賈偉男 付 琢 于海波 孔羽姝 祖瑀擎 畢凱喬

(1.中車長(zhǎng)春軌道客車股份有限公司高速動(dòng)車組制造中心， 130062， 長(zhǎng)春；2.中車長(zhǎng)春軌道客車股份有限公司國(guó)家軌道客車工程研究中心， 130062， 長(zhǎng)春； 3.中車長(zhǎng)春軌道客車股份有限公司工程技術(shù)中心， 130062， 長(zhǎng)春∥第一作者， 高級(jí)工程師)

由于科學(xué)技術(shù)的限制，現(xiàn)階段動(dòng)車組在生產(chǎn)過程中及上線運(yùn)營(yíng)后會(huì)產(chǎn)生大量的故障問題，因此，建立一種更加詳細(xì)且高效的動(dòng)車組產(chǎn)品質(zhì)量改進(jìn)模式，具有重要的意義。該質(zhì)量改進(jìn)模式將用于故障信息的收集和分析工作，對(duì)動(dòng)車組產(chǎn)品質(zhì)量提升起到強(qiáng)力的推進(jìn)作用；同時(shí)該模式的構(gòu)建，可為后續(xù)動(dòng)車組產(chǎn)品的“數(shù)字化轉(zhuǎn)型”提供有效的參考模板，可有效提升“數(shù)字化轉(zhuǎn)型”效率。

若采用原有拆分動(dòng)車組產(chǎn)品質(zhì)量問題管理模式，相關(guān)部門將耗費(fèi)大量人力、物力且不具備現(xiàn)實(shí)意義。本文結(jié)合TRIZ(發(fā)明問題的解決理論)將原有質(zhì)量問題改進(jìn)方法進(jìn)行創(chuàng)新改善，形成新的質(zhì)量改進(jìn)模式。

TRIZ有助于解決以技術(shù)矛盾和物理矛盾為特征的復(fù)雜發(fā)明問題,可通過一系列系統(tǒng)化解決問題的流程，幫助研發(fā)人員得到最有效的解決方案[1]。因此，TRIZ將是實(shí)現(xiàn)本文目標(biāo)的有效輔助工具。

1 基于TRIZ的問題模型

當(dāng)一個(gè)管理系統(tǒng)出現(xiàn)問題時(shí)，該系統(tǒng)的不足將在多方面體現(xiàn)。因此，對(duì)其進(jìn)行改善及提升的手段亦是多種多樣的。解決問題的關(guān)鍵是要區(qū)分出系統(tǒng)的問題屬性和產(chǎn)生問題的根本原因，根據(jù)問題所表現(xiàn)出來的參數(shù)屬性、結(jié)構(gòu)屬性和資源屬性等，可將一個(gè)待解決的實(shí)際問題轉(zhuǎn)化為問題模型；然后針對(duì)不同的問題模型，利用不同的TRIZ工具進(jìn)行解決，最終得到應(yīng)用。

1.1 功能模型分析

功能模型分析可以非常直觀地看出一個(gè)組件執(zhí)行動(dòng)作后對(duì)另一個(gè)組件的影響。依據(jù)現(xiàn)有的動(dòng)車組產(chǎn)品質(zhì)量管理體系構(gòu)建功能模型(見圖1)，可反映出各質(zhì)量問題的負(fù)責(zé)單位或機(jī)構(gòu)對(duì)大部分質(zhì)量問題所提出的解決方案仍停留在解決現(xiàn)車問題的層面上，并不有利于后期的創(chuàng)新和改善。

圖1 動(dòng)車組產(chǎn)品質(zhì)量管理體系改進(jìn)模型Fig.1 Improved model of EMU product quality management system

1.2 因果鏈分析

企業(yè)內(nèi)部質(zhì)量管理問題通常涉及眾多因素，只有理順產(chǎn)生問題的根本原因，才能將現(xiàn)有管理模式進(jìn)行改善提升，從而有效解決問題[1]。

