鋼鐵企業(yè)的質(zhì)量管理方式躍進(jìn)

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中國鋼鐵行業(yè)近年來正面臨著內(nèi)外環(huán)境的巨大變化，用戶對產(chǎn)品質(zhì)量的要求越來越高，尤其是汽車工業(yè)、高端家電等行業(yè)對鋼材產(chǎn)品的質(zhì)量要求日趨嚴(yán)格，產(chǎn)品的個(gè)性化需求越來越多，同時(shí)國內(nèi)鋼鐵企業(yè)面臨的行業(yè)競爭也日漸加劇。各鋼鐵企業(yè)都高度重視質(zhì)量管理工作。但傳統(tǒng)的質(zhì)量管理方式已經(jīng)難以滿足當(dāng)前用戶對產(chǎn)品質(zhì)量的要求，而充分利用大數(shù)據(jù)提高質(zhì)量管理的效率，從而提升企業(yè)的產(chǎn)品競爭力，已被越來越多的鋼鐵企業(yè)管理者所認(rèn)同。

一、目前鋼鐵企業(yè)質(zhì)量管理普遍存在的問題

國內(nèi)大部分鋼鐵企業(yè)的信息化系統(tǒng)都是分階段、分產(chǎn)線和不同區(qū)域分步實(shí)施上線的，其功能不夠系統(tǒng)和完善?？蛻舻膫€(gè)性化需求無法全部在質(zhì)量設(shè)計(jì)中體現(xiàn)；生產(chǎn)質(zhì)量實(shí)績數(shù)據(jù)散落于不同的信息系統(tǒng)內(nèi)，上下工序間的質(zhì)量信息不能實(shí)現(xiàn)貫通和共享，對產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)過程的信息和質(zhì)量信息跟蹤追溯困難；對產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)的過程質(zhì)量控制缺乏有效的監(jiān)控，無法進(jìn)行跨工序的跟蹤、傳遞、追溯和改進(jìn)驗(yàn)證，過程發(fā)生異常時(shí)信息無法及時(shí)獲取和采取應(yīng)對措施；不能完全實(shí)現(xiàn)過程參數(shù)判鋼，判定效率低下，代表性不強(qiáng)，準(zhǔn)確度不高；研發(fā)和工藝技術(shù)人員無法完整、快速獲取全工序的過程數(shù)據(jù)，系統(tǒng)不能為質(zhì)量設(shè)計(jì)和分析改進(jìn)提供支持，導(dǎo)致質(zhì)量設(shè)計(jì)和改進(jìn)的效率低、效果不理想等諸多問題。鋼鐵企業(yè)要實(shí)現(xiàn)與市場、用戶的無縫銜接，提升企業(yè)的競爭力，就要對質(zhì)量管理工作進(jìn)行創(chuàng)新，提高企業(yè)在“質(zhì)量設(shè)計(jì)、質(zhì)量判定、質(zhì)量改進(jìn)”等質(zhì)量管理方面的工作效率和效果，滿足客戶個(gè)性化需求；有必要將散落在各產(chǎn)線、各系統(tǒng)中的生產(chǎn)質(zhì)量數(shù)據(jù)采集并整合在一個(gè)大數(shù)據(jù)平臺上，在此平臺上構(gòu)建一個(gè)集“客戶需求識別→基于個(gè)性化需求的質(zhì)量設(shè)計(jì)→過程質(zhì)量監(jiān)控→包含過程參數(shù)的質(zhì)量判定→全工序質(zhì)量分析與改進(jìn)”為一體的質(zhì)量管理信息化系統(tǒng)，以支撐生產(chǎn)的全流程質(zhì)量管控及多業(yè)務(wù)協(xié)同。

