B/S品质管理系统在江川复烤二车间的实施与应用

0 引 言 烟叶加工生产中，产品质量的稳定性关系到整个集团生产的效益及持续发展，故生产中的质检信息在各部门间反馈必须及时、准确。面临烟草产品的竞争加剧及大市场、大集团、大品牌的要求，随着诸如等级细分、配方打叶等新模式生产方法的运用，过程控制复杂性、难度随之加大，控制成本也势必随之提高。由此，将传统的事后检测提前为事前控制，是管理者需要面对的，也是越来越多的生产厂家意识到的，于是， SPC（Statistical Process Control） 质量控制方法在烟叶生产中的作用日益显现。本系统构建是旨在通过对人工检验数据与自动存储的相关生产实时监测数据（在线数据）及时归档，实时传达到相关人员，辅助管理者进行分析、决策，以达到提高产品品质、降低控制成本、满足客户需求的目的。 1 需求分析 江川复烤二车间早在2003年就开始实施了一套生产监控、数据采集质量分析系统，但原有质量管理模式为单机模式：配备一台工控机运行组态软件，由检验人员轮流上机将各自检验的数据录入存储至数据库服务器，另配一台工控机以运行质量数据相关分析程序，分析数据库服务器上存储的检验记录。此种模式下，因仅能在一台计算机上进行数据录入，而日常生产需定时进行各关键点的水分、温度等采样值录入，其中成品装箱水分、温度更是每隔几分钟就得取一次样，由此检验人员感觉操作极不方便；检验数据在此基础上无法及时共享反馈；如生产需求变动，欲进行检验参数增改、系统维护就更为困难；已存储的大量生产实时数据也不易于根据需要，灵活配置进行查询、分析，以便充份利用，实时反馈给生产管理者。 通过深入了解生产实际需求，综合分析了原系统所存在的缺陷，原码科技与江川复烤二车间技术人员本着既要适用、易用，又要便于日后维护、扩展考虑，最终共同确定、开发出一套适于复烤厂的 B/S架构下的品质管理系统。系统构成如下图所示： 图1 江川复烤厂品质管理系统示意图 系统架构遵循高可靠性、先进性原则，其中： 数据库服务器上运行一套 MS SQL Server2000 及一套 InSQL Server8.0 ，分别负责存储人工录入的检验数据与从底层控制 PLC 直接自动采集到的生产实时数据（在线数据）； Web 服务器上安装有品质管理系统 JCMIS1.0 及 InSQL Server8.0 的客户端软件 AFWeb9.1 ，以网站的方式，向经过授权的相关人员提供数据录入、查询、分析等服务； 检验人员通过身份验证登录 Web 服务器上的品质管理系统后，进行人工检验数据录入、检测数据报表查询、 SPC 控制图表分析、图表导出打印等工作； 车间预处理、打叶、烤片机、叶打包等工段及临时浏览客户，通过 IE 浏览器，进行检测结果查询、分析。 2 系统特点 1)采用 B/S 架构，有权限的用户只需通过 IE 浏览器登录服务器，即可在其权限范围内进行相应操作，一改传统 C/S 架构中每台使用信息管理系统的电脑均要购置一套软件，极大降低了用户安装、使用、维护成本。 2)从生产车间网内任意一台联网计算机，经过授权登录进行访问，既方便了操作人员即检即录，又可减少维护人员的工作量，还为从生产设备底层到管理层数据的各部门间数据共享和评估分析提供可能； 3)基于 .net 平台架构进行设计开发。模块独立设计，因此今后还可以根据用户新增需求快速搭建新业务功能，提供灵活、可调的以适应用户需求为指导的信息管理系统； 4)系统具备较为强健的易维护性，可调的检验参数的增改、配置信息，用户在需求调整后，直接在参数配置页面上进行配置，生成新的检测项，便可进行新项目的录入、查询，并得到相应的报表； 5)通过对数据实时分析，指导、控制有序生产和良性循环，有效预防和减少生产过程带来的隐患、次品及不合格品率，降低因此造成的成本损失，提高企业效率和效益。