摘要：在質量強國、質量強軍的時代背景下，裝備質量數(shù)據(jù)資源是推動裝備質量工作向基于故障的持續(xù)改進、基于風險的問題預防和基于大數(shù)據(jù)的精準管理的重要基礎。本文從當前形勢出發(fā)，分析了裝備質量數(shù)據(jù)資源建設的現(xiàn)狀、面臨的問題，提出了裝備質量數(shù)據(jù)資源建設的工作思路，并闡述了實施要點、分享了實踐經驗，指出了后續(xù)持續(xù)推進裝備質量數(shù)據(jù)資源建設的工作方向。

關鍵字：質量；數(shù)據(jù)；流程；信息化

1 形勢

近年來，隨著網絡技術的不斷發(fā)展，信息技術與經濟社會的交匯融合引發(fā)了數(shù)據(jù)迅猛增長，數(shù)據(jù)已成為國家基礎性戰(zhàn)略資源。在全球范圍內，運用大數(shù)據(jù)推動經濟發(fā)展、完善社會治理、提升服務和監(jiān)管能力正成為趨勢。加快大數(shù)據(jù)部署，深化大數(shù)據(jù)應用，已成為穩(wěn)增長、促改革、調結構、惠民生和推動政府治理能力現(xiàn)代化的內在需要和必然選擇。目前，我國在大數(shù)據(jù)發(fā)展和應用方面已具備一定基礎，并已列入國家戰(zhàn)略，大數(shù)據(jù)產業(yè)正蓬勃發(fā)展。但是在裝備制造領域，明顯存在數(shù)據(jù)基礎薄弱、數(shù)據(jù)共享不足、數(shù)據(jù)利用率不高等問題。如何構建豐富的裝備質量數(shù)據(jù)資源，推動裝備質量工作向基于故障的持續(xù)改進、基于風險的問題預防和基于大數(shù)據(jù)的精準管理是目前急需解決的一項重要課題。

2 探索

2.1 現(xiàn)狀分析

裝備質量數(shù)據(jù)資源主要是指用于質量改進的故障數(shù)據(jù)、用于風險預防的過程數(shù)據(jù)以及用于質量評價的數(shù)據(jù)產品，來源于裝備生命周期過程，涵蓋產品的研制、批產到服役各個階段。作為裝備承制單位，在統(tǒng)籌規(guī)劃的基礎上，以產品研制生產過程的質量數(shù)據(jù)資源為突破口，逐步推進裝備質量數(shù)據(jù)資源建設工作。這些質量數(shù)據(jù)資源可以從兩個維度來看，一是從質量視角，即本文關注的質量數(shù)據(jù)資源；二是從產品視角，關注產品各組成部分的質量信息以及產品在不同階段的質量信息。然而，在實際科研生產過程中，要想從浩如煙海的數(shù)據(jù)中抓取想要的質量數(shù)據(jù)并非易事，主要存在以下幾方面的問題：

（1） 數(shù)據(jù)化程度不高

當前，很多裝備承制單位都大力開展了信息化建設工作，但在建設的過程中，一般是從梳理業(yè)務流程起步的，流程“主動”、數(shù)據(jù)“被動”，信息化系統(tǒng)建設完成后，雖然實現(xiàn)了無紙化，但是在提取想要的數(shù)據(jù)的時候，卻有些力不從心。舉一個筆者所在單位不合格品處理的例子，在第一次實現(xiàn)信息化流程處理的時候，問題現(xiàn)象、問題原因、處理意見全部以文本框的形式進行描述，在進行質量問題統(tǒng)計的時候，想要找到問題現(xiàn)象分類、原因分類、處理時長、責任單位、責任人、質量損失等信息，還得進行二次加工，費時費力，這就是在信息化建設的時候，沒有充分從數(shù)據(jù)的視角進行考慮，不同的業(yè)務到底關注哪些數(shù)據(jù)和信息，數(shù)據(jù)要素是否全面，數(shù)據(jù)是否結構化等問題考慮不充分，導致數(shù)據(jù)利用率不高。除此之外，在現(xiàn)有的信息化系統(tǒng)中，還存在大量的以附件形式存在的質量信息，這部分數(shù)據(jù)是沉睡的數(shù)據(jù)，是很難有效利用的。

（2） 質量數(shù)據(jù)零散

圖1是某整機產品需要關注的質量數(shù)據(jù)，三個大類10小類的數(shù)據(jù)分布在六個信息化系統(tǒng)中，這些數(shù)據(jù)基本上是按照業(yè)務條塊進行分割的，在系統(tǒng)建設的時候也更多的從自身業(yè)務流程進行考慮，系統(tǒng)間缺乏融合，數(shù)據(jù)分布零散，很難進行系統(tǒng)利用。

