產(chǎn)品檢驗(yàn)測量存在問題與應(yīng)對(duì)策略

彭秦 張香妮 胡慶紅 馬曉松

[摘 ? ?要]對(duì)近年來隨著航天產(chǎn)品任務(wù)增加，梳理、統(tǒng)計(jì)分析了在計(jì)量測量管理中出現(xiàn)的問題，從檢驗(yàn)測量管理角度、技術(shù)更新角度提出了適應(yīng)當(dāng)前生產(chǎn)任務(wù)要求的解決方案和應(yīng)對(duì)策略。

[關(guān)鍵詞]產(chǎn)品檢驗(yàn)測量;問題;應(yīng)對(duì)策略

[中圖分類號(hào)]TP311.52 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號(hào)]2095–6487（2021）08–0–02

[Abstract]In recent years， with the increase of aerospace product missions， the problems in the management of measurement and measurement are sorted out and analyzed statistically. In response to the above problems， from the perspective of inspection and measurement management and technology update， solutions and coping strategies adapted to the requirements of current production tasks are proposed.

[Keywords]product inspection and measurement; problem; response strategy

近年來，中國航天科技集團(tuán)有限公司發(fā)射任務(wù)逐年增加（2017年20次，2018年37次，2019年34次），航天發(fā)射任務(wù)進(jìn)入高密度發(fā)射階段。為了確保任務(wù)順利完成，航天科技集團(tuán)提出了“高質(zhì)量、高效率、高效益”的工作目標(biāo)，提出了進(jìn)一步規(guī)范航天產(chǎn)品檢驗(yàn)工作的要求，以適應(yīng)高密度發(fā)射任務(wù)需求。為進(jìn)一步規(guī)范檢驗(yàn)工作，夯實(shí)檢驗(yàn)工作基礎(chǔ)，提升檢驗(yàn)測量能力、升級(jí)測量技術(shù)等顯得尤為重要。

1 產(chǎn)品檢驗(yàn)測量管理現(xiàn)狀與問題

航天產(chǎn)品的質(zhì)量檢驗(yàn)點(diǎn)一般設(shè)置在生產(chǎn)工序之間及出所交付前，其作用就是依據(jù)產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和檢驗(yàn)規(guī)范對(duì)產(chǎn)品的符合性進(jìn)行判斷，以驗(yàn)證上道工序生產(chǎn)出產(chǎn)品質(zhì)量的符合性，杜絕不合格品流入下道生產(chǎn)工序。由于航天產(chǎn)品質(zhì)量可靠性要求高，通常檢驗(yàn)點(diǎn)要求為全過程、全尺寸。因此測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、高效性以及數(shù)據(jù)的可追溯性，對(duì)于規(guī)范檢驗(yàn)工作要求，夯實(shí)檢驗(yàn)工作基礎(chǔ)，就顯得尤為重要。

隨著宇航發(fā)射、地面試驗(yàn)等任務(wù)的爆發(fā)式增長，火箭發(fā)動(dòng)機(jī)配套用的溫度、壓力、轉(zhuǎn)速等各類傳感器、變換器和各類閥門需求量連年翻番，配套產(chǎn)品等零件加工的生產(chǎn)量更是與日俱增。雖然目前航天配套產(chǎn)品數(shù)量劇增，但是相對(duì)民用產(chǎn)品大批量生產(chǎn)而言，數(shù)量仍然很小，采用流水線作業(yè)、批量檢驗(yàn)也不現(xiàn)實(shí)。

目前航天產(chǎn)品檢驗(yàn)手段和體系是在滿足小批量生產(chǎn)、種類繁多、檢驗(yàn)點(diǎn)多的需求基礎(chǔ)上建立的，檢驗(yàn)工作主要依靠檢驗(yàn)員手工檢測、手工記錄、人工判讀，自動(dòng)化水平和效率相對(duì)較低，且人工判讀存在較大的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。因此現(xiàn)有的檢驗(yàn)測量手段和方法已經(jīng)無法滿足配套產(chǎn)品數(shù)量逐年翻番的科研生產(chǎn)任務(wù)需求。

