0 引言
随着科学技术的发展，信息技术在航空制造企业各个领域得到了广泛而深入的应用，特别是产品数据管理(PDM)、计算机辅助工艺规划(cAPP)、企业资源计划(ERP)、制造执行系统(MES)、试验数据管理(TDM)等已经取得了一定的经济效益和社会效益，而质量管理是航空制造业企业今后信息化建设的重点工作之一。目前已有不少国内外学者对企业质量管理进行了相关研究。
夏新对强化环境监测质量管理体系建设进行了研究，提出了完善监测技术体系、建立监测质量控制指标体系、提高环境监测人员技术能力和水平等环境监测质量管理有效方法；姜鹏等提出并分析了以知识转移为中间变量对企业绩效实施影响这一质量管理思路，并由此构建了质量管理与企业绩效关系模型，更加全面地评估了质量管理实践的应用效果；Kumar等提出了包括质量要素、职能单位和质量意识阶段等含多个变量的质量管理框架，构建了用于测量企业质量管理效果的质量竞争力指数模型；何桢圈等进行了制造业质量管理要素及竞争力分析，收集了数百家企业的质量管理相关数据，并通过相关系数矩阵、因子载荷矩阵及因子分值对目前制造业质量管理水平进行评价，针对存在的问题和不足提出了相应的对策。
以上研究主要针对企业中的手工作业或分散的各个业务系统，产品质量数据采集周期长、汇总与监控难度大。基于此，本文构建以产品质量管理及非实物过程质量控制为基础的信息化系统，通过实物过程质量数据与非实物过程质量数据的采集来实现动态监控与改进企业质量状况。
1 航空制造企业质量管理现状
质量管理大多分散在各自的系统之中，属于独立的单元管理，无法形成企业质量管理规范体系，无论在软件技术层面，还是在应用层面均越来越难适应企业军机生产提速、民机转包生产和新机研制立项的要求。
在产品设计、工艺设计及产品数据管理方面实现了产品的设计更改、工艺设计更改的管理；在企业资源管理中实现了器材、零组件的出／入库检验管理及产品配套管理；在制造执行管理中实现了零件／部件的工序及完工检验管理。而这些质量状况的基础数据分散在各自的系统之中，难以实现统一的质量管理与控制平台，同时，应急放行与保留、不合格品处理等质量相关的业务以及非实物质量管理业务没有进行管理与控制。
航空制造企业质量管理与控制存在的问题如下：
(1)产品生产过程数据的采集与控制难度大，无法为产品质量进行实时的预警与控制。
(2)非实 质量管理缺乏有效的手段，无法对质量纠正与改进状况进行实时的监督与控制。
(3)产品质量数据缺乏有效的管理手段，质量状况追溯周期长、准确性差。
2 数字化质量管理的需求
在航空企业质量管理三大主线需求的基础之上，通过对具体业务需求的分析，结合产品设计过程、工艺设计过程、生产准备过程、器材采购过程、零件制造过程、产品装配过程、试飞过程以及技术服务过程，分解后的业务需求如下：
2．1 产品全生命周期质量监控
(1)应用在线检测，及时、快速采集现场数据，实现对产品实物质量的实时监控。
(2)以AO／FO为主线，实现生产过程中质量数据的采集归档。
(3)以产品的结构层次关系建立树状的QBOM，实现产品单机质量档案。
(4)通过质量档案，实现设计更改、技术状态检查、产品追溯等技术状态控制功能。
2．2 质量目标落实和牵引
(1)建立企业各项质量目标按机型、部门分解的数学模型，实现企业质量目标分层次的自动分解，落实到每一个具体过程之中。
(2)通过与其他系统的数据集成，实现质量目标数据的分层次整理、分析功能。
(3)建立以驾驶舱为形式的企业级质量监控系统，实现对质量目标图形化的实时监控。
(4)建立持续改进的标准流程和案例库，实现企业质量管理的PDCA循环。
2．3 非实物过程质量控制
(1)应用工作流模式，实现任务的自动触发。
(2)按照标准作业法要求，明确并采集每一步工作的责任人、工作内容、标准、时间等要素，将质量管理体系文件要求固化到系统中，提高工作效率。
(3)建立工作看板，帮助部门领导全面掌握各项工作进展情况，实现非实物过程的质量控制。
(4)定期对各项工作进行统计，实现对员工工作质量状况的管理。
3 集成质量系统的构建
3．1 系统的总体目标
