◆邵悅婷 陳 敏/ 文

基于任務(wù)剖面的產(chǎn)品量化控制方法

◆邵悅婷 陳 敏/ 文

引言

航天型號產(chǎn)品的研制生產(chǎn)的特點(diǎn)是批量小、質(zhì)量要求高。批量小意味著產(chǎn)品質(zhì)量特性難以采用基于統(tǒng)計(jì)學(xué)特征的質(zhì)量控制方法進(jìn)行衡量。質(zhì)量要求高，是要求確保每個(gè)產(chǎn)品沒有缺陷，需要100%合格。這也體現(xiàn)了重大航天型號實(shí)現(xiàn)“一次成功”的難度。

針對這種現(xiàn)狀，袁家軍（2011年）對航天領(lǐng)域產(chǎn)品成熟度展開了研究，構(gòu)建了航天產(chǎn)品成熟度模型，認(rèn)為量化管理是提高航天產(chǎn)品質(zhì)量的重要途徑。由于航天工程系統(tǒng)往往由多個(gè)分系統(tǒng)組成，每個(gè)分系統(tǒng)有著各自不同的特點(diǎn)，涉及多個(gè)學(xué)科，難以提出統(tǒng)一的量化管理標(biāo)準(zhǔn)。

為此，本文在分析航天型號電子單機(jī)研制特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，引入剖面分析法，對航天型號電子單機(jī)從方案設(shè)計(jì)到產(chǎn)品交付的全壽命過程，分析其技術(shù)過程和管理過程，找到量化控制切入點(diǎn)，形成各個(gè)研制環(huán)節(jié)的量化控制表。實(shí)踐證明，這些量化控制表簡便易實(shí)施，有利于對航天型號產(chǎn)品研制成熟度作出準(zhǔn)確的評估和提升，可供其他具有類似特點(diǎn)產(chǎn)品的單位實(shí)施量化管理作借鑒和參考。

一、剖面的建立

航天領(lǐng)域產(chǎn)品的質(zhì)量往往決定著型號的成功，其缺陷往往對型號的功能產(chǎn)生很大影響，甚至導(dǎo)致型號失敗，因而需要對每個(gè)航天領(lǐng)域產(chǎn)品的研制過程進(jìn)行全壽命周期的質(zhì)量監(jiān)控。產(chǎn)品質(zhì)量檢查點(diǎn)設(shè)置過密，會導(dǎo)致質(zhì)量管理成本的急劇上升；產(chǎn)品質(zhì)量檢查點(diǎn)設(shè)置過少，會導(dǎo)致某些缺陷難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)。

由某典型航天型號單機(jī)初樣研制階段研制過程可知（見圖1），航天產(chǎn)品的研制涉及元器件選型、電路設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、地測設(shè)備研制等多個(gè)專業(yè)部門，在產(chǎn)品的研制過程中需要各專業(yè)部門根據(jù)產(chǎn)品需要進(jìn)行協(xié)同配合，通過設(shè)計(jì)、工藝、結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)過程控制和交付后的使用等多道工序，形成航天型號產(chǎn)品預(yù)期的功能和性能。工序多，過程復(fù)雜。建立質(zhì)量檢查點(diǎn)，首先需要建立技術(shù)剖面和管理剖面，簡化質(zhì)量管理視圖。

為理清各道工序間的界限，設(shè)置合理的質(zhì)量檢查點(diǎn)，首先從專業(yè)部門角度，分別建立電路設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過程控制等多個(gè)技術(shù)子剖面，如圖1所示。

為便于研制生產(chǎn)的管理，需要針對技術(shù)剖面規(guī)定的設(shè)計(jì)、工藝、結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)過程控制和交付后的使用操作等的管理過程描述，包括計(jì)劃進(jìn)度管理、質(zhì)量管理、風(fēng)險(xiǎn)管理等方面，從管理人員的視角建立管理剖面。

二、量化控制方法

在建立的技術(shù)剖面和管理剖面之后，需要根據(jù)各個(gè)剖面的特點(diǎn)，進(jìn)行合理的量化評估，是建立相應(yīng)質(zhì)量控制點(diǎn)的關(guān)鍵。

