王梟強

[摘要]文章闡述了科研型企業(yè)裝備質量提升的解決方案?？蒲行推髽I(yè)在裝備研制任務時面臨著研發(fā)任務多，開發(fā)周期短，對產品質量一致性和可靠性要求越來越高，傳統(tǒng)的質量管理模式難以實現對產品整體質量水平的管理。通過項目管理與APQP質量工具相融合的管理模式將新品研發(fā)項目劃分為立項、方案、初樣、正樣、鑒定、驗收等標準階段，并通過WBS工作分解結構在產品實現過程中植入QFD、FMEA、SPC等質量管理工具，實現產品全生命周期的質量管理模式。將項目管理系統(tǒng)和質量工具貫穿科研全過程，幫助企業(yè)提高項目管理的同時，提高產品正向設計能力，提高產品整體質量水平。

[關鍵詞]科研項目管理，正向設計，科研質量提高，APQP產品質量先期策劃，QFD，SPC統(tǒng)計過程控制，生產件批準程序，MSA

中圖分類號：F272 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1722（2021）10-0067-03

一、背景

科研型企業(yè)在裝備研制任務過程中時常面臨著研發(fā)任務多，開發(fā)周期短，對產品質量一致性和可靠性要求越來越高。裝備制造質量事故的發(fā)生暴露出裝備行業(yè)質量方面存在的問題和隱患，這些事故與隱患已經成為制約裝備使用和發(fā)展的核心環(huán)節(jié)。先進的質量管理方法和有效的質量工具已成為裝備行業(yè)企業(yè)迫切需要采取的手段。

裝備制造企業(yè)需要將質量管理體系視為一個大型的復雜系統(tǒng)，并采用適當的管理方法，尤其需要重視設計階段，而在此階段犯下的錯誤將是最昂貴，難修改的。一方面，產品設計在產品整個質量生命周期中起著非常重要的地位和作用，產品設計階段的成本支出小，但是對產品的質量和成本起決定性作用。另一方面，相比于生產階段對實物的質量檢測，設計階段的質量管理更為抽象，也更難通過結果進行檢測和追溯。

本文探討研究的重點是面向科研階段的產品質量保證方法，在產品研發(fā)階段如何保證產品的質量。通過實際調研內容歸納通用的重要質量問題，并就這些重要問題提出解決方法與措施。所建議采取的措施用于在其早期設計階段就利用先進質量工具和方法進行管理，以避免出錯并確保效率，并提高產品整體質量水平。

二、存在的問題

通過對22家裝備研制企業(yè)調研信息的梳理和匯總，歸納出以下產品質量管理存在的問題，這些問題對最終產品質量產生了重大影響：

（一）項目進度拖期影響產品交付質量

在企業(yè)實際業(yè)務執(zhí)行過程中，項目進度要求的壓力過大往往會對質量要求產生負面效應。在被調研的裝備行業(yè)單位中。當在項目或任務進度拖期時，企業(yè)會為了滿足項目進度，一種情況是，研發(fā)人員存在簡化部分質量管理的必要步驟的情況，另一種情況是，由于項目的延期，即使質量人員發(fā)現問題，研發(fā)人員也沒有時間執(zhí)行完善的梳理與修正，最終導致質量妥協。合理的項目進度規(guī)劃和有效的權衡執(zhí)行是整體質量管理的基礎保障，充分的質量工作時間和主動規(guī)劃的迭代對最終產品質量影響至關重要。

（二）欠缺基于正向設計的產品研發(fā)能力體系

當前，國內科研企業(yè)的產品研發(fā)都是按照逆向設計思路展開，通過對國內、外先進產品的測仿和改進實現非標產品設計，正向設計能力的缺失導致產品的設計質量和交付質量存在著不確定性，產品在不同使用環(huán)境下的變差較大，影響了產品在全生命周內的穩(wěn)定性和一致性。此外，部分企業(yè)雖然導入了一些六西格瑪管理工具，比如FMEA、MSA等等，但工具僅局限于單點應用，缺乏業(yè)務、流程、數據之間的數字化、智能化協同，難以體現整體協同優(yōu)化設計。

