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“互联网+”制造过程的大数据质量管控系统
    来源: 中策橡胶集团有限公司         发布时间: 2016-12-14
   

一、前言

中策橡胶集团有限公司是目前中国最大的轮胎生产企业,在中国企业500强中荣列第320位,中国制造业名列第163位,在世界轮胎企业排名中位列第10名。公司拥有25000余名员工和上千名工程技术人员。公司采用国际先进的生产技术及国际顶尖轮胎制造、检测设备。目前已形成年产4600万套一千多个品种规格汽车轮胎的生产能力,其中包括全钢子午线轮胎、轿车子午线轮胎、斜交轮胎、自行车胎、电动车胎、摩托车胎和橡胶履带。

二、成果实施背景

(一)、贯彻国家轮胎产业政策、全面提高轮胎产品质量。

根据工信部20101014日发布的《轮胎产业政策》,十二五期间要力促轮胎产业转方式、调结构,提高整个行业综合竞争力,鼓励发展节能环保的高性能子午胎、巨型工程子午胎以及宽断面、扁平化乘用子午胎和无内胎载重子午胎。《轮胎产业政策》首次提出要建立轮胎召回制度,并鼓励轮胎生产企业大力推进信息化与工业化融合。轮胎召回制度的建立,企业产品质量要求又提升至一个新高度,这也是对企业制造过程的稳定性、可追溯性及产品制造过程中防错性等提出要求。

(二)  、传统质量管理手段存在诸多问题。

在传统的制造生产过程中受装备、人员和检测条件等影响,传统的质量管理手段已无法满足新的要求,包括整个生产过程因连续生产速度较快,人无法跟上设备生产速度只能采用抽样检测的方式对制品进行检测;轮胎部件在测量过程中存在人为变差并无法消除;所有过程记录采用纸质形式保存,纸质报表占用空间大,纸张容易变质使字迹不清、追溯查找难度大;人员流动大培训周期长;数据收集量小、采集时间长,无法准确有效运用质量管理工具;制造过程中产品质量信息反馈不及时等质量管理问题。

三、成果实施内涵和主要做法

公司为解决传统质量管理过程存在的问题,基于“互联网+”和大数据思维,联合厂家研发了具有自主知识产权的轮胎生产过程中各制品在线检测设备和智能化质量管理系统。实现机器代替人员检测、建立报警系统、数据自动分析保存追溯以及手机移动端查询等功能。具体做法如下:

(一)、设备选型及模块规划

1.公司结合现场条件、技术手段和制品管控要求,对检测设备比对评估和选型。选取胎面、四辊压延、裁断和内衬层为在线检测项目,其中胎面、四辊压延和内衬层采用点激光扫描仪取代游标卡尺和卷尺,裁断线利用高速视觉相机取代卷尺。一共安装57个在线检测装置,检测数据点326.4万个/天。并设立一个专门服务器和液晶显示屏,供数据采集、存储和展示。

2.通过质量管理系统,建立现场数据时显示模型、近期或一个月各项数据完成情况曲线模型、检测设备运行及显示模型、数据报警模型、角色登录模型、原始数据查询模型、成本统计模型、报表查询、手机移动端查询等功能。生产线过程设备参数、生产速度和温控等通过联网管控,实现了质量的全面管理。

(二)、物理层建设

因在线式检测产生的数据量大,依靠以往的总线通讯方式,已经无法实现数据的及时、稳定传输,为了保证数据的高可靠性采集,公司采用了工业以太网对所有设备进行联网通讯,从将车间的百兆网络接入千兆网的主干网络,大大提高了数据可靠、稳定的采集能力。同时,在公司的数据中心机房,建设了该系统的数据仓库,经过数据整合处理后与前端系统连接,保障在前端展示的数据的准确性和精确度。

(三)、数据展示及查询

1、质量管控系统主画面显示

主画面显示与现场数据连接,每10分钟数据自动更新一次。电脑屏幕和电视机屏幕上直接显示公司整体情况、各分区域、各条压出线和各机台的实时数据。通过手动点击播放可随时查询公司整体数据变化、区域数据对比和各机台数据完成情况等,实现了自动播放和手动点击播放两种方式的无间断切换。

2现场操作机台显示

根据各制品之间检测项目的差异性,建立单机台的实时显示。显示内容包括生产规格及标准、各检测项目日和月合格率、检测的时时数据、各班组合格率及差异、裁断错角、裁断宽度、制品厚度、制品轮廓形状、制品重量、制品长度和实际数据与标准数据的差异等。员工可实时看出目前的主要问题点、自己班组合格率处于什么水平、与其它班组存在的差异量等,便于员工及时调整。充分调动了员工的工作积极性,大幅度提高员工现场问题反馈的及时性,使班组间处于良性竞争。