1.1 測量能力不足

以某發(fā)動(dòng)機(jī)配套的傳感器數(shù)量為例，如需生產(chǎn)5 000臺(tái)件，傳感器零部組件生產(chǎn)總量將達(dá)到20萬件。按照航天產(chǎn)品要求，1只傳感器零件涉及有內(nèi)外徑、外形尺寸、形位尺寸、內(nèi)外螺紋、深度等檢驗(yàn)尺寸大約為100多個(gè)，需要檢驗(yàn)測量尺寸共計(jì)40萬個(gè)。另外以某閥門產(chǎn)品生產(chǎn)情況為例，1套閥門需要測量的尺寸大約為260個(gè)，生產(chǎn)1 000套產(chǎn)品，需檢驗(yàn)測量次數(shù)約為20萬次。僅尺寸的檢驗(yàn)工作將占用大量的人力和時(shí)間，現(xiàn)有的測量能力無法滿足要求。

1.2 手工檢測存在質(zhì)量隱患

（1）通常航天產(chǎn)品用量相對(duì)較小，但是產(chǎn)品種類相對(duì)很多，如一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)需要數(shù)十種測量傳感器，數(shù)種閥門，幾十種規(guī)格的密封產(chǎn)品，零件尺寸檢測主要依靠手工檢測。由于產(chǎn)品中很多尺寸為非工藝尺寸測量，僅靠檢驗(yàn)根據(jù)圖紙要求測量，通過檢驗(yàn)人員的主觀去判別零部件尺寸是否合格，并不記錄實(shí)測數(shù)據(jù)，存在誤判的風(fēng)險(xiǎn)，且出現(xiàn)的此類問題無法追溯。

（2）零件尺寸檢測信息采用手工記錄管理模式，數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)與錄入依靠傳統(tǒng)的紙質(zhì)謄抄基礎(chǔ)上逐個(gè)錄入，才能形成電子版的信息。隨著被檢驗(yàn)產(chǎn)品數(shù)量快速增加，手工謄抄數(shù)據(jù)出現(xiàn)差錯(cuò)的可能性也大幅度增加，從而出現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的誤判，甚至引起質(zhì)量問題。

1.3 檢驗(yàn)用量具類測量設(shè)備不合格率增加問題

檢驗(yàn)用量具類測量設(shè)備，用途為最終產(chǎn)品檢驗(yàn)，在使用過程中發(fā)生不合格，會(huì)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量帶來嚴(yán)重隱患。隨著生產(chǎn)任務(wù)增加，量具類測量設(shè)備使用頻繁，導(dǎo)致不合格數(shù)量加大。

產(chǎn)品檢驗(yàn)用測量設(shè)備主要包括量具類、壓力類、電磁類、無線電類、溫度類、流量類、其他類（天平、稱重傳感器）等7大類。通過對(duì)2017—2019年測量設(shè)備不合格率統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，量具類是不合格測量設(shè)備數(shù)量最多的一類，其中2017年為29%，2018年為27%，2019年為41%。近年來隨著科研生產(chǎn)任務(wù)量增加，量具類不合格有進(jìn)一步增大的趨勢，如圖1所示。

1.4 非金屬材料缺陷檢測標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一問題

以密封膠圈為例，密封膠圈主要用于火箭發(fā)動(dòng)機(jī)液路密封，工作環(huán)境通常為高壓、高溫、強(qiáng)腐蝕性環(huán)境，密封產(chǎn)品質(zhì)量出現(xiàn)問題會(huì)引起極為嚴(yán)重的后果，因此非金屬材料和產(chǎn)品缺陷檢查是西安航天動(dòng)力研究所重點(diǎn)工作內(nèi)容之一。

然而由于非金屬原材料質(zhì)量差異性大，產(chǎn)品易變形，缺陷檢查項(xiàng)目眾多（表面光潔度、外形尺寸等），是當(dāng)前檢測檢驗(yàn)技術(shù)難點(diǎn)。盡管采用量具設(shè)備進(jìn)行檢測，然而每個(gè)檢驗(yàn)人員對(duì)膠圈缺陷檢測主管判斷易產(chǎn)生分歧，存在檢測結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、不一致的問題。

1.5 測量設(shè)備測量功能等開發(fā)應(yīng)用不到位

存在個(gè)別測量設(shè)備功能應(yīng)用不到位。如數(shù)顯卡尺由于通訊線纜按鍵設(shè)計(jì)不合理，在實(shí)際操作無法使用手動(dòng)按鍵，需改進(jìn)腳控按鍵形式。

