序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們為您精選了1篇的質量控制系統的應用樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發，請盡情閱讀。

引言

隨著《“十四五”智能制造發展規劃》的印發，加快產品高質量發展，推進智能制造，加速構建以數據為基礎的知識驅動型智能制造系統，已成為我國制造業發展的必然趨勢。汽車制造業作為制造業實體經濟的中流砥柱，在推動我國向現代化制造強國邁進中占有舉足輕重的地位，自主創新和質量控制仍然是制約汽車制造業發展的重要環節[1]。裝配過程作為汽車整個制造過程中至關重要的一環，裝配質量在很大程度上決定了整車品質的好壞。而變速箱作為汽車的核心組成部分之一，如何提高其裝配過程的質量，是汽車制造行業非常關心的問題。隨著計算機技術和大數據分析技術的快速發展，工業數據的采集技術和工業數據的利用率得到了空前的發展，使得利用大量的工業數據對變速箱裝配過程質量進行在線實時預測的目標得以實現[2]。變速箱在裝配過程中，控制其裝配過程質量具有較高的穩定性與一致性是十分重要的[3]，同時對裝配過程進行科學有效的質量管控，對提高生產效率、降低企業制造過程成本具有極為重要的意義。楊成赫等[4]提出了一種復雜機械產品裝配過程質量在線控制的概念，主要是解決復雜機械精密產品在裝配過程中出現的裝配質量問題，最終開發出裝配過程質量在線控制系統，并驗證了該系統的可行性。劉明周等[5]在對再制造產品裝配過程特點及其裝配過程質量問題進行分析之后，提出一種動態工序質量控制模式，然后開發設計了一套動態工序質量系統，并對其有效性和可行性進行了驗證。張彥如等[6]為了使變速箱裝配的質量得到提升，在對變速箱的裝配工藝進行分析之后，構建了變速箱裝配質量動態控制與預測系統，在實際車間中進行了系統的應用，并得到了良好的應用反饋。劉明周等[7]為了實現復雜機械產品在裝配過程中質量控制點公差帶的在線優化，構建了基于最短路徑的模型。王宏穎等[8]針對機械產品裝配質量難以全局控制、裝配線集成存在困難等問題，研究開發了面向裝配過程的在線質量控制系統。

1質量控制系統設計

1.1質量控制業務流程

質量控制業務流程如圖1所示，在變速箱裝配過程中，首先對基礎信息進行配置（如對各個工位、產線進行配置），其次對需要采集的過程數據進行配置（包括產品的質量項及作業指導書等），然后布置現場的數據采集程序，用來實時采集數據信息。一方面將采集到的各種質量數據用于看板管理，實時地把現場的質量數據和裝配過程進行圖表化展示；另一方面把采集到的實時數據應用于質量檢測模塊，通過質量檢測模塊里面的各種算法對變速箱的裝配過程質量進行預測，當預測可能出現變速箱裝配過程質量問題時，把預測結果輸入質量控制模塊，通過質量控制模塊中知識圖譜技術給出合理的控制方法與決策方案。

1.2系統功能需求

變速箱制造企業需要在裝配過程中保持較高的合格率及裝配過程的一致性和穩定性。在變速箱裝配過程中要滿足企業的上述需求，就離不開變速箱裝配過程質量控制系統的支持。通過對變速箱制造企業業務需求的分析，其對質量控制系統的功能需求如下：1）實時性。為了實現變速箱裝配過程的在線控制，系統需要準確、實時、有效地采集變速箱裝配過程中產生的過程數據，這是實現對過程質量數據分析的前提。2）靈活性。變速箱裝配線往往會生產多種型號的產品，不同型號的產品在實際裝配過程中有不同的裝配工藝與質量檢測項，為高效地應對裝配現場不斷發生的變化，對變速箱裝配過程質量控制系統的靈活性提出了更高的要求。3）開放性。企業中有眾多系統，變速箱裝配過程質量控制系統只是其中的一個，需要與其他系統進行信息交互與數據傳輸，因此需要保證系統具有較好的開放性。4）穩定性。要為變速箱裝配過程質量保駕護航，就需要系統有較強的抗干擾能力，對安裝環境的要求不要較高，同時需要系統在外界環境發生細微變化時仍可以穩定運行。5）可視化。變速箱裝配過程中操作人員需要根據可視化的操作流程和工藝要求進行工作，同時需要可視化的檢測項來對關重件進行檢查，當現場出現裝配質量問題時能提供可視化的解決方案；管理人員需要可視化的界面來快速地了解現場出現的問題、現場的工作進度和各個設備的工作狀態。

