梁 娟，黃志勇

(中國(guó)商用飛機(jī)有限責(zé)任公司科技質(zhì)量部，上海 200120)

從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以看出，產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)成本一般占產(chǎn)品總成本的10% ～15%，但卻決定了產(chǎn)品總成本的70%～80%，設(shè)計(jì)質(zhì)量是產(chǎn)品質(zhì)量的源頭，決定了產(chǎn)品先天和內(nèi)在質(zhì)量，并且傳遞、影響到產(chǎn)品制造、使用、維護(hù)、回收等后續(xù)階段。產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量是形成產(chǎn)品質(zhì)量的決定性因素，控制好設(shè)計(jì)源頭的質(zhì)量對(duì)最終產(chǎn)品質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用。民用飛機(jī)具有研制周期長(zhǎng)、零部件數(shù)量龐大、構(gòu)型復(fù)雜、設(shè)計(jì)更改頻繁、試驗(yàn)驗(yàn)證復(fù)雜等特點(diǎn)，這對(duì)民用飛機(jī)設(shè)計(jì)質(zhì)量的保證與改進(jìn)提出了很大的挑戰(zhàn)。

設(shè)計(jì)質(zhì)量是設(shè)計(jì)出來(lái)的，而不是管理出來(lái)的，因此要保證和控制民機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量必須從分析民機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量的形成過(guò)程入手，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程也就是產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量的形成過(guò)程。結(jié)合產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程確定設(shè)計(jì)過(guò)程質(zhì)量保證的具體內(nèi)容和方法，明確設(shè)計(jì)過(guò)程質(zhì)量控制活動(dòng)，分階段持續(xù)對(duì)設(shè)計(jì)質(zhì)量進(jìn)行科學(xué)合理的評(píng)價(jià)，以期促進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量不斷進(jìn)化，設(shè)計(jì)水平逐步提高。

1 設(shè)計(jì)過(guò)程質(zhì)量管理模型

設(shè)計(jì)過(guò)程質(zhì)量管理應(yīng)以全面質(zhì)量管理為核心，強(qiáng)調(diào)質(zhì)量在產(chǎn)品設(shè)計(jì)理念和方法體系中的作用。和設(shè)計(jì)過(guò)程的逐層分解、分級(jí)驗(yàn)證一致[1]，設(shè)計(jì)質(zhì)量管理也應(yīng)該從實(shí)施、驗(yàn)證兩方面進(jìn)行策劃，即分為質(zhì)量保證和質(zhì)量控制兩部分。

質(zhì)量保證和設(shè)計(jì)過(guò)程是有機(jī)結(jié)合的一個(gè)整體，由設(shè)計(jì)人員在工程設(shè)計(jì)中實(shí)施落實(shí);質(zhì)量控制是和設(shè)計(jì)過(guò)程并行的，由管理人員對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程中的各項(xiàng)活動(dòng)和成果進(jìn)行監(jiān)督檢查、評(píng)價(jià)以及針對(duì)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題提出相應(yīng)的預(yù)防糾正措施。質(zhì)量管理和項(xiàng)目研制活動(dòng)緊密結(jié)合，充分體現(xiàn)了“全員參與”的質(zhì)量原則。

設(shè)計(jì)質(zhì)量管理的實(shí)施是從需求出發(fā)，將市場(chǎng)、客戶、適航的要求落實(shí)到設(shè)計(jì)各過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)正向的產(chǎn)品質(zhì)量特性的分解、細(xì)化、落實(shí)和體現(xiàn)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，利用目標(biāo)分解與配置(QFD)、故障模式影響分析(FMEA)等工具，采用基于約束的目標(biāo)分解方法和多目標(biāo)的優(yōu)化與決策方法，有效實(shí)現(xiàn)自頂向下的設(shè)計(jì)質(zhì)量特性的分解、細(xì)化和落實(shí)。設(shè)計(jì)質(zhì)量管理的驗(yàn)證則是從質(zhì)量檢驗(yàn)的角度出發(fā)，采用面向產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程的評(píng)價(jià)與評(píng)估方法(例如設(shè)計(jì)評(píng)審)、過(guò)程審核、質(zhì)量復(fù)查等方法，及時(shí)充分發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)過(guò)程中存在的和潛在的問(wèn)題及矛盾，利用故障樹(shù)分析工具(FTA)、因果分析圖等分析產(chǎn)生質(zhì)量問(wèn)題的原因，采用多目標(biāo)優(yōu)化法等方法解決各種質(zhì)量問(wèn)題，從而得到最佳的設(shè)計(jì)結(jié)果，圖1給出了設(shè)計(jì)過(guò)程質(zhì)量管理模型。

