摘要：針對傳統(tǒng)檢驗紙質(zhì)歸檔時效性不足、查閱不便、沒有數(shù)據(jù)分析利用，以及優(yōu)化檢驗項目和開展針對性質(zhì)量改進活動難以用數(shù)據(jù)說話等問題，通過梳理產(chǎn)品檢驗指標體系，確定支撐指標體系所需的數(shù)據(jù)源；建立檢驗數(shù)據(jù)管理平臺，與指標數(shù)據(jù)源相關(guān)系統(tǒng)進行集成；在數(shù)據(jù)管理平臺的基礎上，基于既有的分析模型，實現(xiàn)產(chǎn)品檢驗結(jié)果評價分析，并對產(chǎn)品檢驗結(jié)果進行可視化分析展示。建立面向數(shù)據(jù)分析的數(shù)字化檢驗管理系統(tǒng)，為實現(xiàn)檢驗的數(shù)字化提供量化支撐。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)分析；數(shù)字化檢驗；質(zhì)量檢測

一、前言

隨著數(shù)字化技術(shù)的快速發(fā)展，對國防科技工業(yè)起到了積極的推動作用，武器裝備研制企業(yè)逐步建立起設計、工藝、制造、檢驗相結(jié)合的數(shù)字化制造新模式。在整個裝備的生產(chǎn)制造過程中，檢驗是保證裝備質(zhì)量的基本手段，傳統(tǒng)檢驗技術(shù)難以滿足現(xiàn)有武器裝備結(jié)構(gòu)復雜、對零部件質(zhì)量要求嚴格等特點。2012年，有關(guān)部門正式提出了“檢驗數(shù)字化”的要求。為適應武器裝備數(shù)字化制造新模式，充分運用數(shù)字化、信息化的技術(shù)和手段，開展數(shù)字化檢驗將成為未來檢驗工作的發(fā)展趨勢[1]。

二、系統(tǒng)設計

面向數(shù)據(jù)分析的數(shù)字化檢驗管理系統(tǒng)主要包括產(chǎn)品指標體系構(gòu)建、產(chǎn)品檢驗數(shù)據(jù)管理、產(chǎn)品檢驗結(jié)果評價分析、產(chǎn)品檢驗可視化展示四大功能，如圖1所示。

產(chǎn)品評價指標體系構(gòu)建?；诋a(chǎn)品檢驗業(yè)務邏輯，構(gòu)建產(chǎn)品數(shù)據(jù)分析的管控指標體系[2]，形成以業(yè)務為支撐的指標數(shù)據(jù)清單，通過對指標數(shù)據(jù)的逐層分解，明確支撐檢驗指標數(shù)據(jù)的檢驗數(shù)據(jù)源，確定實際業(yè)務數(shù)據(jù)范圍；通過指標體系確定的數(shù)據(jù)源范圍，可以為檢驗數(shù)據(jù)管理平臺建設提供數(shù)據(jù)指導，準確集成檢驗數(shù)據(jù)，形成基于產(chǎn)品BOM的主題數(shù)據(jù)庫。

產(chǎn)品檢驗數(shù)據(jù)管理。產(chǎn)品檢驗數(shù)據(jù)管理平臺以指標體系梳理及標準咨詢確定的檢驗數(shù)據(jù)源為指導，從不同系統(tǒng)整合產(chǎn)品裝配測試檢驗數(shù)據(jù)、檢驗數(shù)據(jù)、外場故障數(shù)據(jù)、外購外協(xié)入檢數(shù)據(jù)，形成基于BOM的產(chǎn)品檢驗數(shù)據(jù)主題庫[3]。產(chǎn)品檢驗數(shù)據(jù)管理平臺整合形成的檢驗數(shù)據(jù)主題庫，為產(chǎn)品檢驗結(jié)果評價分析以及產(chǎn)品檢驗可視化展示提供高質(zhì)量、高可靠的數(shù)據(jù)基礎，能夠有效支撐檢驗數(shù)據(jù)落地應用。產(chǎn)品檢驗數(shù)據(jù)是產(chǎn)品檢驗數(shù)據(jù)管理平臺建設的基礎，因此必須做好數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)的查詢與檢索應用。

產(chǎn)品檢驗結(jié)果評價分析。綜合運用成功數(shù)據(jù)包絡、過程能力指數(shù)、方差檢驗等方法，對產(chǎn)品檢驗結(jié)果進行輔助評價分析。其目的是通過對產(chǎn)品質(zhì)量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，進行工序能力的評價與優(yōu)化，提供承制單位質(zhì)量管理人員控制工序的穩(wěn)定性。