（三）普遍存在科研項目管理和質量過程控制脫節(jié)的問題

大部分科研型企業(yè)的項目管理過程和質量管理過程都存在相對獨立的問題，項目計劃發(fā)布后，項目負責人對計劃執(zhí)行全過程進行跟蹤，而質量人員的質量策劃工作則是在信息封閉的條件下完成，導致質量人員只能被動地處理計劃執(zhí)行過程中發(fā)生的質量問題，難以對計劃中的質量控制點、關鍵點、風險點進行提前識別和有效監(jiān)控，科研和質量“兩張皮”問題阻礙了產品科學化、規(guī)范化管理水平的提升，不利于提升產品設計質量和縮短研制周期。

三、方法與原則

（一）應實施有效的企業(yè)級項目管理，質量工作需要與項目同步策劃

科研型企業(yè)為了滿足質量要求必須做好項目管理工作。項目管理可依據專業(yè)的項目管理知識并結合公司業(yè)務的實際管理情況精心設計。項目管理應包括啟動、規(guī)劃、實施、控制和結束五大過程，同時應該涵蓋項目管理的十大知識領域：整合管理、范圍管理、時間管理、成本管理、質量管理、資源管理、溝通管理、風險管理、采購管理、干系人管理。有效的項目管理可以為企業(yè)提供計劃安排、進度管理、資源平衡、成本管理等一系列理論及工具支持，從而提高企業(yè)對項目的管理能力，并提高項目實施的成功率。

在項目策劃過程中，質量工作需要與項目管理同步策劃。這樣在項目順利實施的框架下，質量工作才能按策劃得到充分保證。APQP（Advanced Product Quality Planning）產品質量先期策劃質量工具可以確保將質量與項目管理充分結合，APQP本身是一種結構化的方法，在項目管理工作范疇內制定產品質量計劃來開發(fā)產品。項目管理和AQPQ工具結合后，在項目管理的過程中通過項目管理WBS（工作分解結構）對設計過程中質量控制要求實施策劃和管理，并貫穿產品的設計過程、試驗、定型等產品全生命周期，可以有效地將用戶質量要求、設計過程中識別的特殊特性，在項目管理的實施過程中實現質量活動的協同管控，從而實現對項目進度管理和質量管理的同時監(jiān)控。

（二）產品實現過程中通過質量工具提高產品質量管理

雖然科研型企業(yè)大多都已經建立了ISO9001或GJB9001C等質量管理體系，采用質量檢驗事后管理的常規(guī)方法在項目全生命周期研制出高質量，高穩(wěn)定性的產品會充滿困難。先進的質量管理方法和有效的質量工具已成為裝備行業(yè)企業(yè)迫切需要采取的手段。在本文將重點介紹在產品實現過程中采用先進的質量工具來保證產品質量的方法。

產品的設計實現過程從需求管理、產品設計、工藝設計、供應商采購質量管理、生產過程、過程質量檢驗到客戶抱怨及缺陷管理等貫穿產品的全生命周期中每個環(huán)節(jié)（如圖1）。

1.質量功能展開（QFD）

首先需要保證客戶需求能夠準確無誤地全部轉化為設計方面的技術指標和關鍵特性。通過借助QFD（Quality Function Deployment）質量功能展開工具可以有效保障客戶的需求完美轉化。QFD采用一定的方法保證需求精確無誤地轉移到產品生命周期的每個階段。在生產準備階段，它可以將產品的定義準確無誤地轉換為產品制造工藝過程，在生產加工階段，它可以保證制造出的產品滿足顧客的需求。質量功能展開技術可以保證在整個產品生命周期內，顧客的要求不會被曲解，避免出現不必要的冗余功能，可以使產品的工程修改減至最少，也可以減少使用過程中的維修和運行消耗，追求零件的均衡壽命和再生回收。質量功能展開可以使工程師以最短的時間、最低的成本生產出功能上滿足顧客要求的高質量產品。借助QFD工具，幫助工程師學會如何科學地決定采用什么手段來滿足顧客對產品與服務的要求，建立一整套技術規(guī)格，提高產品的競爭優(yōu)勢，滿足顧客們的特殊質量要求等。

2.失效模式分析（FMEA）

在產品設計和工藝設計階段，FMEA工具可以有效幫助工程師識別風險，采取應對措施，最終消除質量風險。FMEA（Potential Failure Modeand Effects Analysis）指失效模式和后果分析，它是一種識別設計風險，降低風險的分析方法。FMEA主要分為DFMEA和PFMEA。DFMEA指設計失效模式和后果分析，關注的是產品設計產生的潛在失效。PFMEA指過程失效模式和后果分析，關注的是產品制造過程中產生的潛在失效。FMEA在產品設計階段和過程設計階段分別通過對構成產品的子系統(tǒng)、零件及對構成產品生產過程的各個工序逐一進行分析，找出所有潛在的失效模式，并分析其可能的后果，從而預先采取必要的措施，以提高產品的質量和可靠性。

