各种管理体系而存在的，离开了各种管理体系就好像没有了灵魂和存在的意义；而任何的质量检测设备与工具又必须从属于各项质量活动，这些质量活动都是源于质量管理体系和应用软件的。

在过去的几十年里，欧美的工业技术一直遥遥领先，因此各种质量体系、工业软件、质量检测设备都长期处于引领地位。各种体系标准特别是ISO标准都是从欧美发起的，工业软件标准甚至专有名词也是以欧美为准，质量检测设备与工具当然也以进口作为质量好和可靠的代名词，高校的教材都是引用欧美的学说、案例与标准，你赌气不用都是不可能的。但国人都在思考的问题是，进入了二十一世纪二十多年了，前面出了众所周知的中兴事件和华为事件，光刻机卡脖子问题已经妇孺皆知，中国还是像国歌里唱的那样，“中华民族到了最危险的时候”，一点没错，大家都想为民族复兴出把力。虽说个人和单个企业的力量是有限的，但我们相信国家战略已经深刻意识到了，国家的大政方针已经在谋篇布局，从规划和布局层面希望到本世纪中叶要实现各项突破，只是大家都明白国产化替代和超越确实需要相当长的时间。

实景业务及解决之道

作为一个普通的钣金行业从业者，结合工作实际，主要分析以下四个视角的实景业务质量工具：

场景 1 MRB、NCR和CAR质量管理工具

分析：这些都是西方引进的质量管理专有名词，MRB即 Material Review Board，NCR即 Non Conformity Report，CAR即Corrective Action Report。就钣金行业企业而言，MRB是质量工作的基础，NCR适用于针对供应商产品质量问题的预防纠正，CAR更适用于内部职能部门的质量问题纠正，都很有应用价值。但随着软件技术的发展，NCR和CAR二者并没有明显的界限，可以相互延伸应用，就看特定企业的流程如何定义了。

难点：这几项内容都是在ERP领域比较冷门的功能，一般是被忽略掉或不受重视的，换个说法就是ERP项目实施一般不会在这块花很多时间，但实际业务中又很常见，于是大型企业就自己定制，小型企业就用Office办公软件或OA，甚至用纸质文件记录或邮件来凑合。

解决之道：若是工厂接收了客户的NCR或CAR，往往需要在客户的平台上处理和解决问题，就不需要自己准备软件了。这里要展示的是，若是工厂自己发布CAR，怎么处理，发布NCR，又怎么管理，但套路是差不多的。

这里以CAR为例，从总体流程上看，一般至少有这些过程：

⑴客诉或内部发现问题，先做MRB评审，对问题做分析、评定以及搜集佐证材料；

⑵决定发起CAR，通知对口的责任部门处理；

⑶责任部门回复原因分析和纠正预防措施；

⑷验证分析及纠正预防措施的有效性；

⑸关闭CAR。

看起来平淡无奇，但质量工作讲究的就是规矩和章法，往难听里说就是古板和繁琐，别想偷懒和抄近道，而管理的精华恰恰在这里，软件能做的是让古板和繁琐的事尽量轻松些。

下面是CAR应用实例，如图1所示，这里要强调的是，无论是描述问题或者解决问题，需要提交的资料是不限于文字、图片或照片资料的，甚至可以是视频，沟通的方式可以有邮件、短信或微信的方式，与时俱进是必须的。

图1 CAR应用实例

从操作的媒介看，也将从电脑网页端逐步过渡到与手机APP配合使用，这样一来，无论是信息的采集过程还是信息的传递过程，便捷性和有效性得到了保证，事后的数据查询分析也电子化和数字化了。

场景 2 广义的过程质量管控

分析：从广义的生产流程看过程质量的管理，一般有IQC、IPQC、FQC和OQC，分别对应来料质量控制、过程质量控制、成品质量检验和成品出厂检验，属于基础的管理手段；这些具体手段在市场上常见的ERP软件范畴都有具体的功能，但每个企业的需求和应用流程差别很大，应用成果也差别很大。

难点：IQC和IPQC是最常用的管控点，FQC和OQC相对不太常用。前两者在ERP软件里通常都有标准功能，只是过去很多年都是偏重电脑端的操作，因此都偏繁琐和低效，很考验数据录入人员的耐心和责任心。最典型的是IPQC，大部分企业的ERP流程里是省略的，或者是保留纸质记录形式的。随着技术的进步，特别是移动终端如Pad和智能手机的推广，这块的业务逐渐变得高效和能力增强了，员工更愿意配合使用。

解决之道：这里以生产过程检验的质量相关图像采集和事后追溯查询为例，手机APP利用手机的拍照功能获得的照片如图2所示，相比传统的相机拍摄后上传，更直截了当。通过网页查询，如图3所示，也可以通过手机或平板查询。

图2 手机APP数据采集

图3 事后追溯查询

此场景展现的也是质量数据获得的便捷性以及事后查询的便捷性，这是质量数据记录该有的样子，当然，既然照片都可以记录，原来的数字与文字记录就更不是问题了。当大量数据进入软件的数据库，各种分析报表甚至报警功能将自动生成，剩余的难点就是软件算法，水平高下会有很大差别。因此国家智能制造成熟度标准里对于成熟度等级四级以上强调的就是机理模型和数理模型的建立，也就是看管理人员的智力水平了。

