以航天“零缺陷”系統(tǒng)工程管理和工藝細(xì)化量化為牽引，提升外協(xié)精細(xì)化質(zhì)量管控的思考

朱江等＊ /北京航天晨信科技有限責(zé)任公司

航天工程匯聚了成千上萬的研制人員、數(shù)量眾多的協(xié)同單位和難以計數(shù)的生產(chǎn)設(shè)備，具有系統(tǒng)復(fù)雜、技術(shù)密集、風(fēng)險性大、研制周期長等特點，需要組織協(xié)調(diào)各方面資源開展航天系統(tǒng)工程管理?？傮w單位質(zhì)量管控手段、方法相對落后，尤其在深入開展精細(xì)化質(zhì)量管控方面存在把關(guān)式質(zhì)量管控，導(dǎo)致質(zhì)量預(yù)防能力不足，向供應(yīng)鏈源頭和技術(shù)源頭延伸管理不到位；外協(xié)配套單位尤其是二次外協(xié)配套單位對航天相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范落實不到位、工藝過程控制不嚴(yán)格。北京航天晨信科技有限責(zé)任公司作為供應(yīng)鏈“鏈長”單位，亟需以航天“零缺陷”系統(tǒng)工程管理思想為指導(dǎo)，開展管理方式和手段創(chuàng)新，切實提升外協(xié)管控能力。

一、工藝細(xì)化量化是貫徹航天“零缺陷”管理理念，提升精細(xì)化質(zhì)量管控的重要手段

20 世紀(jì)60 年代初，“零缺陷”之父克勞士比提出了“零缺陷”思想，先后在美國、日本等國家的制造業(yè)和工商業(yè)等領(lǐng)域得到推廣和應(yīng)用，使得產(chǎn)品和服務(wù)質(zhì)量迅速提高，達(dá)到世界級水平。“零缺陷”強調(diào)預(yù)防系統(tǒng)控制和過程控制，第一次把事情做對并符合承諾的顧客要求，不依靠事后的檢驗糾正。實踐證明，“零缺陷”管理可以提高全員對產(chǎn)品質(zhì)量和業(yè)務(wù)質(zhì)量的責(zé)任感，從而保證產(chǎn)品質(zhì)量和工作質(zhì)量。

近年來，航天院所引入了“零缺陷”管理理念，并在航天系統(tǒng)工程產(chǎn)品的研制中不斷發(fā)展，逐漸形成具有航天管理特色的“零缺陷”理念和以“零缺陷”系統(tǒng)工程管理為特征的質(zhì)量保證方法。以“零缺陷”為質(zhì)量控制目標(biāo)，不斷改進(jìn)設(shè)計、生產(chǎn)、試驗和管理工作，確保產(chǎn)品質(zhì)量?！傲闳毕荨惫芾碇匾暰?xì)化和量化質(zhì)量管控，航天質(zhì)量管控認(rèn)為結(jié)果是過程的輸出，只有過程受控，才能保證把事情一次做對、做好。要想做到過程受控，首先要對目標(biāo)、要求進(jìn)行明確量化，其次對產(chǎn)品或工作實現(xiàn)的過程控制量化，同時強調(diào)做事有依據(jù)、執(zhí)行有標(biāo)準(zhǔn)、過程嚴(yán)控制。

航天院所在系統(tǒng)總結(jié)工藝和生產(chǎn)過程主要問題的基礎(chǔ)上，提出了工藝文件細(xì)化量化控制的有關(guān)要求，以全面提升工藝技術(shù)和管理的精細(xì)化水平，確保產(chǎn)品生產(chǎn)過程質(zhì)量穩(wěn)定。工藝文件細(xì)化量化面向產(chǎn)品工藝全過程，以實現(xiàn)控制要素具體化、工藝參數(shù)數(shù)值化。工藝要素主要包括工藝規(guī)程中規(guī)定的對人、機(jī)、料、法、環(huán)、測等方面的各項要求，其中人員控制要素指對崗位的技能要求和資質(zhì)要求等具體內(nèi)容；設(shè)備（含工裝、測量設(shè)備）控制要素指對設(shè)備（含工裝、測量設(shè)備）的功能、精度等要求；原材料控制要素指對原材料、元器件、輔助材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)格等要求；生產(chǎn)環(huán)境控制要素指對溫度、濕度、潔凈度、電磁環(huán)境、有害氣氛指標(biāo)等要求；多余物控制要素指對預(yù)防、去除、檢查多余物的具體方法的要求；工藝參數(shù)控制要素指對各類工藝參數(shù)的具體數(shù)值范圍要求。系統(tǒng)開展工藝量化細(xì)化工作可以幫助組織形成一整套固定的、科學(xué)的、系統(tǒng)的、量化的、精細(xì)的質(zhì)量控制方法。

