面向航天產(chǎn)品制造過(guò)程的質(zhì)量管理方法研究

（上海航天動(dòng)力技術(shù)研究所，上海，201109）

面向航天產(chǎn)品制造過(guò)程的質(zhì)量管理方法研究

尹大鵬

（上海航天動(dòng)力技術(shù)研究所，上海，201109）

本文結(jié)合航天產(chǎn)品質(zhì)量管理特點(diǎn)，介紹一種面向航天產(chǎn)品制造過(guò)程的質(zhì)量管理工具模型，實(shí)現(xiàn)以產(chǎn)品為導(dǎo)向的制造質(zhì)量控制，并通過(guò)該模型實(shí)現(xiàn)質(zhì)量管理工作由結(jié)果控制向生產(chǎn)過(guò)程控制,由技術(shù)指標(biāo)控制向生產(chǎn)工藝參數(shù)控制的轉(zhuǎn)變，從而提升科研院所質(zhì)量管控能力。

航天產(chǎn)品；制造過(guò)程；質(zhì)量管理

伴隨著我國(guó)航天事業(yè)的快速發(fā)展，航天型號(hào)研制、發(fā)射任務(wù)大幅增加，研制生產(chǎn)任務(wù)日益繁重，加大了航天型號(hào)產(chǎn)品研制過(guò)程實(shí)施精細(xì)化質(zhì)量管理的難度，增加了型號(hào)研制風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，航天產(chǎn)品是小子樣研制和小批量生產(chǎn)，隨著研制任務(wù)的增加和研制周期的縮短，呈現(xiàn)多型號(hào)交叉，設(shè)計(jì)與制造并行等特點(diǎn)，航天科研院所如何按時(shí)保質(zhì)完成快速增長(zhǎng)的科研生產(chǎn)任務(wù)，成為航天產(chǎn)品制造面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

1 航天產(chǎn)品質(zhì)量管理的特點(diǎn)

質(zhì)量管理是航天產(chǎn)品研制生產(chǎn)過(guò)程的重要組成部分，并且不同于普通民品的生產(chǎn)過(guò)程[1]，航天產(chǎn)品的研制過(guò)程給質(zhì)量控制與管理提出了更高的要求，主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面：首先、航天產(chǎn)品質(zhì)量管理需要滿足高可靠性、高安全性的要求。由于航天產(chǎn)品的特殊性，加工和裝配精度要求高，不僅需要在規(guī)定條件下和規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能，還需要滿足安全性的要求。其次、航天產(chǎn)品質(zhì)量管理需要滿足可追溯性的要求。確保航天產(chǎn)品原材料或零部組件的來(lái)源、產(chǎn)品的加工歷史、產(chǎn)品配送運(yùn)輸和所在位置。最后、航天產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量問(wèn)題不確定因素多。由于航天產(chǎn)品生產(chǎn)加工和裝配過(guò)程復(fù)雜、工序環(huán)節(jié)多，引起質(zhì)量問(wèn)題的因素很多，需要全方位的掌握產(chǎn)品質(zhì)量信息進(jìn)行質(zhì)量問(wèn)題的監(jiān)控[2]。

2 航天產(chǎn)品制造過(guò)程質(zhì)量控制模型

面向航天產(chǎn)品的制造質(zhì)量控制則指在生產(chǎn)加工過(guò)程中，除了滿足產(chǎn)品的基本質(zhì)量要求外，還應(yīng)最大限度地滿足顧客對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量需求或期望程度，即把顧客需求作為零部件制造質(zhì)量控制依據(jù)的重要組成部分，因?yàn)轭櫩筒粫?huì)對(duì)零件提出要求，只會(huì)對(duì)產(chǎn)品提出總體質(zhì)量需求。只有把顧客對(duì)產(chǎn)品的總體質(zhì)量需求，按照產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)配置逐層細(xì)化分解到每一個(gè)零部件，并以這些細(xì)化了的具體質(zhì)量需求作為零部件制造質(zhì)量的控制依據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)，才可能使這些由零部件組合后的成品，最終滿足顧客需求。航天科研院所制造過(guò)程的質(zhì)量控制是面向航天產(chǎn)品加工周期的過(guò)程式質(zhì)量管理，因此，質(zhì)量控制應(yīng)體現(xiàn)和貫穿于航天產(chǎn)品生產(chǎn)加工過(guò)程中的每個(gè)質(zhì)量功能環(huán)節(jié)。圖1是用語(yǔ)義數(shù)據(jù)模型化技術(shù)IDEF(integration definition method[3])構(gòu)建的面向航天產(chǎn)品的制造質(zhì)量控制工具模型的流程圖，該流程實(shí)現(xiàn)的主要功能如下。

圖1 航天產(chǎn)品制造過(guò)程質(zhì)量控制模型流程圖

2.1 產(chǎn)品質(zhì)量信息管理

質(zhì)量數(shù)據(jù)是指科研院所研制生產(chǎn)活動(dòng)中產(chǎn)生的所有與質(zhì)量管理有關(guān)的信息，以及在活動(dòng)過(guò)程中生成的大量信息。按照質(zhì)量信息產(chǎn)生的方式和來(lái)源，質(zhì)量數(shù)據(jù)可以分為靜態(tài)質(zhì)量數(shù)據(jù)和動(dòng)態(tài)質(zhì)量數(shù)據(jù)兩類。靜態(tài)數(shù)據(jù)是指一些描述性信息，其數(shù)據(jù)量與時(shí)間的變化相對(duì)無(wú)關(guān)，不隨時(shí)間的增加而增加，但與實(shí)體的增減變化有關(guān)，隨業(yè)務(wù)流程的改變而改變，包括各種檔案數(shù)據(jù)、參數(shù)數(shù)據(jù)、編碼數(shù)據(jù)等，如質(zhì)檢員工資料、操作員工資料、質(zhì)檢設(shè)備資料、產(chǎn)品檢測(cè)規(guī)程和方法等。動(dòng)態(tài)質(zhì)量數(shù)據(jù)是指來(lái)源于產(chǎn)品加工過(guò)程中，隨產(chǎn)品工序的累加而不斷生成和增加。除了具有信息的共同特征外，動(dòng)態(tài)質(zhì)量信息還具有分散性、隨機(jī)性、復(fù)雜多樣性等特征，主要包括現(xiàn)場(chǎng)采集的質(zhì)量檢驗(yàn)數(shù)據(jù)、質(zhì)檢人員對(duì)工序是否合格的判斷數(shù)據(jù)、工序不合格所產(chǎn)生的不合格狀況數(shù)據(jù)、零件報(bào)廢數(shù)據(jù)等。航天產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)加工過(guò)程中質(zhì)量檢驗(yàn)記錄的錄入、修改、保存和報(bào)告，在將這些質(zhì)量數(shù)據(jù)信息整理、分類和規(guī)范后，生成每個(gè)零部件統(tǒng)一格式的、唯一的檢驗(yàn)記錄表格，以便對(duì)該零部件檢驗(yàn)工作的全過(guò)程進(jìn)行跟蹤管理，確保該零部件的可追溯性。

2.2 關(guān)鍵質(zhì)量特性判定

航天產(chǎn)品關(guān)鍵特性數(shù)據(jù)主要包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造過(guò)程產(chǎn)生的設(shè)計(jì)、工藝和過(guò)程控制三類的關(guān)鍵特性。產(chǎn)品質(zhì)量在很大程度上決定于零部件的制造質(zhì)量，在生產(chǎn)實(shí)踐中，通常是通過(guò)控制零件關(guān)鍵工序的加工質(zhì)量來(lái)確保產(chǎn)品質(zhì)量的，所以，確定其關(guān)鍵質(zhì)量特性指標(biāo)是達(dá)到控制產(chǎn)品質(zhì)量的前提和基石。設(shè)計(jì)人員運(yùn)用航天產(chǎn)品關(guān)重特性分類分析標(biāo)準(zhǔn)確定設(shè)計(jì)關(guān)鍵特性，工藝人員依據(jù)設(shè)計(jì)關(guān)鍵特性確定工藝關(guān)鍵特性、過(guò)程控制關(guān)鍵特性，編制關(guān)鍵工序明細(xì)表、關(guān)鍵工序控制卡來(lái)實(shí)施產(chǎn)品關(guān)鍵特性的質(zhì)量控制。航天產(chǎn)品制造驗(yàn)收規(guī)范、產(chǎn)品圖樣及工藝規(guī)程等技術(shù)文件確定的關(guān)鍵特性檢測(cè)項(xiàng)目和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，是判定該工序產(chǎn)品是否合格的準(zhǔn)則，判定合格的零件會(huì)流向下一道工序，不合格的零件就會(huì)立即啟動(dòng)不合格品的處理程序，以盡可能減少零件加工中的延誤時(shí)間。