由圖1可知，航天型號電子單機(jī)產(chǎn)品工序復(fù)雜，通過電路設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、生產(chǎn)過程控制等多個(gè)技術(shù)子剖面的交會對接，方能生產(chǎn)出滿足要求的型號產(chǎn)品。如圖2所示，這些技術(shù)子剖面的交匯對接點(diǎn)均是技術(shù)量化控制的關(guān)鍵點(diǎn)，需要制定相應(yīng)的控制措施，形成相應(yīng)的設(shè)計(jì)文件（包括設(shè)計(jì)藍(lán)圖、技術(shù)條件、調(diào)試細(xì)則、測試細(xì)則等）、工藝文件、設(shè)計(jì)、工藝和過程三類關(guān)鍵特性表、部組件外包技術(shù)協(xié)議，以及I、II類單點(diǎn)故障模式清單等作為技術(shù)量化控制的輸出。對這些輸出的技術(shù)要求進(jìn)行量化，成為下一工序的量化控制的輸入。

圖1 某典型航天型號單機(jī)初樣研制階段的技術(shù)剖面和管理剖面

在管理剖面，需要對上一級管理要求通過策劃進(jìn)行量化分解，形成適合本單位本型號本產(chǎn)品的計(jì)劃、流程和控制措施，并組織實(shí)施，對計(jì)劃和措施的落實(shí)進(jìn)行監(jiān)督檢查，必要時(shí)進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化和總結(jié)改進(jìn)，以確保管理目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，管理過程的量化也是一個(gè)PDCA過程。管理過程量化控制重點(diǎn)是對管理目標(biāo)進(jìn)行量化分解，管理過程進(jìn)行量化分析、糾偏，管理結(jié)果進(jìn)行量化記錄，重點(diǎn)開展型號和產(chǎn)品計(jì)劃進(jìn)度管理的量化、質(zhì)量管理的量化、風(fēng)險(xiǎn)管理的量化等方面的工作。

下面分別對技術(shù)剖面和管理剖面的量化控制方法進(jìn)行闡述。

2.1 技術(shù)剖面的量化

圖2 技術(shù)過程的量化流程

在各技術(shù)子剖面內(nèi)部，根據(jù)各自領(lǐng)域的相應(yīng)規(guī)范展開量化控制。例如，在工藝設(shè)計(jì)子剖面，結(jié)合設(shè)計(jì)量化的輸出和型號工藝保證要求作為工藝量化控制的輸入，通過工藝量化明確工藝參數(shù)，工藝關(guān)鍵特性及特殊過程的量化控制要求，明確檢驗(yàn)方法，量化檢驗(yàn)要求，形成工藝文件及工藝關(guān)鍵特性表等量化控制要求輸出；在生產(chǎn)過程控制子剖面，需要結(jié)合設(shè)計(jì)量化控制和工藝量化控制的輸出作為生產(chǎn)加工過程量化控制的輸入，通過識別生產(chǎn)加工過程的關(guān)鍵控制環(huán)節(jié)明確產(chǎn)品研制生產(chǎn)過程中的量化控制措施及記錄要求，形成生產(chǎn)加工過程控制關(guān)鍵特性表及相關(guān)檢驗(yàn)記錄等量化控制要求的輸出；交付后操作使用量化控制可將產(chǎn)品任務(wù)書要求、用戶的反饋信息等作為量化控制要求的輸入，通過分析識別產(chǎn)品使用過程中的注意事項(xiàng)并制定量化控制要求，尤其對關(guān)鍵操作過程必要時(shí)需要制定詳細(xì)操作規(guī)程，形成產(chǎn)品使用說明書等量化控制要求的輸出。

這樣，將型號產(chǎn)品研制技術(shù)要求、設(shè)計(jì)規(guī)范及型號產(chǎn)品保證要求等通過多個(gè)技術(shù)子剖面的層層分解，得到各關(guān)鍵點(diǎn)的量化控制要求，并最終落實(shí)到研制生產(chǎn)過程形成可追溯的記錄，最終輸出滿足型號任務(wù)要求的產(chǎn)品。

2.1.1 設(shè)計(jì)量化

設(shè)計(jì)量化需圍繞產(chǎn)品任務(wù)書各項(xiàng)要求轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品各類設(shè)計(jì)指標(biāo)這一產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程，重點(diǎn)在于對產(chǎn)品技術(shù)條件等設(shè)計(jì)文件、對下一級的技術(shù)要求和外包技術(shù)協(xié)議、設(shè)計(jì)關(guān)鍵特性，和I、II類單點(diǎn)故障模式，以及設(shè)計(jì)裕度、數(shù)據(jù)比對等方面的量化控制（設(shè)計(jì)量化控制實(shí)施表略）。

