一体化生产过程质量保证体系建立和实施

D0I:10.13374/j.issn1001-053x.1996.05.012 第18卷第5期 北京科技大学学报 Vo1.18 No.5 1996年10月 Journal of University of Science and Technology Beijing 0ct.1996 一体化生产过程质量保证体系建立和实施 雷立新朱为昌贺毓辛 北京科技大学压加系，北京100083 摘要从全面质量管理的观点出发，简述了现代化钢铁企业一体化生产过程质量管理系统的内 容、设计原则，相应的支持软件的开发思想和原理，并结合我国钢铁工业的实际情况说明了一体 化生产过程质量管理系统的实施策略及意义， 关键词质量管理，钢板轧制CIM/功能集成 中图分类号F273.2,TG335.55 目前，许多现代化钢铁企业都建立了计算机支持的比较完善的质量管理系统.但生产过 程及管理上的进一步连续化和综合化的趋势，使得现行系统在整个公司范围内纵向和横向 上功能集成的不足日益显示出来.有的生产厂的工艺工程师和质理工程师往往只能在本厂 范围内进行有效的、自主的质量控制和管理活动，但对相关生产（如上工序生产厂）异常的质 量信息和工艺控制信息却不能掌握或不能及时掌握并采取相应的调整手段.而在现代化生 产条件下，这些信息所包含的异常质量结果，会马上在相关工序（下工序）中反映出来进而影 响生产及最终的产品质量.诸如此类的问题已引起钢铁界的极大关注，本文正为此而进行探 索“)，提出了一体化生产过程质量管理体系。 1一体化生产过程质量管理 一体化生产过程质量管理的内容大致如下：满足用户合同要求并对产品质量提供保证 为目标；以整个生产过程的各类技术规程、工艺规程为依据，对用户合同从投料开始，直至 成品出厂进行并行的质量设计，由此形成技术文件作为整个生产过程中质量管理的依据；整 个生产过程的PDCA循环；最佳的经济效益和社会效益. 以CMS建立为着眼点，其设计原则为：1)面向管理；2)功能上的集成，综合 2基于微机的一体化生产过程质量管理系统支持软件的开发 一体化生产过程质量管理活动是一个由质量形成各阶段、各环节的许多技术活动和管理活动 构成的完整、严密、持续的系统活动.而这项系统活动又必须分解，归属到各个部门.由于各 企业组织结构不同、管理体制不同、产品及涉及的用户不同，使得质量管理系统无一成不变 1995-10-15收稿第一作者男30岁副教授博士 *国家“八五”攻关项日

第 卷 第 期 年 月 北 京 科 技 大 学 学 报 。 一体化生产过程质量保证体系建立和 实施 ’ 雷立 新 朱为 昌 贺毓辛 北 京科技 大 学压加系 北 京 摘要 从全 面 质量 管理 的观 点 出发 ， 简述 了 现代化 钢铁 企 业 一 体化生 产过程 质量 管理 系 统 的 内 容 、 设计原则 ， 相 应 的 支持软件 的开 发思想 和 原理 ， 并结合我 国钢 铁工 业 的 实 际情 况说 明 了 一 体 化生产过程质量管理 系 统 的 实施 策 略及意 义 关键词 质量管理 ， 钢板 轧制 功 能集成 中图分类号 ， 目前 ， 许多 现代化 钢 铁企 业都建立 了计算机 支 持 的 比较完 善 的质量 管理 系 统 但 生 产过 程 及 管理 上 的进 一 步 连 续 化 和 综合 化 的趋 势 ， 使得 现 行 系 统在 整 个公 司 范 围 内纵 向和 横 向 上 功 能集 成 的不 足 日益 显 示 出来 有 的生 产 厂 的工 艺 工 程 师和 质理 工 程 师往 往 只 能 在 本 厂 范 围 内进 行有 效 的 、 自主 的质量 控 制 和 管 理 活 动 ， 但 对相 关生 产 如 上 工 序生 产 厂 异 常 的质 量 信 息 和 工 艺 控 制 信 息 却 不 能 掌 握 或 不 能 及 时掌 握 并 采 取 相 应 的调 整 手 段 而 在 现 代 化 生 产条件 下 ， 这 些 信息 所 包 含 的异 常质 量 结果 ， 会 马上 在 相 关工序 下 工序 中反 映 出来 进 而 影 响生 产 及 最 终 的产 品 质 量 诸 如 此 类 的 问题 已 引起 钢铁 界 的极 大 关 注 本 文 正 为此 而 进 行 探 索〔’ 一 ’ ， 提 出 了 一体化 生 产过 程 质量 管理 体 系 一体化 生产过程质量管理 一 体 化 生 产 过 程 质 量 管理 的 内容 大 致 如 下 