二、以工藝細(xì)化量化要求為牽引，提升總體單位供應(yīng)鏈管控和外協(xié)產(chǎn)品質(zhì)量

1.存在的主要問題

目前，航天總體院所在開展工藝量化細(xì)化過程中，主要將上級工藝細(xì)化量化要求轉(zhuǎn)發(fā)給生產(chǎn)單位或者外協(xié)配套單位開展相關(guān)工作，總體單位并沒有根據(jù)本單位產(chǎn)品的特點對上級工藝細(xì)化量化要求進(jìn)行補充和完善。生產(chǎn)單位、外協(xié)配套單位僅依據(jù)本單位常用的標(biāo)準(zhǔn)或經(jīng)驗開展工藝細(xì)化量化工作，導(dǎo)致工藝細(xì)化程度不一，工藝量化參數(shù)各不相同，同一個工藝參數(shù)指標(biāo)在不同單位之間往往也不盡相同?？傮w單位因受專業(yè)背景限制，無法在具體工藝過程細(xì)節(jié)提供明確判斷意見，僅將產(chǎn)品最終的功能、性能指標(biāo)是否滿足技術(shù)要求作為判斷產(chǎn)品質(zhì)量合格與否的標(biāo)準(zhǔn)。因產(chǎn)品生產(chǎn)過程控制不細(xì)致、不明確，導(dǎo)致產(chǎn)品制造可靠性不高，質(zhì)量問題頻發(fā)，從而使交付存在隱患。

2.開展工藝量化細(xì)化的方法

系統(tǒng)抓總單位根據(jù)系統(tǒng)分析抓總產(chǎn)品功能、性能特點，對交付產(chǎn)品的質(zhì)量狀況進(jìn)行綜合分析，提前識別出需要重點關(guān)注的影響產(chǎn)品質(zhì)量特性的關(guān)鍵過程，編制關(guān)鍵過程工藝細(xì)化量化技術(shù)要求，明確提出各類工藝參數(shù)的具體數(shù)值范圍要求和需要細(xì)化的工藝參數(shù)等，將要求作為質(zhì)量保證要求或形成標(biāo)準(zhǔn)下發(fā)給各級次供應(yīng)鏈單位。各級次供應(yīng)鏈單位依據(jù)系統(tǒng)抓總單位下發(fā)的細(xì)化量化工藝要求，編制適合本單位承制產(chǎn)品特點的工藝規(guī)程，將全部細(xì)化量化工藝要求落實到產(chǎn)品工藝規(guī)程中；工序二次外協(xié)的一次外協(xié)單位應(yīng)將要求及時傳遞給二次外協(xié)單位，并監(jiān)督二次外協(xié)單位進(jìn)一步落實細(xì)化量化工藝要求。系統(tǒng)抓總單位依托對供方的技術(shù)交底、設(shè)計評審、工藝評審、試驗監(jiān)督、質(zhì)量評審、產(chǎn)品驗收以及二方審核等過程環(huán)節(jié)，對細(xì)化量化工藝要求的落實情況進(jìn)行監(jiān)督檢查?？傮w單位應(yīng)以影響產(chǎn)品質(zhì)量特性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)為切入點，以細(xì)化、量化工藝要求為抓手，以標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范為載體，精準(zhǔn)提升整體供應(yīng)鏈質(zhì)量保證能力。

3.總體單位推動開展工藝量化細(xì)化的意義

一是提高總體單位負(fù)責(zé)的全系統(tǒng)供應(yīng)鏈工藝文件的編制質(zhì)量，增強工藝文件的指導(dǎo)性和可操作性，提升工藝對產(chǎn)品質(zhì)量的保證能力，實現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性和一致性；二是供應(yīng)鏈單位所屬行業(yè)眾多，通過推行細(xì)化量化工藝要求，將航天標(biāo)準(zhǔn)推廣到配套各行業(yè)廠家，防止出現(xiàn)配套單位為了降成本、趕進(jìn)度，以本行業(yè)低標(biāo)準(zhǔn)代替航天高標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致產(chǎn)品制造可靠性降低；三是總體單位牽頭組織開展工藝細(xì)化量化方法研究，便于匯聚各方標(biāo)準(zhǔn)與經(jīng)驗，形成的成果知識供成員單位共享。

三、工藝量化細(xì)化在外協(xié)再流焊接過程控制中的實踐

北京航天晨信科技有限責(zé)任公司作為航天指揮通信系統(tǒng)總體單位，其指揮通信類設(shè)備種類較多，產(chǎn)品具有可靠性要求高，集成化、小型化程度高，配套廠家分布廣，配套產(chǎn)品生產(chǎn)過程質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)和方法多樣等特點。公司采用“小核心、大協(xié)作”的研制模式，自研設(shè)備的研制管理模式為：設(shè)備設(shè)計、調(diào)試出廠在公司內(nèi)部進(jìn)行，制造過程通過外協(xié)單位完成。