1.6 檢驗(yàn)人員老齡化引起的問題

部分檢驗(yàn)人員隨著年齡增長的自然規(guī)律，眼睛已老化，對(duì)檢驗(yàn)項(xiàng)目中的微小元器件，出現(xiàn)數(shù)據(jù)判讀困難，需要配置手持式放大鏡。

2 檢驗(yàn)測量質(zhì)量控制的應(yīng)對(duì)策略

針對(duì)當(dāng)前航天產(chǎn)品需求數(shù)量的大量增加，以及存在的問題，結(jié)合現(xiàn)有條件，分別從管理角度和技術(shù)升級(jí)角度提出了檢驗(yàn)測量質(zhì)量控制的應(yīng)對(duì)策略。

2.1 加強(qiáng)培訓(xùn)

進(jìn)一步提升檢驗(yàn)人員使用測量設(shè)備的操作技能，減少不合格測量設(shè)備的發(fā)生，提高產(chǎn)品質(zhì)量。主要從以下幾個(gè)方面實(shí)施。

（1）定期對(duì)檢驗(yàn)人員開展計(jì)量技術(shù)培訓(xùn)，確保量具類測量設(shè)備的正確使用及維護(hù)保養(yǎng)。包括開展常用量具計(jì)量技術(shù)培訓(xùn)以及大型測量儀器的操作培訓(xùn)。強(qiáng)化檢驗(yàn)人員（含新上崗檢驗(yàn)人員）計(jì)量知識(shí)。

（2）在工藝裝備發(fā)生變更或新增測量儀器時(shí)，應(yīng)針對(duì)使用人員及時(shí)開展專項(xiàng)培訓(xùn)。

（3）結(jié)合實(shí)際工作中的應(yīng)用，定期進(jìn)行檢驗(yàn)專項(xiàng)培訓(xùn)，加強(qiáng)各類人員測量設(shè)備校準(zhǔn)/檢定證書中數(shù)據(jù)的正確解讀能力，重點(diǎn)加強(qiáng)檢驗(yàn)測量數(shù)據(jù)處理、測量誤差基礎(chǔ)知識(shí)等，如測量設(shè)備校準(zhǔn)證書中給出的“修正值”的應(yīng)用。

2.2 加強(qiáng)對(duì)檢驗(yàn)用測量設(shè)備的各項(xiàng)管理

（1）對(duì)檢驗(yàn)人員使用的測量設(shè)備，除了正常周期校準(zhǔn)/檢定外，實(shí)施每半年抽檢一次，抽檢時(shí)間定為測量設(shè)備計(jì)量確認(rèn)間隔的2/3。

（2）發(fā)現(xiàn)某類測量設(shè)備不合格數(shù)量較大時(shí)，對(duì)這類測量設(shè)備的分類確認(rèn)間隔進(jìn)行調(diào)整。如量具類測量設(shè)備，由于使用中的磨損和因使用保管不當(dāng)造成的磨損和損壞，通常表現(xiàn)為測力過大、磕碰、測量環(huán)境不清潔、不正確使用量具和保管、維護(hù)不當(dāng)造成主尺變形和尺身、指針脫落等。根據(jù)實(shí)際數(shù)據(jù)分析，計(jì)量確認(rèn)周期可從12個(gè)月逐漸調(diào)整為6個(gè)月、3個(gè)月。

（3）在車間工具室建立核查標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)使用中發(fā)現(xiàn)的不合格測量設(shè)備，及時(shí)進(jìn)行核查，并采取措施。

（4）加強(qiáng)現(xiàn)場測量設(shè)備的正確使用、維護(hù)保養(yǎng)的計(jì)量監(jiān)督檢查。

2.3 加強(qiáng)自動(dòng)化檢測，提升檢驗(yàn)測量能力

通過研發(fā)自動(dòng)化檢測裝置，提高現(xiàn)有產(chǎn)品檢驗(yàn)?zāi)芰?，消除僅靠人員技能與經(jīng)驗(yàn)保證的環(huán)節(jié)或僅靠人員感官檢查確認(rèn)的項(xiàng)目，提升工序能力和工作效率。

