在制造系統(tǒng)日益復雜化的背景下，現(xiàn)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(tǒng)工程的角度加以審視，從質量問題發(fā)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(tǒng)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(tǒng)質量缺陷-問題-錯誤之間的映射關系，探究質量缺陷的發(fā)生機理與減少重復性質量事件的對策；2)研究制造系統(tǒng)質量問題的傳播、激發(fā)、求解、監(jiān)控和評價等方法，建立問題驅動的制造系統(tǒng)質量控制模型，規(guī)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(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)，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(yè)提升制造系統(tǒng)的質量問題分析、處理與預防性質量控制能力。

本項目圍繞問題驅動的制造企業(yè)質量改進這個主題，開展以問題驅動為核心的制造企業(yè)質量改進技術研究。這對解決我國中、小型制造企業(yè)對質量管理創(chuàng)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(guī)劃及知識資源管理等，為問題驅動的質量改進的實現(xiàn)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(jiān)控點配置決策方法，使監(jiān)控點的配置更加符合企業(yè)的實際情況。 3、 針對制造過程的質量問題層出不窮而企業(yè)常常疲于救火式管理、難以從根本上解決質量問題的現(xiàn)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(jù)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(wǎng)絡的制造系統(tǒng)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(fā)，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(shù)中的最高壓力值和保壓時間進行實時監(jiān)控，通過對設備參數(shù)的監(jiān)控達到對產品質量進行監(jiān)控的目的。 7、 針對視覺測量系統(tǒng)的測量精度、測量速度和經(jīng)濟性等應用瓶頸，在嵌入式視覺測量系統(tǒng)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(yōu)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(jiān)測技術為手段，以聲發(fā)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(fā)，開展以問題管理為核心的質量改進技術研究。根據(jù)問題管理系統(tǒng)的功能模型，研究并設計系統(tǒng)的信息模型，同時構建系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫。 2100433B

由于市場環(huán)境的變化和現(xiàn)代生產管理理念的不斷更新，一個制造型企業(yè)能否良性運營，關鍵是使“計劃”與“生產”密切配合，企業(yè)和車間管理人員可以在最短的時間內掌握生產現(xiàn)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(xiàn)場自動化系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展到了非常成熟的程度，但是由于ERP系統(tǒng)的服務對象是企業(yè)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(xiàn)場自動化系統(tǒng)的功能主要在于現(xiàn)場設備和工藝參數(shù)的監(jiān)控，它可以向管理人員提供現(xiàn)場檢測和統(tǒng)計數(shù)據(jù)，但是本身并非真正意義上的管理系統(tǒng)。所以，ERP系統(tǒng)和現(xiàn)場自動化系統(tǒng)之間出現(xiàn)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(xiàn)用戶產品投訴的時候，能否根據(jù)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(jīng)過的工序、生產時間日期和關鍵的工藝參數(shù)？

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(xiàn)最多的5種產品缺陷是什么？次品數(shù)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(shù)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(shù)據(jù)自動進行統(tǒng)計和分析，精確區(qū)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(tǒng)計每個過程的生產數(shù)量、合格率和缺陷代碼？

MES的定位，是處于計劃層和現(xiàn)場自動化系統(tǒng)之間的執(zhí)行層，主要負責車間生產管理和調度執(zhí)行。一個設計良好的MES系統(tǒng)可以在統(tǒng)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(wǎng)絡報表等管理功能，使用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫和通過網(wǎng)絡聯(lián)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(tǒng)通過強調制造過程的整體優(yōu)化來幫助企業(yè)實施完整的閉環(huán)生產，協(xié)助企業(yè)建立一體化和實時化的ERP/MES/SFC信息體系。

柔性制造系統(tǒng)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(tǒng)。柔性制造系統(tǒng)有以下三種類型：

柔性制造單元

柔性制造單元由一臺或數(shù)臺數(shù)控機床或加工中心構成的加工單元。該單元根據(jù)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(tǒng)

柔性制造系統(tǒng)是以數(shù)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(tǒng)。該系統(tǒng)由電子計算機實現(xiàn)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(tǒng)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(lián)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(guī)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(tǒng)。

柔性制造系統(tǒng)的構成

就機械制造業(yè)的柔性制造系統(tǒng)而言，其基本組成部分有：

自動加工系統(tǒng)

自動加工系統(tǒng)，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(shù)臺數(shù)控機床或專用機床等設備上加工的系統(tǒng)。

物流系統(tǒng)

物流系統(tǒng)，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(tǒng)，它是柔性制造系統(tǒng)主要的組成部分。

信息系統(tǒng)

信息系統(tǒng)，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(tǒng)。

軟件系統(tǒng)

軟件系統(tǒng)，指保證柔性制造系統(tǒng)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(guī)劃、生產控制和系統(tǒng)監(jiān)督等軟件。柔性制造系統(tǒng)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(tǒng)的優(yōu)點

柔性制造系統(tǒng)是一種技術復雜、高度自動化的系統(tǒng)，它將微電子學、計算機和系統(tǒng)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(yōu)點如下。

第一，設備利用率高。一組機床編入柔性制造系統(tǒng)后，產量比這組機床在分散單機作業(yè)時的產量提高數(shù)倍。

第二，再制品減少80%左右。

第三，生產能力相對穩(wěn)定。自動加工系統(tǒng)由一自或多臺機床組成，發(fā)生故障時，有降級運轉的能力，物料傳送系統(tǒng)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(wěn)定。

第五，運行靈活。有些柔性制造系統(tǒng)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(tǒng)中，其監(jiān)控系統(tǒng)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(tǒng)平面布置合理，便于增減設備，滿足市場需要。