摘要：在質(zhì)量強國、質(zhì)量強軍的時(shí)代背景下，裝備質(zhì)量數據資源是推動(dòng)裝備質(zhì)量工作向基于故障的持續改進(jìn)、基于風(fēng)險的問(wèn)題預防和基于大數據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(zhì)量數據資源建設的現狀、面臨的問(wèn)題，提出了裝備質(zhì)量數據資源建設的工作思路，并闡述了實(shí)施要點(diǎn)、分享了實(shí)踐經(jīng)驗，指出了后續持續推進(jìn)裝備質(zhì)量數據資源建設的工作方向。

關(guān)鍵字：質(zhì)量；數據；流程；信息化

1 形勢

近年來(lái)，隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的不斷發(fā)展，信息技術(shù)與經(jīng)濟社會(huì )的交匯融合引發(fā)了數據迅猛增長(cháng)，數據已成為國家基礎性戰略資源。在全球范圍內，運用大數據推動(dòng)經(jīng)濟發(fā)展、完善社會(huì )治理、提升服務(wù)和監管能力正成為趨勢。加快大數據部署，深化大數據應用，已成為穩增長(cháng)、促改革、調結構、惠民生和推動(dòng)政府治理能力現代化的內在需要和必然選擇。目前，我國在大數據發(fā)展和應用方面已具備一定基礎，并已列入國家戰略，大數據產(chǎn)業(yè)正蓬勃發(fā)展。但是在裝備制造領(lǐng)域，明顯存在數據基礎薄弱、數據共享不足、數據利用率不高等問(wèn)題。如何構建豐富的裝備質(zhì)量數據資源，推動(dòng)裝備質(zhì)量工作向基于故障的持續改進(jìn)、基于風(fēng)險的問(wèn)題預防和基于大數據的精準管理是目前急需解決的一項重要課題。

2 探索

2.1 現狀分析

裝備質(zhì)量數據資源主要是指用于質(zhì)量改進(jìn)的故障數據、用于風(fēng)險預防的過(guò)程數據以及用于質(zhì)量評價(jià)的數據產(chǎn)品，來(lái)源于裝備生命周期過(guò)程，涵蓋產(chǎn)品的研制、批產(chǎn)到服役各個(gè)階段。作為裝備承制單位，在統籌規劃的基礎上，以產(chǎn)品研制生產(chǎn)過(guò)程的質(zhì)量數據資源為突破口，逐步推進(jìn)裝備質(zhì)量數據資源建設工作。這些質(zhì)量數據資源可以從兩個(gè)維度來(lái)看，一是從質(zhì)量視角，即本文關(guān)注的質(zhì)量數據資源；二是從產(chǎn)品視角，關(guān)注產(chǎn)品各組成部分的質(zhì)量信息以及產(chǎn)品在不同階段的質(zhì)量信息。然而，在實(shí)際科研生產(chǎn)過(guò)程中，要想從浩如煙海的數據中抓取想要的質(zhì)量數據并非易事，主要存在以下幾方面的問(wèn)題：

（1） 數據化程度不高

當前，很多裝備承制單位都大力開(kāi)展了信息化建設工作，但在建設的過(guò)程中，一般是從梳理業(yè)務(wù)流程起步的，流程“主動(dòng)”、數據“被動(dòng)”，信息化系統建設完成后，雖然實(shí)現了無(wú)紙化，但是在提取想要的數據的時(shí)候，卻有些力不從心。舉一個(gè)筆者所在單位不合格品處理的例子，在第一次實(shí)現信息化流程處理的時(shí)候，問(wèn)題現象、問(wèn)題原因、處理意見(jiàn)全部以文本框的形式進(jìn)行描述，在進(jìn)行質(zhì)量問(wèn)題統計的時(shí)候，想要找到問(wèn)題現象分類(lèi)、原因分類(lèi)、處理時(shí)長(cháng)、責任單位、責任人、質(zhì)量損失等信息，還得進(jìn)行二次加工，費時(shí)費力，這就是在信息化建設的時(shí)候，沒(méi)有充分從數據的視角進(jìn)行考慮，不同的業(yè)務(wù)到底關(guān)注哪些數據和信息，數據要素是否全面，數據是否結構化等問(wèn)題考慮不充分，導致數據利用率不高。除此之外，在現有的信息化系統中，還存在大量的以附件形式存在的質(zhì)量信息，這部分數據是沉睡的數據，是很難有效利用的。