以“動(dòng)車組產(chǎn)品質(zhì)量提升緩慢”為入手點(diǎn)，運(yùn)用TRIZ的因果鏈分析法進(jìn)行分析，得到3個(gè)問題關(guān)鍵點(diǎn)(見圖2中虛線圈內(nèi)內(nèi)容)。只有對(duì)質(zhì)量問題提供可靠的數(shù)據(jù)支持，利用解決問題的最佳時(shí)機(jī)加強(qiáng)相關(guān)高技能人才培養(yǎng)，以及簡(jiǎn)化問題反饋接口，才能從根本上對(duì)動(dòng)車組產(chǎn)品質(zhì)量管理體系進(jìn)行改善和提升。

2 利用TRIZ工具解決實(shí)際問題

2.1 以質(zhì)量問題缺乏數(shù)據(jù)支持為問題關(guān)鍵點(diǎn)

2.1.1 沖突矩陣

為保證生產(chǎn)正常有序進(jìn)行，分析問題時(shí)間需較短，但因而會(huì)導(dǎo)致分析數(shù)據(jù)可靠性降低。由此得到了一組技術(shù)矛盾：改善了問題分析的時(shí)間損失，同時(shí)惡化了分析的可靠性。通過查找矛盾矩陣，得出增加不對(duì)稱性原理、預(yù)先作用原理及柔性殼體和薄膜原理。其中，柔性殼體和薄膜原理并不適用，故應(yīng)舍棄。

圖2 動(dòng)車組產(chǎn)品質(zhì)量改進(jìn)因果關(guān)系Fig.2 Causality of EMU product quality improvement

2.1.2 建立質(zhì)量問題數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行問題預(yù)處理(方案1)

2.1.2.1 建立質(zhì)量問題數(shù)據(jù)庫(kù)

收集生產(chǎn)單位及售后部門的故障信息，按照數(shù)據(jù)庫(kù)要求錄入固定信息：車輛號(hào)，車廂號(hào)，問題所屬系統(tǒng)，故障現(xiàn)象，提報(bào)人，責(zé)任單位及負(fù)責(zé)人，以及處理措施等，售后問題須另行錄入車輛修程。如有需要，可附加說明文檔和分析報(bào)告等文件。

2.1.2.2 制定質(zhì)量問題預(yù)處理分類統(tǒng)計(jì)模板

監(jiān)理單位社會(huì)化、咨詢化是市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然要求，也是監(jiān)理單位確立其市場(chǎng)主體地位，適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求的必由之路。我國(guó)推行建設(shè)監(jiān)理制度雖然走過了20多年，但總體上監(jiān)理行業(yè)的市場(chǎng)主體地位還比較脆弱，監(jiān)理工作的社會(huì)化、公正性和獨(dú)立性還沒有得到充分的尊重，需要認(rèn)真總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，深入分析面臨的問題和挑戰(zhàn)，建立政府引導(dǎo)、政策扶持的機(jī)制和體制，制定引導(dǎo)監(jiān)理單位確立、鞏固和發(fā)展市場(chǎng)主導(dǎo)地位的政策措施，加快推進(jìn)建立適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求的社會(huì)監(jiān)理單位的步伐，促進(jìn)監(jiān)理工作的社會(huì)化、公正性和獨(dú)立性。

質(zhì)量問題所涉及的原因很多，若要為其提供可靠的數(shù)據(jù)支持，需要對(duì)質(zhì)量問題的根本原因進(jìn)行歸類。經(jīng)對(duì)已有質(zhì)量問題進(jìn)行分析，得出如表1所示的分類統(tǒng)計(jì)模板。

表1 質(zhì)量問題預(yù)處理分類統(tǒng)計(jì)模板Tab.1 Statistics template of quality problem preprocessing classification

通過質(zhì)量問題描述及處理措施，可判斷出質(zhì)量問題出現(xiàn)的根本原因。將該原因依照表1的分類要求進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)信息錄入，可完整分類全部質(zhì)量問題。在信息錄入過程中，分析人員可通過組合模板內(nèi)分類信息對(duì)應(yīng)括號(hào)內(nèi)的字符，簡(jiǎn)化錄入內(nèi)容，極大地縮短了信息錄入的時(shí)間。需要說明的是，在分析過程中對(duì)條目中料件的質(zhì)量類問題進(jìn)行分類時(shí)，需要統(tