環(huán)境實驗室過程質(zhì)量量化控制方法

◆龔晶晶 李 波 徐慶波/ 文

一、引言

航天產(chǎn)品需要在實驗室環(huán)境下開展環(huán)境模擬試驗以考核產(chǎn)品設(shè)計是否滿足使用要求，是提高產(chǎn)品可靠性的重要手段。環(huán)境試驗過程實施的質(zhì)量直接影響產(chǎn)品環(huán)境試驗驗證的有效性，對產(chǎn)品質(zhì)量保證具有重大的影響[1]。中、大型實驗室存在試驗類型多、項目多、涉及的試驗設(shè)備和試驗人員多、環(huán)境試驗管理工作復(fù)雜等情況，給環(huán)境試驗過程質(zhì)量控制帶來了很大的壓力。

環(huán)境實驗室按照CNAS-CL01建立了質(zhì)量管理體系，實現(xiàn)對試驗質(zhì)量的有效控制，其中對試驗實施過程質(zhì)量控制廣泛采用質(zhì)量監(jiān)督的方式[2,3]，但是質(zhì)量監(jiān)督方法不夠明確，尤其是不易量化。為此，本文基于航天產(chǎn)品量化控制方法[4]，提出了對試驗實施過程的各個環(huán)節(jié)進(jìn)行質(zhì)量控制的方法。

二、過程質(zhì)量量化控制方法提出

過程質(zhì)量量化控制是指采用量化控制的方法使過程滿足規(guī)定的質(zhì)量要求，這里的過程主要指工作環(huán)節(jié)。量化控制基于具體量化要求，實施過程量化記錄，開展量化分析評價，形成量化反饋的持續(xù)改進(jìn)的工作機制[4]。應(yīng)用量化控制這一機制對試驗過程實施質(zhì)量控制，將試驗控制過程盡可能的“程序化、規(guī)范化、表格化”[5]，如圖1所示，主要有以下步驟：

1．識別量化控制的對象，這里是指過程；

2．建立量化控制的模型，包括確定量化控制要素和明確各要素的量化控制要求；

3．基于量化控制模型實施量化控制，填寫量化過程記錄；

4．對量化過程記錄進(jìn)行分析評價，形成分析結(jié)果；

5．反饋分析結(jié)果，持續(xù)改進(jìn)量化控制模型。

建立量化控制模型是過程質(zhì)量量化控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。一旦建立了正確的量化控制模型，就能依據(jù)該模型實現(xiàn)過程質(zhì)量的良好控制。同時，模型建立過程是一個持續(xù)改進(jìn)的過程，需要根據(jù)模型的實施情況不斷修正。

圖1 過程質(zhì)量量化控制方法

三、過程質(zhì)量量化控制模型定義

（一）過程質(zhì)量控制要素

過程質(zhì)量是指過程符合要求的程度。過程質(zhì)量控制的方法是在恰當(dāng)?shù)墓?jié)點進(jìn)行過程結(jié)果與要求的比對驗證，以保證實際過程不偏離給定的要求。過程質(zhì)量控制要素包括：流程、過程、要求、檢查以及記錄，為便于描述，采用字符表示為

式中，QCP表示過程質(zhì)量控制；Ui表示控制單元；Pi表示過程；Di表示要求；Ci表示檢查；Ri表示記錄。

公式（1）中，過程質(zhì)量控制由n個控制單元組成；公式（2）中，控制單元由過程、要求、檢查以及記錄組成，過程是控制的對象，要求是控制的目標(biāo)，檢查是控制的方法，記錄是檢查執(zhí)行的證明。

（二）控制要素的量化形式

要實現(xiàn)過程質(zhì)量的量化控制，需要對各個控制要素進(jìn)行量化，且量化后應(yīng)容易實施。量化是質(zhì)量管理的具體化，是過程控制分解到一定程度或能夠數(shù)字化表述的過程，常使用的量化形式有流程圖、表格化記錄、數(shù)字化指標(biāo)等[4]。這里針對各個控制要素，分析其特點，給出建議的量化要求，結(jié)果見表1。

表1 過程質(zhì)量控制要素量化要求建議

（三）過程質(zhì)量量化控制模型

過程質(zhì)量量化控制模型采用含執(zhí)行次序的量化的過程質(zhì)量控制要素組合來表達(dá)，包括量化控制單元及其執(zhí)行流程，其中，量化控制單元用控制要素及其執(zhí)行方式共同表達(dá)，如圖2所示。

圖2 過程質(zhì)量量化控制模型

圖2的a中，各個量化控制單元按照給定的流程串聯(lián)執(zhí)行。圖2的b中，在過程工作完成后，對比過程的要求進(jìn)行檢查。如果過程符合要求，則該過程結(jié)束進(jìn)入下一過程；如果過程不符合要求，則重新啟動過程，或停止過程并報告故障。檢查結(jié)束后，不論過程是否通過，均應(yīng)留下記錄。

四、環(huán)境試驗過程質(zhì)量量化控制模型建立

（一）環(huán)境試驗過程質(zhì)量控制單元確定

指根據(jù)環(huán)境試驗實施過程中承擔(dān)的任務(wù)，識別影響過程質(zhì)量控制的環(huán)節(jié)。環(huán)境試驗實施過程中的主要任務(wù)為：根據(jù)試驗條件，操作試驗設(shè)備，記錄設(shè)備過程數(shù)據(jù)，編制試驗報告，但并不參與產(chǎn)品測試，工作內(nèi)容及流程見圖3。試驗條件由委托人提出；試品放置和測試裝置安裝也由委托人完成；其余由試驗人員完成。