二、建立企業(yè)級的大數(shù)據(jù)管理應(yīng)用平臺

建立企業(yè)級的大數(shù)據(jù)管理應(yīng)用平臺，即工廠數(shù)據(jù)庫。根據(jù)質(zhì)量管理業(yè)務(wù)的要求，建立質(zhì)量數(shù)據(jù)采集規(guī)則，將產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)過程的全部數(shù)據(jù)，包括原輔材料采購、煉鋼、連鑄、熱軋、冷軋、產(chǎn)品出廠以及銷售、用戶使用等的產(chǎn)品全生命周期內(nèi)的所有質(zhì)量信息采集到大數(shù)據(jù)管理應(yīng)用平臺上，對質(zhì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行集中統(tǒng)一管理。1.數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)采集可分為過程實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和產(chǎn)品質(zhì)量數(shù)據(jù)采集。按設(shè)定的采集要求，主要對包括企業(yè)信息化系統(tǒng)和現(xiàn)場檢測儀表的數(shù)據(jù)進(jìn)行自動采集。對不能自動采集的一些常見事件、狀態(tài)等，在各數(shù)據(jù)采集服務(wù)設(shè)置相應(yīng)的手工數(shù)據(jù)輸入頁面，由操作人員根據(jù)實(shí)際情況錄入相應(yīng)的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)歸集是對已收集到的生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)和跟蹤數(shù)據(jù)以確定的格式進(jìn)行整理歸集。煉鋼和連鑄以生產(chǎn)爐次號為采集主對象，以鑄坯號為歸集目標(biāo)，記錄生產(chǎn)爐次所對應(yīng)的生產(chǎn)線上實(shí)時(shí)生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)。熱軋按批（卷）號和長度為跟蹤單元進(jìn)行精確地生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)歸集。冷軋覆蓋酸洗、熱鍍鋅以及彩涂等生產(chǎn)線，其數(shù)據(jù)歸集以準(zhǔn)確物料跟蹤為基礎(chǔ)，以鋼卷號和帶鋼長度為跟蹤單元，記錄生產(chǎn)線上帶鋼所對應(yīng)的測量點(diǎn)位置的實(shí)時(shí)生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)，將生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)與鋼卷號、帶鋼長度進(jìn)行匹配。2.數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理是根據(jù)工藝特性和分析需求所定制的規(guī)則，使數(shù)據(jù)成為有效的信息。建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，并按存儲模型的要求進(jìn)行存儲。大數(shù)據(jù)管理應(yīng)用平臺可以將過程參數(shù)匹配到板坯或鋼卷的相應(yīng)位置上，以實(shí)現(xiàn)對各產(chǎn)線質(zhì)量數(shù)據(jù)的采集和匹配（即將時(shí)間軸轉(zhuǎn)換為位置軸）。

三、大數(shù)據(jù)下的質(zhì)量管理應(yīng)用與創(chuàng)新

通過構(gòu)建企業(yè)級的大數(shù)據(jù)管理應(yīng)用平臺，對產(chǎn)品實(shí)施過程質(zhì)量信息采集、質(zhì)量設(shè)計(jì)、質(zhì)量監(jiān)控、在線質(zhì)量判定、過程質(zhì)量追溯、質(zhì)量分析和改進(jìn)。實(shí)時(shí)監(jiān)控產(chǎn)品的質(zhì)量情況，以評價(jià)各產(chǎn)線質(zhì)量水平。在質(zhì)量管理信息化系統(tǒng)中建立相關(guān)產(chǎn)品和冶金規(guī)范庫，作為質(zhì)量判定和改進(jìn)的依據(jù)。通過質(zhì)量管理應(yīng)用軟件和分析工具解決質(zhì)量控制、工藝優(yōu)化和質(zhì)量分析改進(jìn)等問題。

1.基于大數(shù)據(jù)下的質(zhì)量設(shè)計(jì)

利用大數(shù)據(jù)管理應(yīng)用平臺建立集中統(tǒng)一的產(chǎn)品規(guī)范數(shù)據(jù)庫和冶金規(guī)范數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化。產(chǎn)品規(guī)范庫模塊是指對產(chǎn)品質(zhì)量設(shè)計(jì)規(guī)范數(shù)據(jù)庫及工藝設(shè)計(jì)規(guī)則的模塊化管理。產(chǎn)品和冶金規(guī)范庫的建立需要明確產(chǎn)品本質(zhì)屬性定義、產(chǎn)品的使用要求、用戶特殊需求等事項(xiàng)，對產(chǎn)品從煉鋼到最終成品進(jìn)行的工藝路徑設(shè)計(jì)、生產(chǎn)工藝目標(biāo)控制參數(shù)設(shè)計(jì)、產(chǎn)品質(zhì)量控制要求及性能取樣判定標(biāo)準(zhǔn)等產(chǎn)品過程控制的規(guī)范化管理。貫徹產(chǎn)品質(zhì)量是設(shè)計(jì)出來的理念，基于大數(shù)據(jù)管理應(yīng)用平臺中的歷史數(shù)據(jù)開展產(chǎn)品質(zhì)量設(shè)計(jì)，在成分設(shè)計(jì)、工序參數(shù)選擇、工藝路線確定等環(huán)節(jié)，通過歷史數(shù)據(jù)來確定最佳的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和過程設(shè)計(jì)。ERP系統(tǒng)完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)，質(zhì)量信息化管理系統(tǒng)完成過程設(shè)計(jì)和客戶特殊需求的補(bǔ)充設(shè)計(jì)。即與ERP下達(dá)的質(zhì)量設(shè)計(jì)結(jié)果在相互校驗(yàn)、補(bǔ)充完善后，形成完整的產(chǎn)品制造過程控制目標(biāo)、檢驗(yàn)與判定標(biāo)準(zhǔn)。質(zhì)量設(shè)計(jì)的結(jié)果可以自動按照規(guī)定格式形成質(zhì)量計(jì)劃、控制計(jì)劃等技術(shù)文檔。質(zhì)量管理信息化系統(tǒng)支持對質(zhì)量設(shè)計(jì)的規(guī)則基于歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證，即質(zhì)量設(shè)計(jì)完成后，用歷史數(shù)據(jù)對質(zhì)量設(shè)計(jì)的規(guī)則進(jìn)行驗(yàn)證，從而可以準(zhǔn)確地對未來產(chǎn)品的接單能力做出評估。