满 足 用 户 合 同要 求 并 对产 品 质 量 提 供 保 证 为 目标 以 整 个 生 产 过 程 的各 类 技 术 规程 、 工 艺规 程 为依 据 ， 对 用 户 合 同从投 料 开 始 ， 直 至 成 品 出厂 进行 并 行 的质 量 设 计 ， 由此 形 成 技 术 文 件作 为整 个 生 产过程 中质 量 管理 的依 据 整 个生 产 过 程 的 循 环 最 佳 的 经济 效 益 和 社 会效 益 以 建 立 为 着 眼点 其 设计 原则 为 面 向管理 功 能 上 的集 成 ， 综合 基于微机的一体化 生产过程质量管理 系统支持软件 的开发 一体化 生 产过 程 质 量 管理 活 动是 一 个 由质 量 形 成 各 阶段 、 各 环 节 的许 多 技 术 活 动 和 管理 活 动 构成 的完 整 、 严 密 、 持 续 的 系 统 活 动 而 这 项 系 统活 动 又 必 须 分解 ， 归 属 到 各个部 门 由于 各 企 业组 织 结 构 不 同 、 管 理 体 制 不 同 、 产 品 及 涉 及 的用 户 不 同 ， 使 得 质 量 管 理 系 统 无 一 成 不 变 一 一 收稿 第 一 作 者 男 岁 副 教 授 博 士 国 家 “ 八 五 ” 攻 关 项 目 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．1996．05．012

Vol.18 No.5 雷立新等：一体化生产过程质量保证体系建立和实施 ·451· 的模式. 考虑以上特点，我们研究并开发了针对热轧板、冷轧板及镀锌板生产的一体化生产过程质 量管理系统的支持软件，整个工作力求反映当今冶金生产的共性.软件的开发是在以下基础 上进行的： ·深刻分析了冶金企业的整个生产过程，把握企业生产及管理的共性 ·参照了现行一些企业质量管理和保证体系的开发经验、运行模式. ·分析了现行一些质量管理和保证体系在生产实践中反映出的不足，并采取了相应的改 进措施， ·吸收了CM研究中的、以及我们自已的新成果 3软件开发说明 (1)规程体系管理的建立 工艺规程、技术规程是生产管理、工序控制的依据.系统科学、计算机技术、数据库技 术的发展为规程体系的科学管理提供了强有力的工具. 将工艺规程，技术规程的各项内容分解成定量的、可控的、充分反映金属学、轧钢技术、设 备控制内涵的一系列技术数据.这些工作是在人一机交互式条件下完成的 (2)合同输入系统的建立 销售部门传来的合同反映了用户的基本要求和验收标准.这些信息需形成完整的，科学 的合同文件以便于计划部门、生产部门、销售部门管理 (3)合同的质量计划 合同的质量计划，实质上就是用户的质量要求转换为一系列治金生产过程可操作的工 艺参数和管理日标.从销售部门接受的合同经合同输人系统登录后建立用户合同数据库，然 后调用规程体系管理系统，明确完成合同所需经过的生产途径，各工序工艺参数的控制范围 (特别是关键工序)，材料的平衡等等.同时还要有根据系统反馈的信息作出调整和变更的功 能 表1质量计划内容说明 项目 内 容 一般数据处理 合同代码，钢种、化学成分，机械性能、特殊要求的查询和设计 内控标准设计 满足用户质量要求的质量保证指标的内控标准设计，如浇注类型，终 轧温度、卷取温度、取样标准等 生产标准设计 从炼钢到最终工序整个生产过程工艺参数的形成，材料平衡数据形成 质量管理文件形战 对上述结果进一步优化，形成完整的合同文件，作为生产管理、质量管 理的依据 (4)质量的跟踪和判定 投人生产的合同，通过质量信息传递和反馈系统收集各工序的质量信息，判定质量状 况，并将这些信息实的地反馈给后续工序，以便对影响质量的活动进行恰当而连续的控制 对生产过程中质量异常的处理： ·变更工艺条件.它使前工序生产的缺陷在后续工序中得以改善而不致于恶化