2 設(shè)計(jì)質(zhì)量保證

就設(shè)計(jì)質(zhì)量而言，它是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中逐漸形成的，與質(zhì)量有關(guān)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)是表征控制對(duì)象質(zhì)量特性的數(shù)據(jù)，是從設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)中按照質(zhì)量控制要求映射提取而來(lái)的[2]，與質(zhì)量有關(guān)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)也可以稱之為質(zhì)量特性，質(zhì)量特性可以理解為產(chǎn)品數(shù)據(jù)的質(zhì)量視圖。質(zhì)量特性的識(shí)別和管理是設(shè)計(jì)質(zhì)量控制的基礎(chǔ)，同時(shí)也是設(shè)計(jì)質(zhì)量管理中的薄弱環(huán)節(jié)。

圖1 設(shè)計(jì)過(guò)程質(zhì)量管理模型

2.1 質(zhì)量特性的形成

質(zhì)量特性形成于設(shè)計(jì)要求確定階段，隨著設(shè)計(jì)過(guò)程的不斷深入在各個(gè)階段逐步分解、轉(zhuǎn)化并逐步細(xì)化，通過(guò)設(shè)計(jì)文件/數(shù)據(jù)的細(xì)節(jié)反映出來(lái)，最終落實(shí)到具體零件及其實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，以便得到控制[3]。影響設(shè)計(jì)質(zhì)量的因素散布于設(shè)計(jì)全過(guò)程。質(zhì)量特性隨設(shè)計(jì)過(guò)程的深入逐步拓展可分為以下幾級(jí):飛機(jī)級(jí)質(zhì)量特性→系統(tǒng)級(jí)質(zhì)量特性→部件級(jí)質(zhì)量特性→零件級(jí)質(zhì)量特性。

質(zhì)量特性的初步產(chǎn)生是在設(shè)計(jì)要求確定階段，從顧客處或組織自己分析確定的要求中映射而來(lái);在方案設(shè)計(jì)階段進(jìn)一步識(shí)別確定飛機(jī)級(jí)功能和性能指標(biāo)這兩類(lèi)質(zhì)量特性。這兩個(gè)階段識(shí)別的質(zhì)量特性一般為飛機(jī)級(jí)質(zhì)量特性。在初步設(shè)計(jì)階段產(chǎn)品的功能及性能進(jìn)一步展開(kāi)，從而衍生出系統(tǒng)級(jí)和部件級(jí)的質(zhì)量特性;在詳細(xì)設(shè)計(jì)階段，隨著設(shè)計(jì)活動(dòng)的細(xì)節(jié)展開(kāi)通過(guò)分析材料性能、工藝要求、協(xié)調(diào)性等來(lái)全面識(shí)別部件級(jí)/零件級(jí)的質(zhì)量特性，如圖2所示。

2.2 關(guān)鍵特性識(shí)別

為了有效地在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段開(kāi)展質(zhì)量保證工作，應(yīng)根據(jù)“二八定律”、“關(guān)鍵少數(shù)、一般多數(shù)”來(lái)準(zhǔn)確地把握質(zhì)量保證的重點(diǎn)。對(duì)于數(shù)量龐大的質(zhì)量特性，應(yīng)抓住影響產(chǎn)品質(zhì)量的少數(shù)關(guān)鍵因素，即在質(zhì)量管理實(shí)踐中應(yīng)對(duì)關(guān)鍵的質(zhì)量特性進(jìn)行管理。