集成质量系统(IQS)目标是遵循质量管理的思想和要求，以先进的信息集成和过程集成软件技术为支撑，实现基于过程的原始数据采集、分析、处理与传递的自动化；实现产品全寿命周期的质量状态控制；形成质量运行预警机制，支持对质量问题的追溯、诊断与决策；实现质量系统与其他管理系统的有机结合，保障质量管理与控制的有效展开；以信息化为契机，规范和创新质量工作，为企业新产品的研制提供强有力的支持。
为了集成质量系统(IQS)总目标，针对质量体系的管理与控制，采购、生产、试飞、生产准备、技术服务过程的管理与控制应达到的具体目标为：
(1)以质量目标制定与分解、实施情况反馈与考核为中心，实现对各级单位质量工作、各阶段质量目标运行情况的数据采集、监控和预警机制，确保企业质量管理总体目标的实现。
(2)通过全面监控质量体系、计量体系运行过程的质量记录，建立完善的质量管理体系日常监督、审核工作的管理和预警机制，实现质量问题的闭环、协同管理，全面、实时掌握质量体系、计量体系的运行状况。
(3)通过将采购、生产、工艺装备制造、试飞及技术服务过程数据的采集、分析、处理与传递的电子化，并与PDMkMESkERP＼TDM系统集成，实现产品质量信息与设计、工艺、采购、制造、试飞、工装及技术服务的信息集成、产品质量档案的电子化，提高产品全寿命周期质量控制与管理水平，达到产品全寿命质量信息的可知。
(4)通过优化采购、生产、工艺装备制造、试飞、技术服务过程故障处理流程、质量信息管理、设计更改控制的处理流程，实现跨部门、跨业务的集成、不合格品的动态闭环管理，实现全生产过程质量可控。
(5)在整合企业质量改进管理分级、分层次的业务流程的基础之上，对企业出现的重大、典型质量问题建立追溯、诊断、改进实施、有效性评价的运行机制，实现企业质量工作的持续改进，建立各类质量问题在各个层次可管的机制。
(6)建立顺畅外场质量信息以及外场备件消耗情况反馈、处理、统计与分析平台，提高技术服务及时率。
(7)实现试验检测数据管理，管理理化、特设、计量装前试验等测试数据，依据系统提供的试验检测计划和要求，获取反馈的试验检测结果。
3．2 系统的总体结构
根据目前企业质量管理的基本模式，首先需要解决的是产品生产过程中质量数据的采集，其中同其他信息化系统的数据集成以及业务流程的整合也是集成质量系统(IQS)质量数据来源的重要工作，同时需要完成对质量目标的分解、质量数据的综合管理以及产品质量的持续改进等与质量管理直接相关的工作。集成质量系统(IQs)的总体架构如图一所示。
集成质量系统(IQS)的业务架构定义，重点是充分利用企业现有的信息化系统资源，以实现集成质量系统(IQS)同外部信息化系统集成为基础，利用同外部系统的集成，实时采集产品设计过程、工艺设计过程、采购过程、零件制造过程、装配过程、生产准备过程、试飞过程、技术服务过程质量数据，实现产品单机质量档案的建立，并以此完成产品重大质量问题的追溯。
图一 集成质量系统的总体架构
利用质量管理驾驶舱，实现企业生产过程质量状况的动态监督与控制；以质量目标与质量计划为牵引机制，通过质量指标分析模型，完成对产品质量状态的分析，并在此基础上实现企业质量管理能力的持续改进。
3.3 若干关键技术
3.3.1 过程质量信息采集技术
(1)单机质量档案的结构及数据采集、归档IQS主要目的是完成单机质量档案的结构设计、数据采集及数据归档，目的是通过单机质量档案实现产品技术状态的追溯。IQS中QBOM的结构建立是在产品MBOM的基础上完成，单机质量档案如图二所示。
图二 单机质量档案
单机档案结构可从整机、段位、工位、AO、FO直道材料采购信息，同时增加了试飞信息、技术服务信息、生产准备信息、生产信息、设计信息、工艺信息等具体内容。
数据的采集分别来源于自动化数字检测设备、PDM 系统、MES系统及ERP等系统，同时完成AO／FO格式化设计，根据AO／FO工序进行生产及检验信息的归档。
技术解决方案如下：
一个产品可对应一个数字化档案结构，但在数据存储方面为了降低存储容量，数据是分别保存在系统之中，降低数据的冗余。