雷立新等 一体化生 产过 程 质量保证体系建立和 实施 · · 的模 式 考 虑 以 上 特 点 ， 我们 研究 并 开 发 了针 对热轧板 、 冷 轧板及 镀 锌板 生 产 的一 体化 生 产过程 质 量 管 理 系 统 的支 持 软件 ， 整 个工 作 力 求 反 映 当今 冶金 生产 的共性 软件 的 开发是 在 以 下 基 础 上 进行 的 · 深刻分析 了 冶 金 企 业 的整 个 生 产过 程 ， 把握 企 业生 产及 管理 的共 性 · 参照 了 现行 一些 企 业质 量 管理 和 保 证 体系 的 开 发 经验 、 运行模 式 · 分 析 了现 行 一些 质量 管理 和 保证体系在 生 产 实践 中反 映 出 的不 足 ， 并 采 取 了相 应 的改 进措施 · 吸 收 了 研究 中的 、 以 及 我们 自已 的新 成果 软件开发说明 规程 体 系管理 的建 立 工 艺规程 、 技 术规程 是 生 产管理 、 工序 控 制 的依 据 系 统科 学 、 计算 机 技 术 、 数 据库 技 术 的发展 为规程体系 的科 学 管理 提供 了强 有 力 的工具 将工 艺规程 、 技 术规程 的各 项 内容 分 解 成 定 量 的 、 可 控 的 、 充分反 映金 属 学 、 轧钢技 术 、 设 备控制 内涵 的一 系列 技术 数据 这些 工 作是 在 人一机交 互 式 条件下 完 成 的 合 同输人 系 统 的建 立 销 售部 门传来 的合 同反 映 了用 户 的基 本 要 求 和 验 收标 准 这 些 信 息 需 形 成 完 整 的 、 科 学 的合 同文件 以便 于 计划部 门 、 生 产部 门 、 销 售部 门管理 合 同的质量 计划 合 同的质 量 计 划 ， 实 质 上 就 是 用 户 的 质 量 要 求 转 换 为 一 系 列 冶 金 生 产 过 程 可 操 作 的工 艺参数 和 管理 目标 从销 售 部 门接 受 的合 同经合 同输人 系 统登 录 后建 立 用 户合 同数据库 ， 然 后 调 用 规程 体 系 管理 系 统 ， 明确完 成 合 同所 需 经 过 的生 产途 径 、 各 工 序 工 艺参数 的控 制 范 围 特 别是 关键工 序 、 材 料 的平衡 等 等 同 时还要 有 根 据 系 统反 馈 的信 息 作 出调 整 和 变 更 的 功 育旨 表 质量计划 内容说明 项 目 内 容 一般数据处理 合 同代码 、 钢种 、 化学成分 、 机械性 能 特殊要 求 的查 询和 设计 内控标准设计 满 足 用 户质量要 求 的质量 保证指标 的 内控标准 设计 ， 如浇 注类型 、 终 轧温度 、 卷取温度 、 取样标 准等 生 产标 准 设计 从炼钢 到最 终工 序整个 生产 过 程 工 艺参数 的形成 ， 材料 平衡数据形成 质量 管理 文件形 成 对 卜述 结果 进 一步优化 ， 形 成完整 的合 同文件 ， 作 为生 产管理 、 质量管 理 的依据 质量 的跟 踪 和 判 定 投 人 生 产 的 合 同 通 过 质 量 信 息 传 递 和 反 馈 系 统 收 集 各 工 序 的质 量 信 息 ， 判 定 质 量 状 况 ， 并 将这 些信 息实 的地 反 馈 给后 续 工 序 ， 以 便 对影 响质量 的活 动进行恰 当而 连续 的控 制 对生产 过程 中质量 异 常 的处理 · 变 更 工 艺条件 它使 前 工序 生 产 的缺 陷在 后 续 工 序 中得 以 改 善而 不 致 于 恶 化

·452· 北京科技大学学报 1996年No.5 ·修改配给合同.若质量异常产品不能与原合同匹配，须重新分配给质量要求较低或与 之符合的合同. (5)质量检验及质量保证书形成 用相应的检验规程对最终产品实行检验，若其表面质量、化学成分、力学性能等一系列 质量指标均满足用户要求及内控质量保证标准即签发质量保证书；若某些质量项目不能满 足，则该产品不能配给原来的用户合同而必须转配给要求次一级的合同. (6)合同的修改和查询 ·根据生产情况和某些特殊用户的追加合同，可对设计好的合同做出修改. ·对合同所处状态实时了解. 4软件有关说明 (1)对于上节中的(4)，(5)，我们只从结构上予以考虑，因而对其功能只做原则性说明. (②)以整个热轧板、冷轧板及镀锌板的生产为对象，功能集成表现为纵向上的功能集成和 横向上的功能集成.分别见图1、图2. 由图1可看出，纵向上1的集成使得对于某一合同，管理级通过计算机进行查询操作可 公司 公司 技术部生产部…销售部 技术部生产部计划部销售部 「合同编号 [合同编号】 炼钢 热轧 冷轧 发货 ·精炼方式 ·终轧温度 ·变形量·交费日期 ·卷取温度 ·退火方式·产出日期 热 轧 ·浇铸方式 货 ·成分范围 ·切边要求 ·凸度要求·运输方式 控 制 控 制 控 制 管理 ·凸度要求 ·平整量·提货方式 ·精整路线 ·弯辊力·结算方式 中华 ·表面要求 0+量0由卡 ·精整路线 图2一体化生产过程质量管理系统 横向上的集成 图1一体化生产过程质量管理系统纵向上的集成 迅速了解到各生产厂应控制的各项工艺参数.由图2看出，横向上的集成使横向上联系的各 生产厂的工艺工程师和质量工程师，彼此掌握各自及其相关厂应控制的工艺参数和实际控 制的结果，以便适时做出调整，将不确定性因素对生产系统造成的扰动程度尽可能减小，并 使整个生产线具有较大的柔性 5一体化生产过程质量管理系统的实施 各企业在推行全面质量管理的同时已建立了比较完整的质量管理系统.一体化生产过 程质量管理系统的实施是在此基础上进行的.各企业基础不同，实施方法也不同

