智能制造环境下的质量管理

: netrats 等退休老头

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随着工业制造的越来越智能化，很多新事物在传统的工业制造当中出现的越来越多，比如大数据，人工智能，机器人，工业云平台等等。作为身在传统行业中的我们，是否能够及时的调整自己的行为，来适应不断变化的环境呢?我们从汽车工业制造的发展说起，之所以提到汽车工业，因为可以将其视作工业发展的一个代表。虽然说我们可以从工业革命开始，但是毕竟涵盖范围太大，我们姑且缩小一些来看。汽车工业不得不说是当今世界上规模最大的制造业集群，那么汽车行业的发展也间接代表了工业发展的进步。回顾一个世纪以来汽车行业的发展历史，如果我们简单的记住几个时刻，那么他们一定是：1913年，福特汽车开始使用流水线，T型车引领了一个时代。20世纪80年代开始，丰田汽车采用精益生产的方式，成功的超越一众老牌厂商成为世界第一。2003年，特斯拉汽车开创电动新能源车的新时代。并且带领全球的汽车行业向新能源方向发展。这些时刻，即便是叙述起来，也带着怦然心动的感觉。作为质量人，我们也可以从中看到质量管理的发展历史。

流水线时代的质量管理

流水线的发展，带来了生产效率的大规模提高。在流水线上的质量控制，关键在于工艺步骤的详细分解，并且形成完善的SOP，即标准化作业流程 。为了提高效率并且降低废品率，各种文件的规定务必要详细无比。因为唯有这样，才能成功的将生产线上的工人完全当成是机器人使用。标准化的动作规范，详细的时间要求，程序化的思维，集成了这些，才能保证流水线的高速有效运转。老福特说过一句话：“我要的是一双手，为什么却来了一个人。”为了达成这个目的，当时的质量人员的工作重心就是将标准化工作进行到底。不仅是SOP，包括工厂内的任何流程，能够文件化的就写成文件固化下来。如果大家学习过ISO9000质量管理体系1987版和1994版的要求就会明白这个道理。举例来说，在1994版的质量体系当中，有14项需要“形成文件的程序”要求。也就是说，体系严格的规定了企业在哪些方面需要形成书面的文件规定。这也是在当时的生产水平条件下，质量管理的方法所形成的固有思想。虽然1913年福特的流水线就建立成功了，但是直到1994年的国际质量体系标准才形成规范。也就是说流水线发展了80年，才让全世界对这种生产方式真正认可并且推广开来。随后的发展过程开始加快了，正如人类发展的脚步开始以指数级的速度增加。

