結(jié)構(gòu)化分析與設(shè)計在工序質(zhì)量控制中的應(yīng)用
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產(chǎn)品需求的多樣化導(dǎo)致了產(chǎn)品生產(chǎn)由少品種、大批量的加工方式向著多品種、多型號、小批量的加工方式轉(zhuǎn)變。因而，產(chǎn)品的制成品及其零部件的加工質(zhì)量要求，只能日趨以產(chǎn)品用戶的意愿來制訂及實施。要滿足用戶對產(chǎn)品的不同質(zhì)量要求，加工方式和加工過程的質(zhì)量控制應(yīng)能對不同質(zhì)量要求的變化及時作出應(yīng)變。結(jié)構(gòu)化分析與設(shè)汁就是從抽象到具體，從宏功能到子功能，從整體到細目的分解過程，即采用自上向下模塊化設(shè)計的方法，將用戶的質(zhì)量需求轉(zhuǎn)化為面向用戶和基于質(zhì)量功能的模塊結(jié)構(gòu)，從而建立起一個面向用戶需求的產(chǎn)品質(zhì)量控制系統(tǒng)。無疑，結(jié)構(gòu)化分析與設(shè)計用于工序質(zhì)量控制將有助于提高加工過程質(zhì)量控制的靈活性、適應(yīng)性和可修改性。
1、工序質(zhì)量控制
產(chǎn)品制造過程即加工過程的質(zhì)量控制是滿足產(chǎn)品設(shè)計要求的中心環(huán)節(jié)，是產(chǎn)品質(zhì)量目標(biāo)得以實現(xiàn)的保證。由于工序是加工過程的基本單元，因而加工過程的質(zhì)量控制在生產(chǎn)現(xiàn)場大量地表現(xiàn)為工序質(zhì)量控制。
1.1典型的工序質(zhì)量控制
典型的工序質(zhì)量控制主要針對加工過程中的關(guān)鍵工序或質(zhì)量不穩(wěn)定的工序。當(dāng)工序質(zhì)量發(fā)生異常時，從人員、機器、材料、方法、環(huán)境、檢驗等方面進行干擾分析，確定工序質(zhì)量控制點，依據(jù)原加工工序卡編制該工序的“工序質(zhì)量控制(管理)表”；然后通過相關(guān)環(huán)節(jié)的反饋，指導(dǎo)并保持該工序質(zhì)量的穩(wěn)定狀態(tài)。如圖1所示
在產(chǎn)品制造過程中，根據(jù)不同的工序，結(jié)合專業(yè)技術(shù)和經(jīng)驗數(shù)據(jù)，找出并分析對工序質(zhì)量起支配作用的主導(dǎo)因素，對于及時采取有效措施，將起到事半功倍的效果。
一般情況下，加工過程中常見的主導(dǎo)因素有定位裝置的安放狀況；機器的工作調(diào)整狀態(tài)：操作人員的技能和責(zé)任心；零部件質(zhì)量等。
1.2多品種、小批量加工的工序質(zhì)量控制
根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場各工序的內(nèi)在聯(lián)系，自下而上，由點到線至面，逐個工序建立質(zhì)量控制的方式，對于按工序進行流水作業(yè)的大批量生產(chǎn)方式是適用的，其現(xiàn)場工序控制以應(yīng)用休哈特控制圖為主。然而，隨著產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期加快，推動著多品種、小批量加工的產(chǎn)品數(shù)量日益增多。由于加工對象和工藝要求不盡相同，多品種、小批量加工往往無法獲取足夠的數(shù)據(jù)來滿足現(xiàn)有大批量生產(chǎn)質(zhì)量控制方式的前提條件。因此，原有的工序、設(shè)備、生產(chǎn)節(jié)拍固定的質(zhì)量控制方式對于多品種、小批量的加工必然要做適應(yīng)性的變動。
在一般加工方式條件下，目前對多品種，小批量加工類型主要采用公差百分法結(jié)合單值控制圖、選控圖等進行工序質(zhì)量控制。其出發(fā)點是：在原大批量加工形式的工序質(zhì)量控制基礎(chǔ)上區(qū)分有無特殊要求。也就是對形狀、尺寸、工藝相似并可成組加工的零件，按其工藝采用適合具體情況的通用工序質(zhì)量控制形式。而對不能成組加工，有特殊要求的零件則依據(jù)專門編制的工藝進行專門的工序質(zhì)量控制。用公差百分法處理時，是將多個相似生產(chǎn)工序(工藝要求不同，影響加工質(zhì)量的因素大致相同的工序)的數(shù)據(jù)換算成相當(dāng)于加工工序的數(shù)據(jù)，以此來增加數(shù)據(jù)量，滿足一般加工方式下工序質(zhì)量控制的前提條件。
多品種、小批量的加工需求，極大地推動著以FMS(柔性制造系統(tǒng))、CIMS(計算機集成制造系統(tǒng))為代表的柔性加工方式的發(fā)展，其中有關(guān)結(jié)構(gòu)化分析及模塊化設(shè)計的思路，對于我們尋求適合加工方式變化的工序質(zhì)量控制形式同樣是很有啟迪的。
2、結(jié)構(gòu)化分析與設(shè)計
結(jié)構(gòu)化分析(SA)和結(jié)構(gòu)化設(shè)計(SD)是在軟件工程開發(fā)中提出的，是一種基于功能分解的分析方法，可作為層次分解和軟件模塊描述的工具。現(xiàn)已被包括并行工程在內(nèi)的多種新學(xué)科、新技術(shù)方法用作描述工具。
2.1結(jié)構(gòu)化分析
