以数字化转型推动制造业产品质量提升
以数字化转型推动制造业产品质量提升
来源:[中国工业和信息化] 发布时间:2025-06-26 17:08 浏览:398

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当前,我国正在积极融入全球经济一体化进程,中国制造业发展面临着全球化竞争加剧及消费者需求升级、产业链关键产品断供等诸多困难。在全球经济下行背景下,提高制造业产品供给质量,成为重塑我国制造业国际竞争力,促进经济高质量发展的重要抓手。随着“三品”建设和全国“质量月”活动等的深入实施,国产制造业产品质量得到了快速提升,为支撑经济高质量发展、扩大国际贸易等发挥了积极作用。在数字经济时代,可以进一步利用数字化技术赋能制造业产品全生命周期中的关键环节,通过打造一体化设计环境、推广智能生产管控模式、实践数字化质量管理,为我国进一步提升制造业产品质量探索新路径。

产品质量提升的必要性

应对全球化竞争的必然要求

先进制造业作为制造业产业链中的高端环节,具有高科技、高质量、高附加值、高效率等特点,已经成为发达国家和各地区竞相争夺的焦点。在全球化竞争日益激烈的背景下,企业面临着前所未有的挑战和机遇,高质量产品能够帮助企业在竞争中脱颖而出。通过技术创新和质量管理提高产品质量,有助于企业突破技术壁垒,进入高端市场,树立品牌形象,还能帮助企业开拓新市场,增强其在国际市场上的竞争力和话语权。因此,我国需要牢牢把握当前全球先进制造业发展新趋势,提升制造业产品质量,加快推动先进制造业高质量发展。

增强企业竞争力和满足消费者需求的必然选择

市场需求瞬息万变,随着消费者对产品的质量、个性化、定制化需求增加,传统制造业企业模式难以满足,企业通过数字化和智能化赋能可以快速应对市场的需求变化。提高制造业产品质量,有助于增强国内外消费者的质量认同以扩大市场占有率,激发新的消费需求。高质量产品不仅能够满足消费者的需求,还能在众多竞争对手中形成独特的品牌优势,帮助企业建立良好的品牌忠诚度,从而吸引更多潜在客户。这种良性循环使得企业能够在市场中占据更大的份额,进一步巩固其市场地位。

在国际市场上,高质量产品更是企业提升全球竞争力的重要砝码。随着全球化的深入,消费者对产品的要求越来越高,只有那些能够提供高质量产品的企业才能在国际市场上站稳脚跟。高质量产品不仅能够帮助企业获得国际认证,还能提升品牌在国际市场上的知名度和美誉度。通过不断优化产品质量,企业能够更好地适应不同国家和地区的市场需求,从而在全球范围内拓展业务,实现可持续发展。

有利于企业降本增效

高质量生产可以减少企业生产过程中的返工和废品率,从而降低生产成本。制造业企业进行数字化转型不单单在生产制造方面,而是存在于产品研发、营销、供应商管理、客户、业务流程等方方面面,积极采取数字化转型手段,可推动企业的整体效率提升,不同程度地减少企业成本。此外,高质量生产还意味着对资源的更高效利用。通过优化生产工艺和提升技术水平,企业能够最大限度地减少原材料和能源的浪费,实现可持续发展。这种对资源的精细化管理和高效利用,不仅有助于降低企业的运营成本,还能减少对环境的影响,实现经济效益与生态效益的双赢。

有助于推动制造业高质量发展

提升产品和服务质量是制造业高质量发展的基础,是建设制造强国的生命线。高质量产品是制造业从低端向高端转型的关键,通过数字化转型技术创新和工艺改进,企业能够生产出更具竞争力的高质量产品,从而推动整个产业链向高附加值、高技术含量的方向迈进。提升产品质量有助于加速科技与产业的融合,促进“科技—产业”循环。通过科技创新推动传统制造业技术革新,加快企业设备更新、推进数字赋能,并加速传统制造业集群式发展,实现产业链、创新链深度融合,从而推动制造业高质量发展。

制造业高质量发展政策支持

近年来,国家积极出台推动数字化转型、制造业高质量发展的政策,旨在提升制造业产品质量,促进制造业可持续发展、优化产业结构、提升竞争力,推动制造业向高端化、智能化、绿色化方向迈进。

