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基于工業(yè)大數(shù)據(jù)的制造過程質(zhì)量控制解決方案

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一、項目背景
《中國制造2025》提出“必須把質(zhì)量作為建設(shè)制造強國的生命線”，走以質(zhì)取勝的發(fā)展道路，從中國制造升級為“中國智造”。在電力裝備制造領(lǐng)域，采用產(chǎn)品訂單驅(qū)動的生產(chǎn)模式，存在標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、多樣化、批量小的情況，市場競爭已逐漸變?yōu)楫a(chǎn)品質(zhì)量及其管理水平的競爭。近年來，隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)的迅速發(fā)展，大數(shù)據(jù)在制造領(lǐng)域深入應(yīng)用并取得顯著效果。大數(shù)據(jù)與質(zhì)量管理的結(jié)合成為企業(yè)夯實質(zhì)量、提升品牌優(yōu)勢的重要手段。
某企業(yè)作為國內(nèi)輸變電行業(yè)唯一央企、工信部2015年度“中低壓輸配電裝備智能制造新模式”試點建設(shè)單位，進(jìn)行了“中低壓輸配電裝備智能制造新模式項目”建設(shè)，提高了企業(yè)生產(chǎn)效率和產(chǎn)品合格率，進(jìn)而提升企業(yè)的質(zhì)量管理水平。

二、問題與挑戰(zhàn)
影響產(chǎn)品質(zhì)量的工序及影響因素眾多，質(zhì)量問題分析主要依靠專家經(jīng)驗。
產(chǎn)品排故時間長且依賴?yán)瞎と私?jīng)驗，經(jīng)驗知識傳承仍以師傅帶徒弟的方式進(jìn)行，未形成體系化。
產(chǎn)品檢測環(huán)節(jié)采用自動化設(shè)備檢測，但整個產(chǎn)品制造過程關(guān)鍵工序缺少數(shù)字化檢測設(shè)備和質(zhì)量數(shù)據(jù)輸出。

三、解決方案
針對該企業(yè)的生產(chǎn)過程特點和產(chǎn)品質(zhì)量問題，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)設(shè)計并構(gòu)建產(chǎn)品生產(chǎn)過程質(zhì)量問題分析系統(tǒng)，實現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量問題分析可視化、模型化和定量化。該解決方案整體架構(gòu)圖如下：

針對產(chǎn)品檢驗環(huán)節(jié)發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量問題和措施數(shù)據(jù)著重進(jìn)行關(guān)聯(lián)挖掘分析，實現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量問題的準(zhǔn)確性和措施精準(zhǔn)匹配。
利用產(chǎn)品生產(chǎn)過程各工序工作質(zhì)量數(shù)據(jù)、設(shè)備質(zhì)量數(shù)據(jù)、檢測裝置數(shù)據(jù)、測量工具數(shù)據(jù)等，構(gòu)建產(chǎn)品質(zhì)量影響因素分析模型，利用聚類算法和關(guān)聯(lián)算法構(gòu)建追溯模型，通過數(shù)據(jù)訓(xùn)練使模型精準(zhǔn)實現(xiàn)質(zhì)量問題影響因素追溯。
采用大數(shù)據(jù)算法、影響因素模型和追溯模型等，對產(chǎn)品裝配過程中的質(zhì)量問題進(jìn)行定性定量，從而將工藝、工位操作、零部件負(fù)載等影響產(chǎn)品質(zhì)量的因素進(jìn)行數(shù)值化。
利用質(zhì)量大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)構(gòu)建企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)體系，實現(xiàn)質(zhì)量體系指標(biāo)分析業(yè)務(wù)的可視化。
利用大數(shù)據(jù)架構(gòu)技術(shù)整合并集成產(chǎn)品生命周期各階段的質(zhì)量關(guān)鍵數(shù)據(jù)，通過大數(shù)據(jù)平臺實現(xiàn)過程數(shù)據(jù)采集、存儲、計算、模型構(gòu)建和高維分析應(yīng)用。

四、項目亮點
采用大數(shù)據(jù)存儲技術(shù)和分布式計算，解決了傳統(tǒng)質(zhì)量分析計算和處理能力不足的問題。
通過優(yōu)化的算法和模型對影響產(chǎn)品質(zhì)量的因素進(jìn)行處理，解決了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)抽樣不足、精度不夠、低維度因果關(guān)系的問題。
通過高維可視化技術(shù)和自定義分析技術(shù)，實現(xiàn)了質(zhì)量分析結(jié)果的高可用性、高靈活性展現(xiàn)。

五、項目成果
對裝配過程中發(fā)現(xiàn)問題最多的檢驗工序過程數(shù)據(jù)進(jìn)行采集分析，將分析結(jié)果及時反饋給設(shè)計和裝配人員，促進(jìn)制造過程質(zhì)量的針對性改進(jìn)。
減少產(chǎn)品返工次數(shù)，降低返工率，提高產(chǎn)品一次合格率。經(jīng)測算，產(chǎn)品不良品率降低20%左右，裝配線生產(chǎn)效率提高17%左右，每年產(chǎn)生的直接經(jīng)濟(jì)效益達(dá)到100多萬元。

六、客戶評價
業(yè)務(wù)方案全面、現(xiàn)狀分析深入具體，材料翔實、實施思路清晰。質(zhì)量分析場景與裝配業(yè)務(wù)結(jié)合緊密，改變了原有質(zhì)量分析單一維度的分析模式。有效利用過程質(zhì)量數(shù)據(jù)，采用先進(jìn)的大數(shù)據(jù)技術(shù)建立完善的質(zhì)量分析模型，深入研究質(zhì)量大數(shù)據(jù)分析方法，建立質(zhì)量大數(shù)據(jù)分析平臺，揭示出產(chǎn)品裝配質(zhì)量問題的影響因素及其根源，為產(chǎn)品裝配過程提供大數(shù)據(jù)分析手段、為產(chǎn)品品質(zhì)提升找到方向，降低產(chǎn)品不良品率，提升企業(yè)制造管理水平。

七、相關(guān)案例
航空工業(yè)某所慣性導(dǎo)航儀器裝配質(zhì)量大數(shù)據(jù)分析項目
某鋼鐵企業(yè)硅鋼條紋鍛鑄造質(zhì)量大數(shù)據(jù)分析項目

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