质量交流 | 质量管理数字化演变与趋势辨析
第四次工业革命下人类进入智能化、数字化时代, 数字生产力逐渐呈现出强大生命力 。在此背景下质量管理模式也随之发生变革，以数字化赋能企业进行质量管理成为顺应当今时代发展的必然趋势。本文选择以质量管理数字化为研究对象, 梳理了国内外在1998—2021年间的相关文献, 运用文献计量的方法对所选样本进行计量与可视化分析, 分析了国内外在不同时期关于质量管理数字化领域的研究热点和研究领域，并总结出未来质量管理数字化的发展趋势。
关键词：质量管理；数字化；发展趋势；文献计量
一、质量管理数字化概念及发展历程
人类历史上开展的三次工业革命推动了生产方式的变革，质量管理模式也随之发生了转变。 从20世纪初期开始，质量管理经历了质量检验、统计质量控制、全面质量管理三个阶段[1]。
科学管理之父泰勒(Taylor)于20世纪初在《科学管理原理》一书中提到，产品检验工作应将与生产区分开来并形成独立的工序。对产品质量的检验也由此产生和发展。质量检验是对产品进行的事后把关，在此时期，主要通过设立工长进行产品检验。而随着企业规模扩大，检验职能也由工长转到专业的质量检验人员。质量检验作为质量管理史上第一次飞跃，一定程度上保证了产品在出厂后的质量，却也呈现出一些问题，如无法预防和控制产品在生产前和生产过程中的质量；由于检验成本高, 因此无法满足大批量生产的要求。
美国休哈特(W.A.Shewhart)博士在1924年针对质量检验阶段存在的无法进行预防性问题，主张将数理统计的方法运用到质量管理中, 并绘制出了基于连续生产线质量管理的控制图。统计质量控制阶段侧重于对产品生产过程的监控，在实际中难免过多强调数理方法的应用，而忽视了组织管理工作。
美国学家费根堡姆(A.V.Feigenbaum)于20世纪60年代提出了全面质量管理(TQM)的概念。TQM在结合以往管理模式的基础之上，综合考虑企业经营与科技的发展，是一种符合现代化需求的智联管理。TQM弥补了检验质量管理和统计质量管理下的不足。他认为想要保证和提高产品质量，还需釆用组织、协调、监督和检査等方法[2-4]。此外，朱兰首创人力与质量管理相结合模式,编制了《质量控制手册》 。国外诸多学者如戴明、克劳士比、桑德霍尔姆、田口玄一等也相继推动了全面质量管理在各国的应用。我国院士刘源张首先在国内提出设立质量控制研究组, 推动了我国全面质量管理工作的蓬勃发展[5]。
21世纪初, 在信息技术引领下产业技术变革蓬勃发展，数字生产力逐渐显示出强大生命力[6]。2013年在德国汉诺威工业博览会上，首次出现了工业4.0这一概念，工业4.0预示了全球第四次工业革命的开始，由此也推动了质量管理迈向4.0进展[7]。 质量4.0下的数字化质量管理是质量管理继检验阶段、 控制阶段和全面管理阶段后的又一重大突破，是将信息化、 自动化和人工智能相结合的质量管理新模式[8]。
我国学者黄永树(2004)最早认为，数字化质量管理是将质量管理模式与信息技术、 自动化程度、先进制造能力、现代检测、数理统计等技术的结合，而后应用于企业产品从无形到有形的全过程阶段，使质量管理模式结合数字化、网络集成化和联合化发展[9]。佩德森(B.Pederson)在2017年提出了质量4.0这一概念，质量4.0包括质量管理体系和合格评定的数字化，它不仅关注技术在组织中的应用，还关注通过使用技术改善企业文化、协作和领导力，正是在大数据、人工智能、区块链等新型技术下产生的新型质量管理模式[10]。2021年在瑞典举办的质量大会上，佩德罗(Pedro)认为数字化质量管理正是质量管理在工业信息技术发展下的延伸，通过对组织流程、员工和技术的影响塑造卓越组织[11]。
由此可见，以数字化赋能企业进行质量管理已成为符合当今时代发展的趋势。我国工业和信息化部于2021年底发布了《制造业质量管理数字化实施指南(试行)》，该《指南》的提出充分体现了数字化赋能质量管理的优势所在[12]。作为当今世界上在工业体系方面最为健全的制造业大国，截至2021年我国的制造业增加值已连续11年位居世界首位。即使如此，也存在质量水平较低、品牌影响力较弱等问题。因此，企业实行质量管理数字化是提升企业产业链供应链协同发展水平、带动企业全方位变革，从而实现高质量发展的必然选择[13-14]。
