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“互聯網+”制造過程的大數據質量管控系統

    來源: 中策橡膠集團有限公司         發布時間: 2016-12-14
   

一、前言

中策橡膠集團有限公司是目前中國最大的輪胎生產企業,在中國企業500強中榮列第320位,中國制造業名列第163位,在世界輪胎企業排名中位列第10名。公司擁有25000余名員工和上千名工程技術人員。公司采用國際先進的生產技術及國際頂尖輪胎制造、檢測設備。目前已形成年產4600萬套一千多個品種規格汽車輪胎的生產能力,其中包括全鋼子午線輪胎、轎車子午線輪胎、斜交輪胎、自行車胎、電動車胎、摩托車胎和橡膠履帶。

二、成果實施背景

(一)、貫徹國家輪胎產業政策、全面提高輪胎產品質量。

根據工信部20101014日發布的《輪胎產業政策》,十二五期間要力促輪胎產業轉方式、調結構,提高整個行業綜合競爭力,鼓勵發展節能環保的高性能子午胎、巨型工程子午胎以及寬斷面、扁平化乘用子午胎和無內胎載重子午胎。《輪胎產業政策》首次提出要建立輪胎召回制度,并鼓勵輪胎生產企業大力推進信息化與工業化融合。輪胎召回制度的建立,企業產品質量要求又提升至一個新高度,這也是對企業制造過程的穩定性、可追溯性及產品制造過程中防錯性等提出要求。

(二)  、傳統質量管理手段存在諸多問題。

在傳統的制造生產過程中受裝備、人員和檢測條件等影響,傳統的質量管理手段已無法滿足新的要求,包括整個生產過程因連續生產速度較快,人無法跟上設備生產速度只能采用抽樣檢測的方式對制品進行檢測;輪胎部件在測量過程中存在人為變差并無法消除;所有過程記錄采用紙質形式保存,紙質報表占用空間大,紙張容易變質使字跡不清、追溯查找難度大;人員流動大培訓周期長;數據收集量小、采集時間長,無法準確有效運用質量管理工具;制造過程中產品質量信息反饋不及時等質量管理問題。

三、成果實施內涵和主要做法

公司為解決傳統質量管理過程存在的問題,基于“互聯網+”和大數據思維,聯合廠家研發了具有自主知識產權的輪胎生產過程中各制品在線檢測設備和智能化質量管理系統。實現機器代替人員檢測、建立報警系統、數據自動分析保存追溯以及手機移動端查詢等功能。具體做法如下:

(一)、設備選型及模塊規劃

1.公司結合現場條件、技術手段和制品管控要求,對檢測設備比對評估和選型。選取胎面、四輥壓延、裁斷和內襯層為在線檢測項目,其中胎面、四輥壓延和內襯層采用點激光掃描儀取代游標卡尺和卷尺,裁斷線利用高速視覺相機取代卷尺。一共安裝57個在線檢測裝置,檢測數據點326.4萬個/天。并設立一個專門服務器和液晶顯示屏,供數據采集、存儲和展示。

2.通過質量管理系統,建立現場數據時顯示模型、近期或一個月各項數據完成情況曲線模型、檢測設備運行及顯示模型、數據報警模型、角色登錄模型、原始數據查詢模型、成本統計模型、報表查詢、手機移動端查詢等功能。生產線過程設備參數、生產速度和溫控等通過聯網管控,實現了質量的全面管理。

(二)、物理層建設

因在線式檢測產生的數據量大,依靠以往的總線通訊方式,已經無法實現數據的及時、穩定傳輸,為了保證數據的高可靠性采集,公司采用了工業以太網對所有設備進行聯網通訊,從將車間的百兆網絡接入千兆網的主干網絡,大大提高了數據可靠、穩定的采集能力。同時,在公司的數據中心機房,建設了該系統的數據倉庫,經過數據整合處理后與前端系統連接,保障在前端展示的數據的準確性和精確度。

(三)、數據展示及查詢

1、質量管控系統主畫面顯示

主畫面顯示與現場數據連接,每10分鐘數據自動更新一次。電腦屏幕和電視機屏幕上直接顯示公司整體情況、各分區域、各條壓出線和各機臺的實時數據。通過手動點擊播放可隨時查詢公司整體數據變化、區域數據對比和各機臺數據完成情況等,實現了自動播放和手動點擊播放兩種方式的無間斷切換。

2現場操作機臺顯示

根據各制品之間檢測項目的差異性,建立單機臺的實時顯示。顯示內容包括生產規格及標準、各檢測項目日和月合格率、檢測的時時數據、各班組合格率及差異、裁斷錯角、裁斷寬度、制品厚度、制品輪廓形狀、制品重量、制品長度和實際數據與標準數據的差異等。員工可實時看出目前的主要問題點、自己班組合格率處于什么水平、與其它班組存在的差異量等,便于員工及時調整。充分調動了員工的工作積極性,大幅度提高員工現場問題反饋的及時性,使班組間處于良性競爭。