场景 3 质量数据追溯与控制

分析：在汽车配件和轨道交通行业，配套的钣金制造企业很常见，对应的质量管理体系有IATF 16949和EN 15085等，实际上就是针对上面各过程的信息采用批号跟踪或序列号跟踪的手段记录关键信息，以便需要时可以精确区分哪些原料、半成品或成品的质量问题，让质量风险管控的工作更高效，减少纠正预防措施的成本，也是某些质量体系的核心管理要求。

难点：这里可以有三个不同层面的考量：

⑴技术发展层面。这方面的管理理论早就有了，只是因为技术进步太快，于是追溯的要求被一再提升。有的场景是从艰难的伪追溯升级到真追溯，有的是在追溯精度和内容丰富程度方面有大幅度提升，有的是在追溯操作便捷性方面大幅度提升，所以数据采集难度也是不断变化的，需要不断挑战更高的技术难度。

⑵用户体验层面。汽车配件制造与供应行业最是需要追溯的典型场景，但过去几年若是做过实际调研就会发现，不少工厂是靠人工来记录批号、序列号等质量信息以及制造过程中使用的工装模具等信息，下游客户也勉强容忍了；但只要软硬件工具一旦升级和用上之后就感觉是翻天覆地的变化，连供应商等级都能立即提升一级，用户感觉很好，数据追溯很快就变得非常容易了。

⑶成本投入层面。管理水平的提升一般都伴随着成本的增加，要么投入硬件或软件，要么投入资金和人员。在几年前就有这么一个例子，某铸造工厂很想实现质量数据关联序列号，但序列号是铸造在产品上的，要实现数据自动采集不能用人工的方式记录，不得已用几十万的价格购买了一台专门的光学读取设备进行了序列号读取，实现了质量数据与序列号的关联。

解决之道：这里以焊接生产过程的质量相关参数采集和事后追溯查询为例，焊接业务场景里，影响质量的参数很多，常见的有焊接材料、母材、焊接工艺参数和焊接环境，当然最后都综合到了焊接工艺规程（WPS）。

焊接属于热加工，其制造工艺过程比冷加工更加难以测量和不可控制，手工焊接比自动焊接更难。无论国内还是国外的焊接规范中，手工焊接基本还是传统的做法，靠大量的现场焊接试验和书面记录来预测和监控质量。因此，焊接领域的专业人士一般都认为，软件很难进入此领域和有所作为。

而下面的例子则是近十年来逐步研发形成的成果，经国内多次研讨会交流以及一批重要客户试用和实践，效果已经能够让人眼前一亮，正面的反馈很多，引发很多思考。

软件全称是智能焊接管理软件，是以国内外公认的EN 15085和ASME等焊接质量体系为基础转化成的工业软件，目前已经在轨道交通和压力容器行业的大型成熟国企和外企中应用，国外尚无同类型的竞争软件，国内也是处于探索与改善阶段，其中的两个界面如图4、图5所示。

图4 软件界面1

图5 软件界面2

场景 4 质量工具相关的硬件

分析：这里所谓的硬件既有小巧的手持工具，也有大型的设备。智能手机（近几年才开始推广应用的）、工业PDA和扫码枪、三坐标测量仪、支持蓝牙功能的测量工具、各种码（即条码和二维码）及其打印设备、各种相机用于采集图像和视频，还有其他参数采集装置，如压力、温度、距离和角度等，这些测量的数据对智能制造水平的提升意义很大。若是拓展一下思路，质量数据的提供工具还包括各种数控加工设备，甚至机器人，它们都在产生质量数据，都可以是质量数据的测量工具。

难点：硬件的技术进步太快，特别是物联网技术、无线通讯技术和芯片技术，而且硬件还必须配套相应的软件工具才好用，因此这方面的发展必须用日新月异来形容。再说，工具有简单的也有复杂的，最复杂的就是设备上的数据了。

另外一个层面，某些检测设备的主流供应商仍旧是国外的，因为缺乏国内供应商的竞争而相对垄断，于是会固守老式的数据记录方式，不太积极做数据对接和客户化定制，这样就使得数据打通有很大的障碍。或者，还有一个趋势是硬件厂商出于商业利益的考虑，打算由硬件向软件如MES发展，觉得这样可以创造更大的收益，作为商业逻辑是没问题的，可问题在于硬件厂商的软件能力很难说是强项，研发的成功率不好评判。

九短之一 有单钩、双钩、鹿角钩以及挠钩等，是一种多刃的兵器。

前生： 戈、戟

此生： 钩

优点： 上斩人首 下斩马腿 多刃多杀机

解读： 似剑而曲钩杀人 重重危机藏多刃 马战近搏鬼出没 钩起浪势要索魂

解决之道：经过前面几年的两化融合潮流，我们认为解决之道还是两条路：一是健康的商业竞争可以让用户逐步以更低的价格得到更好的产品，这是需要自然而然发生的，而碰到国外技术垄断的情况可能会此路不通；二是政府层面出台必要的引导性政策和适当的强制标准，合理引导供应商提供便于数据采集的工具和设备。

以京东商城为例，小型工具国产的供应商很多，但大型的检测设备还是需要国外的，技术上还有一定差距。当然，可能的干扰因素是工具上京东商城买卖比较合适，而设备采购有更多的其他途径。京东商城上国内某品牌具有蓝牙功能的游标卡尺功能示意图如图6所示。

图6 具有蓝牙功能的游标卡尺功能示意图

客观地说，我们对购买过的某些品牌的产品做过测试，可靠性是需要提升的。但当这些高效采集的数据结合电脑或手机APP，甚至是微信小程序，质量过程数据的采集就迎来了革命，以前需要通过数控机床才能实现的质量数据采集就会变得廉价而高效。