504所-技术实现质量流程管理

应用工作流技术实现航天质量流程管理

卢华齐卫华冉易谷

中国航天科技集团五院五0四所

航天型号产品具有种类繁多、状态复杂、交付产品不定的研制特点，而质量管理是航天产品研制工作的重中之重，必须确保交付的产品合格和可靠，因此产品的过程监控与质量流程控制就尤为重要。随着航天企业目前承担的型号任务量成倍增加，以往用手工及电子表格记录的方式已无法满足质量控制的需要，必须借助高效的信息化手段，大幅提升对质量流程的控制力度。为此，本文在对我所质量控制流程特点分析的基础上，结合网络及信息化技术，提出建立一套完善的质量流程管理系统的概念，从而实现对质量流程的控制、回溯与业务统计的信息化管理。该系统将基于工作流技术，采用统一的网络操作平台，可以更有效的发挥质量控制在产品研制中的重要作用，全面提升质量流程管理效率。

1 工作流技术介绍

工作流技术诞生于上世纪七十年代，起源于施乐帕洛阿尔托研究中心和沃尔顿学院的办公自动化原型。直到八十年代中期才出现了第一代工作流系统，进入九十年代后，相关技术条件的逐渐成熟，工作流系统的开发与研究进入一个新的高潮，工作流技术被广泛的应用于电信、软件工程、制造业、金融银行、办公自动化等诸多领域。1993年8月，工作流技术标准化组织——工作流管理联盟（Workflow Management Coalition. WFMC）成立。1994年，工作流管理联盟发布了工作流参考模型，其中规定了相关的工作流术语，标准和接口。

工作流仅仅是概念，在实际中，需求使用具体的工作流平台来对工作流进行定义，执行、管理，协调工作流执行过程中任务及群体成员之间的信息交互。工作流平台将业务流程中工作如何组织协调在一起的规则抽象出来，从而分离了业务处理逻辑、业务交互逻辑、执行者。

在质量流程管理系统中，我们使用的工作流技术采用协同工作流中间件平台，主要包含：开发平台和运行平台，基于该平台可以简化应用开发的步骤，降低应用开发难度，提高应用开发的效率和灵活性，节约应用开发的成本，该平台的架构如下图所示：

图1 协同工作流平台架构图

图中运行平台包含：管理服务、监控服务、数据库服务、工作项服务、消息服务、日志服务、装载服务和垃圾回收服务；开发平台包含：过程建模工具、表单设计工具、应用开发框架、及时通讯工具和迁移工具等。

该平台采用独创的petrinet-令牌过程模型，形象完整地刻画了工作流过程，语义明确，实用性强，简单易用。

Petri网是一种适合于描述异步并发现象的系统模型，它既有严格的数学定义，又有直观的图形表示，既有丰富的系统描述手段和系统行为分析技术，又为计算机科学提供坚实的概念基础。

信牌驱动模型是由活动、信牌箱和转移构成的一张网状控制结构加上相关数据和环境数据构成的计算模型。活动是一项具体的、可独立完成的任务，也可以抽象地看作是对相关数据与环境数据的操作；信牌箱是活动之间传递控制命令（信牌）的中转站，活动只有在其前信牌箱中取到信牌后才可以执行；描述信牌箱与活动之间关系的转移限定了可向信牌箱放信牌的活动和可从信牌箱中取信牌的活动的静态结构；动态执行时活动完成后判定转移条件决定实际可以放信牌的信牌箱。整个过程分为同步区和非同步区。直观地讲，所谓过程中的同步区即And-Join节点与对应的前驱And-Split结点之间的区域。

过程开始时只有一个信牌箱（开始信牌箱）中有信牌，其他信牌箱中无信牌。过程运行中，当一个活动的前信牌箱中信牌数按其Join类型满足一定条件时，该活动称为可以执行的活动；当可以执行的活动执行时，就按其Join类型从前信牌箱取走一定数量的信牌，当活动结束后按其Split类型向后信牌箱放一定数量的信牌。如此进行直到所有活动都不可以执行时过程结束。

2 质量流程管理系统实现

2.1 系统概述

本系统主要实现对流程的有效控制、实时监控和历史回溯，以及流程业务数据的统计提供相应表单输出，并实现与MES系统和OA系统集成，从而实现质量流程的信息化管理。2.2 业务流程

