隨著“制造2025”這一中國(guó)版的“工業(yè)4.0”以官方名義高調(diào)推出，制造業(yè)這一國(guó)內(nèi)實(shí)體經(jīng)濟(jì)的中流砥柱，也幾乎與世界同步地跨入了第四次工業(yè)革命的大門(mén)。

1、關(guān)于大數(shù)據(jù)制造

眾所周知，與前三次相比，本次工業(yè)革命的進(jìn)步在于，通過(guò)利用互聯(lián)網(wǎng)激活了傳統(tǒng)的工業(yè)過(guò)程，使工廠(chǎng)設(shè)備“能說(shuō)話(huà)、能思考”，以同時(shí)實(shí)現(xiàn)三大功能：降低制造業(yè)對(duì)勞動(dòng)力的依賴(lài)、滿(mǎn)足用戶(hù)個(gè)性化需求、并將流通成本降到較低。所采取的戰(zhàn)略主要包括三大主題，一是“智慧工廠(chǎng)”，二是“智能化生產(chǎn)”，三是“智能化物流”，而其核心為第二點(diǎn)。

事實(shí)上，現(xiàn)今業(yè)界一致認(rèn)為，無(wú)論“工業(yè)4.0”或“中國(guó)制造2025”都是以智能化制造為主導(dǎo)的一次生產(chǎn)方式的大革命，旨在通過(guò)充分利用信息通訊技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)空間虛擬系統(tǒng)的手段，將制造業(yè)向智能化轉(zhuǎn)型。而實(shí)現(xiàn)、完成這個(gè)過(guò)程的基礎(chǔ)就是：信息技術(shù)與工業(yè)技術(shù)的高度融合，網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、軟件等與自動(dòng)化技術(shù)的深度交織。顯然，這一切都離不開(kāi)海量數(shù)據(jù)的支持，因此，當(dāng)現(xiàn)代制造業(yè)在走向智能化制造道路的過(guò)程中，必然是處于大數(shù)據(jù)制造背景下，雖然針對(duì)不同的行業(yè)，數(shù)據(jù)的來(lái)源、性質(zhì)差別很大。

一般來(lái)說(shuō)，生產(chǎn)型企業(yè)中所接觸到的數(shù)據(jù)包括兩大塊，其一是那些被稱(chēng)為傳統(tǒng)性的數(shù)據(jù)，如與企業(yè)基本狀況相關(guān)的信息和類(lèi)似于生產(chǎn)計(jì)劃，及銷(xiāo)售、原料（半成品）、產(chǎn)品庫(kù)存等企業(yè)管理方面的數(shù)據(jù)；其二則是由傳感器件采集的信息，涉及人們熟知的關(guān)系到產(chǎn)品質(zhì)量的各種測(cè)量數(shù)據(jù)，以及用于實(shí)時(shí)反映制造過(guò)程狀態(tài)的大量信息，其中既有與工序相關(guān)的、又有即時(shí)反映設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等的信息。

無(wú)論是國(guó)內(nèi)還是國(guó)外，汽車(chē)制造業(yè)都是現(xiàn)代制造業(yè)中很具有代表性的一個(gè)產(chǎn)業(yè)，而在中國(guó)，更是改革開(kāi)放30年以來(lái)發(fā)展最快的行業(yè)之一。尤其令人欣喜的是，這種發(fā)展并不只是簡(jiǎn)單地體現(xiàn)在行（企）業(yè)規(guī)模、產(chǎn)量的擴(kuò)大上，從技術(shù)層面來(lái)講，無(wú)論是外企、國(guó)企還是民企，均已把提升制造技術(shù)水平、轉(zhuǎn)變生產(chǎn)模式作為自身的主要發(fā)展方向。具體地，就是自本世紀(jì)初以來(lái)，融入了眾多先進(jìn)技術(shù)的“智能化制造”的理念已逐漸為越來(lái)越多的企業(yè)所接受并予以踐行。

2、測(cè)量職能在現(xiàn)代汽車(chē)制造企業(yè)中的提升與發(fā)展

無(wú)必須指出的是，近年來(lái)，作為邁入工業(yè)4.0的第一步，制造的方式已逐漸地從產(chǎn)品零部件規(guī)?；a(chǎn)，經(jīng)歷了按市場(chǎng)的實(shí)際需求轉(zhuǎn)為中、小批量的生產(chǎn)方式，并最后會(huì)發(fā)展成基于社會(huì)上個(gè)人需求的定制化生產(chǎn)模式。無(wú)疑，據(jù)此在生產(chǎn)之前就務(wù)必要預(yù)先確定(ERP系統(tǒng))，并將包括部件生產(chǎn)所需的全部信息事先存于虛擬現(xiàn)實(shí)中（PLM或PDM系統(tǒng)），至于所有其他相關(guān)的部件也要在虛擬環(huán)境中進(jìn)行規(guī)劃，這些部件均有自己的“名稱(chēng)”和“地址”，具備各自的身份信息。