（1）對(duì)現(xiàn)有具有通訊能力的數(shù)顯測量設(shè)備進(jìn)行改造，實(shí)現(xiàn)檢測、采集自動(dòng)化。

目前檢驗(yàn)人員需將產(chǎn)品測試結(jié)果由測量設(shè)備中的記錄手工抄錄后再輸入到所質(zhì)量信息管理平臺(tái)，增加了人工二次錄入、讀寫數(shù)據(jù)出現(xiàn)錯(cuò)誤的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)加大了檢驗(yàn)員的工作量。通過改進(jìn)信息化管理平臺(tái)，將自動(dòng)測量結(jié)果通過中間機(jī)直接導(dǎo)入管理系統(tǒng)，降低二次了錄入引起的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。

（2）為避免因檢測數(shù)據(jù)差錯(cuò)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量的誤判風(fēng)險(xiǎn)，建設(shè)數(shù)字化檢查檢測平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)檢測數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集和流轉(zhuǎn)，提高工作效率，確保工作質(zhì)量，以滿足批產(chǎn)要求。

全自動(dòng)檢測系統(tǒng)可以從根本上提高檢測的質(zhì)量和效率，下面以機(jī)加產(chǎn)品生產(chǎn)柔性自動(dòng)化檢測系統(tǒng)為例，簡要介紹檢測系統(tǒng)工作原理。

機(jī)加產(chǎn)品生產(chǎn)柔性自動(dòng)化檢測系統(tǒng)包括：零件加工幾何尺寸柔性自動(dòng)化檢測系統(tǒng)和零件尺寸檢測數(shù)字化系統(tǒng)。產(chǎn)品尺寸自動(dòng)檢測流程如圖2所示。

從自動(dòng)化檢測流程圖中可以看到，該方案是將測量過程和數(shù)據(jù)分析判斷過程融合在產(chǎn)品加工過程中，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測和判斷。

在該方案中，首先要對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行改造，將先進(jìn)的數(shù)字化量具量儀在生產(chǎn)線上進(jìn)行集成、對(duì)接，并實(shí)現(xiàn)每個(gè)檢測數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集。工藝人員要結(jié)合生產(chǎn)工藝過程，合理確定檢測參數(shù)和范圍。最后通過實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)和規(guī)定數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)過程質(zhì)量控制。

通過采用該方案，可以實(shí)現(xiàn)檢測數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸、實(shí)時(shí)采集，能夠顯著減少測量人員數(shù)據(jù)記錄中的錯(cuò)誤。通過實(shí)時(shí)質(zhì)量反饋監(jiān)控，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題，及時(shí)處理，也可以杜絕因檢驗(yàn)人員的主觀判斷存在誤判的風(fēng)險(xiǎn)，提高生產(chǎn)和質(zhì)量管理效率。能夠?qū)崿F(xiàn)檢測工藝數(shù)據(jù)化管理，生成數(shù)據(jù)報(bào)告或形成數(shù)據(jù)報(bào)表，并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)，降低差錯(cuò)率，切實(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)檢測過程控制集中控制和追溯。

3 結(jié)束語

針對(duì)航天產(chǎn)品的小批量生產(chǎn)、種類繁多、全過程、全尺寸等檢驗(yàn)測量特點(diǎn)，結(jié)合當(dāng)前產(chǎn)品生產(chǎn)需求劇增的任務(wù)形勢，提出了從強(qiáng)化各級(jí)、各類人員培訓(xùn)，加強(qiáng)對(duì)檢驗(yàn)用測量設(shè)備的校準(zhǔn)/檢定等各項(xiàng)管理，研發(fā)自動(dòng)檢測裝置，介紹了以零件加工幾何尺寸柔性自動(dòng)化檢測系統(tǒng)方案等應(yīng)對(duì)策略。通過分析任務(wù)，采取上述應(yīng)對(duì)舉措后，能夠提高現(xiàn)有航天產(chǎn)品檢驗(yàn)?zāi)芰?，并逐步消除依靠人員技能與經(jīng)驗(yàn)保證的環(huán)節(jié)或僅靠人員感官檢查確認(rèn)的項(xiàng)目，提升生產(chǎn)工序能力，確保航天產(chǎn)品檢驗(yàn)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

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