熊先青，郭偉娟，黃瓊濤，方露，龐小仁，吳智慧

(1.南京林業(yè)大學(xué)家居與工業(yè)設(shè)計學(xué)院，南京210037；2.宜華生活科技股份有限公司，廣東汕頭515834；3.浙江升華云峰新材股份有限公司，浙江德清313220)

家具數(shù)字化制造質(zhì)量管控技術(shù)研究

熊先青1，郭偉娟1，黃瓊濤2，方露1，龐小仁3，吳智慧1

(1.南京林業(yè)大學(xué)家居與工業(yè)設(shè)計學(xué)院，南京210037；2.宜華生活科技股份有限公司，廣東汕頭515834；3.浙江升華云峰新材股份有限公司，浙江德清313220)

為探究家具企業(yè)數(shù)字化制造生產(chǎn)質(zhì)量管控技術(shù)，通過對我國家具企業(yè)質(zhì)量管理現(xiàn)狀的調(diào)研，分析了質(zhì)量信息管理中存在信息采集技術(shù)落后、信息處理和反饋不及時、信息流的集成不貫通、質(zhì)量信息管理不規(guī)范等問題，確定了基于數(shù)字化制造時代家具生產(chǎn)質(zhì)量管控方式指導(dǎo)思想和基本要求。探討了基于數(shù)字化制造家具生產(chǎn)質(zhì)量管控技術(shù)：建立標(biāo)準(zhǔn)化質(zhì)量管理體系、健全質(zhì)量BOM(bill of material)和搭建質(zhì)量管控體系平臺。依據(jù)質(zhì)量管控信息流的組織辦法，構(gòu)建了家具生產(chǎn)質(zhì)量管控信息流集成模型和家具生產(chǎn)質(zhì)量管控信息流跟蹤框架模型。

數(shù)字化制造家具企業(yè)；質(zhì)量管控；技術(shù)體系；質(zhì)量信息流組織

家具質(zhì)量除要適應(yīng)市場和制造模式發(fā)展的需求外，其范圍也逐漸擴(kuò)大到產(chǎn)品、生產(chǎn)過程和質(zhì)量管理體系等多方面。未來的家具企業(yè)，其競爭將聚焦在產(chǎn)品質(zhì)量的競爭上，質(zhì)量已逐漸成為競爭核心目標(biāo)，直接影響到企業(yè)生存與發(fā)展[1]。

目前由于大多家具企業(yè)仍處在“勞動密集型+半自動化”的模式下[2]，質(zhì)量管理雖然也經(jīng)歷了質(zhì)量檢驗、統(tǒng)計質(zhì)量控制、全面質(zhì)量控制和標(biāo)準(zhǔn)化質(zhì)量不同模式的嘗試[3]，但仍以“粗放式、家族式質(zhì)量管理”為主，特別是占中國家具總量45%的板式家具企業(yè)，往往重視產(chǎn)品數(shù)量而忽視質(zhì)量管理，對質(zhì)量管理工作缺乏完整的體系[4]。另一方面，“事后檢驗”仍是質(zhì)量管控的主要手段，此方法雖能找到不合格品，但不能杜絕不合格品出現(xiàn)，產(chǎn)品質(zhì)量問題仍不能全面解決。

隨著數(shù)字化制造時代的到來，個性化、低成本、短交貨周期、高質(zhì)量的家具產(chǎn)品越來越受到青睞，家具行業(yè)也由初步工業(yè)化向工業(yè)信息化轉(zhuǎn)型[5]。面向信息化制造的家具企業(yè)，如何既要保證產(chǎn)品質(zhì)量、又要降低生產(chǎn)成本并提高生產(chǎn)效率，還需保持質(zhì)量相對性、時效性、廣義性、經(jīng)濟(jì)性等特點，這就需要將信息與制造技術(shù)有機(jī)結(jié)合，探索一條采用高新技術(shù)和先進(jìn)適用技術(shù)改造傳統(tǒng)家具制造業(yè)的新路子[6]，從而全面提升家具企業(yè)的質(zhì)量管理水平。