2.1.2 工藝過程的量化

工藝量化需圍繞產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求的工程實(shí)現(xiàn)這一工藝設(shè)計(jì)過程，重點(diǎn)在于開展工藝關(guān)鍵特性、工藝指標(biāo)和工藝參數(shù)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)關(guān)鍵特性的工藝實(shí)現(xiàn)過程的量化控制。工藝要求應(yīng)盡量做到“四可”（可操作、可檢查、可量化、可重復(fù)），實(shí)現(xiàn)“三不同”（不同時(shí)間、不同地點(diǎn)、不同人員可以重復(fù)）（工藝量化控制實(shí)施表略）。

2.1.3 過程控制的量化

過程控制的量化需圍繞產(chǎn)品生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)全過程，重點(diǎn)開展過程控制關(guān)鍵特性、產(chǎn)品研制過程記錄和驗(yàn)收等量化控制。產(chǎn)品關(guān)鍵特性參數(shù)的記錄需100%量化，產(chǎn)品驗(yàn)收、型號出廠前和進(jìn)場后需開展量化控制的復(fù)查和確認(rèn)。過程控制量化控制實(shí)施表如表1所示。

2.1.4 交付后操作使用的量化

產(chǎn)品研制過程中，需制定產(chǎn)品使用說明書或產(chǎn)品規(guī)范，在產(chǎn)品交付時(shí)，向產(chǎn)品接收方、使用方提供。文件中需明確產(chǎn)品使用環(huán)境、使用條件、儲存、運(yùn)輸?shù)确矫嬉?；對新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品需量化說明操作要求；對使用難點(diǎn)、操作復(fù)雜的問題需逐條量化；對于與安全性有關(guān)的問題，應(yīng)對操作處置作業(yè)中安全注意事項(xiàng)作量化控制說明；對產(chǎn)品使用中的交聯(lián)接口應(yīng)量化接口關(guān)系；對使用維護(hù)中的限制性應(yīng)量化說明注意事項(xiàng)；對于不能提出量化要求的操作，應(yīng)編制操作規(guī)程；對于關(guān)鍵的操作過程需對使用方進(jìn)行培訓(xùn)或配合完成。

2.2 管理剖面的量化

2.2.1 計(jì)劃進(jìn)度管理過程的量化

根據(jù)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)策劃和設(shè)計(jì)開發(fā)策劃結(jié)果，結(jié)合產(chǎn)品研制技術(shù)流程制定產(chǎn)品研制計(jì)劃流程，提出明確的量化計(jì)劃節(jié)點(diǎn)和完成形式，確定各階段量化目標(biāo)和年度計(jì)劃節(jié)點(diǎn)，通過調(diào)度會等形式，分析型號項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)劃的關(guān)鍵途徑和短線，適時(shí)調(diào)整計(jì)劃，對出現(xiàn)的進(jìn)度偏差和重大進(jìn)度管理問題及時(shí)采取控制措施。

2.2.2 質(zhì)量管理過程的量化

根據(jù)型號產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)策劃結(jié)果，編制本單位型號配套產(chǎn)品質(zhì)量保證大綱（質(zhì)量保證計(jì)劃或質(zhì)量保證大綱實(shí)施細(xì)則），根據(jù)型號不同研制階段，確定量化的質(zhì)量目標(biāo)和控制措施，在各階段結(jié)束時(shí)檢查質(zhì)量目標(biāo)實(shí)現(xiàn)情況和量化控制落實(shí)情況。制定型號年度質(zhì)量工作要求和計(jì)劃，分解細(xì)化質(zhì)量活動計(jì)劃，明確工作項(xiàng)目、工作內(nèi)容要求和計(jì)劃節(jié)點(diǎn)，并納入科研生產(chǎn)計(jì)劃中，組織實(shí)施和檢查。依據(jù)質(zhì)量保證大綱，制定各階段技術(shù)評審、驗(yàn)收交付，歸零評審、大型試驗(yàn)等工作項(xiàng)目應(yīng)完成的文件要求、模板；嚴(yán)格執(zhí)行質(zhì)量問題信息通報(bào)制度和快速歸零要求。對于歸零的質(zhì)量問題需保存詳細(xì)的記錄，制定詳細(xì)的歸零和舉一反三計(jì)劃。

2.2.3 風(fēng)險(xiǎn)管理過程的量化

型號產(chǎn)品研制生產(chǎn)各階段均需開展技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)分析與控制工作，根據(jù)型號產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)策劃結(jié)果，制定風(fēng)險(xiǎn)管理計(jì)劃，開展風(fēng)險(xiǎn)管理活動，通過風(fēng)險(xiǎn)分析，確定量化的風(fēng)險(xiǎn)影響和發(fā)生概率，提出風(fēng)險(xiǎn)控制措施，并納入型號研制生產(chǎn)計(jì)劃。在轉(zhuǎn)階段和產(chǎn)品交付時(shí)，對風(fēng)險(xiǎn)控制措施的效果進(jìn)行評估。風(fēng)險(xiǎn)分析與控制是個(gè)不斷迭代的過程。

