打造轨道交通装备企业数字化质量管理新模式

本文转自：中国质量报

中车青岛四方机车车辆股份有限公司

打造轨道交通装备企业数字化质量管理新模式

中车青岛四方机车车辆股份有限公司（以下简称“中车青岛四方”）始创于1900年，是中国中车的龙头企业，拥有全国重点实验室等9大国家级创新平台。中车青岛四方搭建了以总部、事业部、技术本部、制造本部为框架的扁平化组织结构，主要从事轨道交通客运装备的研发、制造和服务，产品包括高速动车组、城际及市域动车组、城轨地铁、高档客车以及时速600公里高速磁浮交通系统，形成了涵盖时速50公里到600公里的谱系化产品平台，整体水平居世界前列。

以中车青岛四方为核心企业建立的千亿级轨道交通装备产业集群，是国家45个先进制造业集群之一。其坚持“实施质量经营、履行质量标准、满足顾客需求”的质量方针；依据ISO/TS 22163、ISO9001和“中车Q”等先进质量管理标准，建立四方特色的质量管理体系。2022年获得IRIS（ISO/TS 22163）金级证书，是国内轨道交通行业主机厂唯一一张金级证书。中车青岛四方建立了“三层四驱双循环质量管理模式”，依托数据赋能，打造4DL﹢工业互联网平台，建设数据驱动型企业，着力打造绿色、高效、智能的产业生态，助推我国轨道交通装备行业自主可控产业链、供应链的持续健康发展，支撑国家重大战略实施。

全要素实施数字赋能 激发企业创新动能

轨道交通装备制造业面临供应链协同管控难度大、生产过程质量控制复杂、产品质量追溯缺乏支撑等新挑战，需要在全产业链、全流程、全要素实施数字赋能和转型升级。面对新一轮科技革命和产业变革发展大势，中车青岛四方作为高端装备制造的先进代表，主动融入数字时代，聚焦数字化、网络化、智能化发展，坚持“绿色、智能、柔性、透明”的理念，聚焦“提质增效、降本优员”的核心目标，按照“场景为先、抓前抓早、主动感知、实时计算、闭环跟踪”的建设思路，推动企业从“数业融合”走向“数字赋能”，全力打造数据驱动型企业。

十三五以来，中车青岛四方打造了行业内唯一的4DL﹢工业互联网平台，并搭建ERP（企业资源计划系统）、PDM（产品数据管理系统）、MES（制造执行系统）、MRO（运维检修系统）、QMS（质量管理系统）五大核心系统，构建平台、数据、数据利用三层次数字化概念框架，打通供应链、技术链、制造链、服务链四个链条，以信息化手段实现管理赋能，实现业务健壮化、过程显性化、数据互通化、改进自主化、决策科学化。

中车青岛四方研制的“和谐号”CRH380A新一代高速动车组创造了486.1公里/小时的世界铁路运营试验最高速，CR400AF“复兴号”动车组助力我国成为世界高铁商业运营速度最高的国家，时速600公里高速磁浮试验样车被誉为“我国高端产业取得的一个新突破”，中老铁路动车组为高质量共建“一带一路”标志性工程，雅万高铁动车组是中国高铁首次全系统、全要素、全产业链“走出去”的第一单。中车青岛四方是行业内首家智能制造示范工厂，2022年入围全国首批“数字领航企业”。

中车青岛四方立足新发展阶段，统筹发展与安全，推动高质量发展，不断提升产品、工程和服务质量总体水平。持续推进管理体系、技术体系、验证体系的协同发展，以“数据驱动”为战略引领，基于“中车Q”和ISO/TS 22163标准要求，将“强过程、提品质”贯穿生产经营全过程，按照“以体系保过程、以过程保质量”的原则，实施全员质量管理，构建“三层次质量管理模型”，从体系（通用质量管理要求QM）、项目（项目质量保证QA）、产品（产品质量控制QC）三个层次构建质量管理层级。依托中车青岛四方工业互联网平台，打通产品研发、制造、运维和供应链全过程数据链，促进企业向集约化、协同化、精细化管理方式转变。打造行业领先的四方特色质量管理体系和数字化质量管理模式，持续推动产品质量安全水平提升。

