本項目圍繞問題驅動的制造企業質量改進這個主題，開展以問題驅動為核心的制造企業質量改進技術研究。這對解決我國中、小型制造企業對質量管理創新將具有十分積極的意義。 項目研究的主要工作與進展包括： 1、 在問題特征分類管理模型的基礎上，提出了一種問題驅動的質量改進模型，討論了結構化質量改進模式的功能模塊規劃及知識資源管理等，為問題驅動的質量改進的實現奠定基礎。 2、 提出了一種基于質量指標之間誤差傳播關系的生產過程監控點配置決策方法，使監控點的配置更加符合企業的實際情況。 3、 針對制造過程的質量問題層出不窮而企業常常疲于救火式管理、難以從根本上解決質量問題的現狀，結合模糊認知圖理論，提出一種包含反應式、預防式、預報式和先行式等四種典型的質量控制模式的決策模型。該模型可根據質量問題的實際需求合理選擇質量控制模式。 4、 提出了一種結構化的質量控制模型。該模型是以質量控制中的目標、問題、指標、措施等基本要素為主線，以結構化原理為指導，以加工過程為載體，以控制和改進制造過程質量為目標的多層次、知識型質量控制模型。 5、 提出一種基于小世界網絡的制造系統設備故障傳播模型、基于情境近似匹配的設備故障知識檢索方法,以及一種設備質量保障的分級管理決策模型，將設備的可靠性保障分為反應式、預防式、預報式和先行式四種模式。 6、 從氧化鋁陶瓷管生產成型工藝中的產品質量問題出發，研究等靜壓機設備故障與產品質量的相互關系。針對產品致密性相關的質量問題，對等靜壓機運行參數中的最高壓力值和保壓時間進行實時監控，通過對設備參數的監控達到對產品質量進行監控的目的。 7、 針對視覺測量系統的測量精度、測量速度和經濟性等應用瓶頸，在嵌入式視覺測量系統的設計和搭建，邊緣的快速精確分割、目標直線提取和邊緣亞像素定位等圖像處理算法的選擇和優化，自動化機構設計等方面進行了一定的研究。 8、 針對機械加工領域的典型應用—精密平面磨削加工，以間接監測技術為手段，以聲發射傳感器為主，以加速度傳感器、電流傳感器和電壓傳感器為輔，圍繞磨削燒傷及其相關科學問題展開研究。 9、 從電連接器制造過程中的質量問題出發，開展以問題管理為核心的質量改進技術研究。根據問題管理系統的功能模型，研究并設計系統的信息模型，同時構建系統的數據庫。 2100433B

在制造系統日益復雜化的背景下，現場質量問題層出不窮，反應式質量控制已難以適應，迫切需要從系統工程的角度加以審視，從質量問題發生的根源加以研究。為此，本項目將:1)采用結構化方法對制造系統的質量問題進行層次化分析與分解，提取質量問題的典型特征與屬性，建立制造系統質量缺陷-問題-錯誤之間的映射關系，探究質量缺陷的發生機理與減少重復性質量事件的對策；2)研究制造系統質量問題的傳播、激發、求解、監控和評價等方法，建立問題驅動的制造系統質量控制模型，規范質量問題管理的工作流程；3)采用分級管理原則，研究制造系統質量問題的響應機制，研究反應式、預防式、預報式和先行式等質量問題處理模式及其適用性，建立基于信息熵的制造系統質量問題處理決策模型，增強預防性質量控制能力；4)結合典型的機械制造系統，展開案例應用與實證研究。本項目的研究成果將有助于企業提升制造系統的質量問題分析、處理與預防性質量控制能力。

由于市場環境的變化和現代生產管理理念的不斷更新，一個制造型企業能否良性運營，關鍵是使“計劃”與“生產”密切配合，企業和車間管理人員可以在最短的時間內掌握生產現場的變化，作出準確的判斷和快速的應對措施，保證生產計劃得到合理而快速修正。雖然ERP和現場自動化系統已經發展到了非常成熟的程度，但是由于ERP系統的服務對象是企業管理的上層，一般對車間層的管理流程不提供直接和詳細的支持。而現場自動化系統的功能主要在于現場設備和工藝參數的監控，它可以向管理人員提供現場檢測和統計數據，但是本身并非真正意義上的管理系統。所以，ERP系統和現場自動化系統之間出現了管理信息方面的“斷層”，對于用戶車間層面的調度和管理要求，它們往往顯得束手無策或功能薄弱。比如面對以下車間管理的典型問題，它們就難以給出完善的解決手段：

1、出現用戶產品投訴的時候，能否根據產品文字號碼追溯這批產品的所有生產過程信息？能否立即查明它的：原料供應商、操作機臺、操作人員、經過的工序、生產時間日期和關鍵的工藝參數？