2.利用大數(shù)據(jù)對過程質(zhì)量實(shí)施監(jiān)控和評價(jià)

（1）基于實(shí)時(shí)的大數(shù)據(jù)平臺，依據(jù)冶金規(guī)范中的參數(shù)值，應(yīng)用SPC判異規(guī)則，對影響產(chǎn)品質(zhì)量的重要工藝參數(shù)實(shí)施在線監(jiān)控及預(yù)警。建立過程質(zhì)量預(yù)警系統(tǒng)，及時(shí)向現(xiàn)場操作及質(zhì)量管理崗位提供制造過程重要工藝參數(shù)變化及預(yù)警信息，對質(zhì)量異常事件自動進(jìn)行報(bào)警。（2）對關(guān)鍵工藝參數(shù)采用SPC規(guī)則進(jìn)行監(jiān)控，進(jìn)行關(guān)鍵工藝參數(shù)分析，通過維護(hù)判異準(zhǔn)則，自動生成控制圖，形成評價(jià)報(bào)告。（3）開發(fā)產(chǎn)線質(zhì)量評價(jià)模型，綜合過程參數(shù)、產(chǎn)品指標(biāo)參數(shù)、生產(chǎn)裝備情況，定期自動對產(chǎn)線進(jìn)行質(zhì)量控制能力指數(shù)評價(jià)，以利于產(chǎn)品質(zhì)量的持續(xù)改善。（4）針對一些無法直接測量的工藝質(zhì)量參數(shù)，采用軟件測量模型進(jìn)行預(yù)報(bào)后，并統(tǒng)一納入監(jiān)控參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控。（5）建立專家質(zhì)量診斷系統(tǒng)，在產(chǎn)線出現(xiàn)質(zhì)量問題時(shí)，利用大數(shù)據(jù)快速定位導(dǎo)致問題出現(xiàn)的工序及關(guān)鍵工藝參數(shù)，提出預(yù)診斷報(bào)告書。

3.應(yīng)用大數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)質(zhì)量自動判定

產(chǎn)品質(zhì)量的自動判定：包括鑄坯分級判定、過程產(chǎn)品判定和熱軋、冷軋、涂鍍等產(chǎn)品的出廠檢驗(yàn)判定。當(dāng)產(chǎn)品生產(chǎn)完成后，質(zhì)量管理信息化系統(tǒng)根據(jù)預(yù)先維護(hù)的質(zhì)量檢驗(yàn)判定規(guī)則對產(chǎn)品進(jìn)行自動質(zhì)量判定。判定使用的數(shù)據(jù)包括訂單信息、鋼種信息、產(chǎn)品的理化檢驗(yàn)結(jié)果、過程質(zhì)量參數(shù)、過程異常事件、產(chǎn)品外形尺寸、表面質(zhì)量數(shù)據(jù)等。（1）鑄坯質(zhì)量分級判定：依據(jù)板坯質(zhì)量判定規(guī)則，對煉鋼的轉(zhuǎn)爐、合金微調(diào)站、LF爐、RH、連鑄等各工序的工藝參數(shù)，以及鑄坯表面質(zhì)量的檢查結(jié)果，完成板坯質(zhì)量分級判定，最終的綜合質(zhì)量結(jié)果會匹配到每一塊板坯。（2）產(chǎn)品表面缺陷自動判定：鋼卷的表面質(zhì)量自動判定是基于表面檢測系統(tǒng)對表面缺陷的準(zhǔn)確識別和維護(hù)一套完善的表面缺陷檢判規(guī)則，最終實(shí)現(xiàn)對表檢儀檢測出的缺陷進(jìn)行自動判定。（3）出廠產(chǎn)品的質(zhì)量判定：依據(jù)產(chǎn)品質(zhì)量判定規(guī)則，對采集熱軋各產(chǎn)線表面質(zhì)量檢查儀的系統(tǒng)數(shù)據(jù)和圖片，并準(zhǔn)確識別各種缺陷，實(shí)現(xiàn)自動判定。根據(jù)冷軋各產(chǎn)線表面質(zhì)量檢查儀的系統(tǒng)數(shù)據(jù)和圖片，依據(jù)判定標(biāo)準(zhǔn)并結(jié)合客戶特殊需求，實(shí)現(xiàn)自動判定。