二、质量管理数字化研究现状
国内外学者以质量管理数字化为主题，已经开展了大量的研究。质量管理数字化研究涵盖了工业制造、通讯、建筑、医疗、教育等多个领域。总体来说，国内外关于质量管理数字化的研究范围比较广泛，而且各个国家的学者对此的关注点各不相同。本文选取质量管理数字化这一主题进行研究，通过査阅文献得知国内外对质量管理数字化的研究最早出现在1998年，并流理了自1998年以来的相关文献, 对国内外关于质量管理数字化的研究做出分析，为质量管理数字化未来的研究提供参考。
（一）研究方法与数据收集
许多学者在对文献进行可视化分析的过程中，往往会把文献资料转化为科学图谱, 从而达到研究理论增长、研究范式转换、学科领域演进、学科结构识别等目的。在许多可视分析软件中，可视化文献分析软件CiteSpace综合了聚类分析、社会网络分析、多维度分析等多种分析手段，着重于对学科发展过程、演变结果、热点与前沿、内容之间的内在关联进行分析与探讨。因此，本文试图借助CiteSpace软件对文献进行可视化计量分析，利用科学图谱的方式对质量管理数字化这一领域内的文献进行解读，梳理出其发展脉络和热点 。
本次研究内容的数据分别从中国期刊全文数据库(CNKI)和Web of Science (Wos) 选取，以主题为质量管理数字化、数字化质量管理在CNKI上进行检索，外文数据库以“digital quality management”进行检索。研究时间均设置为1998—2021年，检索结果显示，中国期刊全文数据库(CNKI)上相关文献共计563篇，Web of Science (Wos) 上相关文献共计3879篇 。
（二）研究结果分析
1.发文趋势分析
不同时间段发表的文章数量，在一定程度上代表着该领域发展的特点。图1和图2分别为国内外发布的关于质量管理数字化在不同时期的文献数量统计情况。
图1显示国内发文量
从1998年的1篇到2004年的16篇并保持上升趋势。2004年黄永树等人首先对数字化质量管理的内涵进行了整合，他认为数字化质量管理是质量管理历经三阶段后依据时代发展与技术革命背景下的新型质量管理模式，并分析了数字化质量管理体系的众多优势。他还认为传统质量管理结合数字化技术可以推动产品质量得到进一步提升，也因此会大幅降低企业成本和经营损失，从而提高顾客满意度和社会竞争力。此后, 我国出台了相关政策推动了制造业数字化转型，这也在一定程度上引起了学者对该领域内的研究热度。2014年发文达到了42篇，2021年升至最高为72篇，整体来看我国发文量呈现波动型上升趋势。
图2显示国外发文量
从1998年的8篇升至2008年85篇，2009—2012年发文量总体在100篇左右徘徊，2013年第四次工业革命开启了质量4.0的进展，由此学者们对质量管理数字化的研究开始逐步增加，2015年之后有了突破性上涨。2017年欧盟委员会公布的官方数据称欧盟已有30多个国家实施工业数字化举措，俄罗斯也于当年下发了“俄罗斯联邦数字经济计划”，这些政策的发布对于学者在该领域的研究起到了一定的推动作用。2021年达到了858篇。整体来看，国外发文量在前期缓慢上升，之后呈现大幅上涨的趋势。
通过对比国内外发文趋势可以得出，国内外学者对质量管理数字化的发文量呈现波动型上升趋势，同时也反映出质量管理数字化有较高的研究价值。另外，国外学者在该领域的发文量明显高于国内的研究数量，这也表明质量管理数字化在国外的研究热度较高且内容也更为丰富。
2.关键词共现图谱分析
对国内外在质量管理数字化领域研究的关键词进行共现图谱分析，将众多文献中关键词进行整合分类后会形成不同大小的节点，一般来说学者们研究较多的内容由此对应的节点也越大。图3和图4分别为国内和国外质量管理数字化研究关键词共现图谱。
