于雷等/中國運載火箭技術研究院

鋼棒是航天各型號通用性最強的原材料之一，廣泛應用于航天產品結構件、氣密件及發(fā)動機等重要部位。若鋼棒原材料存在質量隱患，在前端檢測驗收中無法排除并傳遞到后續(xù)加工裝配環(huán)節(jié)，導致涉及面廣、處理難度大，從而影響型號研制生產的質量、進度和成本。

近年來，航天產品用鋼棒質量問題頻頻發(fā)生，投訴情況居高不下，給航天型號研制工作及靶場發(fā)射任務造成嚴重影響。因此，筆者對近幾年用戶投訴鋼棒問題進行統(tǒng)計見圖1，發(fā)現與質量問題相關的投訴反饋占主要部分，亟待解決；其他問題為交付周期過長或成本高，占比較小。

圖1 客戶投訴情況統(tǒng)計

一、 定義階段

質量投訴DPPM 是每百萬交付鋼棒量中的客戶質量投訴點數。

1.一是項目研究指標（Y）的定義及分解

質量投訴DPPM 作為本項目的研究指標，具體定義為：=質量投訴DPPM =（月份質量問題反饋數量/月份交付鋼棒總量）*1000000。

對交付鋼棒質量問題進行分類統(tǒng)計，所占比率如圖2 所示。按照不同缺陷種類的統(tǒng)計情況，總體質量投訴DPPM 分為異金屬夾雜、表面缺陷、內部缺陷3 種情況（見表1）。

表1 總體質量投訴DPPM的分解情況

圖2 質量投訴情況具體問題統(tǒng)計

2.SIPOC 流程分析

對單位內部業(yè)務流程進行全面梳理，繪制交付鋼棒的SIPOC 流程，如圖3 所示。通過不同職能部門對圖中每一個環(huán)節(jié)的關鍵性進行審定打分，最終 “復驗”和“出庫檢驗”2 個環(huán)節(jié)分值最高，為關鍵控制環(huán)節(jié)，針對這2 個環(huán)節(jié)采取控制措施，可在短期內實現改善，從源頭減低交付鋼棒的質量投訴DPPM。

圖3 SIPOC圖

二、測量階段

1.測量系統(tǒng)分析

測量系統(tǒng)是數據統(tǒng)計的基礎，測量系統(tǒng)的準確性與否關乎整個項目數據的準確性與合理性，所以需要對項目展開測量系統(tǒng)的分析工作，檢測方法見表2。

表2 鋼棒質量保障檢測方法

根據檢測方法及缺陷類型，對3 個分層數據制定合適的測量系統(tǒng)分析，得出實驗結果，并對實驗結果進行屬性一致性分析，試驗分析如表3 所示。

表3 測量系統(tǒng)分析結果

在異金屬夾雜質量投訴DPPM 及內部缺陷質量投訴DPPM 測量系統(tǒng)的屬性一致性分析中，檢驗員自身、每個檢驗員與標準、檢驗員之間及所有檢驗員與標準的評估一致性均符合要求（≥90%），測量系統(tǒng)合格且數據有效，可以進行后續(xù)分析；表面缺陷質量投訴DPPM 測量系統(tǒng)屬性一致性分析結果顯示各方面評估一致性均≤90%，測量系統(tǒng)不合格，在開展其它研究工作之前，需先對測量系統(tǒng)進行改進。

因此，項目組針對表面缺陷質量投訴DPPM的測量系統(tǒng)迅速開展工作，制定相應改善策略。針對表面檢測制定相應標準譜圖，供檢驗員進行比對分析，對標準譜圖升級為物流中心驗收標準，固化成果；開展對專職檢驗員的培訓工作，對各種表面缺陷知識及金屬材料基礎知識進行詳細講解，對檢驗圖譜的使用進行培訓，以提高檢驗員自身技術能力，保障后續(xù)測量系統(tǒng)的準確性。

經過改善措施后，表面缺陷質量投訴DPPM測量系統(tǒng)進行屬性一致性分析，檢驗員自身、每個檢驗員與標準、檢驗員之間及所有檢驗員與標準的評估一致性均已符合要求（≥90%），測量系統(tǒng)合格，后續(xù)數據統(tǒng)計有效，可進行下一步分析工作。

