钢铁制造业集成化生产质量管理方法研究

摘要

质量是钢铁企业在激烈的市场竞争中取得胜利的重要条件之一。随着先进制造模式的出现，质量管理正朝着集成化、信息化、智能化的方向发展。研究集成化生产质量管理的相关支持理论与方法越来越成为学术界和企业界的热点，建立适合钢铁制造业的集成化生产质量管理系统是钢铁企业生存和发展的迫切需求。本文针对钢铁制造业生产质量管理中存在的问题，在分析国内外质量管理理论研究及其在钢铁制造业应用现状的基础上，以东北特钢集团大连基地质量管理实践为背景，综合应用系统化、集成化和面向生产过程的管理思想，研究了钢铁制造业集成化生产质量管理(Integrated ProductionQuality Management for Steelmaking Industry，SIPQM)的框架体系和相关技术。 针对钢铁制造业MRPII/JIT集成生产组织模式的特点，提出了基于该生产组织模式的SIPQM体系结构，构建了该体系结构下面向ERP/MES/PCS的生产质量管理功能模型，提出了基于质量BOM的质量管理基础信息表达方法和SIPQM系统研究的关键技术。 运用保质设计的思想，在分析钢铁制造业的产品特征、设备能力和工艺流程特点的基础上，针对客户需求的不断多样化和个性化的现状，建立了SIPQM框架下的增量式工艺质量保质设计模型，在客户常规需求分阶段、模板化的质量设计的基础上，提出了基于QFD与知识推理相结合的客户个性化需求增量式保质设计方法。 针对钢铁制造业批量生产的特点，建立了批量生产计划与质量设计集成的过程网络模型，提出了钢铁产品批量生产计划与质量设计的优化方法，建立了基于多约束聚类的批量生产计划与质量设计的优化模型，通过多约束微粒群算法进行了求解。 研究了钢铁制造业质量预测技术，提出了基于支持向量回归分析和微粒群优化相结合的质量预测方法。基于面向钢铁生产过程的质量预测主题数据集市，以质量综合指标—产品成材率为预测对象，建立了基于支持向量回归分析的成材率关系模型，采用微粒群优化算法进行了模型的训练和参数的优化，实现了基于质量设计方案的产品成材率的预测。 最后，将研究成果与信息技术相结合，在分析案例企业质量管理需求的基础上，提出了SIPQM系统的信息化体系结构，并建立了相应的功能模型、信息模型，给出了面向对象的用例分析、流程分析及组件设计方法。将SIPQM系统作为企业信息化建设中生产管理系统的子系统在案例企业成功应用，取得了良好的效果。

目录

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声明

1 绪论

1.1 课题背景

1.1.1 质量管理标准化现状

1.1.2钢铁制造业质量管理信息化国内外应用现状

1.1.3新形势下钢铁制造业质量管理的任务

1.2生产质量管理相关基础理论

1.2.1 质量管理理论及其发展

1.2.2过程、过程网络与过程方法

1.2.3集成化和智能化的质量管理

1.3 生产质量管理相关研究现状

1.3.1 集成化质量系统框架的研究

1.3.2 工艺质量设计方法的研究

1.3.3 集成组批质量设计方面的研究

1.3.4过程质量控制理论和预测方法的研究

1.4课题的提出及研究意义

1.4.1 课题来源

1.4.2课题的研究内容及论文结构

1.4.3课题研究意义

2钢铁制造业生产质量管理体系结构研究

2.1 引言

2.2钢铁制造业的生产特点与组织结构特点

2.2.1 钢铁制造业的生产特点

2.2.2钢铁制造业的组织结构特点

2.3钢铁制造业MRPII/JIT集成的生产组织模式

2.4钢铁制造业生产质量管理体系结构及其关键技术

2.4.1 钢铁制造业质量管理流程模型及其特点

2.4.2 MRPII/JIT集成生产组织模式的SIPQM体系结构

2.4.3 SIPQM体系面向ERP/MES/PCS的生产质量管理功能模型

2.4.4 SIPQM体系结构下基于质量BOM的质量基础信息表达方法

2.4.5 SIPQM体系中的几个关键技术

2.5本章小结

3钢铁制造业工艺质量保质设计技术研究

3.1 引言

3.2 SIPQM体系结构下的工艺质量保质设计模型

3.2.1 钢铁产品工艺质量保质设计的特点

3.2.2钢铁产品工艺质量保质设计的一般模型

3.2.3钢铁产品增量式工艺质量保质设计模型

3.3钢铁产品增量式保质工艺质量设计方法

3.3.1常规需求分阶段模块化工艺质量设计

3.3.2钢铁产品个性化需求增量式工艺质量保质设计

3.3.3钢铁产品多方案质量屋及其瀑布式分解

3.4实例分析

3.5 本章小结

4钢铁制造业批量生产计划与组批质量设计集成的研究

4.1 引言

4.2钢铁制造业批量生产计划与质量设计的集成模式

4.2.1钢铁制造业批量生产计划特点

4.2.2钢铁产品的质量设计特点

4.2.3钢铁制造业批量生产计划与组批质量设计集成的过程网络模型

4.3钢铁制造业批量生产计划与组批质量设计的优化

4.3.1 组批质量设计原理及其过程

4.3.2基于多约束聚类的批量生产计划与组批质量设计集成优化模型

4.3.3批量生产计划与组批质量设计集成的微粒群优化算法

4.4应用实例

4.5 本章小结

5钢铁制造业质量预测模型和方法研究

5.1 引言

5.2钢铁制造业质量预测模型及其方法研究

5.2.1钢铁生产过程质量控制的特点

5.2.2钢铁制造业现有过程质量控制方法

5.3 钢铁制造业面向生产过程的质量预测方法

5.3.1面向质量预测主题的数据集市

5.3.2质量预测对象及工艺参数模型

5.3.3基于支持向量机与PSO算法的质量预测方法

5.4应用实例

5.5本章小结

6 SIPQM系统的实现及其应用

6.1 引言

6.2案例企业质量管理概况

6.2.1 相关组织机构及职能

6.2.2案例企业质量管理业务流程及信息系统需求分析

6.3系统设计

6.3.1系统的功能设计

6.3.2系统的信息模型

6.3.3系统的流程设计

6.4 SIPQM系统软件架构与实现

6.4.1系统的软件架构设计

6.4.2系统开发工具

6.5系统应用

6.5.1系统权限管理

6.5.2供应质量管理

6.5.3设计与计划过程质量管理

6.5.4过程质量预测管理

6.5.5质量检验管理

6.5.6质量判定管理

6.5.7质量异议管理

6.5.8质量统计管理

6.6系统实施成效

结论与展望

创新点摘要

参考文献

附录A缩略语

攻读博士学位期间参加的科研项目和发表学术论文

致谢

作者简介