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产品质量提升面临挑战

研发设计和仿真验证能力不足,难以在设计环节提升质量

设计阶段决定了产品的质量特性,提高制造业产品设计能力对减少产品故障、停机和维修数量,保障产品在使用过程中的安全稳定运行具有重大意义。我国制造业在研发设计环节提高产品质量存在如下挑战:首先,产品设计的数字模型支撑不足。在产品设计和失效分析的仿真验证中,国产工业设计仿真软件的数字模型缺少足够的理论和实验数据训练,导致模型复杂度和模型参数难以满足更精准的寿命和性能退化分析。

其次,全面的质量仿真验证效率不高。目前,计算机辅助设计(CAD)和有限元分析(FEA)等技术手段被广泛应用于产品质量仿真设计过程中,但是各类仿真分析通常采用不同工业软件,存在多次手动建模、重复分析等现象,拖缓制造业产品设计仿真效率。

过程质量控制和基础工艺优化不足,难以在生产环节保障质量

在产品生产过程中,人机物料法环等生产要素的波动都会影响产品的质量,降低产品良率。我国制造业在生产制造环节提高产品质量存在如下挑战:首先,关键过程质量控制能力不足。由于生产过程中协作关系复杂、工艺环节较多、生产设备精细程度等原因,造成生产控制水平不稳定,不同工艺环节之间的质量一致性不强,导致产品质量难以稳定在设计中的理论水平。

其次,质量管理工具数字化水平不高。传统的质量检验环节采取质检员配备检测仪器的工作方式,质检人员工作量大但效率不高,质检数据存在“数据孤岛”或数据异构等问题,导致产品质量波动监测不全面、不及时,不良品流入供应链的下一环节,给企业和客户造成损失。

最后,基础工艺优化缺少数据指导。多数企业由于数据异构或系统互联程度不足等原因,在调整数控设备工艺控制参数中缺乏实际工业数据的指导,并且难以对质量波动进行快速响应,基于质检数据指导工艺优化。《中国制造业企业质量管理蓝皮书》显示,只有约7%的企业实现了质量数据的自动采集,而且大部分企业质检数据只局限在部门内部分析应用,部门间数据流通共享不足,我国制造业距离全面的产品质量智能化管理还有差距。

质量追溯和质量协同不足,难以实现供应链全域质量管控

随着市场竞争加剧,企业之间的竞争转变为供应链之间的竞争,制造业产品质量管理的范围也延伸到供应链全域,质量问题将影响到供应链整体市场竞争力和客户黏度。我国制造业在供应链质量管理过程中提高产品整体质量存在如下挑战:一是供应链质量追溯能力有限。在现有供应链的产品质量追溯中,存在追溯质量数据单一、数据格式不统一,数据的真实性和完整性缺乏保障等问题,给供应链的主企业或市场监管部门的管控和质量追溯带来很大困难。二是制造业产品质量管理协同能力不足。传统的质量管理模式是供应链的各环节企业关注自身内部的质量水平,造成了供应链整体质量管理和协同性较低,受供应链上能力短板的限制,影响最终成品的质量。

数字化转型助力产品质量提升

打造一体化设计环境,提高协同研发能力

采用协同研发的思想,通过打造一体化设计仿真验证系统或协同平台,整合制造业企业乃至产业链的设计资源,有助于提高产品质量设计能力和效率。一方面,通过构建行业或技术领域融合的研发设计、仿真验证环境,促进多种设计模型的复用训练和实验结果交叉验证,逐步提高我国自主设计仿真能力水平。

另一方面,一体化的产品设计环境能够形成包括产品设计和仿真验证等多个环节在内的研发闭环,例如,北京瑞风协同科技面向复杂产品设计搭建数字化协同设计管控支撑平台,实现了设计过程和多学科、多种类软件工具的全面集成,为驱动产品质量设计和协同研发提供平台支撑。

