1 质量管理及质量管理信息系统的基本概念
美国著名质量管理学家朱兰博士说：“20世纪是生产率的世纪，21世纪是质量的世纪”。质量是企业的生命，质量是竞争的核心。质量水平的高低和改进的快慢关系到企业的存亡。
质量管理是在质量方面指挥和控制组织的协调活动。在企业的质量管理中，全面、准确、及时地采集质量信息，使相关人员利用实时或存储的质量信息进行统计分析，做出正确的判断和决策，落实到质量控制与改进措施中，是进行质量管理的基本保证。因此，采用系统方法和先进信息技术(包括计算机、网络、数据库等)建立的质量管理信息系统(QMIS)，对企业质量管理起到了有效的支持作用。QMIS可以充分利用计算机网络资源，对生产制造过程的质量检测数据进行及时采集，并利用计算机资源，使用统计过程控制等统计工具对质量数据进行分析，实现质量问题的快速解决、反馈，实现企业质量数据的积累，形成质量管理知识库，使企业各个部门成为一个有机整体协调运作，不断提升质量的稳定性和品质，提升企业的质量管理水平，提高企业综合竞争力。
目前在国内外都有QMIS的应用实例。研究方向主要有两个：
1)在企业级的ERP中加入质量管理功能模块，多数是用来记录、统计和查询有关质量管理的信息，如检验标准和技术条件、抽样标准、检验结果、检验设备的能力和计划、返修和废品统计、售后质量问题反馈、质量原因分析等。但这种方式有其缺点。主要表现在两方面：(1)如IS09000等质量认证体系强调第三方认证，并由相应的机构定期对相关记录做检查。而ERP强调事前控制，缺乏局外人的客观参与。(2)从确保规范的方法上，质量认证体系是以可追溯的P-D-C-A-I循环构建严格严密的质量保证体系，而ERP则是通过对业务流程内的相互关联的作业的有效集成来实现。
2)目前较多采用的方式是以ISO等质量体系标准为基础，开发独立的计算机质量管理信息系统，在计算机网络数据库环境中构建符合质量体系标准的辅助质量管理系统，以解决企业在运行ISO等质量体系标准中所面临的大量的质量文档、质量记录的处理和管理工作。
无锡某研究所业已通过TS 16949质量体系标准认证，期望基于第二种方式的原则，在高压共轨零部件的生产中按此体系要求建立质量管理信息系统，实现对质量的实时控制，使得生产活动按计划进行，保证产品的质量。
2 项目背景
2.1 项目概况
项目来源于中国一汽集团无锡某研究所(下简称无油所)，该所从1995年开始从事电控高压共轨技术的研究。电控高压共轨技术是柴油机满足欧三以上排放的技术趋势，在此之前只有德国、日本、美国3家掌握了这一技术。高压共轨技术涉及到的机械加工部分涉及到大量超精密加工，技术要求相当高。上世纪90年代，中国许多大学、科研院所和企业曾经一拥而上，尝试开发电控共轨系统，但后来纷纷知难而退，而无油所是惟一坚持下来的。2005年，该所开发成功了拥有自主知识产权的柴油机电控高压共轨燃油系统，9月份安装在卡车上顺利完成了1500公里的无故障路试，这标志着中国成为世界上继美国、德国和日本之后第四个掌握电控高压共轨技术的国家。从2008年起，无油所计划将历时十年之久研究成功的高压共轨技术产业化，初步目标为年产一万套。这样一来，机械加工部分就涉及到六万套左右的高压共轨喷油器总成的生产，而每一套总成里包括十几个部件和4对精密偶件，质量信息的数据量非常庞大。
该所原本是一个研究型单位，只有一个小试制车间，满足试制任务的同时每年生产一些零星产品。原先的质量管理以手工方式收集、处理和分析制造过程中的质量信息，因为产量小，基本能满足质量管理的目标。如今面对庞杂的质量信息，还继续采用手工的管理方式已不合时宜了。
因为高压共轨系统要求的加工精度是当今工业界最高的加工水平，关键零部件加工过程中需要保证的关键尺寸非常多，如不进行过程质量控制管理，而都是每一工序进行完毕再检验，那么整个工序流转之后产品质量合格率不会很高，大大增加了产品成本，削弱了市场竞争力。
2.2 原手工系统流程要点