2、同一條生產線需要混合組裝多種型號產品的時候，能否自動校驗和操作提示以防止工人部件裝配錯誤、產品生產流程錯誤、產品混裝和貨品交接錯誤？

3、過去12小時之內生產線上出現最多的5種產品缺陷是什么？次品數量各是多少？

4、倉庫以及前工序、中工序、后工序線上的每種產品數量各是多少？要分別供應給哪些供應商？何時能夠及時交貨？

5、生產線和加工設備有多少時間在生產，多少時間在停轉和空轉？影響設備生產潛能的最主要原因是：設備故障？調度失誤？材料供應不及時？工人培訓不夠？還是工藝指標不合理？

6、能否對產品的質量檢測數據自動進行統計和分析，精確區分產品質量的隨機波動與異常波動，將質量隱患消滅于萌芽之中？

7、能否廢除人工報表，自動統計每個過程的生產數量、合格率和缺陷代碼？

MES的定位，是處于計劃層和現場自動化系統之間的執行層，主要負責車間生產管理和調度執行。一個設計良好的MES系統可以在統一平臺上集成諸如生產調度、產品跟蹤、質量控制、設備故障分析、網絡報表等管理功能，使用統一的數據庫和通過網絡聯接可以同時為生產部門、質檢部門、工藝部門、物流部門等提供車間管理信息服務。系統通過強調制造過程的整體優化來幫助企業實施完整的閉環生產，協助企業建立一體化和實時化的ERP/MES/SFC信息體系。

柔性制造系統的類型

柔性制造是指在計算機支持下，能適應加工對象變化的制造系統。柔性制造系統有以下三種類型：

柔性制造單元

柔性制造單元由一臺或數臺數控機床或加工中心構成的加工單元。該單元根據需要可以自動更換刀具和夾具，加工不同的工件。柔性制造單元適合加工形狀復雜，加工工序簡單，加工工時較長，批量小的零件。它有較大的設備柔性，但人員和加工柔性低。

柔性制造系統

柔性制造系統是以數控機床或加工中心為基礎，配以物料傳送裝置組成的生產系統。該系統由電子計算機實現自動控制，能在不停機的情況下，滿足多品種的加工。柔性制造系統適合加工形狀復雜，加工工序多，批量大的零件。其加工和物料傳送柔性大，但人員柔性仍然較低。

柔性自動生產線

柔性自動生產線是把多臺可以調整的機床(多為專用機床)聯結起來，配以自動運送裝置組成的生產線。該生產線可以加工批量較大的不同規格零件。柔性程度低的柔性自動生產線，在性能上接近大批量生產用的自動生產線；柔性程度高的柔性自動生產線，則接近于小批量、多品種生產用的柔性制造系統。

柔性制造系統的構成

就機械制造業的柔性制造系統而言，其基本組成部分有：

自動加工系統

自動加工系統，指以成組技術為基礎，把外形尺寸(形狀不必完全一致)、重量大致相似，材料相同，工藝相似的零件集中在一臺或數臺數控機床或專用機床等設備上加工的系統。

物流系統

物流系統，指由多種運輸裝置構成，如傳送帶、軌道一轉盤以及機械手等，完成工件、刀具等的供給與傳送的系統，它是柔性制造系統主要的組成部分。

信息系統

信息系統，指對加工和運輸過程中所需各種信息收集、處理、反饋，并通過電子計算機或其他控制裝置(液壓、氣壓裝置等)，對機床或運輸設備實行分級控制的系統。

軟件系統

軟件系統，指保證柔性制造系統用電子計算機進行有效管理的必不可少的組成部分。它包括設計、規劃、生產控制和系統監督等軟件。柔性制造系統適合于年產量1000～100,000件之間的中小批量生產。

柔性制造系統的優點

柔性制造系統是一種技術復雜、高度自動化的系統，它將微電子學、計算機和系統工程等技術有機地結合起來，理想和圓滿地解決了機械制造高自動化與高柔性化之間的矛盾。具體優點如下。

第一，設備利用率高。一組機床編入柔性制造系統后，產量比這組機床在分散單機作業時的產量提高數倍。

第二，再制品減少80%左右。

第三，生產能力相對穩定。自動加工系統由一自或多臺機床組成，發生故障時，有降級運轉的能力，物料傳送系統也有自行繞過故障機床的能力。

第四，產品質量高。零件在加工過程中，裝卸一次完成，加工精度嵩，加工形式穩定。

第五，運行靈活。有些柔性制造系統的檢驗、裝卡和維護工作可在第一班完成，第二、第三班可在無人照看下正常生產。在理想的柔性制造系統中，其監控系統還能處理諸如刀具的磨損調換、物流的堵塞疏通等運行過程中不可預料的問題。

第六，產品應變能力大。刀具、夾具及物料運輸裝置具有可調性，且系統平面布置合理，便于增減設備，滿足市場需要。