淺析關(guān)鍵過程質(zhì)量控制與管理

李丹、孫璐、李鐵麟 /中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院

關(guān)鍵過程質(zhì)量控制源于關(guān)鍵件、重要件和關(guān)鍵工序的管理。1987 年頒布實(shí)施的《軍工產(chǎn)品質(zhì)量管理?xiàng)l例》和2010 年發(fā)布實(shí)施的《武器裝備質(zhì)量管理?xiàng)l例》規(guī)定了武器裝備研制生產(chǎn)單位應(yīng)當(dāng)對產(chǎn)品的關(guān)鍵件或者關(guān)鍵特性、重要件或者重要特性、關(guān)鍵工序編制質(zhì)量控制文件。GJB9001A-2001 質(zhì)量管理體系要求首次提出關(guān)鍵過程概念，即對形成產(chǎn)品質(zhì)量與可靠性起決定作用的過程。在航天發(fā)射高強(qiáng)密度的新形勢下，型號質(zhì)量管理更加側(cè)重于對型號研制過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行質(zhì)量控制。

根據(jù)帕累托“關(guān)鍵少數(shù)、一般多數(shù)”法則，在質(zhì)量管理中若能抓住舉足輕重的少數(shù)關(guān)鍵重要因素，就可以起到事半功倍的效用。由于研制過程復(fù)雜和經(jīng)濟(jì)成本控制等方面的原因，企業(yè)不可能對產(chǎn)品研制過程進(jìn)行同等級的監(jiān)測，而只能對其中“關(guān)鍵的少數(shù)”進(jìn)行監(jiān)控來實(shí)現(xiàn)對研制過程的質(zhì)量控制。因此，關(guān)鍵過程的有效控制是決定型號研制質(zhì)量的重要基礎(chǔ)。

近年來，型號發(fā)生的重大質(zhì)量問題以及嚴(yán)重影響進(jìn)度、成本的質(zhì)量問題，都與研制關(guān)鍵過程的質(zhì)量控制和管理不到位直接相關(guān)。關(guān)鍵過程的識別與控制能力，能夠清晰地反映出企業(yè)對研制質(zhì)量保證的認(rèn)知層次和水平高低。對于航天型號研制，關(guān)鍵過程的控制更是關(guān)系到國家重大工程的順利完成和研制人員的生命安全。只有充分認(rèn)識到關(guān)鍵過程控制的重要性，開展全面有效的識別，對關(guān)鍵過程進(jìn)行有效的監(jiān)視和控制，才能夠使型號研制質(zhì)量控制管理水平邁上一個(gè)新臺階。

一、關(guān)鍵過程質(zhì)量控制和管理方法

1.關(guān)鍵、重要產(chǎn)品和系統(tǒng)安全性設(shè)計(jì)

某型號轉(zhuǎn)發(fā)器分路放大器曾出現(xiàn)無法加電問題，反映出電源供電安全性設(shè)計(jì)在控制措施和強(qiáng)制性檢驗(yàn)等方面存在薄弱環(huán)節(jié)。某型號控制系統(tǒng)因受單粒子翻轉(zhuǎn)而直接影響用戶使用，反映出該系統(tǒng)產(chǎn)品在器件選用、電路設(shè)計(jì)、整機(jī)設(shè)計(jì)方面未從硬件、軟件和容錯(cuò)設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)采取抗單粒子效應(yīng)防護(hù)設(shè)計(jì)。

某型號某產(chǎn)品進(jìn)行驗(yàn)收試驗(yàn)時(shí)，由于連接桿螺紋沖擊強(qiáng)度不足，在滑塊撞擊作用下螺紋被剪斷破壞。主要原因是沒有對原材料的抗沖擊性能提出要求，對設(shè)計(jì)關(guān)鍵特性識別不到位。某型號產(chǎn)品探傷時(shí)，發(fā)現(xiàn)有脫粘影像。主要原因是固化控溫位置變化導(dǎo)致硫化溫度降低，有效硫化時(shí)間縮短，粘接性能降低導(dǎo)致脫粘。沒有認(rèn)識到固化溫度和產(chǎn)品內(nèi)部溫度之間的變化規(guī)律，沒有認(rèn)識到固化控溫點(diǎn)位置變化會導(dǎo)致硫化溫度降低，沒有充分吃透低溫硫化特性，對固化爐溫度波動(dòng)的影響認(rèn)識不足，對工藝和過程關(guān)鍵特性識別與控制不到位。