因此本研究通過探索數(shù)字化的家具質(zhì)量管控技術(shù)，建立標(biāo)準(zhǔn)化質(zhì)量管理體系、搭建質(zhì)量管理體系平臺、并對質(zhì)量信息流進(jìn)行跟蹤等，力求對家具產(chǎn)業(yè)進(jìn)行全生命周期的質(zhì)量管控，具有一定的開創(chuàng)性意義。

1 面向信息化制造家具企業(yè)質(zhì)量管理現(xiàn)狀

1.1 信息采集技術(shù)落后

雖然我國部分家具企業(yè)已逐漸建立了質(zhì)量管理體系，但質(zhì)量管理信息的采集，大多依舊采用傳統(tǒng)的人工記錄模式，即利用紙質(zhì)表格形式，由人工將生產(chǎn)中各個環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計、錄入、核對、修正、上報。這種信息采集技術(shù)不但生產(chǎn)效率落后，而且紙質(zhì)材料保存易導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失、查詢不便等，還容易降低信息準(zhǔn)確性和傳遞及時性，從而導(dǎo)致管理者做出不正當(dāng)決策。隨著“兩化”融合在家具產(chǎn)業(yè)的推進(jìn)，也逐漸有部分企業(yè)開始采用自動識別技術(shù)進(jìn)行信息采集[7-8]，但這種自動采集技術(shù)往往用在家具產(chǎn)品的物流過程中，對家具全生命周期的質(zhì)量管控信息采集技術(shù)依舊落后。

1.2 信息處理和反饋不及時

由于信息采集技術(shù)的落后，質(zhì)量信息傳遞和反饋依靠人工傳遞單據(jù)來完成，在實際生產(chǎn)中，傳遞速度慢，現(xiàn)場質(zhì)量問題不能及時解決，且易產(chǎn)生傳遞遺漏或誤傳現(xiàn)象[9]。同時，企業(yè)質(zhì)量信息往往是按月匯報并整理上報存檔，易造成信息處理的不及時，頻率低、周期長。

1.3 信息流的集成不貫通

家具產(chǎn)品質(zhì)量信息往往分布在企業(yè)各個相關(guān)部門(設(shè)計、生產(chǎn)、輔助生產(chǎn)及產(chǎn)品使用過程)和具體工作崗位(工序)中[10]，其信息量大、范圍廣、動態(tài)性強(qiáng)，而且家具產(chǎn)品質(zhì)量信息相對獨立、分散，企業(yè)各部門間受到許多限制，使得質(zhì)量環(huán)節(jié)中的信息流無法全面及時流通，造成質(zhì)量信息共享效率低下、信息準(zhǔn)確度降低。

1.4 質(zhì)量信息管理不規(guī)范

由于家具企業(yè)質(zhì)量信息采集的方法限制、信息處理和反饋不及時、信息流不貫通等，直接造成質(zhì)量信息管理規(guī)范化程度和效率低。并影響到質(zhì)量保證體系中評價、控制規(guī)劃和預(yù)測功能等的下降，整體家具質(zhì)量管理水平降低。

2 基于數(shù)字化制造家具生產(chǎn)質(zhì)量管控指導(dǎo)思想和基本要求

2.1 指導(dǎo)思想

基于數(shù)字化制造家具生產(chǎn)質(zhì)量管控方式是在以客戶為中心的基礎(chǔ)上，通過控制來提高生產(chǎn)質(zhì)量、減小不合格品出現(xiàn)概率，健全產(chǎn)品全生命周期的質(zhì)量管理意識。因此需具有“事前介入”的指導(dǎo)思想，即將所有與生產(chǎn)質(zhì)量相關(guān)的各環(huán)節(jié)提前綜合考慮，制定標(biāo)準(zhǔn)或管控模式，通過對各環(huán)節(jié)保持受控狀態(tài)來預(yù)防不合格品的出現(xiàn)，把不合格品消滅在產(chǎn)品質(zhì)量問題形成過程中，并將影響產(chǎn)品質(zhì)量各個因素控制起來，形成一個穩(wěn)定的生產(chǎn)系統(tǒng)。采取事前、事中、事后相結(jié)合的質(zhì)量管控方法，讓質(zhì)量控制和質(zhì)量檢驗均覆蓋產(chǎn)品制造全過程[11]，從而保證產(chǎn)品質(zhì)量是制造出的，而不是檢驗來的。