圖2 質(zhì)量特性在不同設(shè)計(jì)階段的逐步細(xì)化

與質(zhì)量特性的識(shí)別過(guò)程一致，關(guān)鍵特性的識(shí)別貫穿于民機(jī)項(xiàng)目研制全過(guò)程，分級(jí)、分階段進(jìn)行。關(guān)鍵特性的識(shí)別從特殊要求及安全性分析入手，在研制過(guò)程中不斷衍生、細(xì)化。在設(shè)計(jì)過(guò)程，關(guān)鍵特性的識(shí)別步驟如下:

步驟一，在設(shè)計(jì)要求確定階段，通過(guò)識(shí)別顧客要求和產(chǎn)品性能要求確定特殊要求。特殊要求具體體現(xiàn)在設(shè)計(jì)活動(dòng)中為分析確定產(chǎn)品的“關(guān)鍵項(xiàng)”，包括功能的“關(guān)鍵項(xiàng)”和性能的“關(guān)鍵項(xiàng)”。為保證“關(guān)鍵項(xiàng)”得以實(shí)現(xiàn)，需進(jìn)一步識(shí)別出影響其實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵產(chǎn)品特性和關(guān)鍵過(guò)程特性，并將關(guān)鍵特性逐步分解、轉(zhuǎn)化和落實(shí)到產(chǎn)品設(shè)計(jì)的各個(gè)階段并加以控制，以此來(lái)確保特殊要求得以實(shí)現(xiàn)。

步驟二，在方案確定和初步設(shè)計(jì)階段，通過(guò)安全性分析評(píng)估確定功能危險(xiǎn)等級(jí)/失效狀態(tài)來(lái)確定“關(guān)鍵項(xiàng)/關(guān)鍵特性”，并進(jìn)一步通過(guò)分析產(chǎn)品功能、配合、環(huán)境條件、維修性、壽命、裕度等對(duì)產(chǎn)品性能和質(zhì)量的影響來(lái)識(shí)別確定關(guān)鍵特性。

步驟三，在詳細(xì)設(shè)計(jì)階段，通過(guò)對(duì)各類(lèi)設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)的分析來(lái)識(shí)別關(guān)鍵特性。主要通過(guò)分析材料性能、工藝要求、互換性、協(xié)調(diào)性對(duì)產(chǎn)品性能和質(zhì)量的影響來(lái)識(shí)別關(guān)鍵特性。

2.3 關(guān)鍵特性控制

關(guān)鍵特性控制是推動(dòng)持續(xù)改進(jìn)的有效方法之一。對(duì)于確定的關(guān)鍵特性(關(guān)鍵產(chǎn)品特性和關(guān)鍵過(guò)程特性)開(kāi)展控制活動(dòng)，使其處于受控狀態(tài)并逐步具備過(guò)程能力，在具備過(guò)程能力之后可以取消該關(guān)鍵特性，所以關(guān)鍵特性也不是一成不變的。

在識(shí)別出關(guān)鍵特性后，應(yīng)以設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)為基礎(chǔ)，分析已有的歷史數(shù)據(jù)，制定相應(yīng)的保證措施，并進(jìn)一步將措施分解到各研制階段，制定詳細(xì)的保證計(jì)劃。隨著設(shè)計(jì)的深入，應(yīng)監(jiān)控計(jì)劃的落實(shí)情況，隨時(shí)評(píng)估關(guān)鍵特性的偏離及風(fēng)險(xiǎn)。

3 設(shè)計(jì)質(zhì)量控制

設(shè)計(jì)過(guò)程質(zhì)量控制活動(dòng)是針對(duì)設(shè)計(jì)活動(dòng)以及設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，采用面向產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程的各種質(zhì)量評(píng)估評(píng)價(jià)、檢查活動(dòng)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)過(guò)程中存在的和潛在的問(wèn)題和矛盾，并督促各種問(wèn)題的及時(shí)解決，從而保證設(shè)計(jì)活動(dòng)的順利進(jìn)行和設(shè)計(jì)結(jié)果的準(zhǔn)確可靠。目前，在民機(jī)研制設(shè)計(jì)過(guò)程中所采取的質(zhì)量評(píng)估評(píng)價(jià)、檢查活動(dòng)的主要形式為設(shè)計(jì)評(píng)審、過(guò)程審核、質(zhì)量復(fù)查。