丰田生产方式的精益质量管理

1950年，日本的丰田英二考察了美国底特律的福特公司的轿车厂。当时这个厂每个月能生产9000辆轿车，比日本丰田公司一年的产量还要多。但丰田在他的考察报告中却写道：“那里的生产体制还有改进的可能”。正是这个改进的可能 ，以及后续丰田几代汽车人的不懈努力，80年代开始，丰田精益生产方式开始成形。精益生产教会我们追求零库存，快速反应，消除浪费并且以人为本。为了达成这些目标，我们开始接触到许多丰田汽车的新词汇-- Kaizen, Kanban, Muda, JIT, One Piece Flow, ……当丰田生产方式开始发挥出它的巨大力量时候，丰田汽车公司就开始了它的飞速发展。1957年，丰田刚把汽车卖到美国市场，1984年，丰田汽车已经开始在美国建造工厂，到2008年，已经超越当时的全球第一汽车公司通用汽车而成为了新的世界第一。这也引起了一股全球学习丰田生产方式(Toyata Production System)的热潮。作为质量管理人员，我们从中学到了什么呢?首先，标准化的作用是不言而喻的，但标准化并不是一种限制和束缚 ，而是将企业中最优秀的做法固定下来，使得不同的人来做都可以做得最好，发挥最大成效和效率。而且，标准化也不是僵化、一成不变的，标准需要不断地创新和改进。然后，关注流程，消除流程中的不增值行为，创建无间断流程以快速应变。 改造流程、提高品质才能够达到降低库存的目的。如何提高品质的方法则是克劳士比的“一次就把事情做对”(Do It Right The First Time)。接下来，在丰田公司，员工实行自主管理，在组织的职责范围内自行其是，不必担心因工作上的失误而受到惩罚。 出错一定有其内在的原因，只要找到原因施以对策，下次就不会出现了。所以说，精益的企业雇佣的是"一整个人"，不精益的企业只雇佣了员工的"一双手"。并且在精益企业中，灵活的团队工作已经变成了一种最常见的组织形式，有时候同一个人同时分属于不同的团队，负责完成不同的任务。从以上的描述中我们已经看出丰田生产方式对于流水线方式的改善与进步。随后全球掀起了一股学习丰田生产方式的热潮，这也同时带来了质量管理思想的进步。马上，国际标准组织也做出了反应，质量标准也要跟上时代的步伐，2000年ISO9000再次改版。这次的变化虽然大，但是仍然处于改良阶段。为什么这么说?仍然举上一个例子，“形成文件的程序”要求从14个改为了6个，这给了企业更大的自由度来决定自己的标准应该怎么写，需要写什么，而不是教条主义的给予一个硬性规定。其他方面的要求也尽可能向着释放束缚，发展和发挥人员自身的能动性，符合企业的各种状况的方向转变。这样的改变也使得ISO9000成为了各个行业都能够应用的质量国际标准，从此，包括银行、政府、服务业等等都开始纷纷认证ISO9001标准。上次到新华书店买书，一进门就看到“质量方针”四个大字;买了一箱水果，包装箱上也印着本企业已经通过ISO9001国际质量体系认证的字样。自动化和智能制造环境下的质量管理进入到了21世纪，在2013年4月的汉诺威工业博览会上，德国政府正式提出“工业4.0”战略，这是德国试图以高科技带动工业生产发展的国家战略，而不是国际标准。随后许多国家都发表了类似的纲领性文件，只不过各有不同的提法，如美国的“先进制造业国家战略计划”、日本的“科技工业联盟”、英国的“工业2050战略”和中国的“中国制造2025”等等。工业4.0的主要特征就是综合利用第一次和第二次工业革命创造的“物理系统”和第三次工业革命带来的日益完备的“信息系统”，通过两者的融合，实现智能化生产。智能工厂 ，重点研究智能化生产系统及过程，以及网络化分布式生产设施的实现;智能生产 ，主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动以及3D技术在工业生产过程中的应用等;智能物流 ，主要通过互联网、物联网、物流网，整合物流资源，充分发挥现有物流资源供应方的效率，而需求方，则能够快速获得服务匹配，得到物流支持。让我们回到现实来看看智能制造的应用情况。许多大公司已经上线了ERP系统来进行企业管理，比如SAP或者Oracle。但是ERP系统中的质量管理模块并不是很好用，笔者有幸两个软件都接触过，感觉很多还是需要手工操作来进行调整。现有的质量管理方法应该更多的和移动互联网进行结合。运用一切可以运用的新技术、新方法进行智能制造质量管理。比如无线射频识别技术RFID，二维码，条形码，用于产品的标识与追溯。比如在线数据收集表，移动文档，用于质量记录的收集与整理。比如移动云平台，进行实时大数据处理，将滞后的质量数据变成直观可见的趋势。