結(jié)構(gòu)化分析作為描述工具的特點是以圖的形式表示出系統(tǒng)內(nèi)各結(jié)構(gòu)單元之間的信息流動狀態(tài)，使復(fù)雜的系統(tǒng)及其過程變得簡單明了。
結(jié)構(gòu)化分析的簡單性在于只用少量符號和術(shù)語就能表達一個復(fù)雜的系統(tǒng)或操作，整個過程圖視化后，各功能操作一目了然，并可根據(jù)需要及時增、刪。被描述系統(tǒng)的高層邊界稱為“上下關(guān)系圖”，被分解為更小單元的稱“數(shù)據(jù)流向圖”。數(shù)據(jù)流向圖體現(xiàn)了將一個系統(tǒng)從高層和宏觀的角度分解為低層和微觀狀態(tài)的特定操作，其過程為自上向下的分解或分層。
2.2結(jié)構(gòu)化設(shè)計
結(jié)構(gòu)化設(shè)計的核心是“自上向下逐步求精”的模塊化設(shè)計方法，圖3所示層次圖即為該方法所展示的分層式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。
圖3中每一矩形就是一個功能模塊，代表了一定的處理要求。最下層的模塊具體執(zhí)行處理功能，上層和中層模塊只執(zhí)行控制、判斷和調(diào)度功能，即控制、調(diào)度其下級模塊的處理功能。
圖3所示層次圖結(jié)構(gòu)，表明了一個系統(tǒng)從對目標(biāo)的分析到層次圖形成的全過程。即先定義頂層功能(目標(biāo))，然后采用遞歸的方法逐層分解，構(gòu)造自上向下的各子層次結(jié)構(gòu)，直至最基本的模塊為止。這種方法稱為“自上向下模塊化設(shè)計方法”。圖3系統(tǒng)中上一層模塊是其下層模塊功能的相對“抽象”或要求，下一層模塊則是上一層模塊的相對“具體化”或處理，也就是“逐步求精”的過程。
圖3雖然給出了整個系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，但尚未表示出每一功能模塊是如何進行處理的。故還需要進一步描述，稱為“描述過程”或“過程性表示”。一般情況下，流程圖就是用來描述過程的。結(jié)構(gòu)化的程序流程圖具有“良結(jié)構(gòu)程序”特征，即：
(1)只有一個入口，一個出口，如圖4
(2)通過該結(jié)構(gòu)中任一部分都應(yīng)存在一條從入口到出口的路徑。
2.3工序質(zhì)量控制的結(jié)構(gòu)化設(shè)計
借助結(jié)構(gòu)化分析與設(shè)計理論的指導(dǎo)，我們可以從基于特征的途徑入手，探索工序質(zhì)量控制功能面向工序?qū)崿F(xiàn)分解與組合的形式，即自上向下逐步求精的模塊化設(shè)計過程。
要用結(jié)構(gòu)化技術(shù)實現(xiàn)質(zhì)量控制目標(biāo)，工序質(zhì)量控制體系應(yīng)具有自上向下逐步求精的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)(如圖3)和實現(xiàn)執(zhí)行的過程。即首先明確質(zhì)量控制目標(biāo)，然后對質(zhì)控目標(biāo)進行定性分析，確定質(zhì)量控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)層次直至確定基本功能模塊，并對質(zhì)量控制系統(tǒng)中各功能模塊進行過程性描述，即如何實現(xiàn)執(zhí)行。圖5大致表達了整個過程。
用自上向下模塊化設(shè)計方法構(gòu)建的工序質(zhì)量控制體系，以基本功能模塊(通用基礎(chǔ)單元)替代工序質(zhì)控點，打破了工序間界限，便于圍繞工藝特征選擇模塊的不同組合狀態(tài)(功能單元)去實現(xiàn)新用途。具有模塊可重復(fù)使用，可修改、可移植和可互操作的特點，適用于一般加工方式和現(xiàn)代柔性加工方式下的工序質(zhì)量控制。例如，按照結(jié)構(gòu)化設(shè)計的思路，一般加工方式條件下的質(zhì)量控制文件和相應(yīng)的工藝文件就可以區(qū)分為通用的基礎(chǔ)單元和有特殊要求需附加專門說明的部分(專門功能單元)。
從工藝特征入手進行結(jié)構(gòu)化設(shè)計的圓柱體零件的工序質(zhì)量控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)層次圖，如圖6所示。
圖6通過對選定零件質(zhì)控要求的結(jié)構(gòu)化分析(略)，從零件總體特征和結(jié)構(gòu)特征兩方面考慮工藝特征的形式，即以結(jié)構(gòu)特征的不同組合表示零件的幾何結(jié)構(gòu)，進而體現(xiàn)基本質(zhì)控模塊及其組合狀態(tài)(功能單元)。
在結(jié)構(gòu)層次圖的基礎(chǔ)上，可方便地作出程序流程圖。
3、結(jié)束語
結(jié)構(gòu)化分析與設(shè)計是軟件工程開發(fā)中成熟的理論和技術(shù)，現(xiàn)已為多種新學(xué)科或新技術(shù)方法用作描述工具(如并行工程技術(shù)等)。工序質(zhì)量控制采用結(jié)構(gòu)化分析與設(shè)計的方法，有助于減少反復(fù)、提高效率，盡快形成基于計算機操作的質(zhì)量控制系統(tǒng)。這對于柔性加工方式或一般加工方式下的多品種、小批量加工的工序質(zhì)量控制都是很有幫助的。