因此，這些部件“知道”什么時(shí)候，那條生產(chǎn)線(xiàn)或那個(gè)工藝工程需要它們，通過(guò)這種方式，它們才得以協(xié)商確定各自在數(shù)字化工廠(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)路徑。然后再認(rèn)真地解決在制造過(guò)程中和作業(yè)完成后，工件的識(shí)別問(wèn)題，期間，控制系統(tǒng)還會(huì)實(shí)時(shí)調(diào)用生產(chǎn)設(shè)備自身的、和相應(yīng)的加工信息（MES系統(tǒng)）。此外，在生產(chǎn)過(guò)程中以及在該零部件完成后，還設(shè)置了用于拮取、采集與產(chǎn)品制造質(zhì)量相關(guān)信息的數(shù)量、種類(lèi)眾多的檢測(cè)器具。

對(duì)于前一節(jié)中所提到的兩類(lèi)主要以數(shù)據(jù)樣式呈現(xiàn)的信息，實(shí)際情況是，長(zhǎng)期以來(lái)人們已習(xí)慣性會(huì)把“數(shù)據(jù)”只與測(cè)量聯(lián)系在一起，至于對(duì)那些傳統(tǒng)性的數(shù)據(jù)則認(rèn)為僅與工廠(chǎng)的計(jì)劃、銷(xiāo)售、物流等部門(mén)相關(guān)，即與生產(chǎn)運(yùn)行關(guān)系不大。顯然，在今天看來(lái)，此類(lèi)觀念是很片面和狹隘的，因?yàn)殡S著智能化制造理念在當(dāng)代企業(yè)中的加速推進(jìn)，這些數(shù)據(jù)無(wú)論從“數(shù)量”還是“形態(tài)”上，處于大數(shù)據(jù)制造背景下，在現(xiàn)代企業(yè)中實(shí)際上都已發(fā)生了演化并有了很大的拓展。

就以測(cè)量數(shù)據(jù)來(lái)講，為了能滿(mǎn)足產(chǎn)品質(zhì)量不斷提高的要求、更有效地降低制造成本、應(yīng)對(duì)日益激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)和適應(yīng)對(duì)汽車(chē)節(jié)能減排的越來(lái)越嚴(yán)酷的強(qiáng)制性規(guī)定，這半個(gè)多世紀(jì)以來(lái)就已發(fā)生了翻天覆地的變化。

從早期的只設(shè)置最終檢驗(yàn)、以對(duì)產(chǎn)品的實(shí)物質(zhì)量進(jìn)行評(píng)介，擴(kuò)展到：

1）50年代出現(xiàn)的隨機(jī)量?jī)x可在加工過(guò)程中控制零件質(zhì)量，稱(chēng)為in-process，

2）而那離線(xiàn)設(shè)置在工序間的檢測(cè)器具（一般稱(chēng)為post-process），則進(jìn)一步為保證產(chǎn)品的制造質(zhì)量提供了有效手段。

這些被統(tǒng)稱(chēng)“在線(xiàn)檢測(cè)設(shè)備”的計(jì)量器具，在過(guò)去的幾十年里，雖然它們的職能未變，但就其個(gè)體而言在技術(shù)上的發(fā)展需速。以隨機(jī)量?jī)x為例，多年來(lái)的單一控制線(xiàn)性尺寸參數(shù)（如外徑、厚度等）的模式已突破，在溶入了多種數(shù)字控制技術(shù)后，已經(jīng)具備了邊加工、邊對(duì)工件圓度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的功能。

圖1高性能曲軸磨床所配隨機(jī)主動(dòng)量?jī)x

圖1所示即為國(guó)內(nèi)不久前自行研制成功的配在發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸加工的高性能磨床的一款隨機(jī)主動(dòng)量?jī)x，可同時(shí)完成對(duì)工件所有主軸頸、連桿頸的直徑、圓度的監(jiān)測(cè)。其加工后的曲軸圓度可控制在2-3μm以?xún)?nèi)，從而在極大提高工藝水平的同時(shí)，對(duì)通過(guò)工藝來(lái)保證產(chǎn)品的精度指標(biāo)也做出了重要貢獻(xiàn)。而工序間檢測(cè)設(shè)備也同樣有很大的進(jìn)展，從最早很簡(jiǎn)單的通用手動(dòng)量具，經(jīng)氣動(dòng)量?jī)x后又進(jìn)入電子量?jī)x普及的時(shí)代。