推进数字化研发 打造设计协同式创新能力

技术是产品质量的源头，中车青岛四方以“生产一代，储备一代，研发一代”的前瞻性，统合产品研发趋势，代际产品研发一直引领我国高速动车组的持续发展。从源头保证产品质量，基于IPD（集成产品开发）搭建数字化研发平台M.A.R.V.E.L，通过设计工艺一体化研发，集成协同仿真、虚拟现实、试验验证、工艺仿真等系统，以项目管理为主线，覆盖产品研发、工艺设计、检验策划全过程，打通了设计、制造的产品数据链，在提高公司创新能力的同时，实现产品质量的提升。实现从功能性核心技术的攻关到性能核心技术攻关，再到可靠性核心技术攻关的超越，实现跟跑到领跑的突破。目前设计模块化率超过80%，供应商协同研发效率提升30%。中车青岛四方共参与国家科技部、工信部、自然基金委、山东省等项目课题154项，近三年科研投入累计超61亿元，有力提升了公司创新能力、研发能力和市场竞争力。

推进数字化制造 打造产线柔性化生产能力

中车青岛四方以提升制造核心竞争力为目标，在焊接、加工、检测、组装等关键工序实施机器代人和技术革命，融合防错防呆技术，建设了86条标准化产线，其中智能化产线20余条，切实有效地提高了信息传输效率、管理透明度和决策科学性，显著提升了公司生产效率，产线效率提升20%、人员降低30%、项目按时交付率达100%。近三年技术改造投入累计达到2.8亿元，完成产线数字化、新技术新装备应用、安全措施提升等改造项目3000余项，中车青岛四方先后获工信部“智能制造标杆企业”称号、“智能制造示范工厂”称号。

以过程质量数据为抓手，采用SPC（统计过程控制）控制图、边界分析、变异系数等分析工具，对车体、转向架、总装及供应商等关键部件质量数据开展分析，监控过程质量数据的稳定性。在质量大数据支持下，对28个系统部件的7000余条产品数据建立了156组PQM（过程质量模型）分析模型，实现精确追溯与关联现场制造因素（尤其是设备状态），实现异常报警、批量一致、健康评估、趋势预测、过程改进的目的，从以往关注单个产品符合性转变为关注批量产品的优质一致性，做到质量管理工作抓前抓早。

推进数字化服务 打造全寿命周期服务能力

中车青岛四方坚持数智化赋能引领，深入应用模块化平台建设成果，按照“优势互补、资源共享、经验固化”的总体工作原则，以全寿命周期服务为目标，打造管理流、数字流、工作流相协调的精益“服务链”。围绕列车全寿命周期“新造、运营、检修、服务”四大业务场景，建设智能运维平台，以“数字车辆”“数字场段”“数字管理”为核心，结合PHM（故障预测与健康管理）、MRO（产品运维管理系统）、SGO（四方配件一体化平台）等数智化平台，深化合作和服务模式创新，拓展增值发展空间，打造区域合作典范，实现服务质量信息的即时共享和全程跟踪，推进优质服务资源共享体系。

据了解，中车青岛四方在每列运行的动车组设有数千个数据测点，传感器实时采集列车的运行状态数据、监测运行状况，公司利用动车组运行实时数据，融合列车的制造履历数据、线路数据、运用数据、维修数据、自然环境数据等，应用大数据挖掘技术和人工智能算法，建立动车组关键部件故障预测模型，对故障进行预测、预警、提供维护建议，将传统被动式的故障后维修或定期修，变为了主动的预防性维护，有效地降低了列车故障率，更好地保障行车安全，提高运维效率。