由图3可以看出，质量控制的节点最大，其次是质量管理、数字化、数字化管理、档案数字化、数字化转型等。以质量管理和质量控制为研究主题，通过网络信息汇总表（Network Summary Table)可以获得频次、中心性和年份这些详细的参数，经排序后得到质量控制、数字化、质量管理的频次最高，梳理对应的文献后可以得知在2000年及以前学者们主要对质量控制和质量管理进行研究，在质量管理方面更加侧重于对企业生产制造过程的管理，质量控制则集中于工程领域，这个阶段整体研究数量较少且以理论为主；2000年之后质量管理的研究规模增大，研究范围集中于汽车制造、医疗、档案、建筑等领域。我国于2015年发布《中国制造2025》实施第一个十年制造强国战略，旨在将新一代信息技术融入到先进制造中，应用到产品设计、生产、管理、服务等各个过程中，形成多功能型生产方式。
由图4可以看出，图4中出现节点较大的是管理、质量、信息技术、系统模型、生活质量等。云计算、人工智能以及物联网等新技术推动了质量管理实现数字化的突破。整合文献可以发现，国外对于质量管理数字化的研究主要集中于企业绩效测量系统、消费者生活质量、水资源中微生物的质量管控等。近些年，学者们对该领域的研究主要是生活质量、医疗健康、数字土壤测绘、企业绩效测评，在研究范围上更是涉及教育、医疗、公共管理、运输和通信等多个行业。
3.关键词时间线分析
将上述得到的关键词进行整合分析，可以梳理其所处的时间，制成国内和国外质量管理数字化研究关键词时间线图谱（见图5、图6)。
CiteSpace将我国对质量管理数字化的研究划分为7个聚类（见图5)，每个聚类代表着共现网络中的关键词，这些关键词出现在他们所对应的年份中，并按照时间节点呈现出来，对时间线图的分析可以看出聚类中关键词的发展情况。
纵观我国质量管理数字化发展过程，在1998年首次出现数字化测图在质量控制中的应用，这个时段的研究主要集中于数字化地形图、数字地面模型、数据采集技术等范围。在2004—2015年期间，我国学者的研究主要为数字化技术与信息系统在不同行业内对质量管理的应用，涉及医疗、制造、交通、工程、档案等多领域。2015年之后出现较多的是对互联网技术、云计算、智能制造、数字化工厂、管理数字化的应用研究，建筑信息模型（BIM）在工程学中的应用也是学者们较为关注的热点话题，范围包括了建筑工程、水电工程、化工等。
对国外学者在不同时期内关于质量管理数字化的研究热点进行分析，根据右侧的聚类词语可知，研究范围划分为10个聚类，其中数字越小代表学者在该领域内研究中出现的关键词频数越高。在2004年之前出现了较多的热点关键词，不同关键词之间存在较多的连线，这些连线不仅存在聚类的内部，也出现跨越聚类的连线（见图6)。在2000年前后，学者们主要通过构建模型的方式对质量进行管理控制，从而保证产品质量。同时研究也较多关注于居民的生活质量、系统教育、地理信息系统等。此外，保肢治疗也是学者们的热点话题。之后年份的研究更侧重于借助人工智能、高级分析、物联网、机器学习等技术进行质量管理，对健康医疗、高等教育、社交媒体、智慧城市等领域研究较多。
4.关键词突现分析
将以上两个阶段的文献结合分析时，可利用关键词突现图中的时间和强度两个指标进行探讨。按照出现时间进行归纳排序，从而展现出质量管理数字化研究热点领域的时间分布和变化趋势，以及未来的研究前沿主题。
图7展示了我国质量管理数字化发展的规律。从图中可以看到，信息系统和临床试验从1998年开始激增，到2007年前后骤降；增长智能（GI）在2001年激增，2009年下降；对数字化医院的研究热度主要出现在2006一2009年。总体来看，1998—2010年，当时研究内容热点也更多集中于产品的生产过程以及对医疗设备质量的把控和监督；信息化、数字化管理应用主要出现在2010—2016年，2018—2021年关键词主要集中在数字化转型、建筑信息模型（BIM)、医疗和档案的数字化应用等方面。总体来看，2010—2020年研究热点主要集中在数字化技术从初步应用到大范围应用，应用到了智能制造全生命周期。我国学者对于数字化的研究涉及到医疗、教育、城建档案、建筑工程等多个领域。