產(chǎn)品檢驗可視化展示。產(chǎn)品檢驗可視化展示模塊基于產(chǎn)品質(zhì)量信息統(tǒng)計分析和對比分析，動態(tài)構(gòu)建產(chǎn)品檢驗結(jié)果數(shù)據(jù)的可視化展示方式，通過利用圖形化展示工具（折線圖、柱狀圖等），實現(xiàn)對于檢測數(shù)據(jù)的直觀展示。

三、產(chǎn)品檢驗指標體系構(gòu)建

評價指標體系由一系列評價指標項組成，一個評價指標項代表組成評價指標體系的一個條目。單個評價指標主要包含內(nèi)容評價指標名稱、評價要點信息、評價子項及數(shù)據(jù)類型、采集數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)類型、采集位置、采集方式、評價標準值等基礎信息，所構(gòu)建的評價指標界面示意圖如圖2所示。單個評價指標包含有對業(yè)務管控內(nèi)容的描述，指標基礎描述內(nèi)容信息見下表。評價指標擬制人員開展評價指標條目編輯，通過在前端頁面進行評價指標條目組成項內(nèi)容的逐項信息輸入，然后提交給后臺服務進行數(shù)據(jù)化持久處理。多個評價指標構(gòu)建通過在后臺服務開展一致性審核以保障同一個指標體系內(nèi)評價指標條目不重復，見表1。

四、產(chǎn)品檢驗數(shù)據(jù)管理平臺

產(chǎn)品檢驗數(shù)據(jù)管理平臺整合形成的檢驗數(shù)據(jù)主題庫，為產(chǎn)品檢驗結(jié)果評價分析以及產(chǎn)品檢驗可視化展示提供高質(zhì)量、高可靠的數(shù)據(jù)基礎，能夠有效支撐檢驗數(shù)據(jù)落地應用，主要包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)整合、數(shù)據(jù)追溯三方面內(nèi)容。

數(shù)據(jù)采集模塊基于產(chǎn)品檢驗指標體系內(nèi)容信息，通過數(shù)據(jù)集成、外部數(shù)據(jù)導入、結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)生成，實現(xiàn)從MES、PDM、QES等業(yè)務系統(tǒng)獲取產(chǎn)品裝配測試數(shù)據(jù)、質(zhì)量檢測過程的測試數(shù)據(jù)、外購外協(xié)入檢數(shù)據(jù)及外場故障數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集和管理[4]。

對于采集獲得的各類檢驗數(shù)據(jù)，以產(chǎn)品BOM為主線，進行數(shù)據(jù)整合，構(gòu)建不同層級的質(zhì)量檢驗分析主題庫，基于應用場景在數(shù)據(jù)集形成對應的指標分析庫，支撐質(zhì)量檢驗數(shù)據(jù)在不同場景的應用。數(shù)據(jù)整合通過調(diào)用數(shù)據(jù)源集成服務，在頁面中顯示數(shù)據(jù)項表單信息，利用數(shù)據(jù)庫表單信息在界面中實現(xiàn)數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)配置，通過建立數(shù)據(jù)—指標項的組合方式實現(xiàn)指標的業(yè)務邏輯設計，構(gòu)建評價指標和各類檢驗數(shù)據(jù)的BOM主題數(shù)據(jù)庫，產(chǎn)品BOM質(zhì)量檢驗數(shù)據(jù)過程如圖3所示。

通過數(shù)據(jù)管理平臺對檢驗數(shù)據(jù)進行整合，形成基于產(chǎn)品BOM結(jié)構(gòu)的主題數(shù)據(jù)庫，可基于產(chǎn)品BOM結(jié)構(gòu)逐層快速追溯對應的入檢數(shù)據(jù)、生產(chǎn)制造過程檢驗數(shù)據(jù)、檢驗數(shù)據(jù)、外場試驗及使用過程數(shù)據(jù)。同時可以逐層查看檢驗數(shù)據(jù)指標波動較大的參數(shù)，從而對產(chǎn)品質(zhì)量問題進行數(shù)據(jù)追溯，并準確分析造成產(chǎn)品檢驗數(shù)據(jù)異常的原因[5]。數(shù)據(jù)追溯依托數(shù)據(jù)管理平臺數(shù)據(jù)整個BOM結(jié)構(gòu)主題數(shù)據(jù)庫，通過調(diào)取產(chǎn)品檢驗指標體系中數(shù)據(jù)項內(nèi)容信息，可快速逐層查看和追溯數(shù)據(jù)來源項分布情況。其業(yè)務邏輯流程如圖4所示。