隨著技術(shù)的發(fā)展，再流焊接已經(jīng)成為當(dāng)下PCBA 主流生產(chǎn)過程，再流焊接質(zhì)量一定程度上決定了產(chǎn)品的固有質(zhì)量。通過對近年來出現(xiàn)的質(zhì)量問題進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)焊接問題較多，供應(yīng)鏈廠家執(zhí)行的貼片焊接工藝技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，例如BGA 空洞率的控制標(biāo)準(zhǔn)、焊錫膏的選擇、絲網(wǎng)印刷參數(shù)的設(shè)計、再流焊機(jī)參數(shù)的設(shè)置等沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)要求，導(dǎo)致總體單位外協(xié)產(chǎn)品焊接質(zhì)量一致性存在隱患。在航天型號低成本、高可靠性和大批量生產(chǎn)的背景下，開展再流焊接工藝細(xì)化量化具有一定的現(xiàn)實意義。

公司以“預(yù)防為主，全過程受控”為目標(biāo)，加強對全級次供應(yīng)鏈的質(zhì)量管控，堅持預(yù)防為主、系統(tǒng)管理，深入傳遞“零缺陷”質(zhì)量意識，努力實現(xiàn)供應(yīng)鏈產(chǎn)品關(guān)鍵過程精細(xì)化、量化質(zhì)量控制，系統(tǒng)制定了針對再流焊接關(guān)鍵過程的精細(xì)化和量化管控實施方案，采用策劃、編制、檢查和推廣（PDCA）的系統(tǒng)管理方法推進(jìn)外協(xié)再流焊接這一關(guān)鍵過程的工藝量化、細(xì)化工作。

1.成立研究團(tuán)隊

公司組織A 中心、B 公司和C 公司共同開展再流焊接工藝細(xì)化量化要求研究，廠家的選擇具有一定代表性，3 家企業(yè)分別在中電系統(tǒng)、航天系統(tǒng)和民營企業(yè)中承擔(dān)指揮通信設(shè)備研制，同時在再流焊接專業(yè)領(lǐng)域積累了豐富經(jīng)驗。研究團(tuán)隊的成立為后續(xù)成員單位共同開展指揮通信類設(shè)備再流焊接工藝細(xì)化量化研究打下了堅實的基礎(chǔ)。

2.明確研究路徑

主要研究路徑包括：梳理再流焊接工藝流程；梳理近2 年再流焊接遇到的典型工藝問題和措施；明確再流焊接全部工序和工步；梳理再流焊接選用的各級各類技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；提出細(xì)化后的再流焊接各工步控制要素；根據(jù)細(xì)化后的再流焊接各工步控制要素，明確可量化的控制要素；針對可量化的控制要素規(guī)范量化指標(biāo)等。

3.規(guī)范工藝量化指標(biāo)要求

依據(jù)《航天電子電氣產(chǎn)品再流焊接技術(shù)要求》《表面和混合安裝印制電路板組裝件的高可靠性焊接》《航天電子電氣產(chǎn)品有鉛、無鉛混合再流焊技術(shù)要求》和其他有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，對能夠形成統(tǒng)一意見的量化指標(biāo)控制要素形成規(guī)范性指標(biāo)要求，對因各種原因無法形成統(tǒng)一意見的量化指標(biāo)形成推薦性指標(biāo)要求、指南或不規(guī)定具體量化指標(biāo)，由廠家根據(jù)實際情況自行量化規(guī)定，經(jīng)研究團(tuán)隊共同研究并形成再流焊接過程主要參數(shù)及量化指標(biāo)。

4.形成補充技術(shù)要求

在征求其他指揮通信類設(shè)備外協(xié)配套單位意見后，經(jīng)評審形成《指揮通信類設(shè)備再流焊接工藝文件細(xì)化量化控制要求》文件。選擇試點項目，在該項目中以質(zhì)量補充要求形式將《指揮通信類設(shè)備再流焊接工藝文件細(xì)化量化控制要求》推廣至該試點項目使用。