在環(huán)境試驗過程中，質(zhì)量控制重點是保證給定的環(huán)境試驗條件正確地施加在產(chǎn)品上。從圖3可以看出，影響環(huán)境試驗過程質(zhì)量的主要環(huán)節(jié)包括：試驗設(shè)備選擇、試品放置、測試裝置安裝、試驗條件設(shè)置以及試驗設(shè)備運行。采用公式（1）表示：

式中，U1為試驗設(shè)備選擇；U2為試品放置；U3為測試裝置安裝；U4為試驗條件設(shè)置；U5為試驗設(shè)備運行。

（二）環(huán)境試驗過程質(zhì)量控制要素及量化

在識別公式（3）各控制單元的基礎(chǔ)上，按照公式（2）確定控制單元的控制要素，同時參考表1對各控制要素進(jìn)行量化，結(jié)果如表2所示。

（三）環(huán)境試驗過程質(zhì)量量化控制模型

圖3 環(huán)境試驗工作內(nèi)容及流程圖

表2 環(huán)境試驗過程質(zhì)量控制要素及量化形式

在圖2的基礎(chǔ)上，確定模型中各組成要素，即可建立環(huán)境試驗過程質(zhì)量量化控制模型。根據(jù)圖3確定各控制單元的執(zhí)行次序，表2中已經(jīng)列舉控制單元的控制要素及量化形式。此外，考慮量化控制執(zhí)行的有效性，將控制要素及量化形式固定在試驗文件中。由此建立的環(huán)境試驗過程質(zhì)量量化控制模型，見表3。

表3 環(huán)境試驗過程質(zhì)量量化控制模型

表3的流程運行結(jié)束后，對各項過程記錄進(jìn)行分析評價，查找模型中存在的不足，形成反饋意見并不斷修正模型，直到模型完全滿足運行要求為止。

五、環(huán)境試驗過程質(zhì)量量化控制模型應(yīng)用

利用表3給出的模型，對溫濕度試驗進(jìn)行量化控制，以“試品安裝環(huán)節(jié)”為例說明具體應(yīng)用方法。

根據(jù)表3，在試品安裝環(huán)節(jié)采用的控制流程為：按照試驗大綱要求放置產(chǎn)品；目視檢查試品放置是否滿足要求；如果不滿足，重新放置；如果滿足，進(jìn)入下一流程；流程完成后，在設(shè)備檢查表中填寫試品放置檢查情況。形成的文件為：《溫濕度試驗規(guī)程》，包含試品放置要求、設(shè)備檢查表等內(nèi)容。具體實施步驟如下：

1）在產(chǎn)品技術(shù)條件中給出測試裝置安裝的方法，包括產(chǎn)品測試設(shè)備的安裝，如測試設(shè)備名稱及精度、測試設(shè)備連接圖；

2）在《溫濕度試驗規(guī)程》中提出量化的要求，如測試設(shè)備連接符合測試設(shè)備連接圖、測試設(shè)備精度不應(yīng)低于試驗條件允許誤差的1/3、溫度傳感器的放置位置等；

3）采用目視方法進(jìn)行檢查，比對測試設(shè)備和傳感器的安裝是否與《溫濕度試驗規(guī)程》中的要求一致；

4）檢查完成后，填寫設(shè)備數(shù)據(jù)記錄表，如產(chǎn)品控溫方式、傳感器安裝位置、是否拍攝設(shè)備連接和傳感器安裝的照片等。

在模型執(zhí)行結(jié)束后，對各環(huán)節(jié)的過程記錄進(jìn)行分析。在試驗設(shè)備運行環(huán)節(jié)發(fā)現(xiàn)在1個月內(nèi)發(fā)生了5起測溫不準(zhǔn)確的問題，分析主要原因是傳感器選用不合理。因此，對原有模型的測試裝置安裝環(huán)節(jié)進(jìn)行了修正，在控制要素“要求”中增加了“傳感器適用性檢查及傳感器選用標(biāo)準(zhǔn)”相關(guān)內(nèi)容。模型修正后，測溫不準(zhǔn)確問題的發(fā)生頻數(shù)下降至2個月1起，實現(xiàn)了試驗過程控制質(zhì)量的顯著提升。

六、結(jié)束語

應(yīng)用過程質(zhì)量量化控制的方法，對影響試驗過程質(zhì)量的要素進(jìn)行了量化，包括控制流程、過程依據(jù)、目標(biāo)要求及過程記錄等，有效規(guī)范了環(huán)境試驗流程和各流程的工作內(nèi)容。而流程中每個過程結(jié)束后進(jìn)行檢查的方式能有效暴露質(zhì)量問題，通過質(zhì)量問題閉環(huán)，能保證環(huán)境試驗過程質(zhì)量。提出的過程質(zhì)量量化控制模型，也適用于與環(huán)境試驗過程相似的生產(chǎn)過程和調(diào)試過程。形成的溫濕度試驗過程質(zhì)量量化控制的文件，在對各控制要素的量化內(nèi)容進(jìn)行適應(yīng)性修改后，也可應(yīng)用在真空試驗和振動試驗中。此外，文中建議的過程質(zhì)量控制要素的量化形式，還需要結(jié)合模型執(zhí)行的實際情況不斷豐富。

參考文獻(xiàn)

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