五、產(chǎn)品檢驗結(jié)果分析

產(chǎn)品質(zhì)量檢驗結(jié)果評價分析模塊是數(shù)字化檢驗系統(tǒng)的核心之一，綜合運用成功數(shù)據(jù)包絡、過程能力指數(shù)、方差檢驗等方法，對產(chǎn)品檢驗結(jié)果進行輔助評價分析。其目的是通過對產(chǎn)品質(zhì)量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，進行工序能力的評價與優(yōu)化，提高承制單位質(zhì)量管理人員控制工序的穩(wěn)定性。

下面以相關(guān)性分析為例，分析操作流程的詳細步驟：

第一，前端分析頁面提供了符合性評價分析、一致性評價分析、數(shù)據(jù)包絡分析、相關(guān)性分析、綜合分析等不同的分析頁面，打開相關(guān)性分析頁面。

第二，在相關(guān)性分析頁面選擇分析數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)項可以通過數(shù)據(jù)項查詢接口訪問獲取。

第三，配置相關(guān)性分析的參數(shù)，也可以略過該步驟。

第四，執(zhí)行相關(guān)性分析，前端頁面向后臺服務發(fā)送執(zhí)行請求，參數(shù)以JSON格式數(shù)據(jù)發(fā)送給后臺服務。

第五，后臺服務接收到分析請求后，解析分析執(zhí)行參數(shù)，生成分析任務，交由任務調(diào)度服務進行統(tǒng)一調(diào)度管理。

第六，根據(jù)調(diào)度算法，選擇當前合適的執(zhí)行節(jié)點，啟動分析執(zhí)行引擎，將分析任務加入執(zhí)行隊列。

第七，執(zhí)行引擎通過數(shù)據(jù)統(tǒng)一訪問服務接口，加載分析數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)和執(zhí)行參數(shù)一起作為輸入，執(zhí)行具體的分析方法。

第八，分析計算完成后，由執(zhí)行引起將分析計算結(jié)果數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)庫中。

第九，將分析計算結(jié)果以HTTP Response的方式返回前端頁面。

不同的分析方法除了在輸入數(shù)據(jù)和執(zhí)行參數(shù)存在不同之外，在操作流程上基本一致。分析方法的功能說明和適用范圍見表2。

六、產(chǎn)品檢驗可視化顯示

產(chǎn)品檢驗可視化模塊主要實現(xiàn)對產(chǎn)品質(zhì)量信息的統(tǒng)計分析和對比分析。企業(yè)相關(guān)管理人員、技術(shù)人員及檢驗人員依照權(quán)限，可使用該模塊通過可視化的方式直觀查閱檢測數(shù)據(jù)。

產(chǎn)品檢驗可視化顯示提供自助探索式可視化結(jié)果展示方式，支持用戶自定義配置所需展示的數(shù)據(jù)項內(nèi)容，通過設置圖形化展示方式（柱狀圖、折線圖、雷達圖等），從而在頁面中展示所需要的圖形化結(jié)果信息。

圖形展示以組件形式集成于軟件中。綜合展示模塊通過調(diào)用展示數(shù)據(jù)管理模塊讀取數(shù)據(jù)配置信息；調(diào)用展示布局管理模塊設置展示數(shù)據(jù)的頁面布局配置；調(diào)用展示方式配置模塊建立數(shù)據(jù)源到圖形展示的配置關(guān)系，從而實現(xiàn)對于計算結(jié)果、分析結(jié)果的展示。

圖形化展示方式提供多種展示組件實現(xiàn)對評價分析數(shù)據(jù)和評價結(jié)果數(shù)據(jù)的功能展示。

七、結(jié)語

針對傳統(tǒng)檢驗紙質(zhì)歸檔時效性不足，查閱不便，沒有數(shù)據(jù)分析利用，優(yōu)化檢驗項目和開展針對性質(zhì)量改進活動難以用數(shù)據(jù)說話等問題，通過梳理產(chǎn)品檢驗指標體系，確定了支撐指標體系所需的數(shù)據(jù)源；建立了檢驗數(shù)據(jù)管理平臺，與指標數(shù)據(jù)源相關(guān)系統(tǒng)進行了集成；在數(shù)據(jù)管理平臺的基礎上，基于既有的分析模型，實現(xiàn)了產(chǎn)品檢驗結(jié)果評價分析，并對產(chǎn)品檢驗結(jié)果進行可視化分析展示。最終建立了面向數(shù)據(jù)分析的數(shù)字化檢驗管理系統(tǒng)，為實現(xiàn)檢驗的數(shù)字化提供量化支撐。

參考文獻

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