智能已来，质量并不是无忧无虑。举例来说，虽然公司上了SAP或者Oracle系统，对于质量方面的检查并没有实时有效的反馈到生产过程中。并且由于ERP系统和生产制造存在一定程度的脱节，这也是为什么要发展MES生产执行系统的原因。而今，如果ERP和MES都已经执行到位，质量控制该如何做?怎么做?将质量控制内建到MES系统中。 MES关注更多的在于将ERP系统中的生产计划变成生产可执行的动作。但是质量控制的动作在MES系统中仍然非常困难。原因在于质量检查有一定的滞后性。质量检查需要在流水线上取样，送到实验室使用专门的仪器检测，然后才能将结果输入系统中。而生产线此时是没有停下来等待检测结果的。这样就造成了一旦产品的检测数据出了问题，就需要对于已经生产的产品进行追溯。而这样的追溯行为，由于受到系统不能够灵活操作的影响，往往还是手工布置追溯任务，然后再手工调整系统。如此以来，带来的系统混乱更是无法解释的了。质量检查的判断标准不明确。有些检查项目为主观项目，比如外观等，无法有效的输入系统，或者说是制定相应的标准。这样一来，导致系统或者是检测设备不能做到有效的检测，也就难以形成自动化的生产。针对这些情况，需要采用新的方法才能解决。对于质量异常，系统需要智能判断需要追溯的范围。 可以在生产线上布置在线的检测设备，并且在系统中设置异常追溯的规则。比如在线检测设备的检测间隔时间是2小时，那么出现异常的产品就应该追溯到上一个检测合格的产品为止，也就是两个小时内的产品。同时，系统采取物理隔离措施，将2小时内的产品隔离到另外一个区域。还有，智能系统需要马上停机运行故障诊断程序，如果是系统软件能够解决的问题，则系统重置软件，迅速解决并重新开机运行。如果是系统不能自行解决的硬件问题，则系统呼叫设备维护机器人，对常见问题比如更换易损配件等，予以解决。问题若大到设备维护机器人也解决不了，那会及时发出报警信号，触发安灯系统，然后由维修工程师到现场解决。对于不容易检查的检测项目，比如外观项目，可以将标准图片输入系统，让智能图像系统进行判断。 智能图像系统需要进行不断学习与优化，能够处理复杂的主观检测项目。这些是检测技术需要解决的办法，其实还有一个更大的问题。机器人能够做检测分析了，还需要质量人员吗?回答是当然需要!系统的功能，包括人工智能的算法，都是人类给予的，也可以说是人类的执行力的体现。只不过一些低端的工作，比如现场的检验人员，可能是不需要了。但质量规则的设置，问题的处理方法，突发事件的处理等等，都需要专业的质量人员先进行设计，然后在系统和人工智能中实现。这就对于质量管理人员的要求更加严格了，因为我们不能像以前一样，从学校毕业进入企业，花费大量的时间在基层摸爬滚打来熟悉和掌握专业知识。一但智能化的系统已经成熟应用，刚进入职场的新人就要迅速开始进入控制和管理的核心角色，指挥系统并且改良系统了。可是回想一下过去，每次革命性的进步都会带来人类分工的变化。车轮发明了以后，很多人力搬运的人没工作了; 蒸汽机发明出来，很多事情都由机器替代; 电力系统发展后，替代人的工作越来越多，更不要说自动化系统来了后的情况了。人类能够良好的适应环境的变化，智能时代的到来只是将人类的分工变了个模样。我们要做的是持续的学习和发展自己的能力，做到在形势转变下的自我转变，才能够不被时代淘汰。转念想想，为什么各个时代都需要质量管理?一、任何时代都会有不同的需求，人的需求带来了工业的发展和进步。 福特，丰田和特斯拉汽车都在满足不同时代客户的不同需求。而质量，正是在满足客户需求的路上产生的一些变差。因此，质量管理人员就是要去采用成本最低的方式来消除这些变差带来的负面影响，最终实现客户的需求。二、工业的进步总是不能够完全满足客户的要求。 人类的需求虽然看起来很简单，但是通过产品来进行实现却还有很长的一段路要走。苹果手机为什么能异军突起?因为乔帮主提前定义了未来的需求。马斯克也说过，我们要用第一性原理思维，什么是第一性原理思维?第一性原理思维是一种“追本溯源”的思考方式，万事都要寻找到根本性问题，也可以叫本质思考法。质量方面，第一性原理思维是顾客只购买更好的产品和服务。(戴明，质量管理的14项原则)以此为中心来考虑问题，才能拨云见日，看到事情的本来面目。比如说丰田精益生产方式对于传统流水线的思考与改进，正体现了这一点。我们平常所做的工作，公司需要达到的目标，都是在为了不断的满足日益增长的顾客要求而努力。时代需要质量管理，也更需要更多的具有专业知识的质量管理人员。不管是过去还是未来，让我们终身学习，做好质量管理!

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