關(guān)鍵、重要產(chǎn)品和系統(tǒng)安全性設(shè)計(jì)要按照開展安全性策劃、編制安全性大綱、實(shí)施安全性設(shè)計(jì)與分析、進(jìn)行安全性驗(yàn)證與評價(jià)、完成安全性評審的流程進(jìn)行。安全性設(shè)計(jì)要實(shí)施量化控制，可以通過工作項(xiàng)目量化、設(shè)計(jì)要求量化、過程記錄量化和結(jié)果評價(jià)量化來進(jìn)行。關(guān)鍵、重要產(chǎn)品安全性設(shè)計(jì)應(yīng)遵循一度故障可靠、二度故障安全的故障容限設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，保證關(guān)鍵、重要產(chǎn)品出現(xiàn)故障后能轉(zhuǎn)入安全狀態(tài)。應(yīng)識別那些可能引起事件過早發(fā)生、錯(cuò)誤發(fā)生、順序混亂和其他假定超標(biāo)發(fā)生的因素，確定安全性關(guān)鍵部位，評價(jià)各種危險(xiǎn)的嚴(yán)重性、可能性，以確定影響設(shè)計(jì)安全性的異常情況并采取確保安全的有效措施，要保證不能出現(xiàn)安全性甚至是災(zāi)難性事故?？傮w及分系統(tǒng)應(yīng)進(jìn)行系統(tǒng)和分系統(tǒng)危險(xiǎn)分析，確定系統(tǒng)的安全性關(guān)鍵環(huán)節(jié)，結(jié)合故障模式、影響與危害性分析（FMEA）將產(chǎn)品Ⅰ、Ⅱ類故障模式確定為故障危險(xiǎn)源，形成系統(tǒng)危險(xiǎn)分析表，在設(shè)計(jì)上采取安全性措施以及危險(xiǎn)發(fā)生后的處置措施，將風(fēng)險(xiǎn)降低到可接受水平。針對總體及分系統(tǒng)軟件、地面測試發(fā)控軟件應(yīng)開展軟件危險(xiǎn)分析，評價(jià)軟件失效帶來的影響和風(fēng)險(xiǎn)，形成軟件危險(xiǎn)分析表，在軟件設(shè)計(jì)、操作上采取相應(yīng)的安全性措施，消除危險(xiǎn)或使風(fēng)險(xiǎn)得到控制。

2.I、Ⅱ類單點(diǎn)產(chǎn)品三類關(guān)鍵特性控制

某型號某產(chǎn)品進(jìn)行驗(yàn)收試驗(yàn)時(shí)，由于連接桿螺紋沖擊強(qiáng)度不足，在滑塊撞擊作用下螺紋被剪斷破壞。主要原因是沒有對原材料的抗沖擊性能提出要求，對設(shè)計(jì)關(guān)鍵特性識別不到位。某型號產(chǎn)品探傷時(shí)，發(fā)現(xiàn)有脫粘影像。主要原因是固化控溫位置變化導(dǎo)致硫化溫度降低，有效硫化時(shí)間縮短，粘接性能降低導(dǎo)致脫粘。沒有認(rèn)識到固化溫度和產(chǎn)品內(nèi)部溫度之間的變化規(guī)律，沒有認(rèn)識到固化控溫點(diǎn)位置變化會導(dǎo)致硫化溫度降低，沒有充分吃透低溫硫化特性，對固化爐溫度波動(dòng)的影響認(rèn)識不足，對工藝和過程關(guān)鍵特性識別與控制不到位。