2.2 基本要求

由于“事前介入”的質(zhì)量管控思想，需對各個環(huán)節(jié)、相關(guān)人員均有嚴(yán)格要求，環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)相扣，并對產(chǎn)品全生命周期內(nèi)各環(huán)節(jié)實行科學(xué)有效的控制。因此，對于信息集成要求較高，需要企業(yè)的信息化管理程度不斷提高，這樣數(shù)字化制造企業(yè)才能發(fā)揮其優(yōu)勢。

2.2.1 “先進(jìn)質(zhì)量管理”模式的推行

由于我國家具行業(yè)先進(jìn)制造技術(shù)較為落后，先進(jìn)質(zhì)量管理還處于起步階段。隨著大型家具企業(yè)開始重視質(zhì)量管理，國家逐步在相關(guān)法律、行業(yè)規(guī)則中出臺規(guī)范家具產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督管理辦法，“精益生產(chǎn)”、“六西格瑪質(zhì)量管理”、“ISO9000族標(biāo)準(zhǔn)”等先進(jìn)的質(zhì)量管理方法和技術(shù)，逐步引進(jìn)并推廣到家具企業(yè)已勢在必行。通過“先進(jìn)質(zhì)量管理”模式的推行，從而生產(chǎn)出低成本、高效率、高質(zhì)量的家具產(chǎn)品，最終提高企業(yè)產(chǎn)能和經(jīng)濟(jì)效益。

2.2.2 “質(zhì)量信息”全面共享

數(shù)字化制造的首要任務(wù)是在軟、硬方面的提高，對“質(zhì)量信息”管理的要求是通過建立標(biāo)準(zhǔn)化質(zhì)量管理系統(tǒng)、搭建質(zhì)量管理體系平臺，將信息流在企業(yè)與企業(yè)間、企業(yè)內(nèi)部間實現(xiàn)“質(zhì)量信息”的快速采集和傳遞，通過質(zhì)量管控信息流的組織，實現(xiàn)“質(zhì)量信息”的快速處理和反饋，使“質(zhì)量信息”在企業(yè)內(nèi)快速共享，使得質(zhì)量規(guī)劃、分析、評價、控制和預(yù)測能力全面提高，真正從技術(shù)上提高企業(yè)質(zhì)量管理水平。

3 基于數(shù)字化制造家具生產(chǎn)質(zhì)量管控技術(shù)

3.1 建立標(biāo)準(zhǔn)化質(zhì)量管理體系

標(biāo)準(zhǔn)化質(zhì)量管理體系，是將與質(zhì)量管理相關(guān)的所有工作做出標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，是家具企業(yè)實現(xiàn)質(zhì)量保證的客觀要求，也是推動產(chǎn)品質(zhì)量持續(xù)改善和提升的途徑，更是實現(xiàn)數(shù)字化制造家具生產(chǎn)質(zhì)量管控技術(shù)基礎(chǔ)和質(zhì)量管控平臺中信息流的依據(jù)。在家具產(chǎn)品設(shè)計、制造、銷售等全過程中循環(huán)建立標(biāo)準(zhǔn)，通過管控技術(shù)平臺實施，并不斷改進(jìn)和修訂的動態(tài)過程。具體內(nèi)容包括：質(zhì)量管理和質(zhì)量保證標(biāo)準(zhǔn)的選擇及使用標(biāo)準(zhǔn)；質(zhì)量體系及其管理標(biāo)準(zhǔn)；質(zhì)量計劃及其質(zhì)量責(zé)任制標(biāo)準(zhǔn)；質(zhì)量控制方法與控制圖標(biāo)準(zhǔn)；工序質(zhì)量管理及其質(zhì)量要求標(biāo)準(zhǔn)；產(chǎn)品質(zhì)量升級、創(chuàng)優(yōu)與質(zhì)量監(jiān)督標(biāo)準(zhǔn)；“質(zhì)量信息”管理標(biāo)準(zhǔn)；質(zhì)量手冊的編制等[12]。