（2） 質(zhì)量數據零散

圖1是某整機產(chǎn)品需要關(guān)注的質(zhì)量數據，三個(gè)大類(lèi)10小類(lèi)的數據分布在六個(gè)信息化系統中，這些數據基本上是按照業(yè)務(wù)條塊進(jìn)行分割的，在系統建設的時(shí)候也更多的從自身業(yè)務(wù)流程進(jìn)行考慮，系統間缺乏融合，數據分布零散，很難進(jìn)行系統利用。

圖1  某產(chǎn)品質(zhì)量數據資源組成及及來(lái)源示意圖

注：ERP——企業(yè)資源管理系統，MES——制造執行系統，QMS——質(zhì)量管理系統，TDM——試驗數據管理系統，PDM——產(chǎn)品數據管理系統，CAPP——計算機輔助工藝編制系統。

（3） 缺乏統一規劃和標準

造成數據化程度不高和數據零散的根本原因是由于缺乏系統規劃和統一標準。首先是業(yè)務(wù)規劃，裝備質(zhì)量數據資源到底需要哪些數據，數據的具體要求是什么，跟哪些業(yè)務(wù)流程相關(guān)，如何采集、存儲和利用，缺乏系統策劃，因此很多已建信息化系統無(wú)法滿(mǎn)足當前裝備質(zhì)量數據資源需求；其次是數據規劃，數據的采集、存儲及交換格式，數據分類(lèi)編碼等缺乏統一標準，導致數據交互、共享困難；再次就是信息化規劃，頂層設計不夠，大部分系統是從業(yè)務(wù)的角度出發(fā)提出的，各系統煙囪林立，系統之間以網(wǎng)狀形式進(jìn)行數據交互，不同系統之間的數據接口不統一，導致數據互通困難。

2.2 推進(jìn)思路

根據習主席關(guān)于裝備質(zhì)量建設的系列重要論述和國家相關(guān)部門(mén)對裝備質(zhì)量數據資源建設的總體指導意見(jiàn)，我所裝備質(zhì)量數據資源建設的基本原則是堅持頂層規劃、質(zhì)量部門(mén)抓總，堅持立足現有、集成整合；堅持重點(diǎn)突破、穩步推進(jìn)?？傮w推進(jìn)思路是制定裝備質(zhì)量數據資源建設實(shí)施計劃，梳理質(zhì)量數據資源需求，理清當前業(yè)務(wù)流程和數據資源現狀，明確數據資源規范標準，以質(zhì)量管理信息系統建設為抓手，逐步推進(jìn)裝備質(zhì)量數據資源建設工作。

圖2  質(zhì)量數據資源建設工作推進(jìn)步驟

在制定裝備質(zhì)量數據資源建設實(shí)施計劃前，需要構建裝備質(zhì)量數據資源總體框架（如圖3所示）。依據總體框架，明確三步走策略，第一階段，完成所有基礎數據庫建設和過(guò)程數據的結構化采集和質(zhì)量問(wèn)題閉環(huán)管理；第二階段，完成質(zhì)量指標體系建設，建立過(guò)程監視測量數據庫，實(shí)現體系、過(guò)程和產(chǎn)品質(zhì)量的度量與監測；第三階段，以產(chǎn)品質(zhì)量基礎數據、過(guò)程數據和度量數據為基礎，通過(guò)數據挖掘、數據比對等技術(shù)，實(shí)現基于故障的持續改進(jìn)、基于風(fēng)險的問(wèn)題預防、基于大數據的精準管理以及產(chǎn)品質(zhì)量綜合評估和宏觀(guān)質(zhì)量態(tài)勢分析。

圖3  質(zhì)量數據資源框架

在梳理質(zhì)量數據資源需求方面，由質(zhì)量部門(mén)抓總，既從質(zhì)量部門(mén)的角度去梳理需求，更要充分考慮設計部門(mén)、制造部門(mén)、維保部門(mén)和一線(xiàn)作戰部隊對裝備質(zhì)量數據的需求。裝備質(zhì)量數據資源不僅僅用于產(chǎn)品質(zhì)量評估，還可以用于管理優(yōu)化、設計改進(jìn)、工藝完善等各環(huán)節。

在理清當前業(yè)務(wù)流程和現狀方面，重點(diǎn)清理當前業(yè)務(wù)流程存在的問(wèn)題，結合GJB 9001C體系換版，將業(yè)務(wù)流程和數據指標融入體系文件，將業(yè)務(wù)過(guò)程從之前的流程驅動(dòng)轉變?yōu)榱鞒毯蛿祿碾p輪驅動(dòng)，使流程承載大量的質(zhì)量數據。