· 北 京 科 技 大 学 学 报 年 · 修 改 配 给合 同 若质量 异 常产 品不 能 与原合 同匹 配 ， 须 重新分 配 给质量 要 求 较低 或 与 之 符合 的合 同 质量 检 验 及 质量 保 证 书形 成 用 相 应 的检 验规程 对最 终 产 品 实行 检 验 ， 若其 表面 质量 、 化 学 成 分 、 力 学 性 能 等 一 系 列 质 量 指 标 均 满 足 用 户 要 求 及 内控 质 量 保证 标 准 即签 发 质 量 保 证 书 若某 些 质 量 项 目不 能 满 足 ， 则 该产 品不 能 配 给原来 的用 户 合 同而 必须 转 配给要 求 次一级 的合 同 合 同的修 改和查 询 · 根 据生 产情 况 和 某 些 特 殊 用 户 的追加 合 同 ， 可 对设计好 的合 同做 出修改 · 对合 同所处状 态实 时 了解 软件有关说明 对于 上 节 中的 ， ， 我们 只从结 构上 予 以 考 虑 ， 因 而 对其 功能 只 做 原则性说 明 以 整 个热 轧板 、 冷轧板 及 镀锌板 的生产 为对象 ， 功 能集成 表 现 为纵 向上 的功能集 成 和 横 向上 的功 能集 成 分别 见 图 、 图 由图 可 看 出 纵 向上 的集 成 使 得 对于 某 一合 同 管理 级 通 过计算 机 进行 查 询 操 作 可 公 司 技术部 生产部 计划 部卜 · · … 销售部 · · 成 精 浇 分 炼 铸 范 方 方 围 式 式 · · · 切 卷 终 取 边 轧 温 要 温 度 度 求 中 · 凸度要求 · 精整 路线 · 变形 量 · 退 火方式 · 凸度要求 · 平整量 · 弯辊力 · 表 面要 求 · 精 整路 线 · 交费 日期 · · 产 出 日期 运输方式 · · 提货方式 结算方式 炼 钢 热 轧 冷 ’ 轧 发 货 工 艺 工 艺 工 艺 管 理 控 制 控 制 控 制 图 一体化 生产过程质量管理 系统 横 向上 的集成 图 一体化 生产过程质最管理 系统纵向上的集成 迅 速 了 解 到 各 生 产 厂 应 控 制 的各 项 工 艺 参数 由图 看 出 ， 横 向上 的集 成 使 横 向上 联 系 的各 生 产 厂 的 工 艺 工 程 师 和 质 量 工 程 师 ， 彼 此 掌握 各 自及 其 相 关 厂 应 控 制 的工 艺参数 和 实 际控 制 的结 果 ， 以 便适 时做 出调 整 ， 将 不 确 定 性 因 素对生 产 系 统造 成 的扰 动程 度 尽 可 能减 小 ， 并 使整 个 生 产线具有 较 大 的柔性 一体化 生产过程质量管理 系统的实施 各 企 业 在 推 行 全 面 质 量 管 理 的 同 时 已 建 立 了 比较 完 整 的质 量 管 理 系 统 一 体 化 生 产 过 程 质 量 管理 系 统 的实施 是 在 此基 础 上 进 行 的 各 企 业基 础 不 同 ， 实施 方 法 也 不 同

Vol.18 No.5 雷立新等：一体化生产过程质量保证体系建立和实施 ·453· 对于一些已经实现集成生产的现代企业，已有比较完善的计算机支持的质量管理和保 证系统，一体化生产过程质量管理系统是现行系统在功能上进一步集成.即纵向上使管理级 对合同完成实现更进一步的一体化管理；横向上形成炼钢一连铸一热轧一冷轧完整的质量 信息流供工艺工程师和质量工程师控制时使用. 目前大多数钢铁企业没有建立上述那样的计算机系统，因而很多应由计算机完成的工 作在这些企业必须由人来完成，如质量信息跟踪，判定.对于规程体系的科学管理、合同管 理、质量计划、合同修改和查询工作可通过我们开发的基于微机的一体化生产过程质量管理 支持软件来完成.它可以随身携带用来指挥现场生产或销售人员在定货现场即时给用户演 示产品在生产过程中的一系列质量保证指标. 