质量管理者可动态了解当前最新状况，使其能找出真正使质量变异的原因，协同相关部门持续提高品质； 3 主要功能 用户权限设置：进行系统用户管理，管理员可增改用户信息，并根据使用者所在部门、岗位设置系统的访问权限； 检验参数设置：统一设置、增改检验项目及其相关的检验参数，如检验参数名称、检验方式、检验类别，计算公式选用、录入页面及位置、不同等级烟叶各参数值的上下限与规则等相关参数设置； <图2 成品装箱采样子组配置页面 检验数据录入：对“检验参数设置”中已建检验项目进行录入、编辑，并生成相关一览表，如：常规检验、物理检验、特殊检验、化学检验等项目的检验参数相关信息和检验结果； 图3 成品装箱数据录入页面 检验数据报表：用户根据采样类别、检测项目名称、取样时间、生产线、生产班组、烟叶等级等自定义条件后，生成相关检验参数的报表，并提供数据关联修改功能，有权限的用户可对发现的错误及时纠正，以确保数据的完整性与准确性； 图4 检验数据查询页面 SPC统计分析图表：用户根据自定义条件，将生成相关检验参数的SPC 控制图表，并自动计算出标准偏差、数据范围、偏斜度、峰度及 Cpk 等统计值，以协助质量管理人员快速做出决策。生成的控制图与数据报表，可直接导出保存，以简化作业流程，提高工作效率。其中，人工检验数据可按以下信息进行过滤查询：采样类别、检测项目名称、取样时间、生产线、生产班组、烟叶等级等；自动存储的生产实时数据可按以下信息进行过滤查询：检测标记点、取样时间、生产班组、烟叶等级等； 图5 实时数据（二线烤机冷房水分） 直方图 降势图分析：质量管理人员，对 SPC 控制图表上异常的采样点进行处理（即：根据当前值选定对应的失效原因及改进建议）后，用户根据自定义条件，将生成一段时间内的失效原因或改进建议降势分析图表。其中，人工检验数据可按以下信息进行过滤查询：采样类别、检测项目名称、取样时间、生产线、生产班组、烟叶等级等；自动存储的生产实时数据可按以下信息进行过滤查询：检测标记点、取样时间、生产班组、烟叶等级等； 图6 实时数据（一线烤机冷房水分）失效原因 降势图 4 SPC组件功能 系统所用 SPC 组件，是昆明原码科技有限公司对 SPC 理论详细分析和仔细研究后，提取了 SPC 的数学模型，自主开发出的一套具有知识产权的组件，能够为用户定制符合用户使用习惯，满足自身行业需求的 SPC 系统。实现对生产过程中质量特性值或相关工艺参数进行统计、分析、绘图，使生产中大量无序的数据图形化、人性化并报告过程状态，对异常状态预警并提供辅助判断、纠正措施，让用户真正掌控生产数据的规律，通过对数据快速分析，指导和控制有序生产和良性循环，有效预防和减少生产过程中的隐患、不合格品率，降低因此造成的成本损失，提高企业效率和效益。此次江川复烤二车间品质管理系统中用到以下功能：  涵盖图形 系统提供了：正态分布图（直方图）、单值移动差图、平均值极差图、平均值标准差图、中位数极差图、可分配原因的 Pareto 图（失效统计）、可选择对策的 Pareto 图（改进统计）多种图形组合分析方式。  辅助功能 针对不同检验参数用户可选择其 SPC 报警通用规则（根据烟草行业现行国标 GB/T 4091-2001 《常规控制图》中规定的8种判异准则）； 提供交互式的图表数据点链接信息，以便用户对该点进行备注、原因及对策告示信息编辑； 图7 成品装箱间温度 单值移动差图 基于实际数据自动计算控制限； 自定义样品子组数（ n 个点）计算和/或显示控制限； 将班次、等级、时间段及检验项目等字段作为过滤搜索条件，实现精确查询与定位显示； 显示中线附近区域（±3 个标准偏差），在控制图与直方图上显示规格限； 导出数据至 Excel、图表另存打印。 图8 成品装箱水分 平均值极差图  涵盖统计信息 随同控制图的形成，统计表上将显示相关统计值，如：样本总数、采样次数、标准偏差、数据范围、偏斜度、峰度、 Cpk 值、直方间隔、 UCL、CL、LCL、X-Bar、MR-Bar 5 结束语 本系统自江川复烤二车间07季开烤投入运行以来，运行稳定，达到各方面预期效果，大大提高了相关岗位的工作效率，如：采样周期由以前的20多分钟缩减为7分钟，检验结果得以及时反馈；检验数据易于查看、修正，提升了数据的准确性与可用性；以控制图表形式及时反馈的检验数据，也为质量管理人员快速作出决策提供了有利条件。 参考文献 [1] GB/T 17989-2000 控制图 通则和导引. [2] GB/T4886-1985 带警戒限的均值控制图. [3] SHEWHART,W.A.,Econmic Control of Quality of Manufactured product. [4] N