3.1 設(shè)計(jì)評(píng)審

設(shè)計(jì)評(píng)審是一種確認(rèn)行為，是為了控制風(fēng)險(xiǎn)。民機(jī)設(shè)計(jì)過(guò)程中的設(shè)計(jì)評(píng)審活動(dòng)一般包括對(duì)設(shè)計(jì)輸入的評(píng)審和對(duì)設(shè)計(jì)輸出的評(píng)審，設(shè)計(jì)輸入評(píng)審指對(duì)有關(guān)設(shè)計(jì)輸入的充分性和適宜性進(jìn)行的評(píng)審活動(dòng)，以確保輸入完整、清晰、正確。設(shè)計(jì)輸出評(píng)審指對(duì)民機(jī)設(shè)計(jì)結(jié)果達(dá)到規(guī)定目標(biāo)的充分性和有效性進(jìn)行的評(píng)審活動(dòng)，以確保輸出滿足輸入的要求。為保證設(shè)計(jì)評(píng)審開(kāi)展的有效性，針對(duì)具體設(shè)計(jì)評(píng)審采取檢查單的形式進(jìn)行精細(xì)化控制。

3.2 質(zhì)量復(fù)查和過(guò)程審核

質(zhì)量復(fù)查和過(guò)程審核是一種檢查行為，是問(wèn)題觸發(fā)型的活動(dòng)。質(zhì)量復(fù)查一般在發(fā)現(xiàn)普遍性問(wèn)題，或發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題需要在整個(gè)項(xiàng)目開(kāi)展舉一反三活動(dòng)時(shí)組織開(kāi)展。過(guò)程審核一般根據(jù)項(xiàng)目質(zhì)量現(xiàn)狀、研制過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題和隱患、管理的薄弱環(huán)節(jié)針對(duì)性組織開(kāi)展。

質(zhì)量復(fù)查一般采用自查、互查、交叉協(xié)調(diào)檢查、專家復(fù)查幾種形式。質(zhì)量復(fù)查工作的重點(diǎn)是明確復(fù)查活動(dòng)的范圍、內(nèi)容、依據(jù)、時(shí)間等要求，復(fù)查活動(dòng)一般針對(duì)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的貫徹，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的舉一反三等內(nèi)容具體組織開(kāi)展。

過(guò)程審核一般采取非現(xiàn)場(chǎng)審核和現(xiàn)場(chǎng)審核兩種形式。過(guò)程審核工作的重點(diǎn)是:明確審核依據(jù)、確定審核的目的和范圍、確認(rèn)審核所需資源，特別是明確特定的過(guò)程或?qū)ｎ}，以便能針對(duì)性地改進(jìn)某一方面的管理或設(shè)計(jì)工作。

4 設(shè)計(jì)過(guò)程質(zhì)量數(shù)據(jù)和改進(jìn)

4.1 設(shè)計(jì)過(guò)程質(zhì)量數(shù)據(jù)

設(shè)計(jì)過(guò)程質(zhì)量數(shù)據(jù)包含產(chǎn)品設(shè)計(jì)活動(dòng)形成的與質(zhì)量有關(guān)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)過(guò)程質(zhì)量控制活動(dòng)所形成的衍生數(shù)據(jù)，質(zhì)量數(shù)據(jù)的識(shí)別和管理是設(shè)計(jì)質(zhì)量管理的基礎(chǔ)，通過(guò)對(duì)質(zhì)量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)、分析來(lái)進(jìn)一步提出設(shè)計(jì)質(zhì)量的改進(jìn)措施。