4.工序質(zhì)量追溯和表面缺陷跟蹤

基于大數(shù)據(jù)管理應(yīng)用平臺，實(shí)現(xiàn)了從煉鋼、連鑄、熱軋、冷軋、涂鍍等產(chǎn)品的全流程工藝質(zhì)量追溯和分析?？砂次锪稀⒂唵?、時(shí)間、鋼種等多種條件追溯，獲取多工序的過程參數(shù)、質(zhì)量參數(shù)，進(jìn)行工藝質(zhì)量數(shù)據(jù)追溯分析、工藝設(shè)定數(shù)據(jù)追溯、產(chǎn)品質(zhì)量數(shù)據(jù)追溯、同批次物料工藝參數(shù)對比追溯分析、跨工序工藝質(zhì)量參數(shù)追溯分析等，以找出制造過程工藝、質(zhì)量參數(shù)等差異，定位問題的原因。

5.大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上的質(zhì)量持續(xù)改進(jìn)

應(yīng)用大數(shù)據(jù)管理應(yīng)用平臺和統(tǒng)計(jì)分析工具，建立質(zhì)量管理、質(zhì)量設(shè)計(jì)、工藝優(yōu)化質(zhì)量數(shù)據(jù)分析平臺，為工藝技術(shù)人員持續(xù)改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量和新產(chǎn)品開發(fā)提供支持。通過大數(shù)據(jù)管理應(yīng)用平臺，實(shí)現(xiàn)了對客戶技術(shù)檔案的管理，包括客戶的基本信息、客戶的原材料采購信息、客戶的產(chǎn)品信息、客戶的質(zhì)量反饋及客戶的特殊需求等信息的管理。也可以基于客戶服務(wù)系統(tǒng)的質(zhì)量異議數(shù)據(jù)庫，對質(zhì)量異議進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，對發(fā)生質(zhì)量異議的產(chǎn)品進(jìn)行全流程的質(zhì)量追溯。建立了高效、便捷的數(shù)據(jù)分析工具及KPI報(bào)表生成工具，以便于對質(zhì)量狀況進(jìn)行分析?？梢园凑瞻?、日、周、月、年自動生成統(tǒng)計(jì)報(bào)表。大數(shù)據(jù)下的企業(yè)質(zhì)量管理創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)了質(zhì)量管理的精細(xì)化和高效化，大大提高了質(zhì)量管理的效率和水平。大數(shù)據(jù)管理平臺，采集從原輔材料進(jìn)廠到產(chǎn)品運(yùn)達(dá)用戶使用全過程的質(zhì)量數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了質(zhì)量數(shù)據(jù)的集中統(tǒng)一管理和高效利用；在大數(shù)據(jù)平臺上基于數(shù)據(jù)和分析進(jìn)行的質(zhì)量設(shè)計(jì)、質(zhì)量監(jiān)控、質(zhì)量判定和質(zhì)量分析改進(jìn)更加嚴(yán)謹(jǐn)精準(zhǔn)和及時(shí)規(guī)范，有利于滿足用戶提出的個(gè)性化需求，為從根本上實(shí)現(xiàn)品種結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型升級提供基礎(chǔ)保障。但也需要特別指出，實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)與鋼卷的精確匹配極為關(guān)鍵，匹配的準(zhǔn)確性將直接影響缺陷跟蹤的準(zhǔn)確性，最終影響質(zhì)量追溯、處置的準(zhǔn)確性和產(chǎn)品質(zhì)量分析改進(jìn)的效果。

作者:張文洋 單位:馬鞍山鋼鐵股份有限公司