動(dòng)力、火工品等產(chǎn)品的關(guān)鍵特性和不可檢測控制已成為影響地面試驗(yàn)和發(fā)射任務(wù)成功的主要因素之一。反映出該類產(chǎn)品Ⅰ、Ⅱ類單點(diǎn)故障模式三類關(guān)鍵特性識別不充分、不可檢測項(xiàng)目過程控制有效性不夠，因此對關(guān)鍵、重要產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝和過程三類關(guān)鍵特性要開展全面而有效的識別和控制。三類關(guān)鍵特性的識別首先是基于I、Ⅱ類單點(diǎn)故障模式分析結(jié)果所涉及的關(guān)鍵特性，還包括不可檢測項(xiàng)目所確定的設(shè)計(jì)特性；用戶提出的涉及本級產(chǎn)品的設(shè)計(jì)關(guān)鍵特性；對系統(tǒng)安全性有影響，不滿足要求可導(dǎo)致人身傷亡或重大經(jīng)濟(jì)損失的產(chǎn)品特性；對保證完成其規(guī)定任務(wù)起關(guān)鍵作用的材料特性；技術(shù)指標(biāo)或使用環(huán)境條件發(fā)生變化，歷史上出現(xiàn)過質(zhì)量問題以及產(chǎn)品改制過程的關(guān)鍵特性；首次使用的新技術(shù)、新工藝、新材料、新器件的關(guān)鍵特性；產(chǎn)品不可檢測的設(shè)計(jì)關(guān)鍵特性；不可逆關(guān)鍵工序或破壞性驗(yàn)證時(shí)的關(guān)鍵特性。此外還包括對產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性可能有危害的加工、裝配、試驗(yàn)和檢驗(yàn)過程；無法按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或設(shè)計(jì)技術(shù)文件要求進(jìn)行檢測的設(shè)計(jì)關(guān)鍵特性項(xiàng)目；在產(chǎn)品生產(chǎn)中加工難度大或質(zhì)量不穩(wěn)定的重要工序；過程的結(jié)果無法或不易在后續(xù)的檢驗(yàn)或試驗(yàn)中進(jìn)行直接檢測的過程等。在對三類關(guān)鍵特性進(jìn)行有效而充分識別的基礎(chǔ)上，應(yīng)細(xì)化、量化三類關(guān)鍵特性并結(jié)合強(qiáng)制檢驗(yàn)點(diǎn)等措施實(shí)施Ⅰ、Ⅱ類單點(diǎn)產(chǎn)品關(guān)鍵過程控制。

某型號試驗(yàn)場淺層風(fēng)超出設(shè)計(jì)工況，是由于對新試驗(yàn)場淺層風(fēng)準(zhǔn)確性重視不夠，規(guī)律研究不透，對可能存在的風(fēng)險(xiǎn)辨識不夠、分析不足，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)無法適應(yīng)新的豎立風(fēng)載，造成研制進(jìn)度大大推遲。某型號閥門產(chǎn)品設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)未得到充分辨識，設(shè)計(jì)裕度偏小，在常溫條件下生產(chǎn)裝配和相關(guān)地面試驗(yàn)不能驗(yàn)證低溫工作環(huán)境下產(chǎn)品的真實(shí)性能，材料低溫性能試驗(yàn)驗(yàn)證不夠，導(dǎo)致產(chǎn)品驗(yàn)收交付合格率低，對型號研制造成嚴(yán)重影響。

3.地面試驗(yàn)和產(chǎn)品出廠交付試驗(yàn)過程控制

某型號在工作中某重要產(chǎn)品脫落，就是由于對環(huán)境條件認(rèn)識不全面，試驗(yàn)邊界不覆蓋真實(shí)環(huán)境條件，試驗(yàn)強(qiáng)度考核不充分，連接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)強(qiáng)度不足所致。某產(chǎn)品通過高溫老煉試驗(yàn)后仍出現(xiàn)主板器件失效質(zhì)量問題，主要原因是高溫老煉試驗(yàn)溫度和時(shí)間與產(chǎn)品實(shí)際使用環(huán)境條件存在差異，試驗(yàn)條件不覆蓋、試驗(yàn)驗(yàn)證不充分而導(dǎo)致。