通過FMEA質量工具可以將產品設計過程及工藝設計過程中識別產品特殊特性和過程特殊特性進行充分地梳理，并獲得質量控制計劃（CP Control Plan）。通過質量控制計劃確保產品的質量關鍵特性從設計階段到生產制造階段及采購環(huán)節(jié)流轉，并得到充分地控制。

3.質量控制計劃（CP）

CP質量控制計劃（Control Plan）是對生產線質量進行全局性把控的重要文件與手段。依靠FMEA的充分識別，將產品的特殊特性、生產過程的特殊過程特性在質量控制計劃中體現。借助質量控制計劃在生產過程中對工藝質量隱患采取對應的預防措施，在5M1E維度形成充分的工藝保證方案。質量控制計劃也是作為產品在生產過程中實施檢查的依據：實施檢驗項目、檢驗的頻次、檢驗的方法、超差如何處理等，并確保檢驗項目充分。

質量控制計劃是具有全局性的質量管控計劃，企業(yè)通過控制計劃來了解質量控制手段的有效性和全面性，并確保各項特殊特性及客戶要求被嚴格實施，從而確保產品質量的提高。

4.生產件批準管理（PPAP）

原材料的質量保證也是科研型企業(yè)質量管理中的重要一環(huán)，涉及到采購供應商原材料或零部件質量。PPAP（Production part approval process）生產件批準程序用來確保供應商已經正確理解了客戶工程設計記錄和規(guī)范的所有要求，確保其在第一批產品發(fā)運前，通過產品核準承認的手續(xù)，驗證是否產品符合技術要求。在第一次生產樣件時生成一系列文件記錄清單，根據項目要求，包括樣品檢測報告、FMEA、工藝流程圖、控制計劃、裝配圖紙、技術要求、規(guī)范標準。通過PPAP的管理可以有效提高供應商原材料的質量水平。

5.統(tǒng)計過程控制（SPC）

在產品生產過程中，對關鍵工序的重要產品特性，質量檢驗事后管理手段一旦發(fā)現質量問題，就會造成嚴重的質量后果及損失，企業(yè)應采用智能化的檢測手段實施監(jiān)控預防。

SPC（Statistical Process Control）統(tǒng)計過程控制幫助企業(yè)運用統(tǒng)計分析技術，借助實時數據采集在生產過程進行實時監(jiān)控，科學地區(qū)分生產過程中產品質量的組內波動與異常波動，從而對生產過程的異常趨勢提出預警，以便于生產管理人員及時采取措施，確保生產過程的穩(wěn)定，從而達到提高和控制質量的目的。并可通過SPC對生產過程的工序能力指數Cpk進行分析計算，實時掌握工序的過程能力指數。

6.測量系統(tǒng)分析（MSA）

科研企業(yè)在生產過程中有大量的檢驗數據需要測量，檢驗數據的準確性對產品的質量管理有著直接影響，為了保證數據的準確性及SPC數據的有效性，企業(yè)應實施MSA管理。MSA（MeasurementSystemAnalysis）測量系統(tǒng)分析用于評估測量系統(tǒng)的質量，運用統(tǒng)計技術方法分析研究測量系統(tǒng)中的變差源以及它們對測量結果的貢獻，并根據可接受的判斷準則判斷測量系統(tǒng)的符合性。常規(guī)的檢定或校準只能在特定的條件下（如實驗室場所）檢查測量設備的符合性，不能反映生產過程中測量系統(tǒng)可能出現的問題。而且在實際測量過程中還須考慮人、機、料、法、環(huán)、測等因素的影響，因此通過MSA可以分析每個環(huán)節(jié)產生的誤差，并采取措施消除或減小誤差，確保測量系統(tǒng)有效和測量數據準確。

7.缺陷歸零管理

在質量缺陷和客戶抱怨發(fā)生時需要對質量問題實施歸零管理。歸零管理需對在設計、生產、試驗、服務中出現的質量問題，從技術上、管理上分析產生的原因、機理，并采取糾正措施、預防措施，以避免問題重復發(fā)生。依據問題的性質，對一個質量問題的歸零，可以是技術歸零、管理歸零，也可以同時有技術歸零和管理歸零。雙歸零從出現的質量問題入手通過技術上的分析、管理上的改進，達到系統(tǒng)預防的目的，從而提高產品的質量水平。除了歸零管理還有常用的8D質量改善方法、DMAIC的改善方法可以對缺陷管理實施分析改善防止再發(fā)生。