目前，动车组智能运维平台已上线应用100多个故障预测模型，利用大数据技术，每年成功预防故障隐患数百件。

推进数字化管理打造智慧化质量管理能力

中车青岛四方按照业务健壮化、过程显性化、数据互通化、改进自主化、决策科学化的工作思路，以信息化手段实现管理赋能。通过质量管理信息系统（QMS）、质量指挥中心（QCC）、质量管理健康度评价系统（QHM）、等信息化系统建设，解决信息碎片化、渠道“梗阻化”、基础管理数据缺失、管理效率低下等较为突出的问题。打通产品信息收集、分析、反馈渠道，协同技术、制造、供应、服务价值链建设，实现信息的集中利用、成果的有效共享和管理的精细化。

质量业务数字化方面，以ISO/TS 22163等先进质量标准要求为基础，融合企业质量管理业务流程，自主搭建了涵盖质量策划和质量检验的质量管理信息系统（QMS）。建立了供应链质量管理、智能监造管理、质量体系管理、自制产品首件检验管理、进货检验管理、生产过程检验管理、原材料复验、原材料入库检验、原材料质量追溯、探伤管理、质量问题闭环管理、列车调试、不合格品管理、产品质量履历、质量要素参与订单分配等模块。

质量管理信息系统（QMS）实现了采购、物流、制造、检测、服务等全流程数据贯通，覆盖供应链、技术连、制造链和服务链全过程、全要素质量管控，实现了质量体系全过程数据获取、问题跟踪、结果评价的规范化，质量指标的可视化和质量改进的自主化，确保质量策划、质量控制、质量保证等全流程的数据贯通，提升了质量追溯能力和质量改进效率。

质量决策智慧化方面，以QM、QA、QC三层质量管理架构为基础，针对技术链、供应链、智造链、服务链业务场景，以状态显性化、异常预/报警为功能定位，搭建中车青岛四方质量指挥中心（QCC），设置了90余项业务数据监控指标，对重点管控要素和项点设立了时间类、指标类、趋势异常类、超限类等50余项模型，实现数据实时采集、指标自动分析，工作节点显性、业务状态全览，信息全面共享、异常高效处置。

质量指挥中心按照不同管理层级设立状态管理层和指挥层。状态管理层将各业务状态进行显性化，展示了主要指标实际状态，便于各业务人员掌握每个板块中总体情况，实现对实时异常的快速处置。指挥层便于各级管理者实时了解目前的异常情况，并可通过分层下钻掌握异常问题的具体情况，便于快速决策和指挥，为公司质量改进和科学决策提供量化数据支撑。

质量健康显性化方面，探索建立质量管理体系健康度评价模型（QHM）。通过对质量管理业务过程和经营管理量化评价数据进行梳理，确定各业务过程的量化评价指标库。通过专家调研形成符合轨道交通装备特色的量化评价模型和算法，开展健康度评价。利用中车青岛四方大数据平台能力提供数据统一加工及处理，构建面向不同应用角色的应用分析能力，精准定位公司质量管理体系总体、各板块及过程间的优势和不足，全面、动态监控公司质量管理体系健康水平。同时通过数据沉淀形成系统化的研究方法论和经验，为中车青岛四方质量体系评价、质量改进和决策提供支撑。

提升效能 创新质量管理模式

中车青岛四方应用互联网、大数据等技术，按照业务健壮化、过程显性化、数据互通化、改进自主化、决策科学化的工作思路，依托工业互联网大数据平台，围绕企业内部研发、制造、运维和供应链高效循环迭代实际需要，创新构建质量管理数字化应用场景，推动数字技术与质量管理业务融合应用。在实现中车青岛四方内部高质高效发展的同时，带动整个产业链共同高质量发展。通过分享质量管理模式、方法和成功经验等做法，实现产业链的需求共析、协同共创、产品共造、服务共享，形成了较为成熟的轨道交通行业数字化质量管理模式。

从体系到产品实物质量的全要素管控，形成了一整套的体系方法、应用试点推广经验和平台建设方案，积累和沉淀了质量成熟度、质量监测、过程管控、机理模型等大量的实例模型，为轨道交通装备制造业推广提供了基础和保障。这些不仅适用于轨道交通系统集成企业，也适用于我国高端制造行业所有的系统集成企业，可为我国持续打造自主可控的产业链，实现内外部协同高质量发展提供可复制、可推广的最佳实践。