5.總結(jié)與效果評價

A 中心借鑒《指揮通信類設(shè)備再流焊接工藝文件細(xì)化量化控制要求》，在指揮通信類設(shè)備中的某模塊載板、某核心板、某主控板等將近300 種板卡的作業(yè)指導(dǎo)書或工藝規(guī)程中進(jìn)行體現(xiàn)，作業(yè)文件工藝量化細(xì)化度與之前相比提高了15%。根據(jù)工藝量化細(xì)化后的作業(yè)指導(dǎo)書或工藝規(guī)程進(jìn)行試生產(chǎn)，目前已交付2 萬余塊板卡，總體單位經(jīng)過測試和環(huán)境試驗后效果評價良好，并將試生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)的問題不斷完善到控制要求中。后續(xù)，將《指揮通信類設(shè)備再流焊接工藝文件細(xì)化量化控制要求》推廣至其他項目生產(chǎn)使用，將文件上升為標(biāo)準(zhǔn)，作為公司外協(xié)配套補充技術(shù)要求，用于指導(dǎo)和規(guī)范公司全體各級次外協(xié)配套單位的貼片再流焊接過程，同時用于指導(dǎo)公司各類外協(xié)產(chǎn)品的過程驗收，實現(xiàn)源頭控制、外協(xié)精細(xì)化質(zhì)量過程管理和質(zhì)量問題預(yù)防。

四、對于系統(tǒng)開展工藝量化細(xì)化的思考

1.建立企業(yè)產(chǎn)品工藝量化細(xì)化標(biāo)準(zhǔn)體系，構(gòu)建頂層規(guī)劃

面向工藝全過程控制要素具體化、工藝參數(shù)數(shù)值化要求，緊密圍繞工藝量化細(xì)化工作，建立與專業(yè)技術(shù)同步的企業(yè)產(chǎn)品工藝量化細(xì)化標(biāo)準(zhǔn)體系，全面指導(dǎo)和服務(wù)于產(chǎn)品工藝文件或規(guī)范編制，有力規(guī)范實際生產(chǎn)操作，如圖1 所示。

圖1 工藝細(xì)化量化流程圖

2.建立企業(yè)工藝量化規(guī)范體系，實現(xiàn)文件編制具體化

在開展工藝規(guī)范制定情況清查的基礎(chǔ)上，以工藝量化細(xì)化標(biāo)準(zhǔn)體系為指導(dǎo)，及時固化工藝量化經(jīng)驗，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)積極推動工藝量化規(guī)范的制（修）訂工作，并在產(chǎn)品研制中積極推廣應(yīng)用，形成文件編制具體化、結(jié)構(gòu)化的參考和載體。結(jié)合數(shù)字化轉(zhuǎn)型要求，基于結(jié)構(gòu)化工藝設(shè)計系統(tǒng)的建設(shè)與應(yīng)用，全面梳理當(dāng)前工藝數(shù)字化、結(jié)構(gòu)化現(xiàn)狀，構(gòu)建和完善相關(guān)工藝參數(shù)庫、知識庫和資源庫等，作為工藝量化細(xì)化的支撐。

針對企業(yè)產(chǎn)品研制特點和配套產(chǎn)品構(gòu)成，基于工藝量化細(xì)化標(biāo)準(zhǔn)體系，參考工藝規(guī)范和實際生產(chǎn)工藝經(jīng)驗，針對典型、通用產(chǎn)品形成各類工藝量化規(guī)范，應(yīng)包括關(guān)鍵產(chǎn)品、重要環(huán)節(jié)和主要流程，經(jīng)與各專業(yè)工藝量化細(xì)化標(biāo)準(zhǔn)相交集，產(chǎn)生具有鮮明的產(chǎn)品特點和專業(yè)特點，并用于指導(dǎo)結(jié)構(gòu)化工藝文件編制的工藝量化規(guī)范。

3.完善各類工藝數(shù)據(jù)庫構(gòu)建，實現(xiàn)知識推送和重用

依托數(shù)字化工藝平臺，基于已形成的工藝量化細(xì)化標(biāo)準(zhǔn)、工藝量化規(guī)范等內(nèi)容，根據(jù)配套產(chǎn)品單位生產(chǎn)工藝實際情況，并行開展各類工藝資源庫、工藝知識庫、工藝參數(shù)庫、工藝模板庫、工藝規(guī)范庫的研究和補充完善，逐步實現(xiàn)工藝量化細(xì)化知識的推送和重用，用于指導(dǎo)各類專業(yè)工藝文件編制。

4.固化研究管理成果，全面推廣應(yīng)用

通過制定工藝量化細(xì)化標(biāo)準(zhǔn)體系，以具體產(chǎn)品、專業(yè)為載體形成工藝量化規(guī)范體系，進(jìn)而形成量化的工藝參數(shù)庫、工藝資源庫、工藝知識庫等，借助數(shù)字化工藝平臺，在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)化工藝文件編制時能夠少量修改工藝參數(shù)就能輸出量化細(xì)化的工藝文件，用于產(chǎn)品生產(chǎn)加工，提高結(jié)構(gòu)化工藝文件編制效率，而且有效地量化細(xì)化工藝文件?！?/p>