地面試驗(yàn)是型號研制的關(guān)鍵過程。地面試驗(yàn)要形成試驗(yàn)策劃書和試驗(yàn)實(shí)施方案并進(jìn)行評審，試驗(yàn)結(jié)束后要形成試驗(yàn)報(bào)告并進(jìn)行試驗(yàn)質(zhì)量評審。試驗(yàn)策劃要重點(diǎn)分析試驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)置的系統(tǒng)性、充分性、合理性，要分析試驗(yàn)環(huán)境條件與產(chǎn)品實(shí)際使用環(huán)境條件的差異性，要分析試驗(yàn)極限工況的滿足性、邊界條件模擬的真實(shí)有效性、試驗(yàn)結(jié)果的預(yù)期有效性。試驗(yàn)實(shí)施方案要重點(diǎn)關(guān)注技術(shù)狀態(tài)、試驗(yàn)狀態(tài)、接口、參試儀器及設(shè)備、關(guān)鍵崗位、重要數(shù)據(jù)、人員及職責(zé)、試驗(yàn)記錄、試驗(yàn)不合格項(xiàng)處置等方面。對試驗(yàn)可能出現(xiàn)反復(fù)的風(fēng)險(xiǎn)要進(jìn)行充分的辨識，做好事前預(yù)防分析。要借鑒類似產(chǎn)品研制試驗(yàn)結(jié)果和理論分析，對試驗(yàn)環(huán)境條件進(jìn)行修正。要分析產(chǎn)品狀態(tài)差異可能對試驗(yàn)充分性的影響。要合理配置滿足試驗(yàn)測試要求量程的傳感器和采集記錄、測試設(shè)備，確保試驗(yàn)采集數(shù)據(jù)的完整性和準(zhǔn)確性。

4.技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)分析與控制

某型號試驗(yàn)場淺層風(fēng)超出設(shè)計(jì)工況，是由于對新試驗(yàn)場淺層風(fēng)準(zhǔn)確性重視不夠，規(guī)律研究不透，對可能存在的風(fēng)險(xiǎn)辨識不夠、分析不足，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)無法適應(yīng)新的豎立風(fēng)載，造成研制進(jìn)度大大推遲。某型號閥門產(chǎn)品設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)未得到充分辨識，設(shè)計(jì)裕度偏小，在常溫條件下生產(chǎn)裝配和相關(guān)地面試驗(yàn)不能驗(yàn)證低溫工作環(huán)境下產(chǎn)品的真實(shí)性能，材料低溫性能試驗(yàn)驗(yàn)證不夠，導(dǎo)致產(chǎn)品驗(yàn)收交付合格率低，對型號研制造成嚴(yán)重影響。

型號研制技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)控制極為關(guān)鍵。要分階段開展風(fēng)險(xiǎn)策劃、分析和評估，采用故障模式、影響與危害性分析（FMEA），故障樹分析（FTA），概率風(fēng)險(xiǎn)評估（PRA），可靠性預(yù)計(jì)，設(shè)計(jì)裕度分析，潛通路分析，電磁兼容性分析，飛行時(shí)序動(dòng)作分析，數(shù)據(jù)差異性、超差、臨界影響分析，成功數(shù)據(jù)包絡(luò)線分析，“十二新”分析，技術(shù)成熟度分析，測試覆蓋性分析，試驗(yàn)充分性分析，質(zhì)量問題歸零及舉一反三分析等方法開展技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)識別與分析，形成風(fēng)險(xiǎn)綜合評價(jià)矩陣和風(fēng)險(xiǎn)綜合評級。在技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)綜合評價(jià)和明確高風(fēng)險(xiǎn)、中風(fēng)險(xiǎn)和低風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)目的基礎(chǔ)上，對于潛在風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生可能性較大或后果嚴(yán)重的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)目，應(yīng)作為危險(xiǎn)項(xiàng)目徹底消除或采取改變、替代的方式規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)，其他風(fēng)險(xiǎn)可通過鈍化敏感因素等措施和方法，減少風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的可能性，把風(fēng)險(xiǎn)嚴(yán)重性降低到可接受水平。

量化控制是不斷循環(huán)分析和綜合的過程，經(jīng)過分析和綜合正確把握控制對象。量化控制是明確具體質(zhì)量要求、實(shí)施過程量化記錄、開展量化分析評價(jià)，形成量化反饋的工作機(jī)制。要遵循質(zhì)量管理“零缺陷”和“第一次就把事情做對”的原則，按照量化控制的思路，細(xì)化分解航天相關(guān)規(guī)章制度和標(biāo)準(zhǔn)要求，識別關(guān)鍵過程和控制點(diǎn)，將關(guān)鍵過程的質(zhì)量控制和管理做到需求量化、流程量化、工作要求量化、過程記錄及數(shù)據(jù)管理量化，最終落實(shí)到表格化確認(rèn)，形成型號研制數(shù)據(jù)包。