通過對缺陷和客戶抱怨的管理，通常會對設計過程或工藝過程等實施變更管理。企業(yè)這個階段需要對技術文件如FMEA、CP等文件實施動態(tài)更新，并采取相對應的控制預防措施，才能從根本上杜絕同類問題的持續(xù)發(fā)生。在同類型產品開發(fā)過程中，通過更新后的FMEA、CP等技術文件也預防新產品開發(fā)中發(fā)生同類型的故障缺陷。企業(yè)通過持續(xù)不斷對技術文件實施動態(tài)更新，也實現了研發(fā)型企業(yè)在產品實現過程中的PDCA的循環(huán)，對產品的品質起到了持續(xù)改善管理。

四、實施方案

（一）采用IPD模式，實施端到端全流程產品研發(fā)管理

1.實施端到端全流程產品研發(fā)管理，推動項目質量和過程質量持續(xù)提升

采用IPD集成產品開發(fā)模式，綜合業(yè)務、產品、研發(fā)、生產、采購、服務等端到端的全要素共同完成產品開發(fā)，實現端到端的全流程產品研發(fā)的管理，保障產品開發(fā)符合市場需求、具備成本優(yōu)勢、具備可持續(xù)采購性、可生產性、可服務性。

圍繞研發(fā)過程和研發(fā)項目質量開展研發(fā)質量管理提升。在產品整個生命周期內，對研發(fā)活動、試產活動、質量活動過程過程進行監(jiān)控。執(zhí)行項目線與職能線雙向管理策略，項目線重點推動過程符合度提升，細化各維度度量和管控，輸出階段報告，職能線推動共性問題專項改進及重要評審質量提升，優(yōu)化設計規(guī)范，強化核心能力建設，制定研發(fā)過程基線，對交付件、基線進行檢查，對過程中出現重大問題進行復盤。

針對項目質量管理方面。制定質量計劃，端到端全生命周期質量管理，從產品概念直到產品量產，質量貫穿于整個產品研發(fā)生命周期。產品從概念階段開始，項目質量參與到其中，產品正式立項后，項目核心成員，制定《產品質量策劃方案》對產品質量進行管理：

另外實現模塊化和標準化設計、軟件平臺化，端到端的測試覆蓋。建立統(tǒng)一CBB公共庫，確保各項目都可及時有效地獲取標準模塊，確保設計延續(xù)。建立標準化器件庫，確保元器件、各單元接口、各零部件有統(tǒng)一標準規(guī)格，大幅減少差異性問題。軟件平臺化設計，核心代碼安全可靠、代碼復用節(jié)約資源，快速迭代。透過研發(fā)測試、場景測試、Diag驗證、產品長測進行產品端到客戶端的測試覆蓋，保障產品質量及易用性。采用故障注入測試（FIT）方法，檢驗關鍵器件/接口/部件和固件，在各種可能的硬件和軟件缺陷被激活時，產品的容錯能力及可靠性，提升自主安全產品的可靠性及可維護性。

2.以問題為導向，開展共性問題或典型問題技術攻關，提升用戶滿意度

（二）運用智能化技術實現產品智能制造，實施高質量的目標管理，提升產品質量和生產效率

1.運用智能化技術實現自主安全產品智能制造，提升生產效率

2.實施質量目標管理，以問題為導向，持續(xù)提升產品質量

系統(tǒng)性制定質量指標體系。對比行業(yè)內產品質量指標，依據質量方針、從用戶側和公司內部兩個維度設置質量指標，并對主要質量目標分解，構建系統(tǒng)性質量指標體系，層層簽署年度績效合約書。

3.實施3T標準化管理，開展各種質量活動

全面推行3T（TQM、TPM、TCM）管理模式，提高產品質量、設備效率和降低生產成本，如表1。

五、結語

時代在發(fā)展，科技在進步，對產品質量的重視程度也與日俱增，各大企業(yè)必須統(tǒng)籌運用質量方法、大力推動質量創(chuàng)新、始終堅持高質量發(fā)展，攜手共進，共同促進質量的提升，堅決打造中國質量可靠先鋒隊，讓中國質量享譽世界。