3、控制中心機臺顯示

31根據質量管理需求,機臺界面顯示當日機臺檢測總數、整體和分班組合格率、周和月合格率變化趨勢等。數據每10分鐘更新一次。

3.2利用在線檢測和質量管控系統自動計算所需的過程數據CpCpk值并繪制 -R(均值極差圖)等,避免數據采集不及時、人員采集耗時長和測量數據不準確等問題。

(四)、質量預警系統

中國質量管理正由結果控制轉向過程控制,當前各種新的管理模式要求不僅要對最終結果進行控制,更應該把控制重點放在過程之中。我們可以通過過程進行評估現場質量狀況;確定過程的統計控制界限,判斷過程是否失控和過程是否有能力。同時通過過程早期報警系統,及時監控過程的情況以防止廢品的發生。因此過程預警系統建立顯得尤為重要。

1、單機臺預警:單機臺在線檢測數據采用紅色和綠色來區分檢測實際數據與標準值的差異。在檢測過程中系統自動利用實際數據與標準公差進行時時比對判斷,綠色表示允許公差范圍內,紅色為超出公差范圍。讓操作人員對結果一目了然,便于反饋處理。

2、現場操作預警及處理:根據生產現場生產線的情況和人員配置情況,建立報警停臺和不合格噴碼標記剔除系統。①報警停臺:對于生產過程可停臺處理的生產線設備,在系統后臺設立停臺參數,當在線檢測設備檢測到制品達到停臺要求時,系統進行標記同時生產設備停止工作。待操作人員對不合格制品剔除后,按復位按鈕,方可繼續生產。不合格噴碼標記剔除系統:根據壓出制品類型和質量控制的過程要點,將標準公差、質量控制系統和噴碼系統三者信號連接,當檢測到不合格時噴碼裝置將在不合格制品上噴上不合格字樣,同時伴有紅燈閃爍信息。同時采用不合格分流程序,對不合格制品分流處理,避免流到下工序。

3、指標預警:以公司經營計劃為核心,以分級管理為理念,對各項指標逐級分解。制訂落實各車間各機臺指標,并設置各機臺指標報警線,通過每天的在線檢測數據合格率,自動判定是否報警。當達到報警線時,頁面會出現報警提示指示燈。同時會在移動端給相關特定人員信息提醒。從而達到快速響應,及時安排人員處理。

(五)、數據保存及追溯

    所有在線檢測的制品數據和生產機臺參數數據,通過網絡傳輸至公司專門服務器,按照年份月份機臺分門別類的統一永久保存。能快速準確查找每一批每一筒物料的物料生產時的檢驗數據,每一條胎面制品的檢測數據及輪廓圖形及生產時設備參數情況,實現對生產過程的質量跟蹤。

(六)、數據查詢及展示

根據現場和分廠需求情況,建立各機臺日、周和月的報表。根據實際需求,可任意選擇查詢時間、查詢規格、查詢班組、合格率區間、Cpk區間和Cp值區間等條件選擇。報表可滿足EXCELPDFWord等格式導出。可按規格合格率、Cpk值等升序降序排列。

(七)、校驗系統標準化

為確保在線檢測設備的檢測精度和檢測數據的準確性,提高產品的合格率。設立檢測設備維護專職人員,經過專業校驗、操作和維護培訓。建立校驗、檢修和維護流程。

(八)、質量提升小組標準化

現場在線檢測的運用,為質量管理提供大量數據,使過程制品從抽檢變成全檢,數據的統計更及時、更有效,問題主次更突出。效應速度更快。為進一步提升產品質量,結合在線檢測數據,成立專門的質量提升小組,每天對所有數據進行分析,尋找異常點。查找主因,采取措施。不斷完善各類各條壓出線標準化操作指導書,對設備提出整改意見。建立整改流程和考核制度,提升產品質量。

(九)、手機端信息查詢運用

隨著信息時代的發展,以往的信息傳遞查詢形式已不能滿足現在的需求。信息快速傳遞、隨時隨地的查詢即時數據和數據發展趨勢等功能要求也凸顯重要。目前手機的智能化給移動端數據對接奠定了基礎,手機移動端與現場數據對接也容易實現。公司通過手機辦公軟件實現與現場質量管控數據對接,實行權限分級管理,實現數據時時共享、時時查詢。

四、經濟效益和社會效益

1、經濟效益

質量管控系統的運用,為KPI指標管理、產品技改立項提供數據分析支持,現場得到改善。現場工藝執行率提升0.46%,降低廢品0.02%;市場三包胎退回率從1.67%下降到0.76%;輪胎重量合格率從89.63%提升到99.71%;共實現年經濟效益3767.11萬左右。

2社會效益

質量管控中心實施,是工業化與信息化兩化深度融合。它改變了以往的檢查模式,制品從原來的抽檢變為全檢,大大減低了制品風險,徹底杜絕了不合格制品流出。生產的輪胎在市場上得到了客戶一致好評,產品質量和產品品牌得到提升,產量規模不增加。2016年比2015年市場占有率提升6%左右。朝陽橡膠有限公司生產能力和生產規模連續幾年在全國單產排名第一,在全球單產排名第三。

(主要內容略)

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