近两年来的热点关键词分别为数字化转型、全面质量管理、现场采样、智能制造等，随着数字化转型的推入，数字技术逐渐应用于企业从研发生产到销售服务的全生命周期过程，以数字技术赋能制造业进行全面质量管理并将制造生产充分融合数字化技术、信息化手段已成为企业在当今工业技术背景下的必然选择。
梳理国外学者对于质量管理数字化在不同时期研究热点与趋势，在图8呈现出的25个突现词中，算法和诊断在质量管理数字化的应用研究较多且持续时间较长；数字减影技术在血管追影的应用研究出现在2003—2017年；水资源污染情况与质量探讨集中在2003—2016年；在2008—2015年期间运用数字高程模型进行地形地面研究较为丰富；除此之外，学者们在研究过程中也较多关注居民的生活质量，分析了质量管理数字化在健康医疗中的影响和应用；社交媒体、体力活动、数字土壤测绘等内容也是近些年学者们关注的话题。国际质量科学研究院院士吉姆·杜瓦迪认为，数字技术的转变是工业4.0的基础，同时也是一个涉及技术、系统和行业的复杂项目。由此不难看出，物联网技术、工业4.0发展成为近年来国外学者研究的新方向。
三、结论及发展建议
本文采用CiteSpace软件对文献进行可视化计量分析，梳理了1998—2021年国内外对于质量管理数字化研究的4000多篇文献。数据结果表明，在过去的20多年里，国内外学者对质量管理数字化的发文量呈现波动型上升趋势，国外学者对于质量管理数字化的发文量明显要高于国内研究数量，内容也较为丰富。
在国内研究热点方面，1998—2010年，主要集中在产品的生产过程以及对医疗设备质量的把控和监督。2010—2021年，热点主要集中在数字化技术从初步应用到大范围应用，应用到了智能制造全生命周期。总体来看，在2000年及以前研究数量较少且以理论为主，2000年之后研究规模增大研究范围集中于汽车制造、医疗、信息档案、建筑工程等领域。就目前而言，主要集中于数字化转型、全面质量管理、全生命周期、智能制造在建筑工程、水电工程、医疗技术数字化应用方面研究。国内研究趋势表现在质量管理数字化在现场采样、智能制造等领域的应用。在国外研究热点方面，2003—2017年主要集中在算法和诊断数字减影技术以及数字高程模型，国外2000年前后研究集中在对质量进行管理控制，之后年份的研究更侧重于借助人工智能、高级分析、物联网、机器学习等技术进行质量管理，对健康医疗、高等教育、社交媒体领域研究较多，研究较多，研究趋势主要集中在物联网技术、工业4.0。
从大量的现有文献中可以看到，随着时间的推移，质量管理的理念在不断地加深，质量问题的处理方法和手段也在不断地发展和改进。可以预见，随着新技术革命的兴起，知识经济的来临，各国对质量管理的理解也将推动企业的变革和发展。从世界上各个国家的质量管理发展情况和研究热点来看，未来质量管理数字化的发展有如下趋势特点：
（一）数字技术赋能制造业成为企业质量管理发展的必然趋势
近两年来，随着数字化转型的推入，数字技术逐渐应用于企业从研发生产到销售服务的全生命周期过程，以数字技术赋能制造业进行全面质量管理并将制造生产充分融合数字信息手段成为当今企业进行质量管理的优势选择。
（二）质量管理在方法上将和计算机技术更加深度融合
在对产品质量监督管理方法方面，质量监督和管理从单一检验模式发展为多种质量管理技术手段与方法综合应用。企业实施质量管理的过程中，将引入更多的计算机辅助设计和生产以及工业机器人的使用等，同时智能化、信息化也将应用于产品全过程。
（三）质量管理数字化逐步迈向全球化发展
随着信息技术和现代运输技术的不断发展，经济全球化的速度越来越快，各国之间的经济关系也越来越密切。在这种情况下，企业的组织形式要实现国际化，必须要有生产过程的国际化；技术规范、标准、合格评价流程是企业质量管理的本质内容，而传统的质量管理需要以国际标准为依据，跨越国界从而走向国际化。
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