2.3 工序產(chǎn)品監(jiān)視測(cè)量

應(yīng)用統(tǒng)計(jì)分析方法從大量的、模糊的、隨機(jī)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)和質(zhì)量數(shù)據(jù)中，提取隱含在其中的潛在有用信息和知識(shí)，進(jìn)而構(gòu)建整個(gè)產(chǎn)品制造過(guò)程的質(zhì)量監(jiān)控體系。采集航天產(chǎn)品加工過(guò)程中的質(zhì)量數(shù)據(jù)，對(duì)采集來(lái)的基礎(chǔ)質(zhì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，會(huì)發(fā)現(xiàn)這些數(shù)據(jù)能反映出航天產(chǎn)品共性的有規(guī)律性的加工狀況。通過(guò)對(duì)航天產(chǎn)品關(guān)鍵或重要質(zhì)量特性進(jìn)行穩(wěn)定性監(jiān)控，對(duì)工序加工狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)和分析，將事后檢驗(yàn)的質(zhì)量管理方式變?yōu)槭虑暗念A(yù)防和控制。這種控制主要體現(xiàn)在對(duì)動(dòng)態(tài)確定的關(guān)鍵質(zhì)量特性參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的SPC控制算法，監(jiān)控工序加工的波動(dòng)狀況，并提出預(yù)警，達(dá)到事前預(yù)防的目的。SPC工具本身并不能控制零件的加工質(zhì)量，但可以將原始的質(zhì)量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)榭晒┎扇≠|(zhì)量控制的有用信息和依據(jù)[3]。一個(gè)具體的統(tǒng)計(jì)分析是建立在多個(gè)局部量上的，不同的關(guān)鍵工序采用不同的統(tǒng)計(jì)分析方法，不同的統(tǒng)計(jì)分析方法采用不同的計(jì)算模型，而它們的基礎(chǔ)數(shù)值，即采集的質(zhì)量信息是相同的。通過(guò)統(tǒng)計(jì)控制合理地安排與組織數(shù)據(jù)，在相同的原始數(shù)據(jù)上能夠建立多角度的分析，迅速生成多方面的調(diào)查結(jié)果，最終把最底部的現(xiàn)場(chǎng)加工和檢測(cè)信息，集成為供質(zhì)量管理人員控制生產(chǎn)的決策信息[4]。由此可見(jiàn)，關(guān)鍵質(zhì)量特性指的準(zhǔn)確選取，保證了制造質(zhì)量控制的有效性。

2.4 不合格品的處理

航天產(chǎn)品加工過(guò)程中若出現(xiàn)不合格情況，將啟動(dòng)“不合格品審理”程序，并按照科研院所質(zhì)量體系運(yùn)行審理流程，依次發(fā)送到各個(gè)職能部門，等待審理，進(jìn)行原因分析并制定出糾正措施。在航天產(chǎn)品的整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程內(nèi)，不合格品的處理都會(huì)在適宜的條件下被觸發(fā)，直至零件加工完畢，觸發(fā)條件失效，該過(guò)程的所有記錄作為質(zhì)量文檔保存，與產(chǎn)品其他信息之間實(shí)現(xiàn)共享與集成。

2.5 質(zhì)量監(jiān)督檢查職能

科研院所質(zhì)量部門可以在其權(quán)限范圍內(nèi)對(duì)航天產(chǎn)品所有的質(zhì)量信息進(jìn)行瀏覽，對(duì)產(chǎn)品制造質(zhì)量控制全過(guò)程的綜合情況進(jìn)行跟蹤，并實(shí)施相應(yīng)責(zé)任范圍內(nèi)的檢查職能，監(jiān)督責(zé)任部門及時(shí)完成糾正措施的落實(shí)。

3 結(jié)語(yǔ)

航天型號(hào)研制生產(chǎn)在突破和掌握主要關(guān)鍵技術(shù)，進(jìn)入研制、生產(chǎn)和試驗(yàn)階段后，最重要和最核心的工作就是保證產(chǎn)品質(zhì)量。面向航天產(chǎn)品制造過(guò)程的質(zhì)量控制工具模型研究的目的是，實(shí)現(xiàn)航天產(chǎn)品制造過(guò)程的質(zhì)量管理和監(jiān)控的計(jì)算機(jī)化、信息化，實(shí)現(xiàn)航天產(chǎn)品在線監(jiān)測(cè)，促進(jìn)質(zhì)量管理由結(jié)果控制變?yōu)樯a(chǎn)過(guò)程控制,由技術(shù)指標(biāo)控制變?yōu)楣に噮?shù)控制，持續(xù)提供滿足顧客需求的高質(zhì)量高可靠性航天產(chǎn)品，順利完成各類科研生產(chǎn)任務(wù)。

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[1] 張根保. 現(xiàn)代質(zhì)量工程[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社, 2000:19-24.

[2] 高文俊,王海龍,王冰冰,等.航天產(chǎn)品制造過(guò)程質(zhì)量管理系統(tǒng)的研究[J]. 航天制造技術(shù),2007(10):43-47.

[3] GRANT E L, LEAVENWORTH R S．Statistical quality control[M]．Beijing：Tsinghua University Press, 2002．

[4] LI Gang, WANG Xiao, CAI Lan．ES--based statistical quality intelligent control[J]．Journal of Jiangsu University of Science and Technology(Natural Science), 2000, 21(2)：44-48.