3、控制中心机台显示

31根据质量管理需求,机台界面显示当日机台检测总数、整体和分班组合格率、周和月合格率变化趋势等。数据每10分钟更新一次。

3.2利用在线检测和质量管控系统自动计算所需的过程数据CpCpk值并绘制 -R(均值极差图)等,避免数据采集不及时、人员采集耗时长和测量数据不准确等问题。

(四)、质量预警系统

中国质量管理正由结果控制转向过程控制,当前各种新的管理模式要求不仅要对最终结果进行控制,更应该把控制重点放在过程之中。我们可以通过过程进行评估现场质量状况;确定过程的统计控制界限,判断过程是否失控和过程是否有能力。同时通过过程早期报警系统,及时监控过程的情况以防止废品的发生。因此过程预警系统建立显得尤为重要。

1、单机台预警:单机台在线检测数据采用红色和绿色来区分检测实际数据与标准值的差异。在检测过程中系统自动利用实际数据与标准公差进行时时比对判断,绿色表示允许公差范围内,红色为超出公差范围。让操作人员对结果一目了然,便于反馈处理。

2、现场操作预警及处理:根据生产现场生产线的情况和人员配置情况,建立报警停台和不合格喷码标记剔除系统。①报警停台:对于生产过程可停台处理的生产线设备,在系统后台设立停台参数,当在线检测设备检测到制品达到停台要求时,系统进行标记同时生产设备停止工作。待操作人员对不合格制品剔除后,按复位按钮,方可继续生产。不合格喷码标记剔除系统:根据压出制品类型和质量控制的过程要点,将标准公差、质量控制系统和喷码系统三者信号连接,当检测到不合格时喷码装置将在不合格制品上喷上不合格字样,同时伴有红灯闪烁信息。同时采用不合格分流程序,对不合格制品分流处理,避免流到下工序。

3、指标预警:以公司经营计划为核心,以分级管理为理念,对各项指标逐级分解。制订落实各车间各机台指标,并设置各机台指标报警线,通过每天的在线检测数据合格率,自动判定是否报警。当达到报警线时,页面会出现报警提示指示灯。同时会在移动端给相关特定人员信息提醒。从而达到快速响应,及时安排人员处理。

(五)、数据保存及追溯

    所有在线检测的制品数据和生产机台参数数据,通过网络传输至公司专门服务器,按照年份月份机台分门别类的统一永久保存。能快速准确查找每一批每一筒物料的物料生产时的检验数据,每一条胎面制品的检测数据及轮廓图形及生产时设备参数情况,实现对生产过程的质量跟踪。

(六)、数据查询及展示

根据现场和分厂需求情况,建立各机台日、周和月的报表。根据实际需求,可任意选择查询时间、查询规格、查询班组、合格率区间、Cpk区间和Cp值区间等条件选择。报表可满足EXCELPDFWord等格式导出。可按规格合格率、Cpk值等升序降序排列。

(七)、校验系统标准化

为确保在线检测设备的检测精度和检测数据的准确性,提高产品的合格率。设立检测设备维护专职人员,经过专业校验、操作和维护培训。建立校验、检修和维护流程。

(八)、质量提升小组标准化

现场在线检测的运用,为质量管理提供大量数据,使过程制品从抽检变成全检,数据的统计更及时、更有效,问题主次更突出。效应速度更快。为进一步提升产品质量,结合在线检测数据,成立专门的质量提升小组,每天对所有数据进行分析,寻找异常点。查找主因,采取措施。不断完善各类各条压出线标准化操作指导书,对设备提出整改意见。建立整改流程和考核制度,提升产品质量。

(九)、手机端信息查询运用

随着信息时代的发展,以往的信息传递查询形式已不能满足现在的需求。信息快速传递、随时随地的查询即时数据和数据发展趋势等功能要求也凸显重要。目前手机的智能化给移动端数据对接奠定了基础,手机移动端与现场数据对接也容易实现。公司通过手机办公软件实现与现场质量管控数据对接,实行权限分级管理,实现数据时时共享、时时查询。

四、经济效益和社会效益

1、经济效益

质量管控系统的运用,为KPI指标管理、产品技改立项提供数据分析支持,现场得到改善。现场工艺执行率提升0.46%,降低废品0.02%;市场三包胎退回率从1.67%下降到0.76%;轮胎重量合格率从89.63%提升到99.71%;共实现年经济效益3767.11万左右。

2社会效益

质量管控中心实施,是工业化与信息化两化深度融合。它改变了以往的检查模式,制品从原来的抽检变为全检,大大减低了制品风险,彻底杜绝了不合格制品流出。生产的轮胎在市场上得到了客户一致好评,产品质量和产品品牌得到提升,产量规模不增加。2016年比2015年市场占有率提升6%左右。朝阳橡胶有限公司生产能力和生产规模连续几年在全国单产排名第一,在全球单产排名第三。

(主要内容略)

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