3.2 健全質(zhì)量BOM

質(zhì)量BOM(bill of material, BOM)[13-14]是將企業(yè)的質(zhì)量信息按照產(chǎn)品的配置結(jié)構(gòu)進(jìn)行組織，形成質(zhì)量信息清單。其作用是在家具產(chǎn)品的全生命周期內(nèi)通過質(zhì)量管控技術(shù)平臺，組織“質(zhì)量信息”，使得“質(zhì)量信息”在企業(yè)內(nèi)共享。這種“質(zhì)量信息”組織方式能夠方便產(chǎn)品質(zhì)量的過程控制和事前事后預(yù)防。同時，質(zhì)量BOM還能追蹤記錄產(chǎn)品中不同零部件在不同時間緯度上的“質(zhì)量信息”，方便質(zhì)量問題的追溯和分析。其體系結(jié)構(gòu)應(yīng)以家具產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和配置為引導(dǎo)，作為產(chǎn)品“質(zhì)量信息”流合理有效的載體和組織形式，合理、完整、有序地組織和管理產(chǎn)品“質(zhì)量信息”，最大程度地解決了“質(zhì)量信息”的分散性問題，實現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量統(tǒng)計過程控制。質(zhì)量信息BOM組織如圖1所示。通過每個產(chǎn)品唯一的ID號，利用各類編碼、訂單號、流水號等引導(dǎo)產(chǎn)品生命周期過程的所有質(zhì)量信息，并利用企業(yè)管理軟件對每件產(chǎn)品的質(zhì)量BOM進(jìn)行信息采集、處理、追溯和查找。

圖1 基于數(shù)字化制造家具質(zhì)量BOM信息構(gòu)成Fig. 1 The consitute of furniture quality BOM based on the digital manufacturing

3.3 搭建質(zhì)量管控體系平臺

建立標(biāo)準(zhǔn)化質(zhì)量管控體系平臺，是將標(biāo)準(zhǔn)化質(zhì)量體系若干要素捆綁起來共同考慮，對質(zhì)量信息進(jìn)行快速采集、處理和反饋，是家具生產(chǎn)質(zhì)量管控方式的核心，解決質(zhì)量管理面臨的瓶頸問題，是改進(jìn)家具企業(yè)管理問題的基礎(chǔ)[15]。如圖2所示，其構(gòu)成要素間又形成一種環(huán)狀結(jié)構(gòu)，且互相影響和制約。

圖2中，物料管理質(zhì)量是加工出合格產(chǎn)品、保證產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本的基礎(chǔ)，因此在保證原材料和外協(xié)件質(zhì)量同時，對供應(yīng)商選擇和質(zhì)量管理體系評審亦為關(guān)鍵；產(chǎn)品研發(fā)過程能從源頭上減少生產(chǎn)失誤、提高質(zhì)量，在滿足顧客需求的產(chǎn)品設(shè)計時，需實際審查及早發(fā)現(xiàn)可能出現(xiàn)的質(zhì)量問題而進(jìn)行質(zhì)量把控，并建立標(biāo)準(zhǔn)零部件圖庫，從而滿足生產(chǎn)要求；生產(chǎn)過程各個工序質(zhì)量控制是產(chǎn)品最終質(zhì)量的根本保障，也是質(zhì)量管理的中心環(huán)節(jié)；輔助生產(chǎn)過程是產(chǎn)品生產(chǎn)物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)，產(chǎn)品質(zhì)量好壞很大程度上與設(shè)備、刀具、量具和夾具等質(zhì)量管控信息有關(guān)；文件、技術(shù)規(guī)范等是車間現(xiàn)場管理模板，也是質(zhì)量保證和改進(jìn)的直接參考依據(jù)；物流過程，是在產(chǎn)品成型后保證產(chǎn)品不受意外情況而降低質(zhì)量；產(chǎn)品使用過程是通過市場明確客戶對產(chǎn)品質(zhì)量的要求，并通過服務(wù)階段不斷改進(jìn)和再修訂。

圖2 家具企業(yè)質(zhì)量管控平臺示意圖Fig. 2 Schematic diagram of the platform of quality management and control