2.能力與現狀分析

對各分層數據進行深入分析，確定影響Y 值的具體變量。異金屬夾雜質量問題的影響變量有氧化物夾雜、氮化物夾雜、硫化物夾雜、磷化物夾雜等，對數據進行柏拉圖分析顯示，前3 項為重點改善對象，具體異金屬統(tǒng)計情況如圖4 所示。

圖4 異金屬夾雜柏拉圖

表面缺陷質量問題的影響變量有凹坑、磕傷、腐蝕、尺寸不合格等，對數據進行柏拉圖分析顯示，選取前3 項為重點改善對象，具體缺陷統(tǒng)計情況如圖5 所示。

圖5 表面缺陷柏拉圖

內部缺陷質量問題的影響變量有氧折疊、裂紋、疏松、偏析等，對數據進行柏拉圖分析顯示，選取前3 項為重點改善對象，具體缺陷統(tǒng)計情況如圖6 所示。

圖6 內部缺陷柏拉圖

三、分析階段

通過對近年鋼棒質量問題進行全面梳理和深度剖析，總結鋼棒的共性質量問題或重復性質量問題，分析其原因，摸清影響因子并尋找關鍵因子。

1.流程分析

鋼棒從采購到交付使用所經歷的流程如圖7 所示。通過對大量記錄數據分析可知，鋼棒質量問題出現在廠家生產、到貨復驗和入庫貯存階段。

圖7 鋼棒交付流程

鋼棒質量問題主要產生在生產過程、到貨復驗和入庫貯存階段（見表4），生產過程是控制鋼棒質量的源頭，物流中心到貨復驗階段是控制鋼棒質量問題出現的重要關卡。

表4 鋼棒質量問題的來源

2.C&E 矩陣分析

表5 是3 位不同崗位專家依據鋼廠生產過程相關細節(jié)的重要性對質量問題的打分表。從表中可知，頭尾標示、頭尾切除、包裝和表面狀態(tài)對客戶非常重要。表6 是3 位不同崗位專家依據到貨復驗過程相關細節(jié)的重要性對質量問題的打分表。從表中可知，頭尾標示、表面狀態(tài)、無損檢測對客戶非常重要。表7 是3 位不同崗位專家依據入庫貯存階段相關細節(jié)的重要性對質量問題的打分表。從表中可知，頭尾標示、搬運、貯存條件對客戶非常重要。

表5 廠家生產階段矩陣表

表6 到貨復驗階段矩陣表

表7 入庫貯存階段矩陣表

3. 關鍵因子分析

不同因子的關鍵影響因素和它們對影響鋼棒質量問題的平均總分的統(tǒng)計見表8。對過程因子進行柏拉圖分析，如圖8 所示。頭尾問題、表面狀態(tài)、貯存條件、包裝、搬運等5 項的重要性比較顯著。將這5 項作為關鍵因子作為重點進行改善，表9 是關鍵因子對影響鋼棒質量問題的關系。

表8 過程因子的分析

圖8 過程因子柏拉圖分析

表9 質量問題與關鍵因子的關系

四、改善階段

1.改善計劃

在相關部門的配合下，對5 個關鍵過程作為重點改善對象，并作出了改善計劃（見表10）。

表10 改善計劃表

2.改善關鍵因子

（1）改善頭尾問題

一般存在頭尾無標識、頭尾標識不清晰、頭尾切除不徹底、標示脫落、檢驗員無法識別頭尾等問題。鋼棒的頭尾問題較為明顯、復雜。生產過程中，若不切除頭尾重熔會影響后期鋼棒的生產質量；交付過程中，頭尾不清晰會影響后期鋼棒的使用。對頭尾采用不同改善方法進行雙比率分析，P 值小于0.05，表明頭尾刷漆比頭尾打鋼印改善效果顯著。