圖1  某產品質量數(shù)據(jù)資源組成及及來源示意圖

注：ERP——企業(yè)資源管理系統(tǒng)，MES——制造執(zhí)行系統(tǒng)，QMS——質量管理系統(tǒng)，TDM——試驗數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，PDM——產品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，CAPP——計算機輔助工藝編制系統(tǒng)。

（3） 缺乏統(tǒng)一規(guī)劃和標準

造成數(shù)據(jù)化程度不高和數(shù)據(jù)零散的根本原因是由于缺乏系統(tǒng)規(guī)劃和統(tǒng)一標準。首先是業(yè)務規(guī)劃，裝備質量數(shù)據(jù)資源到底需要哪些數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的具體要求是什么，跟哪些業(yè)務流程相關，如何采集、存儲和利用，缺乏系統(tǒng)策劃，因此很多已建信息化系統(tǒng)無法滿足當前裝備質量數(shù)據(jù)資源需求；其次是數(shù)據(jù)規(guī)劃，數(shù)據(jù)的采集、存儲及交換格式，數(shù)據(jù)分類編碼等缺乏統(tǒng)一標準，導致數(shù)據(jù)交互、共享困難；再次就是信息化規(guī)劃，頂層設計不夠，大部分系統(tǒng)是從業(yè)務的角度出發(fā)提出的，各系統(tǒng)煙囪林立，系統(tǒng)之間以網狀形式進行數(shù)據(jù)交互，不同系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)接口不統(tǒng)一，導致數(shù)據(jù)互通困難。

2.2 推進思路

根據(jù)習主席關于裝備質量建設的系列重要論述和國家相關部門對裝備質量數(shù)據(jù)資源建設的總體指導意見，我所裝備質量數(shù)據(jù)資源建設的基本原則是堅持頂層規(guī)劃、質量部門抓總，堅持立足現(xiàn)有、集成整合；堅持重點突破、穩(wěn)步推進。總體推進思路是制定裝備質量數(shù)據(jù)資源建設實施計劃，梳理質量數(shù)據(jù)資源需求，理清當前業(yè)務流程和數(shù)據(jù)資源現(xiàn)狀，明確數(shù)據(jù)資源規(guī)范標準，以質量管理信息系統(tǒng)建設為抓手，逐步推進裝備質量數(shù)據(jù)資源建設工作。

圖2  質量數(shù)據(jù)資源建設工作推進步驟

在制定裝備質量數(shù)據(jù)資源建設實施計劃前，需要構建裝備質量數(shù)據(jù)資源總體框架（如圖3所示）。依據(jù)總體框架，明確三步走策略，第一階段，完成所有基礎數(shù)據(jù)庫建設和過程數(shù)據(jù)的結構化采集和質量問題閉環(huán)管理；第二階段，完成質量指標體系建設，建立過程監(jiān)視測量數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)體系、過程和產品質量的度量與監(jiān)測；第三階段，以產品質量基礎數(shù)據(jù)、過程數(shù)據(jù)和度量數(shù)據(jù)為基礎，通過數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)比對等技術，實現(xiàn)基于故障的持續(xù)改進、基于風險的問題預防、基于大數(shù)據(jù)的精準管理以及產品質量綜合評估和宏觀質量態(tài)勢分析。

圖3  質量數(shù)據(jù)資源框架

在梳理質量數(shù)據(jù)資源需求方面，由質量部門抓總，既從質量部門的角度去梳理需求，更要充分考慮設計部門、制造部門、維保部門和一線作戰(zhàn)部隊對裝備質量數(shù)據(jù)的需求。裝備質量數(shù)據(jù)資源不僅僅用于產品質量評估，還可以用于管理優(yōu)化、設計改進、工藝完善等各環(huán)節(jié)。

在理清當前業(yè)務流程和現(xiàn)狀方面，重點清理當前業(yè)務流程存在的問題，結合GJB 9001C體系換版，將業(yè)務流程和數(shù)據(jù)指標融入體系文件，將業(yè)務過程從之前的流程驅動轉變?yōu)榱鞒毯蛿?shù)據(jù)的雙輪驅動，使流程承載大量的質量數(shù)據(jù)。