產(chǎn)品設(shè)計(jì)活動(dòng)形成的與質(zhì)量有關(guān)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)即結(jié)構(gòu)化的質(zhì)量特性。包括設(shè)計(jì)評(píng)審、過(guò)程審核、質(zhì)量復(fù)查等設(shè)計(jì)過(guò)程質(zhì)量控制活動(dòng)所形成的評(píng)審意見(jiàn)/建議、復(fù)查問(wèn)題、審核問(wèn)題/建議等數(shù)據(jù);設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)中包含的設(shè)計(jì)活動(dòng)質(zhì)量情況、問(wèn)題產(chǎn)生原因等質(zhì)量屬性，如設(shè)計(jì)更改時(shí)的更改原因等都構(gòu)成了質(zhì)量數(shù)據(jù)。

4.2 質(zhì)量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析及改進(jìn)

質(zhì)量數(shù)據(jù)的識(shí)別和管理是質(zhì)量管理的基礎(chǔ)，提取到相關(guān)質(zhì)量數(shù)據(jù)后，通過(guò)對(duì)這些數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，針對(duì)存在的和潛在的問(wèn)題提出預(yù)防和解決措施，才可以最終達(dá)到提高設(shè)計(jì)質(zhì)量的目的。

可針對(duì)不同類(lèi)型的數(shù)據(jù)采取不同頻率，定期(周、月、季度、年)、分階段或不定期的進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析方法可以采用絕對(duì)值或相對(duì)值(百分率)計(jì)算，可采用平均值、極差、標(biāo)準(zhǔn)偏差、直方圖、散布圖、田口方法、故障模式及影響分析、方差分析、統(tǒng)計(jì)抽樣、質(zhì)量功能展開(kāi)、試驗(yàn)設(shè)計(jì)、水平對(duì)比法等統(tǒng)計(jì)技術(shù)方法，運(yùn)用故障樹(shù)分析、流程圖、排列圖、控制圖、因果圖等統(tǒng)計(jì)分析工具進(jìn)行分析。

通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，提出存在的主要問(wèn)題及針對(duì)性的改進(jìn)措施;針對(duì)發(fā)現(xiàn)的或潛在的問(wèn)題組織質(zhì)量復(fù)查和專項(xiàng)審核;評(píng)價(jià)過(guò)程績(jī)效，對(duì)績(jī)效差的過(guò)程分析原因并進(jìn)行改進(jìn);進(jìn)一步分析預(yù)防成本，鑒定成本及內(nèi)、外部故障損失的變化趨勢(shì)，從財(cái)務(wù)的角度分析評(píng)價(jià)質(zhì)量成本，最終通過(guò)改進(jìn)活動(dòng)達(dá)到提高設(shè)計(jì)質(zhì)量、降低成本的目的。

5 結(jié)束語(yǔ)

設(shè)計(jì)質(zhì)量作為產(chǎn)品質(zhì)量的源頭，設(shè)計(jì)過(guò)程質(zhì)量管理也成了重中之重。為提高項(xiàng)目設(shè)計(jì)質(zhì)量，應(yīng)著力做好以下工作:一是根據(jù)工作分解結(jié)構(gòu)(WBS)來(lái)組織開(kāi)展產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量數(shù)據(jù)和管理工作，加快技術(shù)規(guī)范、準(zhǔn)則的編制工作，給設(shè)計(jì)工作提供充分的指導(dǎo)規(guī)范性文件;二是組織提取完整的質(zhì)量數(shù)據(jù)，特別是設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的質(zhì)量視圖，實(shí)現(xiàn)與PDM系統(tǒng)和生產(chǎn)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集成，通過(guò)獲取實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)減少工程更改和設(shè)計(jì)質(zhì)量問(wèn)題。

[1] SAE ARP4754A Guidelines for Development of Civil Aircraft and Systems[S].

[2] 何益海，唐曉青，王美清.產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量數(shù)據(jù)與管理模型研究[J].計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)，2006，12(8):1161－1166.

[3] 王美清，唐曉青.產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量控制方法研究及系統(tǒng)開(kāi)發(fā)[J].制造業(yè)自動(dòng)化，2003(9):15－18.