基于大數據分析的質量管理系統研究

李 根，李晗靜，喻甲其

（航空工業成都飛機工業（集團）有限責任公司，四川成都 610091）

0 引言

隨著大數據時代的全面到來，軍工行業的發展邁上新的臺階，軍工產品的研制和生產也迎來了新的機遇與挑戰。在國家質量提升的戰略指導下，研究基于大數據分析的質量管理系統，以及探究數據化與工業化深度融合下的質量管理改進，對促進質量管理的有效性及提升質量管理的效率有著積極而重要的意義。

武器裝備日趨復雜化、集成化、高速化、信息化、智能化以及大數據技術的發展應用，傳統的質量管理技術已經不能滿足當前的質量管理需求，必須突破傳統的質量管理技術。利用產品研制過程中的質量數據和可靠性信息，并進行綜合管控，是質量信息化管理的重要環節，也是產品質量保障和體系自我完善的重要手段。本文首先分析質量管理現狀，分析當前質量管理中數據應用的薄弱環節，針對該問題研究質量大數據分析平臺構建，最后利用收集質量管理過程中的各類數據集，進行算法驗證、迭代優化、構建完備的信息化質量管理平臺。

1 質量管理現狀

目前，航空工業成都飛機工業（集團）有限責任公司按照ISO9001、GJB5000A 標準建立、實施質量管理體系，運營中利用PDCA（Plan-Do-Check-Act，計劃、實施、檢查、行動）管理循環對企業質量管理體系進行持續改進與提升（圖1）。

圖1 基于PDCA 循環的質量體系運營

隨著質量管理要求的逐步提升以及信息化時代的到來，質量管理工作在質量數據的應用方面略顯不足，因為質量數據未得到充分應用，目前的質量管理工作存在以下4 個主要問題。

（1）質量管理工作缺乏全面信息化手段支撐。從設計、制造、驗證到產品交付，整個產品生命周期中都需要進行質量管控。但某些質量關鍵控制點并沒有完全通過信息化手段進行管控，信息化未打通質量業務活動的全過程，導致管理不全面且效率低。

（2）質量數據缺乏有效的管理和應用。質量數據散落在各個部門中，不能及時的共享，且歷史質量數據閑置、沒有發揮其利用價值。

（3）質量數據的準確率偏低。主要通過人工錄入等方式收集質量數據，人為差異性較大，不利于對質量過程進行準確分析。

（4）質量改進困難較多。主要通過采樣檢驗的方式進行質量過程驗證，數據樣本較小，且各個過程的關聯性較差，并不利于對進行進一步質量改進。

2 質量大數據平臺搭建

通過第一階段的分析，目前質量數據缺乏有效的管理和應用，歷史數據閑置是當前質量工作全面信息化亟待解決問題。為了加強對該類數據的應用，通過搭建質量大數據中心平臺收集匯總所有質量數據，以大數據技術—數據中心模式，按照不同的應用分類、如故障監測、裝備故障模式，裝備可靠性分析等，提供快速預言（Predication/用歷史預測未來）和描述挖掘（Description/了解數據中的潛在規律）等技術，改變當前質量管理方式，實現預測性質量管理方式，以及通過信息化方式實現產品全生命周期質量管控。

通過質量數據進行需求分析，模擬搭建質量大數據中心平臺（圖2）：在日常工作中收集質量數據，如故障單、設計更改等，通過數據清洗、數據標準化等手段進行數據預處理，將處理好的數據放入數據管理平臺進行數據存儲；從數據庫取出數據進行分析挖掘應用，以達到查詢統計分析、趨勢預測，故障預測等作用；最后，將應用后的數據傳輸到質量信息管理平臺。

圖2 質量大數據中心構建

3 質量信息管理平臺

處理完成后的數據需要一個可視化平臺進行展示，為便于數據應用，需開發一個質量數據管控平臺。為更進一步提升質量管理工作效率，可將該平臺擴展到質量信息管理平臺。

根據先進的質量管理模式搭建從質量策劃、設計、制造、試驗驗證、改進分析的全過程質量信息化管理平臺。該平臺以提升質量為目標，整合公司相關信息，建立先進、高效、協同的質量管理集成平臺。

首先，明確該平臺目的。應以質量體系標準和質量手冊要求為依托，質量目標為綱領，過程執行和監管為重點，持續改進為核心，做到全方位提升實物質量的同時，提高質量管理工作的效率。

然后，進行信息化規劃。通過各業務端口對質量數據、報告進行收集，如MES（Manufacturing Execution System，制造執行系統）中的不合格品，數據生成后通過端口傳遞質量管理系統，按照歸零標準進行問題處理，實現該質量問題的跟蹤與監管，累計不合格品數據形成故障模式和質量知識庫。質量信息平臺通過調用質量大數據中心的統 一 API（Application Programming Interface，應用程序接口）端口，從而從質量維度對這些數據進行集中展示和分析，以反映出產品全生命周期的質量情況，同時這些數據信息和處理經驗也可以累計到質量知識庫。

最后，根據業務需求分析，對整個質量信息管理平臺進行搭建，總體架構如圖3 所示。

圖3 質量信息管理平臺

門戶信息、質量體系、質量數據管控中心、質量活動、質量知識庫和基礎平臺6 個板塊構成了質量信息管理平臺，具體功能如下。

（1）門戶信息，各類消息通知，如質量預警，質量工作計劃、質量文件變更等公告信息。

（2）質量體系，涵蓋集團、公司體系文件查詢，提供質量目標、監督審核、管理評審、質量培訓、體系評估等功能。

（3）質量數據管控中心，提供數據存儲和應用的解決方案，支持多類型、多樣式、多維度的質量分析統計報表，具有數據分析、數據挖掘、趨勢分析等功能。

（4）質量活動，以論壇形勢對各項質量活動進行交流，對技術經驗進行分享。

（5）質量知識庫，各類質量知識文件、質量案例、質量規章、準備進行采集、分類管理、并提供快速檢索功能。

（6）基礎平臺，提供質量管理人員信息，并對單位質量管理工作組織進行介紹，便于量工作的開展。

4 結束語

通過對質量管理工作現狀的分析，研究了質量大數據中心平臺與質量信息管理平臺的構建。通過對質量數據信息的采集、分析、共享和利用，已實現優化質量管理工作模式、消除質量數據閑置，實現精細化質量管理，從而提升質量管理工作的效率及其有效性，為信息化質量管理及產品全生命周期質量管理提供基礎。