圖2工序間檢測(cè)設(shè)備的演變和取得的進(jìn)展

圖2中，左圖為自上世紀(jì)80年代起就風(fēng)行業(yè)界的電子柱量?jī)x，迄今還廣泛地應(yīng)用于國(guó)內(nèi)外汽車(chē)廠(chǎng)的生產(chǎn)線(xiàn)工序間。但它客觀上只適合那些單一的簡(jiǎn)單參數(shù)、柔性差，對(duì)測(cè)得數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理能力也低。而作為鮮明對(duì)比的是右圖中的一個(gè)實(shí)例，來(lái)自一新建發(fā)動(dòng)機(jī)廠(chǎng)的車(chē)間現(xiàn)場(chǎng)。乃是位于加工中心旁的一測(cè)量單元，包括一臺(tái)通用機(jī)器人和一臺(tái)高效車(chē)間型坐標(biāo)測(cè)量機(jī)。圖中只顯示一臺(tái)加工中心，若需要也可同時(shí)為多臺(tái)設(shè)備服務(wù)。

以上所述還只涉及檢測(cè)的“作業(yè)”層面的變化和發(fā)展，事實(shí)上，自上世紀(jì)八十年代起，基于休哈特理論的統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制（SPC）在以汽車(chē)制造業(yè)為代表的批量生產(chǎn)工廠(chǎng)已獲得了成功的、且越來(lái)越普遍的應(yīng)用。尤其是在溶入了q-DAS公司性能優(yōu)異、豐富的統(tǒng)計(jì)分析軟件后，利用所采集的大量數(shù)據(jù)，挖掘其背后隱藏的信息。如加工趨勢(shì)、切削刀具的磨損規(guī)律等。

圖3對(duì)工件在加工過(guò)程中刀具磨損的監(jiān)控

圖3就是刀具磨損的一個(gè)案例，從圖中可清楚地看出，即使批量方式生產(chǎn)的工件均還處于合格的范圍，但是其變化的趨勢(shì)表明，為了確保產(chǎn)品的質(zhì)量，極需提前發(fā)出更換刀具的預(yù)警。無(wú)疑，籍此類(lèi)性能的實(shí)施，將明顯提高對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的監(jiān)控水平。可見(jiàn)“測(cè)量”早已跨越了多年前的“產(chǎn)品實(shí)物質(zhì)量檢驗(yàn)”時(shí)期，在經(jīng)歷了“生產(chǎn)過(guò)程實(shí)時(shí)監(jiān)控”等階段后，已真正地成為現(xiàn)代企業(yè)中質(zhì)量體系的重要環(huán)節(jié)，特別是成為在進(jìn)入智能化制造時(shí)代的不可或缺的手段。

3、基于大數(shù)據(jù)制造的測(cè)量功能的演變與拓展

下面基于工業(yè)4.0的特點(diǎn)以及汽車(chē)制造業(yè)在邁向智能化制造的過(guò)程中，對(duì)于與現(xiàn)代企業(yè)相匹配的質(zhì)量體系需具備的核心應(yīng)用流程，包括質(zhì)量體系的數(shù)字化和測(cè)量器具與傳感器網(wǎng)絡(luò)及大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析之間的關(guān)聯(lián)性做個(gè)說(shuō)明。

圖4在“TS16949”質(zhì)量體系中五大核心工具

首先，汽車(chē)制造企業(yè)都需遵循汽車(chē)行業(yè)質(zhì)量體系標(biāo)準(zhǔn)，即“ISO16496”或“TS16949”質(zhì)量體系，在TS16949中，APQP、FMEA、MSA、PPAP、SPC并稱(chēng)為五大核心工具（如圖4），貫穿整個(gè)產(chǎn)品自研發(fā)起、至批量生產(chǎn)直到最終產(chǎn)品交付的全過(guò)程。之前，5大核心工具的使用流程和表格太多，以至于企業(yè)在貫穿整個(gè)質(zhì)量體系流程時(shí)，花費(fèi)了巨大的人力、物力，可是在FMEA分析環(huán)節(jié)所獲得的反饋信息卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。為此，知名的測(cè)量技術(shù)公司?？怂箍导捌浜献骰锇镮QS公司將質(zhì)量體系轉(zhuǎn)化為數(shù)字化體系平臺(tái)。籍助這一數(shù)字化平臺(tái)，就可清晰并輕松的完成質(zhì)量體系中各種流程的跟蹤執(zhí)行，并將上百種質(zhì)量系統(tǒng)的管理圖表，變成數(shù)字化格式來(lái)管理、執(zhí)行。