原手工质量管理系统的流程如下：
外协件质量检验→内部生产过程质量检验→总成测试质量检验→装配扭矩抽检→验收入库
涉及到的相关部门业务流程和工作范围如下：
1)检验室对外协件和质量控制点进行检验。
2)质保部门人员对其负责的部分进行随机抽样检查抽检。
3)装配人员统计装配质量问题。
4)驻外调试整车人员反馈装车后出现的质量问题。
5)管理及技术开发部门每月例会进行技术研究和质量考核。
2.3 原系统存在的问题
表面看，这是一个比较完善的手工质量管理系统，但在实际运作中，存在着不少问题：
1)现场检验管理的信息反馈不及时。上级部门不能及时了解情况采取对策，事后考核不能弥补质量上的损失。
2)现场检验管理的信息反馈不准确。采用传统的手工管理方法收集的数据对质量问题的描述很不规范，即对同一个质量问题不同的检验员的描述方法可能不同，不便于从不同角度对各种质量问题进行统计和分析。
3)对于过程质量控制所做工作太少，不适应共轨零部件产品的特点。
4)不利于检查项目及检查标准的调整。
5)手工记录的质量数据保存和检索都有很大问题。原先的质量技术数据和技术文件还不算多，因为没有统一的平台管理，这些数据分别保存在工程师自己的计算机上，已经造成了数据的查找困难、数据无法共享、数据安全性和时效性得不到保障。如今要产业化生产，数据量将会爆发式增长，手工记录的方式肯定不再适用。
鉴于以上几点，研究开发适用于共轨零部件生产的质量管理信息系统势在必行。无油所希望通过建立针对共轨产品特点的QMIS，能够在线监测分析质量数据，实现质量的过程控制，体现以预防为主的质量管理思想，最终能够提高电控高压共轨核心零部件的质量合格率。
3 质量管理信息系统的设计思路
3.1 质量管理信息系统的需求分析
3.1.1 功能需求
无油所质量管理体系采用的是TS 16949标准，根据此标准要求，结合该所目前的实际状况，总结功能需求如下：
1)质量管理系统应包括过程质量检测管理子系统、质量统计和控制子系统、库房管理子系统、装配及驻外人员子系统。
2)能够对生产过程中的产品质量进行统计、分析、控制，体现质量管理中以预防为主的思想，确保质量合格率的提升。
3)实现质量信息的统计分析功能。即提供多种质量统计分析功能。如均值标准差控制图、中位数极差控制图等。同时提供多种质量分析工具如因果图、树状图等QC工具，可以对统计分析存在问题的方面进行分析。
4)能适应企业质量管理过程中工序流程的修改变化。
3.1.2 其他需求
1)安全性：质量数据操作、读取、查询、浏览都有必要的权限控制和保密限制，防止越权操作。质量检验数据要求安全备份并提供可靠的硬件支持环境。
2)可靠性：要求系统稳定运行，低故障。
3)实时性：保证检验数据能实时准确地人工录入或自动采集，检验信息能实时反映给质量管理人员，以对生产过程实时监控与动态管理。
4)灵活性：质量管理系统要能够适应企业业务流程不断的变化发展。
3.2 质量管理信息系统的体系结构设计
质量管理信息系统的体系结构如图1所示，表示层负责用户的交互式界面，接受用户的输入，并将返回的结果显示出来，逻辑功能层是表示层和数据服务层的桥梁，使用VB等编程语言，完成质量系统的事务逻辑计算，并通过Ado．net、OLEDB或SQLClient与数据库相连；数据层负责质量数据或信息的管理，本方案拟采用Microsoft SQL Server作为数据库管理系统。
图1 质量管理信息系统体系结构图
3.3 质量管理信息系统功能模型设计
质量管理信息系统的功能划分如图2所示，该系统以共轨零部件的生产为应用背景，由此可拓展到向油泵油嘴生产企业提供一个通用的质量管理解决方案。
图2 质量管理信息系统系统功能模型图
4 重要子系统的原理设计
4.1 质量检测管理子系统的设计
质量检测管理子系统是本质量管理信息系统的重要部分，它将对所有的现场质量控制环节(包括外协零部件检验、生产过程检验、成品检验等)的活动按照质量体系的要求进行管理，及时发现、分析、处理现场质量问题，控制产品质量。