在明確數(shù)據(jù)資源規(guī)范標準方面，目前在裝備制造行業(yè)還沒有統(tǒng)一的標準，為積極推動裝備質量數(shù)據(jù)資源建設工作，我所從自身實際出發(fā)，先行先試，統(tǒng)一物料檢驗質量數(shù)據(jù)、生產過程質量數(shù)據(jù)、整機檢驗質量數(shù)據(jù)要素和格式，明確這些質量數(shù)據(jù)采集、傳輸與共享機制。以結構化的形式對相關數(shù)據(jù)進行存儲，便于在后續(xù)過程中實現(xiàn)交互和共享。

在推進實施方面，因涉及到多部門、多業(yè)務，因此必須成立工作組織機構，明確工作目標和檢查標的，制定詳細工作計劃，通過例會等方式確保計劃按期完成，對需要跨部門協(xié)調的事項，及時明確問題和責任人，及時緊跟解決，確保工作順利推進。

3 實踐

3.1 需求梳理

圖3 所示質量數(shù)據(jù)來源與多個業(yè)務系統(tǒng)，因此必須從質量業(yè)務的視角理清他們之前的關系，系統(tǒng)解決數(shù)據(jù)零散的問題。表1以整機質量檔案為例，給出了質量數(shù)據(jù)需求梳理的思路和關注點。按照該表進行梳理，明確了具體的數(shù)據(jù)項和數(shù)據(jù)來源，以及數(shù)據(jù)的相互集成關系。筆者通過2個月時間，全面梳理了單位質量業(yè)務，共梳理出16個業(yè)務模塊68項數(shù)據(jù)項。

表1 質量數(shù)據(jù)需求梳理表

3.2 標準建設

在裝備質量數(shù)據(jù)資源建設過程中，涉及到的管理標準和技術標準眾多，且部分標準仍在摸索過程中。因此，我所從當前實際情況出發(fā)，重點建立了編碼基礎標準和數(shù)據(jù)采集標準。

編碼標準是裝備質量數(shù)據(jù)資源建設最重要的基礎工作，通過編碼可以便捷地實現(xiàn)質量數(shù)的關聯(lián)、查詢和追溯。編碼標準建設一般分為以下幾個步驟：

（1）建設信息分類與編碼標準體系框架；

（2）制定信息代碼管理辦法，規(guī)范各類代碼的管理與使用流程；

（3）編制系列編碼標準，制定數(shù)據(jù)描述與表達規(guī)范；

（3）整理數(shù)據(jù)、建立代碼數(shù)據(jù)庫，包括電子元器件、標準件、材料、人員、部門、儀器設備等代碼數(shù)據(jù)；

（4）建設信息代碼管理系統(tǒng)，實現(xiàn)PDM/ERP/MES等信息系統(tǒng)獲取和應用統(tǒng)一代碼。

通過標準建設，我所完成了九類標準的制定工作，涵蓋物品分類、PDM系統(tǒng)ItemID編制、人員代碼編制、數(shù)控程序代碼編制、庫房代碼等編制規(guī)則，并完成了編碼系統(tǒng)建設，為質量數(shù)據(jù)資源的建設奠定了堅實的基礎。

針對數(shù)據(jù)采集，我所從數(shù)據(jù)資源最多的檢驗數(shù)據(jù)入手，統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的結構化采集。其核心是從檢驗要求的源頭入手，將檢驗技術條件或產品規(guī)范轉化為檢驗結構化表單，在后續(xù)檢驗過程中，根據(jù)物料編碼自動調用相應的檢驗結構化表單并實施數(shù)據(jù)采集。該方案適用于從原材料、元器件、工序到整機的所有檢驗過程，實現(xiàn)了關鍵器件質量數(shù)據(jù)、關鍵工序質量數(shù)據(jù)、整機產品檢驗數(shù)據(jù)的結構化。

圖4是檢驗結構化表單的示例，該表單將技術條件中的文字描述轉換為檢驗項目，對于有測量值要求的，采用計量方式，沒有測量值要求的，采用計數(shù)方式。在信息化系統(tǒng)中，通過產品編碼自動索引檢驗項目，在檢驗人員檢驗過程中，通過數(shù)據(jù)采集設備或人工輸入數(shù)據(jù)，實現(xiàn)檢驗結果數(shù)據(jù)的結構化。

圖4  某整機檢驗結構化表單

針對同一物品，如有多個檢驗步驟，可在一份結構化表單中以多個數(shù)據(jù)表的形式進行描述，當導入系統(tǒng)后，會根據(jù)檢驗步驟自動生成檢驗流程卡，實現(xiàn)檢驗流程的標準化和數(shù)據(jù)的結構化。圖5展示了某器件基于檢驗結構化表單自動生成的檢驗流程卡。每一步驟都可以記錄結構化的檢驗數(shù)據(jù)。