另外，質(zhì)量體系中的FMEA、MSA、SPC都離不開(kāi)數(shù)據(jù)作為支撐，如果基于工業(yè)4.0特點(diǎn)來(lái)規(guī)劃，從信息物理系統(tǒng)整合、IT平臺(tái)、數(shù)據(jù)采集和物理元素等概要出發(fā)，未來(lái)的質(zhì)量系統(tǒng)進(jìn)化過(guò)程應(yīng)該包含以下關(guān)鍵技術(shù)：1）體系流程自動(dòng)化與系統(tǒng)管理；2）測(cè)量與傳感器網(wǎng)絡(luò)；3）網(wǎng)絡(luò)化通訊基礎(chǔ)構(gòu)架；4）自動(dòng)化或在線(xiàn)測(cè)量系統(tǒng)；5）嵌入式邏輯軟件；6）統(tǒng)計(jì)大數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)控?；谝陨线@些特點(diǎn)，?？怂箍祵⒃撓到y(tǒng)定義為MMS系統(tǒng)，即測(cè)量管理系統(tǒng)。乃是從企業(yè)未來(lái)發(fā)展的構(gòu)架出發(fā)，通過(guò)MMS系統(tǒng)將用戶(hù)的ERP、PLM、MES系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)接，形成完成的PLM鏈條，以及符合產(chǎn)品質(zhì)量體系流程的PACD數(shù)字化軟件管理平臺(tái)。目前MMS系統(tǒng)大致可分為八個(gè)模塊單元（如圖5）。

圖5組成MMS系統(tǒng)的八個(gè)模塊單元

通過(guò)配置以上模塊，用戶(hù)就可以實(shí)現(xiàn)：

1，進(jìn)行定時(shí)/實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)監(jiān)控，使用戶(hù)只需要登錄網(wǎng)頁(yè)，即可獲取豐富的質(zhì)量信息對(duì)周期數(shù)據(jù)的匯總。

2，通過(guò)全面的數(shù)據(jù)分析，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)SPC的過(guò)程能力分析，以及完成動(dòng)態(tài)問(wèn)題點(diǎn)的導(dǎo)入，以及質(zhì)量成本的監(jiān)控記錄，F(xiàn)MEA動(dòng)態(tài)改善等。海克斯康目前擁有Q-DAS和web-report專(zhuān)業(yè)統(tǒng)計(jì)分析工具。

3，建立完整的尺寸制造鏈監(jiān)控管理。打破了供應(yīng)的黑匣子生產(chǎn)，使供應(yīng)商管理透明、可控、高效。質(zhì)量檢測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化傳輸，提高各部分協(xié)同、溝通效率和程序變更管理可視化、數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)推送。

4，實(shí)現(xiàn)了對(duì)設(shè)備狀態(tài)/資源狀態(tài)（包括測(cè)量設(shè)備）運(yùn)行狀態(tài)、周期維護(hù)管理提醒、檢驗(yàn)周期及系統(tǒng)配置和應(yīng)用功能配置等要素的遠(yuǎn)程監(jiān)控。

圖6未來(lái)制造型企業(yè)質(zhì)量管理系統(tǒng)的構(gòu)想

圖6是一張關(guān)于未來(lái)制造型企業(yè)質(zhì)量管理系統(tǒng)的設(shè)想圖，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)化的連接，使不同層次的管理人員都能在網(wǎng)絡(luò)上應(yīng)用、查看、監(jiān)控、執(zhí)行檢測(cè)設(shè)備、以及相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息，真正意義上實(shí)現(xiàn)了使質(zhì)量系統(tǒng)進(jìn)入工業(yè)4.0時(shí)代。

所以，能適應(yīng)未來(lái)制造型企業(yè)質(zhì)量管理系統(tǒng)的需求，為此而打造數(shù)據(jù)鏈質(zhì)量監(jiān)管與智慧數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)，是及其重要的。鑒于該系統(tǒng)乃是以檢測(cè)設(shè)備及其傳感器所采集的產(chǎn)品質(zhì)量的大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的，故必須打通不同設(shè)備和不同軟件之間的各個(gè)環(huán)節(jié)，通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析等眾多專(zhuān)業(yè)的數(shù)據(jù)處理方式、快速反饋加工、以實(shí)現(xiàn)企業(yè)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中的高效決策，同時(shí)，也為未來(lái)的創(chuàng)新提供了真實(shí)而強(qiáng)有力的依據(jù)。

結(jié)語(yǔ)：在大數(shù)據(jù)制造的背景下，測(cè)量功能發(fā)生了質(zhì)的變化，所采集的測(cè)量數(shù)據(jù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了評(píng)判產(chǎn)品的單一用途，即突破了測(cè)量的“窄義”。事實(shí)上，無(wú)論從信息采集的角度還是在當(dāng)今企業(yè)發(fā)揮的作用，廣義的測(cè)量數(shù)據(jù)均已成為現(xiàn)代化工廠(chǎng)質(zhì)量管理體系的基礎(chǔ)和企業(yè)正常運(yùn)行的前提。