4.1.1 进货检验子系统
作为质量检测管理子系统的一个功能子系统，其功能是对企业中的外购原材料及外协零部件进行质量控制，按照质量控制抽样检查标准制定出相应的检验计划(抽样计划，检测范围，检测项目，检测方法)，用于指导进货检验工作，并根据检验结果对进货质量进行评价。
研究所只负责关键零部件的最后精加工部分，因此有大量的半成品外协件，而高压共轨零部件的精度要求非常高，对半成品的精度要求也超过了一般油泵油嘴产品。如喷油器体外协件需要检验的尺寸有四十几个，其中关键尺寸就有十余个。因此进货检验是保证共轨零部件最后精加工正常生产的基础，它是检测管理子系统中非常重要的一个环节。进货检验流程如图3所示。
图3 进货检验流程图
进货检验过程包括如下几个基本动作：送检、检验、处置、入库。送检单是进货检验的信息流转中心。根据送检验单的处理状态将可检验活动分为进货检验接受、进货检验审核、进货检验退回、新建进货检验等几种状态。可据此设计进货检验管理信息子系统。
4.1.2 生产过程质量检验子系统
生产过程质量检验是本单位质量控制工作的重点。它要实现对产品生产质量的过程检验控制的功能。根据过程中检验对象的不同将生产过程中的检验分为：过程中的检验、工序
检验、成品检验等不同的阶段。过程中的检验主要管理生产过程中操作人员和质量管理者所产生的质量信息(如首件检验、加工过程自检等信息)，工序检验主要是管理各工序所产生的质量信息，完工检验是针对最终的产品进行的检验。过程检验子系统的数据将调用质量统计分析工具进行生产过程的实时监控。生产过程质量检测的流程如图4所示。
图4 过程质量检测管理流程图
4.2 质量统计分析子系统的设计
质量统计控制是执行质量管理的基本手段，同样也是质量管理信息系统的基础。进行产品实现过程的监视和测量通常有以下的方法：1)控制图控制2)工序能力控制。这两种方法建立在统计分析理论的基础上，是大多数企业都在采用的质量统计的实现方法。所以，质量统计和分析子系统将实现和满足企业对控制图和工序能力分析的要求，提供给企业一个通用的质量分析计算的平台来实现这两种统计分析方式。
质量统计分析子系统主要考虑设计如下功能：1)数据采集；2)质量控制点管理功能；3)工序能力分析；4)质量统计工具功能(包括平均值一极差控制图、平均值一标准偏差控制图等等)；5)质量分析工具功能(包括因果图、排列图等等)；6)基于分析结果的趋势预测决策功能。
利用计算机强大的运算功能，在质量管理信息系统中很容易实现控制图绘图及工序能力指数计算的实时化，在生产过程质量检验子系统中输入检验数据的同时可以在同一界面上自动绘制设定好的控制图，调用不同的统计工具可以根据数据计算其他所需的结果。据此可将全部加工过程按工序建立实时监视窗口，以控制图的判读结果给出不同的标识，以此标识反映各个加工过程是否处于稳态，做到一目了然，快速反应。质量统计工具及质量分析工具均有标准的公式，在此就不赘述了。共轨零部件质量管理之所以需要设计此子系统主要是因为共轨零件精度要求非常高，关键尺寸多，质量控制点工序对后道工序的影响较大，所以对质量分析和控制的实时性要求较强。并且要求对生产过程中出现的问题能及时准确地给出提示信息，使相关人员能据此调整生产参数，改进质量工作。因为统计工具和分析工具的通用性，因此该子系统的设计也适用于一般机械零件的生产质量管理。
5 结语
根据电控高压共轨零部件质量管理要求的特点，研究了如何建立具有应用背景和实际意义的质量管理信息系统。希望通过该系统的建立，实现对质量信息的数字化管理，从而规范质量控制流程，加强质量管理并为质量改善及质量问题的攻关提供了依据。同时为工艺部门提供缺陷依据，提高工艺部门改造工艺流程的效率，并将信息系统整合起来，提高信息化管理水平，为共轨零部件产业化项目的顺利实施提供保障。
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