二、推進(jìn)關(guān)鍵過程精細(xì)化質(zhì)量控制和管理的啟示與建議

1.強(qiáng)化規(guī)章制度和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的落實(shí)

要特別關(guān)注航天新制定的質(zhì)量規(guī)章制度，加強(qiáng)相關(guān)質(zhì)量管理文件、標(biāo)準(zhǔn)的培訓(xùn)和理解，聚焦要求的落實(shí)和實(shí)施的有效性，扎扎實(shí)實(shí)地推進(jìn)關(guān)鍵過程質(zhì)量管理工作，切實(shí)提高航天型號質(zhì)量保證能力。質(zhì)量管理和監(jiān)督部門要深入科研生產(chǎn)一線，對關(guān)鍵過程質(zhì)量控制和管理中發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行思考和研究，既要注重對發(fā)現(xiàn)問題的處置，又要為防止類似問題重復(fù)發(fā)生而采取糾正措施，對相關(guān)問題及帶來的啟示進(jìn)行提煉并匯編成冊。

2.制定關(guān)鍵過程和單點(diǎn)故障產(chǎn)品三類關(guān)鍵特性標(biāo)準(zhǔn)

關(guān)鍵過程的識別與控制存在設(shè)計(jì)、工藝特性識別不清不全，特性識別后措施無效、閉合控制不到位等方面的問題。這與標(biāo)準(zhǔn)是普適性而非針對產(chǎn)品特點(diǎn)制定，指導(dǎo)性不強(qiáng)有關(guān)。要結(jié)合航天型號研制特點(diǎn)和產(chǎn)品特性，組織制定關(guān)鍵過程和關(guān)鍵、重要產(chǎn)品設(shè)計(jì)特性識別和控制方面的標(biāo)準(zhǔn)，比如發(fā)動(dòng)機(jī)、火工品裝配過程和產(chǎn)品制造三類關(guān)鍵特性識別與控制指南。便于按要素識別關(guān)鍵過程和關(guān)鍵、重要特性，降低不同人員認(rèn)識不一致的弊端，更有效地做好關(guān)鍵過程的質(zhì)量控制和管理。

3.持續(xù)改進(jìn)和量化關(guān)鍵過程質(zhì)量控制和管理

量化控制是不斷循環(huán)分析和綜合的過程，經(jīng)過分析和綜合正確把握控制對象。量化控制是明確具體質(zhì)量要求、實(shí)施過程量化記錄、開展量化分析評價(jià)，形成量化反饋的工作機(jī)制。要遵循質(zhì)量管理“零缺陷”和“第一次就把事情做對”的原則，按照量化控制的思 路， 細(xì) 化分解航天相關(guān)規(guī)章制度和標(biāo)準(zhǔn)要求，識別關(guān)鍵過程和控制點(diǎn)，將關(guān)鍵過程的質(zhì)量控制和管理做到需求量化、流程量化、工作要求量化、過程記錄及數(shù)據(jù)管理量化，最終落實(shí)到表格化確認(rèn)，形成型號研制數(shù)據(jù)包。

三、結(jié)束語

企業(yè)管理重在質(zhì)量管理，質(zhì)量管理重在研制關(guān)鍵過程質(zhì)量控制與管理。研制關(guān)鍵過程質(zhì)量控制與管理是一項(xiàng)系統(tǒng)性工程，是企業(yè)精細(xì)管理、強(qiáng)化管理、規(guī)范管理、科學(xué)管理的具體體現(xiàn)。當(dāng)前航天科技工業(yè)迅猛發(fā)展，型號研制任務(wù)呈現(xiàn)高強(qiáng)密度態(tài)勢，只有嚴(yán)格落實(shí)航天規(guī)章制度和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，推進(jìn)研制關(guān)鍵過程精細(xì)化質(zhì)量控制與管理，才能適應(yīng)高強(qiáng)密度發(fā)射與飛行試驗(yàn)任務(wù)的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，才能為企業(yè)科研生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供強(qiáng)有力的保障。