4 基于數(shù)字化制造家具生產(chǎn)質(zhì)量管控信息流的組織

數(shù)字化制造環(huán)境下質(zhì)量管控，是實現(xiàn)全面質(zhì)量管理和質(zhì)量保證以及先進(jìn)技術(shù)制造的必要條件。其核心主要是質(zhì)量管控信息流的集成和信息流的跟蹤，通過質(zhì)量信息流快速采集與傳遞從而實現(xiàn)信息流的全面集成，并進(jìn)行信息流跟蹤，將會在很大程度上提高產(chǎn)品品質(zhì)、增強(qiáng)企業(yè)競爭力。

4.1 家具生產(chǎn)質(zhì)量管控信息流集成

家具企業(yè)的質(zhì)量信息流主要包括質(zhì)量信息來源、質(zhì)量信息采集過程、質(zhì)量信息處理與反饋過程等，其整體結(jié)構(gòu)如圖3所示。其中：質(zhì)量信息源由圖2家具質(zhì)量管控平臺的構(gòu)成因素組成，將產(chǎn)品全生命周期的質(zhì)量信息進(jìn)行集成考慮；質(zhì)量信息的采集過程是利用現(xiàn)代信息自動采集技術(shù)(條碼、RFID技術(shù))將生產(chǎn)過程和與產(chǎn)品相關(guān)方的質(zhì)量信息進(jìn)行采集與提取的過程；質(zhì)量信息處理與反饋過程是將設(shè)計過程中的質(zhì)量信息與設(shè)計軟件(如CAD/2020/Solidworks)、生產(chǎn)過程中的質(zhì)量信息與生產(chǎn)軟件(如MES/CAM/CAPP/Ishare)、全生命周期管理質(zhì)量信息與管理軟件(如ERP/MRPⅡ/PDM)、物流和使用過程的質(zhì)量信息與物流和客戶管理軟件(如SCM/CRM)以及后勤服務(wù)質(zhì)量信息與日常辦公和財務(wù)軟件(如OA/EAS)等進(jìn)行科學(xué)的分析和標(biāo)準(zhǔn)化的處理過程，從而進(jìn)行質(zhì)量信息的交互。

此質(zhì)量管控信息流的集成過程是在網(wǎng)絡(luò)化質(zhì)量體系平臺中進(jìn)行的，依據(jù)搭建的企業(yè)質(zhì)量管理規(guī)范文件和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行質(zhì)量信息分析，并結(jié)合圖1中的質(zhì)量BOM，形成質(zhì)量BOM載體，在產(chǎn)品的全生命周期過程中形成信息反饋。從信息采集、信息分析、信息組織、信息存儲、信息集成、信息提取、信息表達(dá)、信息反饋集成并形成信息流閉環(huán)結(jié)構(gòu)。

圖3 家具全生命周期企業(yè)質(zhì)量控制信息流集成Fig. 3 Integration of enterprises quality control information flow in the total life cycle of furniture

4.2 家具生產(chǎn)質(zhì)量管控信息流跟蹤

圖4 家具企業(yè)質(zhì)量控制信息流的跟蹤管理Fig. 4 Tracking management of quality control information flow in furniture enterprises

家具產(chǎn)品復(fù)雜的制造過程，往往需要多個企業(yè)或多個部門的合作才能完成[16]，而產(chǎn)品質(zhì)量的控制恰恰在企業(yè)與企業(yè)間、部門與部門之間跟蹤不到位所造成，在對質(zhì)量信息流進(jìn)行集成的同時還必須對其進(jìn)行跟蹤管理。因此，質(zhì)量控制信息流跟蹤也是在企業(yè)與企業(yè)間，或者企業(yè)內(nèi)部關(guān)鍵部門間進(jìn)行跟蹤。基于此，筆者通過核心企業(yè)、原料供企業(yè)、外協(xié)件加工企業(yè)等的信息流，基于網(wǎng)路和服務(wù)器系統(tǒng)搭建了基本質(zhì)量信息跟蹤過程框架，如圖4所示。