1.3系統功能設計

結合現場的實際情況及業務需求，變速箱裝配過程質量控制系統整體功能結構規劃共分為以下幾個模塊：1）基礎信息管理。主要是對工廠實際運行中基礎資源信息進行增、刪、改、查、數據的導入或導出等維護，主要包括人員、產線、工位、地址等多個模塊。2）產品質量項管理模塊。主要是對各種過程參數管理及對數據采集內容配置，質量數據管理包括變速箱基本信息管理、產品關重件管理、產品質量項管理及標準作業指導書。3）數據采集模塊。數據采集模塊是整個裝配過程控制系統的核心，可通過在上層配置需要采集的質量檢測項的相關信息，并通過在現場工控機布置數據采集程序實現實時數據采集。4）質量預測模塊。主要功能是實現對變速箱裝配過程質量是否合格及不合格類型的預測，質量預測模塊是以變速箱裝配過程中產生的大量工業數據為基礎。通過質量預測功能，對正在進行裝配的變速箱進行預測，得到預測的結果，為后面進行變速箱裝配的事前控制提供依據。5）質量控制模塊。變速箱裝配過程質量控制模塊是該系統非常重要的模塊，其主要功能是基于質量預測結果對出現裝配質量異常結果給出相應的方法推薦。6）看板管理。看板管理采用圖表化方式動態地顯示生產過程中生產計劃、產品、設備的實時狀態，發現異常時快速響應。

2制造執行系統實現

2.1系統硬件架構

系統硬件架構可將服務器、交換機等多種信息設備通過網絡連接在一起，為整個控制系統提供硬件基礎。整個系統硬件架構如圖3所示。車間現場依據不同產線功能劃分為多個區域，單個區域的網絡信號由二級交換機控制，區域PLC監控設備狀態并控制現場RFID讀寫器及信號燈的操作，現場工控機通過二級交換機與之相連，實現實時信息交換；同時部分區域二級交換機上連接著無線路由器，在車間提供無線信號，工業PAD通過無線連接進行相關流程的記錄。多個二級交換機的網絡信號最后通過核心交換機匯總到一起，核心交換機通過給二級交換機劃分不同網段，使不同區域間的網絡信號互不干擾；同時，核心交換機與多個服務器相連，將現場信息及時存儲到對應服務器內，并通過服務器對現場信息進行集成控制。

2.2系統軟件構架

在系統開發之前需要對其架構進行謹慎的規劃，需要對系統主要的功能需求、實現目標、業務背景等信息進行全方位的考慮，從而使得開發出的系統在解決變速箱裝配過程質量問題時有更強的針對性。結合變速箱廠實際情況，本文采用瀏覽器/服務器（B/S）和客戶端/服務器（C/S）模式相結合來實現整體架構。在整體上主要包括信息接口層、人機交互層、數據采集層、質量控制層，系統軟件架構如圖4所示。

2.3系統實現

基于上述對系統的設計，以安徽某變速箱裝配車間為例，在結合現場的實際情況及分析質量控制需求后，本文采用C#語言，基于.Net平臺和SQLServer2014數據庫及VisualStudio2015開發工具對系統進行實現。在變速箱裝配過程中，該系統對變速箱裝配車間進行了基礎信息建模，地址基本信息配置如圖5所示，產品質量項管理如圖6所示。當上層系統中信息配置完成之后，便需通過裝配現場數據采集模塊進行實時數據采集。圖7所示為OPC信息配置界面，當現場設備的工作狀態發生變化時，OPC服務器、PLC和OPC客戶端三者之間可以通過實時通信進行準確的監控和數據采集。在數據采集完成之后，系統會對采集到的變速箱裝配過程質量數據進行數據預處理，然后基于選擇出的變速箱裝配過程關鍵質量特性的樣本數據，使用Adam算法獲取最優參數，通過構建完成的變速箱裝配過程質量預測模型對最新采集到的關鍵質量特性樣本數據進行預測，輸出模型預測結果，質量預測的界面如圖8所示。當預測出變速箱質量異常時，系統會把預測結果輸入到知識圖譜，然后點擊不合格品，處置措施欄中會給出該質量問題的具體原因、應急方案及該質量問題的具體處理措施，在知識圖譜里面可以清晰地看出與該問題相關的因素和處理措施，給相關人員提供了可視化界面，有較強的可解釋性，同時可以實現對后面變速箱裝配過程的事前控制，質量控制界面如圖9所示。

3結語

為解決變速箱制造企業的裝配過程質量數據利用率低和裝配過程質量控制難的問題，設計并開發了變速箱裝配過程質量控制系統，本文詳細闡述了該系統的功能模塊、系統硬件框架和系統軟件框架，實現了基礎信息配置、產品質量項管理、數據采集、質量預測、質量控制和看板管理等各個功能，并在生產過程中驗證了該系統的有效性和可行性。

[參考文獻]

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[3]YAOL,GEZQ.CooperativeDeepDynamicFeatureExtractionandVariableTime-DelayEstimationforIndustrialQualityPrediction[J].IEEETransactionsonIndustrialInformatics,2021,17(6):3782-3792.

[4]楊成赫,葉建,徐弘揚.基于機器視覺的機械產品在線裝配質量控制系統[J].計算機系統應用,2017,26(6):88-92.

[5]劉明周,王強,趙志彪,等.機械產品再制造裝配過程動態工序質量控制系統[J].計算機集成制造系統,2014,20(4):817-824.

[6]張彥如,趙明志.變速箱裝配質量控制方法研究[J].農業裝備與車輛工程,2017,55(12):80-83.

[7]劉明周,趙志彪,凌先姣.基于最短路徑的復雜機械產品裝配過程質量控制點公差帶在線優化方法[J].機械工程學報,2012,48(10):173-177.

[8]王宏穎.面向裝配過程的在線質量控制系統研究[J].制造技術與機床,2020(9):127-131.

作者：王贊贊 單位：合肥工業大學機械工程學院