在明確數據資源規范標準方面，目前在裝備制造行業(yè)還沒(méi)有統一的標準，為積極推動(dòng)裝備質(zhì)量數據資源建設工作，我所從自身實(shí)際出發(fā)，先行先試，統一物料檢驗質(zhì)量數據、生產(chǎn)過(guò)程質(zhì)量數據、整機檢驗質(zhì)量數據要素和格式，明確這些質(zhì)量數據采集、傳輸與共享機制。以結構化的形式對相關(guān)數據進(jìn)行存儲，便于在后續過(guò)程中實(shí)現交互和共享。

在推進(jìn)實(shí)施方面，因涉及到多部門(mén)、多業(yè)務(wù)，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(guò)例會(huì )等方式確保計劃按期完成，對需要跨部門(mén)協(xié)調的事項，及時(shí)明確問(wèn)題和責任人，及時(shí)緊跟解決，確保工作順利推進(jìn)。

3 實(shí)踐

3.1 需求梳理

圖3 所示質(zhì)量數據來(lái)源與多個(gè)業(yè)務(wù)系統，因此必須從質(zhì)量業(yè)務(wù)的視角理清他們之前的關(guān)系，系統解決數據零散的問(wèn)題。表1以整機質(zhì)量檔案為例，給出了質(zhì)量數據需求梳理的思路和關(guān)注點(diǎn)。按照該表進(jìn)行梳理，明確了具體的數據項和數據來(lái)源，以及數據的相互集成關(guān)系。筆者通過(guò)2個(gè)月時(shí)間，全面梳理了單位質(zhì)量業(yè)務(wù)，共梳理出16個(gè)業(yè)務(wù)模塊68項數據項。

表1 質(zhì)量數據需求梳理表

3.2 標準建設

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

編碼標準是裝備質(zhì)量數據資源建設最重要的基礎工作，通過(guò)編碼可以便捷地實(shí)現質(zhì)量數的關(guān)聯(lián)、查詢(xún)和追溯。編碼標準建設一般分為以下幾個(gè)步驟：

（1）建設信息分類(lèi)與編碼標準體系框架；

（2）制定信息代碼管理辦法，規范各類(lèi)代碼的管理與使用流程；

（3）編制系列編碼標準，制定數據描述與表達規范；

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

（4）建設信息代碼管理系統，實(shí)現PDM/ERP/MES等信息系統獲取和應用統一代碼。

通過(guò)標準建設，我所完成了九類(lèi)標準的制定工作，涵蓋物品分類(lèi)、PDM系統ItemID編制、人員代碼編制、數控程序代碼編制、庫房代碼等編制規則，并完成了編碼系統建設，為質(zhì)量數據資源的建設奠定了堅實(shí)的基礎。

針對數據采集，我所從數據資源最多的檢驗數據入手，統一數據格式，實(shí)現數據的結構化采集。其核心是從檢驗要求的源頭入手，將檢驗技術(shù)條件或產(chǎn)品規范轉化為檢驗結構化表單，在后續檢驗過(guò)程中，根據物料編碼自動(dòng)調用相應的檢驗結構化表單并實(shí)施數據采集。該方案適用于從原材料、元器件、工序到整機的所有檢驗過(guò)程，實(shí)現了關(guān)鍵器件質(zhì)量數據、關(guān)鍵工序質(zhì)量數據、整機產(chǎn)品檢驗數據的結構化。

圖4是檢驗結構化表單的示例，該表單將技術(shù)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(méi)有測量值要求的，采用計數方式。在信息化系統中，通過(guò)產(chǎn)品編碼自動(dòng)索引檢驗項目，在檢驗人員檢驗過(guò)程中，通過(guò)數據采集設備或人工輸入數據，實(shí)現檢驗結果數據的結構化。

圖4  某整機檢驗結構化表單

針對同一物品，如有多個(gè)檢驗步驟，可在一份結構化表單中以多個(gè)數據表的形式進(jìn)行描述，當導入系統后，會(huì )根據檢驗步驟自動(dòng)生成檢驗流程卡，實(shí)現檢驗流程的標準化和數據的結構化。圖5展示了某器件基于檢驗結構化表單自動(dòng)生成的檢驗流程卡。每一步驟都可以記錄結構化的檢驗數據。