推广智能生产管控,提高关键过程质量控制能力和数字化水平

通过数字技术赋能生产环节,利用数据驱动生产设备运行控制和工艺调优,进而提升制造业产品的质量管控水平。一是基于模型控制提升数控加工精度。通过建立数控加工装置参数模型,结合传感器等设备采集的多种真实加工数据优化参数设置,实现自适应自优化的参数寻优和加工精度控制。二是基于质量检测数据指导工艺调优。利用自动质量检测设备等将质量检验数据采集到有关系统,实现工艺数据和检测数据的互通,通过分析产品质检的不良数据趋势,反馈指导生产工艺优化,及时提升产品良率,降低企业生产运营成本。例如,歌尔光电精密模具生产现场依托工业互联网云平台,实现产品数据的测量和云端计算,有效提升精密模具生产加工精度和稳定性,加工误差可维持在±1μm,达到行业领先水平。

实践数字化质量管理,提高供应链质量协同水平

基于工业互联网平台等数字工具,按照产品质量需求开展供应链质量标准化管理,规范工艺过程,减少产品质量波动。首先,加强制造业产品质量动态化管理。基于质量管理数据共享平台,接入供应链的各成员企业自建的ERP、SCM等系统,规范质量数据采集标准,对产品的原料、制造工艺流程进行记录、数据分析和统计,及时发现质量波动趋势并指导生产工艺参数调优,减少不良品流入下一环节带来的企业收益和品牌口碑损失。

其次,建立数字化供应链质量管理体系。基于供应链质量管理平台,实现产品设计、生产、运输等各个环节数据高效采集、传输、处理,打通各企业之间质量相关的数据流,提高质量信息的交互反馈能力,提高管理层基于供应链的决策水平,促进质量协同管理。例如,京东方基于物联网技术的创新转型,自主建设数据中台实现设、供、产、销、人、财、企等领域的业务流、信息流、资金流的全面融合,以自身管理实践经验作支撑,实现对业务全流程质量的有效管控,带动了2000余家合作伙伴整体质量提升。

如何提升制造业产品质量

加强产品质量管理技术和软件攻关,支撑业务高效开展

首先,加强质量工程软件研发。立足产业发展现状和实际设计生产需求,面向重点行业和领域的建模与自动化设计分析、工艺设计分析、失效机理分析等需求,研发和迭代国产工业设计和仿真工程软件。其次,面向行业加强质量检测技术研究和设备研发。针对重点产品的自动化质量检验检测需求,汇聚行业协会、科研院所、制造业企业等创新力量,开展技术和设备产品的攻关研究,提高产品来料、中间件和成品的质量检测能力,减少漏检、检错的发生,保障成品质量。

搭建供应链质量协同平台,提高研发生产管理效率

一是加速制造业产品全生命周期数据集成。针对企业产品设计研发、仿真验证、生产制造等环节,搭建产品数字平台畅通数据流转通道,实现数据标准化管理和统一存储,为各业务高效协同提供数据支撑。二是搭建供应链一体化生产管理平台。通过搭建一体化平台,实现整个供应链的数理模型、软件工具、硬件设备、产品数据等数字资源的集中管理和知识复用,提升产品全生命周期的精细化生产和质量管理水平。

打造可靠性示范标杆,发挥引领带动作用

首先,开展制造业产品质量提升行动顶层设计。面向产品设计创新能力、制造能力、质量检验检测能力等方向,开展制造业产品质量提升专项工程,着力打通一批产业链、供应链的质量堵点,攻克一批关键核心技术质量难点,化解一批民生消费领域质量痛点,加速质量强国建设。其次,打造制造业产品质量示范标杆。采取揭榜挂帅等方式,面向细分行业,遴选出一批成功的数字化转型提升产品质量的典型应用场景解决方案、一批高质量产品示范生产线和一批高质量产品示范基地,带动重点行业产品质量提升。最后,完善保障政策。建立多渠道、多元化的金融、技术、人才、服务保障措施,提升试点示范工作保障水平。

综上所述,面对制造业研发仿真设计能力薄弱、生产过程质量波动、供应链协同不足等问题,数字化转型为制造业产品质量提升提供了新的思路和方法。通过打造一体化设计环境、推广智能生产管控、实践数字化质量管理等,企业能够显著提高产品质量和生产效率,增强市场竞争力。未来,随着制造业数字化转型的不断发展升级,制造业产品质量管理将朝着更加高端化、智能化的方向演进,最终实现制造业高质量发展。


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