圖5  某器件檢驗流程卡

3.3 基礎信息庫建設

裝備質量數(shù)據(jù)資源建設的基礎是基于一系列的基礎數(shù)據(jù)庫，從基礎數(shù)據(jù)庫中去獲取相關的質量信息。5M1E中的人員、設備和物料是最基本的基礎信息。針對人員基礎信息，我所在綜合門戶中建立了人員基礎信息庫，其它系統(tǒng)涉及到人員信息的，均從該系統(tǒng)獲取；針對儀器設備，建立了設備管理系統(tǒng)，實現(xiàn)了儀器設備的統(tǒng)一管理；針對物料，建立了元器件管理系統(tǒng)和編碼系統(tǒng)，實現(xiàn)了物料基礎信息的統(tǒng)一管理。

除此之外，我所還針對質量問題，建立了問題現(xiàn)象分類和問題原因分類基礎信息，形成了包括13個大類105個小類的不合格現(xiàn)象分組和14個大類41個小類的不合格原因分組。在問題統(tǒng)計過程中，按照大類情況自動進行柏拉圖展示，對于每個大類，還可以進一步查看小類分布情況，找出存在的主要問題，實現(xiàn)了產品故障信息的結構化采集。

圖6  質量問題現(xiàn)象分類統(tǒng)計示例

3.4 信息化系統(tǒng)建設

在明確了質量數(shù)據(jù)需求和相關標準后，我所以質量管理系統(tǒng)的升級為抓手，將裝備質量數(shù)據(jù)資源建設的要求融入到信息系統(tǒng)。在系統(tǒng)建設過程中，因涉及到多個相關方，推進難度大，因此需要按照項目運作的模式實施過程管理。

（1） 項目啟動：成立項目團隊，明確項目標的、范圍，任命項目經理，召開啟動會；

（2） 項目規(guī)劃：制定項目管理計劃，對項目范圍、時間、成本、質量、溝通、人力資源、風險、采購和干系人參與等做出規(guī)定；質量系統(tǒng)開發(fā)應特別關注干系人；

（3） 項目執(zhí)行：按照項目管理計劃來協(xié)調人員和資源，整合并實施項目活動；特別是在需求調研和功能測試過程中，一定要讓關鍵干系人充分參與；

（4） 項目監(jiān)控：跟蹤、審查和調整項目進展，定期檢查項目執(zhí)行情況，識別必要的計劃變更并啟動相應變更流程；

（5） 項目收尾：準備驗收相關材料，重點確認需求實現(xiàn)情況，同時總結經驗教訓。

按照這種模式，筆者所在單位的質量管理系統(tǒng)順利完成開發(fā)、測試、安全保密測評和運行，實現(xiàn)了質量管理系統(tǒng)與ERP、MES等系統(tǒng)的綜合集成和質量數(shù)據(jù)資源索引。

4 展望

通過裝備質量數(shù)據(jù)資源建設工作的推進，理清了裝備質量數(shù)據(jù)資源建設的思路和方法，建立了裝備質量數(shù)據(jù)資源基礎數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)了產品檢驗數(shù)據(jù)的結構化采集，構建了以編碼為基礎的質量數(shù)據(jù)資源索引模式。在此基礎上，后續(xù)重點圍繞以下方面開展工作：

（1）緊跟國家和裝備行業(yè)數(shù)據(jù)工程頂層標準建設情況，完善質量數(shù)據(jù)資源建設標準規(guī)范體系，建立健全質量數(shù)據(jù)采集、質量數(shù)據(jù)傳輸與共享、質量數(shù)據(jù)加工與處理等標準規(guī)范；

（2）深化數(shù)據(jù)應用，充分利用既有裝備質量數(shù)據(jù)，創(chuàng)新質量管理模式和故障分析手段，逐步實現(xiàn)產品質量的動態(tài)監(jiān)測、故障診斷與預測；通過質量數(shù)據(jù)挖掘，橫向、縱向對比分析，識別質量薄弱環(huán)節(jié)和風險，評估產品質量狀況；

（3）推動質量數(shù)據(jù)可視化，將巨大的、復雜的、枯燥的的數(shù)據(jù)展現(xiàn)出來，發(fā)現(xiàn)關聯(lián)規(guī)律，繼而進行深度挖掘，最大限度地消除數(shù)據(jù)世界和人類認知之間的邊界。重點開展宏觀態(tài)勢可視化、數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析可視化工作，并進行多視圖整合，探索不同維度的數(shù)據(jù)關系。

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