三、應(yīng)用效果

為探索上述產(chǎn)品量化控制方法的有效性，以某衛(wèi)星單機(jī)產(chǎn)品為例，將其納入量化管理試點(diǎn)對象展開研究。對該型號單機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程、工藝關(guān)鍵特性、過程控制關(guān)鍵特性、關(guān)鍵工序、工藝規(guī)程等進(jìn)行量化檢查和確認(rèn)。形成了單機(jī)任務(wù)書指標(biāo)量化確認(rèn)表，環(huán)境試驗(yàn)條件量化確認(rèn)表，使用條件量化確認(rèn)表，單機(jī)內(nèi)部接口關(guān)系量化確認(rèn)表，單機(jī)與分系統(tǒng)之間接口關(guān)系量化確認(rèn)表，單機(jī)強(qiáng)制檢驗(yàn)點(diǎn)設(shè)置確認(rèn)表，I、II類單點(diǎn)失效模式控制措施量化確認(rèn)表，I、II類不可測試項(xiàng)目分析表，不可檢、不可測項(xiàng)目量化確認(rèn)表，單機(jī)級和組部件級產(chǎn)品設(shè)計(jì)關(guān)鍵特性表，設(shè)計(jì)裕度量化確認(rèn)表，本級產(chǎn)品及下一級產(chǎn)品數(shù)據(jù)包量化確認(rèn)表等設(shè)計(jì)量化控制表；單機(jī)主要部組件和單機(jī)裝調(diào)過程工藝關(guān)鍵特性表，工藝規(guī)范及主要工藝參數(shù)量化控制表；關(guān)鍵尺寸和性能，關(guān)鍵特性參數(shù)過程控制量化確認(rèn)表，驗(yàn)收要求量化確認(rèn)表等過程量化控制表。

通過對該型號12個(gè)產(chǎn)品的量化控制檢查，共發(fā)現(xiàn)研制過程中存在24個(gè)控制不到位的問題。其中在產(chǎn)品的工藝文件中無多媒體記錄要求的問題占9項(xiàng)；對設(shè)定的設(shè)計(jì)、工藝關(guān)鍵特性在設(shè)計(jì)文件、工藝文件中均未進(jìn)行標(biāo)識的問題占12項(xiàng)；某產(chǎn)品一個(gè)重要指標(biāo)未列入設(shè)計(jì)關(guān)鍵特性表占1項(xiàng)；某產(chǎn)品新增加運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)未落實(shí)到相關(guān)設(shè)計(jì)文件占1項(xiàng)；某產(chǎn)品任務(wù)書提出的強(qiáng)制檢驗(yàn)點(diǎn)要求未落實(shí)到設(shè)計(jì)和工藝文件占1項(xiàng)。

通過采用本文所述的量化控制方法發(fā)現(xiàn)了該衛(wèi)星型號單機(jī)研制過程中的薄弱環(huán)節(jié)，完善了相關(guān)設(shè)計(jì)和工藝文件，使產(chǎn)品的研制要求能夠有效地傳遞和落實(shí)到單機(jī)產(chǎn)品整個(gè)研制生產(chǎn)過程。

表1 過程控制量化控制實(shí)施表

四、結(jié)論與展望

本文針對批量小、質(zhì)量要求高的航天型號產(chǎn)品，提出基于剖面分析，對其研制過程控制要求進(jìn)行量化，建立相應(yīng)的質(zhì)量控制點(diǎn)。通過在某型號中應(yīng)用，有助于在單機(jī)產(chǎn)品研制生產(chǎn)過程做到“四可”和“三不同”，有效降低了單機(jī)產(chǎn)品研制的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)和管理風(fēng)險(xiǎn)，提高了單機(jī)產(chǎn)品研制質(zhì)量和管理效益，促進(jìn)產(chǎn)品成熟度的提升。

隨著航天研制技術(shù)的進(jìn)步，航天產(chǎn)品的研制正在向型譜化、標(biāo)準(zhǔn)化、通用化的“三化”方向發(fā)展，航天產(chǎn)品的研制生產(chǎn)特點(diǎn)將發(fā)生改變。需要根據(jù)其研制過程的變化，劃分相應(yīng)的技術(shù)剖面和管理剖面，研究相應(yīng)的產(chǎn)品量化控制方法。

（略）

（作者單位：上海航天電子技術(shù)研究所）