由圖4可知，基于數(shù)字化制造的家具生產(chǎn)質(zhì)量管控信息流跟蹤，是將家具產(chǎn)品全生命周期過程的三大核心部分(原材料供應(yīng)、外協(xié)件加工和企業(yè)車間)和企業(yè)關(guān)鍵的制造、工藝部門的“質(zhì)量信息”，由質(zhì)量管控平臺通過Internet全程監(jiān)控，利用加工過程中的動靜態(tài)質(zhì)量信息，使得相關(guān)人員通過不同的質(zhì)量信息模塊全面、準(zhǔn)確地獲取，進(jìn)而對質(zhì)量進(jìn)行動態(tài)跟蹤，為企業(yè)與企業(yè)間、企業(yè)內(nèi)各部門間質(zhì)量協(xié)同管理提供網(wǎng)路化平臺。

5 結(jié) 語

數(shù)字化制造時代生產(chǎn)質(zhì)量管控方式的研究是家具行業(yè)全面提升產(chǎn)品品質(zhì)的基礎(chǔ)。筆者在對中國家具企業(yè)質(zhì)量管理現(xiàn)狀調(diào)研的基礎(chǔ)上，建立科學(xué)、合理、適用的質(zhì)量信息管控平臺、質(zhì)量信息流的集成過程和質(zhì)量信息流的跟蹤過程，其目的適應(yīng)數(shù)字化制造環(huán)境下的家具質(zhì)量管控體系。擬解決新的制造模式下家具企業(yè)質(zhì)量管控缺乏合理性、管理混亂的現(xiàn)象，完善家具企業(yè)質(zhì)量信息動態(tài)個性化的管理，實現(xiàn)多變的市場環(huán)境下質(zhì)量信息柔性化和標(biāo)準(zhǔn)化管理，為家具企業(yè)信息化制造的大范圍到來提供技術(shù)支撐。同時，由于中國家具企業(yè)信息化制造還處在起步階段，所有的理論研究都處在摸索階段，如何找到真正適合的生產(chǎn)技術(shù)和管理模式，還需要實踐的驗證，希望本研究為家具企業(yè)數(shù)字化制造提供借鑒和參考。

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Study of the quality control technology infurniture digital manufacturing

XIONG Xianqing1, GUO Weijuan1, HUANG Qiongtao2, FANG Lu1, PANG Xiaoren3, WU Zhihui1

(1.CollegeofFurnishingsandIndustrialDesign,NanjingForestryUniversity,Nanjing210037,China; 2.YihuaLifestyleTechnologyCo.,Ltd.,Shantou515834,Guangdong,China; 3.ZhejiangShenghuaYunfengGreeneoCo.,Ltd.,Deqing313220,Zhejiang,China)

The purpose of the study is to explore the digital manufacturing and quality control technology, which could be applied in the furniture enterprises. Through investigating of the present situation in informatization management in the Chinese furniture enterprise, the problems existing in the management of quality information were summarized and analyzed in aspects of the backwardness of information collection technology in the furniture enterprise, the lack of timeliness of information processing and feedback during the production of furniture, the incoherent of the information integration flow during the information management, and the lack of standardization quality information management system during the manufacturing process of furniture. The guideline and basic requirement of digital manufacturing and quality control technology in the furniture enterprise during the manufacturing process of furniture were determined. As the results of this study, the standardization of quality management system was established, the quality BOM (bill of material) was completed, and the platform of quality management system was established. Based on the organization method of information management flow, the integration model of the furniture production quality control information flow and the tracking framework of quality control of information flow were established. In addition, the results of this study not only can provide the technical support for the furniture quality management but also support the experiences and references in the informatization management of furniture enterprise.

digital manufacturing furniture enterprises; quality control; technical system; the quality of information flow organization

2016-11-02

2017-01-21

國家林業(yè)公益性行業(yè)科研重大專項(201404501)；廣東省宜華生活科技股份有限公司技術(shù)中心資助項目(YH-NL-20140104)；中國林科院木材工業(yè)研究所木竹產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟科研計劃課題項目(TIAWBI2014-05)；江蘇高校優(yōu)勢學(xué)科建設(shè)工程資助項目(PAPD)。

熊先青，男，副教授，研究方向為家具設(shè)計與工程、家具信息化管理與制造。E-mail:96xiong0450@sina.com

TS664

A

2096-1359(2017)04-0152-06