通過本項目的研究實施，掌握了六西格瑪工具應用的基本方法，系統(tǒng)地對鋼棒的生產過程、到貨復驗過程以及貯存階段存在的問題進行分析改善，并做出控制預防。項目成果已成功應用于鋼棒產品的質量保證工作，顯著地提高了型號用鋼棒的質量可靠性水平，確保了鋼棒質量滿足型號使用要求，保障了航天各型號的研制和批生產任務的順利進行，經濟、社會效益顯著。此項目成果中涉及的分析思路、方法及控制措施可以有效地推廣在軍工領域其他物資質量保證單位，為其提高鋼棒質量管控能力提供有力的支撐。

（2）改善包裝

鋼棒到貨時經常發(fā)現包裝措施不當，一方面不利于鋼棒的卸載，另一方面會產生碰傷、腐蝕等缺陷。對包裝采用不同改善方法進行單比率分析。

（3）改善表面狀態(tài)

鋼棒表面的油污、氧化皮等異物不僅影響鋼棒表面的檢驗，而且還會影響超聲波探傷。對表面狀態(tài)采用不同改善方法進行雙比率分析，P 值小于0.05，表明表面車光比表面清晰改善效果明顯顯著。

（4）改善貯存條件

貯存條件改善前的鋼棒存放在露天庫，不但會受到雨水和大氣的腐蝕，還會因為溫度的變化發(fā)生內應力的改變。對貯存條件采用不同改善方法進行單比率分析，P 值表明結果具有統(tǒng)計顯著性。單比率分析結果可知有95%的信心，Y、Y的質量問題投訴率的可能性低于35%。

（5）改善搬運

在搬運過程中經常會碰傷鋼棒或讓異物壓入鋼棒，嚴重時會導致鋼棒產生微裂紋。對搬運采用不同改善方法進行單比率分析，P 值表明結果具有統(tǒng)計顯著性。單比率分析結果可知有95%的信心，、的質量問題投訴率的可能性低于35%。

3.改善效果驗證

2018 年1 月開始逐步實施5 項改善措施，改善措施于4 月底均已落實，因此效果將針對改善后的現狀進行檢驗分析，并對異金屬夾雜、表面缺陷、內部缺陷等質量問題實施檢驗。表11 是2018 年1～6 月份鋼棒質量問題統(tǒng)計。采用相關措施后，總體質量投訴率已達到目標值并接近極限值。

表11 2018年1～6月份鋼棒質量問題統(tǒng)計

通過對5 個關鍵因子進行改善，鋼棒質量問題總體質量投訴DPPM 和、、的質量投訴DPPM 均到達預期效果。

（1）準確地識別出鋼棒生產、驗收過程中的質量控制關鍵點，提出了針對性的管控措施，顯著地減少了鋼棒質量問題的發(fā)生數量，提升了研究院型號用鋼棒的質量保障能力。

（2）推進了研究院型號用鋼棒質量管控的精細化水平，使得在型號用鋼棒的質量管控能力方面，處于行業(yè)內絕對領先地位。

（3）創(chuàng)造性地制定了鋼棒頭尾管理規(guī)則，統(tǒng)一規(guī)范了各個鋼棒生產廠家的頭尾管理規(guī)則，降低了鋼棒驗收工作難度、強度，節(jié)省了大量的人力和物力，確保了鋼棒驗收檢測的有效性，有效地避免了“錯漏檢”問題的發(fā)生。

（4）實現了將型號用鋼棒產品質量控制點前移至生產廠家的目標，為避免研究院型號用鋼棒質量問題的發(fā)生奠定了堅實的基礎，為其它種類原材料的質量管控工作樹立了榜樣。

（5）制定了鋼棒質量管控標準，彌補了現行的國軍標、國標等標準無法滿足型號質量要求的不足。

通過本項目的研究實施，掌握了六西格瑪工具應用的基本方法，系統(tǒng)地對鋼棒的生產過程、到貨復驗過程以及貯存階段存在的問題進行分析改善，并做出控制預防。項目成果已成功應用于鋼棒產品的質量保證工作，顯著地提高了型號用鋼棒的質量可靠性水平，確保了鋼棒質量滿足型號使用要求，保障了航天各型號的研制和批生產任務的順利進行，經濟、社會效益顯著。此項目成果中涉及的分析思路、方法及控制措施可以有效地推廣在軍工領域其他物資質量保證單位，為其提高鋼棒質量管控能力提供有力的支撐。