参考文献 1 Park J K.Computerized Quality Control System in Pohang Works.in:Proceeding of International Conference on Computerized Production Control in Steel Plant.South Korea,1993.520-523 2 Seiro Hiwatashi.Computer System in the Japanese Steel Industry -Current Status and Future P Prospects.In:Proceeding of International Conference on Computerized Production Control in Steel Plant.South Korea,1993.19-38 3王洪水，谢为玉.计算机系统支持的宝钢热轧质量管理体系，钢铁，1993(3)：75~79 Establishment and Realization of Integrated Quality Control System for the Process of Production Lei Lixin Zhu Weichang He Yuxin Department of Metals Forming.USTB,Beijing 100083,PRC ABSTRACT The concept of integrated quality control system for the process of production in mordern iron and steel complex is put forward from the view of TQC, and its content are described.The integrated quality control system for the process of production is the application of CIM on the research field of quality control.The realiza- tion of integrated quality control system for the process of production based on micro- computer must be carry forward the structural optimization of Chinese iron and steel industry and improve steels quality. KEY WORDS quality control,steel plate rolling,CIM,functional integration

雷立新等 一体化生产过程质量保证体系建立和 实施 对于 一 些 已 经 实现集成 生 产 的现 代企 业 ， 已 有 比较 完善 的计算 机 支 持 的质 量 管理 和 保 证系 统 ， 一 体化 生 产 过 程 质 量 管 理 系 统是 现行 系 统在 功 能上 进 一 步集成 即纵 向上 使管理 级 对合 同完 成 实 现更 进 一 步 的 一体 化 管理 横 向上 形 成 炼 钢一连 铸一热轧一冷 轧 完 整 的质 量 信 息 流 供 工 艺 工程 师和 质 量 工程 师控 制 时使 用 目前 大 多 数 钢 铁企 业没 有 建 立 上 述 那 样 的计算 机 系 统 ， 因 而 很 多 应 由计 算 机 完 成 的 工 作 在 这 些 企 业 必 须 由人 来 完 成 ， 如 质量 信 息跟 踪 、 判 定 对 于 规程 体 系 的科 学 管理 、 合 同管 理 、 质量 计划 、 合 同修改 和 查 询 工 作 可 通 过 我 们 开 发 的基 于 微 机 的 一体化 生 产 过 程 质量 管理 支 持 软 件 来 完 成 它 可 以 随 身携 带 用 来 指 挥 现 场 生 产 或 销 售 人 员 在 定 货 现 场 即 时 给 用 户 演 示 产 品在 生 产过程 中的一 系列 质 量保证 指标 参 考 文 献 七 ， 一 一 ， 一 王 洪水 ， 谢为玉 计算机系 统支持 的宝 钢热轧质量 管理体系 钢 铁 ， 一 环 产胜 ， ， 刀七 ， ， ， ，