圖5  某器件檢驗流程卡

3.3 基礎信息庫建設

裝備質(zhì)量數據資源建設的基礎是基于一系列的基礎數據庫，從基礎數據庫中去獲取相關(guān)的質(zhì)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(mén)戶(hù)中建立了人員基礎信息庫，其它系統涉及到人員信息的，均從該系統獲??；針對儀器設備，建立了設備管理系統，實(shí)現了儀器設備的統一管理；針對物料，建立了元器件管理系統和編碼系統，實(shí)現了物料基礎信息的統一管理。

除此之外，我所還針對質(zhì)量問(wèn)題，建立了問(wèn)題現象分類(lèi)和問(wèn)題原因分類(lèi)基礎信息，形成了包括13個(gè)大類(lèi)105個(gè)小類(lèi)的不合格現象分組和14個(gè)大類(lèi)41個(gè)小類(lèi)的不合格原因分組。在問(wèn)題統計過(guò)程中，按照大類(lèi)情況自動(dòng)進(jìn)行柏拉圖展示，對于每個(gè)大類(lèi)，還可以進(jìn)一步查看小類(lèi)分布情況，找出存在的主要問(wèn)題，實(shí)現了產(chǎn)品故障信息的結構化采集。

圖6  質(zhì)量問(wèn)題現象分類(lèi)統計示例

3.4 信息化系統建設

在明確了質(zhì)量數據需求和相關(guān)標準后，我所以質(zhì)量管理系統的升級為抓手，將裝備質(zhì)量數據資源建設的要求融入到信息系統。在系統建設過(guò)程中，因涉及到多個(gè)相關(guān)方，推進(jìn)難度大，因此需要按照項目運作的模式實(shí)施過(guò)程管理。

（1） 項目啟動(dòng)：成立項目團隊，明確項目標的、范圍，任命項目經(jīng)理，召開(kāi)啟動(dòng)會(huì )；

（2） 項目規劃：制定項目管理計劃，對項目范圍、時(shí)間、成本、質(zhì)量、溝通、人力資源、風(fēng)險、采購和干系人參與等做出規定；質(zhì)量系統開(kāi)發(fā)應特別關(guān)注干系人；

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

（4） 項目監控：跟蹤、審查和調整項目進(jìn)展，定期檢查項目執行情況，識別必要的計劃變更并啟動(dòng)相應變更流程；

（5） 項目收尾：準備驗收相關(guān)材料，重點(diǎn)確認需求實(shí)現情況，同時(shí)總結經(jīng)驗教訓。

按照這種模式，筆者所在單位的質(zhì)量管理系統順利完成開(kāi)發(fā)、測試、安全保密測評和運行，實(shí)現了質(zhì)量管理系統與ERP、MES等系統的綜合集成和質(zhì)量數據資源索引。

4 展望

通過(guò)裝備質(zhì)量數據資源建設工作的推進(jìn)，理清了裝備質(zhì)量數據資源建設的思路和方法，建立了裝備質(zhì)量數據資源基礎數據庫，實(shí)現了產(chǎn)品檢驗數據的結構化采集，構建了以編碼為基礎的質(zhì)量數據資源索引模式。在此基礎上，后續重點(diǎn)圍繞以下方面開(kāi)展工作：

（1）緊跟國家和裝備行業(yè)數據工程頂層標準建設情況，完善質(zhì)量數據資源建設標準規范體系，建立健全質(zhì)量數據采集、質(zhì)量數據傳輸與共享、質(zhì)量數據加工與處理等標準規范；

（2）深化數據應用，充分利用既有裝備質(zhì)量數據，創(chuàng )新質(zhì)量管理模式和故障分析手段，逐步實(shí)現產(chǎn)品質(zhì)量的動(dòng)態(tài)監測、故障診斷與預測；通過(guò)質(zhì)量數據挖掘，橫向、縱向對比分析，識別質(zhì)量薄弱環(huán)節和風(fēng)險，評估產(chǎn)品質(zhì)量狀況；

（3）推動(dòng)質(zhì)量數據可視化，將巨大的、復雜的、枯燥的的數據展現出來(lái)，發(fā)現關(guān)聯(lián)規律，繼而進(jìn)行深度挖掘，最大限度地消除數據世界和人類(lèi)認知之間的邊界。重點(diǎn)開(kāi)展宏觀(guān)態(tài)勢可視化、數據統計分析可視化工作，并進(jìn)行多視圖整合，探索不同維度的數據關(guān)系。

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