在进行系统开发前，我们对现存业务流程进行了分析和规范化，通过分析流程去除了一些低效的、不必要的步骤，使得流程趋于流畅和简单；通过规范化使流程趋于一致性，提高了对客户响应的可预见性，提高了业务流程的管理。这些步骤有利于流程定义工具更加清晰准确的描述流程。

系统管理的流程主要是技术状态控制流程和不合格品审理控制流程，其中技术状态控制流程主要由不合格品审理触发，也可以是设计师、工艺师自己发现或上级要求改变；设计人员，工艺人员填写技术状态更改审批表，提交后启动技术状态控制流程；经质量师审核并对技术状态分类，按条件提交给相关人员审批，审批通过后给相关人员产生待办事项，经反馈、检查及落实后关闭流程。通过分析和规范形成的业务流程图如下：

图2 技术状态控制业务流程图

不合格品处理流程由检验、调试、测试试验人员在各自的环节中提出；报告人填写不合格品处理单，提交后启动不合格品处理流程；按条件提交给相关人员审批，审批通过后给业务人员产生待办事项，经反馈、检查及落实后关闭流程。通过分析和规范形成的业务流程图如下：

图3不合格品控制业务流程图

2.3 技术实现

整体框图：

质量流程管理系统整体框图如下：

图4质量流程管理系统整体框图

整个系统主要涉及以下几个部分：

●质量管理系统，分为质量数据管理和质量流程管理两部分。其中质量数据管理主要

是对生产过程中产生的质量信息进行采集与管理；质量流程管理主要是对质量控制流程的管理

●MES系统，主要包括生产计划管理、产品定义管理、车间作业管理和系统管理

●OA系统，我所正在使用的办公系统，在此主要涉及内容为人员的信息

各系统之间的数据关系：

●MES系统的产品定义管理为质量流程管理提供产品信息（型号代号、产品代号、研

制阶段、图号和物资信息）；MES系统的生产计划管理为质量流程管理提供生产信息（不合格品编号、产品定单、串号/批次）；MES系统的系统管理为质量管理系统提供人员信息；质量数据管理为质量流程管理提供工序检验记录编号；质量流程管理为MES系统反馈流程审批信息（单据编码、流程状态、单据状态）；质量流程管理为OA提供待办工作信息

●MES系统的车间作业管理为质量数据管理提供计划作业信息；质量数据管理反馈给

MES系统各种质量数据

●OA系统为MES系统提供人员基本信息（工号、姓名和单位）

通过对业务流程的分析后，使用协同工作流PD进行了建模，其中每一个活动点对应了一个具体的业务环节，是业务的最基本单位。模型图同时是系统流程实时监控的工具，当流程启动后，参与人和相关领导可以通过图形方式查看业务的进度以及当时有谁在处理。

技术状态控制流程模型图如下：

图5 技术状态控制流程模型图不合格品控制流程模型图如下：

图6 不合格品控制流程模型图操作界面：

图7不合格品处理单部分页面图

图8技术状态更改申请单部分页面图

图9 历史回溯页面组合图

系统集成：

质量流程管理系统与MES系统关系密切，质量流程管理系统的一些数据需要MES系统提供（如：人员信息、产品信息等），同时质量流程管理系统会把一些数据反馈给MES系统（如流程审批信息等）。两个系统使用JAVA接口进行了无缝的结合，实现了数据的传递和共享，使用户在察觉不到差别的情况下，实现了系统之间的集成。

3 结束语

由于航天产品的特殊性，决定了其产品质量控制的重要性，为了更有效的控制产品研制过程，就要提升质量流程控制效率，结合网络与信息化技术搭建一套基于工作流平台的质量流程管理系统，实现了质量控制的信息化管理，该系统的主要特点体现在下面几个方面：第一，管理更加规范、透明、高效，每个环节都可跟踪，可追溯；

第二，可以监控质量运行流程，已经办理环节，未办理环节和正办理环节都可以通过图形化界面监控；

第三，操作过程完全回溯，每个人每步操作的内容都可以完全再现；

第四，提供各种角度的统计分析数据，为决策分析提供大量的数值依据，质量流程管理系统的建设加速了产品的规范化设计和规范化生产。