①单机质量档案基本结构来源于PDM 系统，通过mM ESB数据总线技术实现与PDM 系统的数据集成。
②生产信息来源于MES系统，如：加工／装配时间、加工／装配设备、加工／装配人员，通过mMESB数据总线技术实现与MES系统的业务集成与数据集成。
③器材采购信息来源于ERP系统，如：供应商信息、材料属性等，通过mM ESB数据总线技术实现与ERP系统的业务集成与数据集成。
④设计信息来源于PDM 系统，主要有工艺设计信息、设计更改信息等，通过mM ESB数据总线技术实现与PDM 系统的数据集成。
⑤应急放行与保留、不合格品处理等由本系统完成，可将处理结果返回到ERP、MES系统，通过mM ESB数据总线技术实现与ERP、MES系统的业务集成与数据集成。
⑥AO／FO生产及检验归档方式是通过mMESB数据总线技术完成与MES的业务集成，按照生产及检验工序进行归档处理。
(2)实现生产过程中AO／FO质量信息的采集
①业务模式实现技术
将AO／FO格式化，格式化主要内容包含工序、工艺要求、加工／装配标准作业模式、技术标准及检验要求等，生产现场中的生产工人、检验工人通过计算机屏幕查阅标准作业模式、加工装配大纲、技术标准及检验要求等信息。
②技术解决方案
格式化的AO／FO在PDM系统中设计与保存，本系统通过mM ESB总线技术实现与PDM 的数据集成，完成检验要求及标准化检验作业工作模式的获取。
3．3．2 工作流驱动的标准质量作业模式
(1)业务模式实现技术
通过现场数据采集，实现从采购过程质量控制、零件加工过程质量控制、装配过程质量控制、试飞过程质量控制、生产准备过程质量控制、技术服务过程质量控制等实物过程的质量数据采集；从设计更改过程质量控制、应急放行于保留过程质量控制、不合格品处理过程质量控制等非实物过程的质量数据采集。
通过实时的实物过程及非实物过程质量数据，完整地反映当前质量状况，并通过质量指标分析系统完成质量状况的分析功能，同时，可根据分析结果实现产品质量的控制与改进。
(2)技术解决方案
现场采集的实时的实物及非实物质量数据，通过以驾驶舱的展现形式，动态地反映当前的质量状况，如：设计更改率、应急放行与保留率、不合格品率与年度质量目标的对比等，具体展现内容可根据使用者的需要进行自定义。
①实物过程质量状况的采集分别通过自动化检测设备及条码设备等完成。
②非实物过程质量状况的采集通过工作流完成情况进行采集。
3．3．3 动态质量管理驾驶舱设计模式
(1)业务模式实现技术
为确保产品质量及提高工作效率，零件加工、装配及检验等过程都以作业指导书的模式进行编制，在实际加工／装配及检验等环节可直接通过作业指导书完成工作，作业指导书包含了有加工／装配大纲、技术标准检验要求及操作步骤等信息；将规范的作业模式以工作流模式进行设计，设置关键工作节点，并对关键工作节点进行监督与跟踪。
(2)技术解决方案
标准的作业指导书分别保存在PDM 和本系统之中，PDM主要保存的是加工／装配大纲、加工装配模拟过程、设计更改过程等，本系统保存检验计划、检验步骤及应急放行与保留过程、不合格品处理过程等，通过IBM ESB总线技术完成与PDM的数据集成。
每个标准的工作流可进行关键节点定义，并可对关键节点设置监督与跟踪的控制方式。
4 结束语
本文在分析航空制造企业质量管理业务特点的基础上，提出以产品为对象，实现面向产品全寿命周期的质量管理和控制为目标，构建了集成质量系统(IQS)。系统覆盖了产品设计、工艺设计、器材采购、零件制造、装配制造、生产准备、试飞、技术服务过程。基于质量管理和控制的过程，通过计算机网络技术将质量系统中独立的单元质量管理和质量控制技术、工具、信息和人员有机的集成在一起，进而提高质量管理系统对企业快速发展的科研生产的适应能力。
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本文标题：航空制造企业数字化质量管理研究
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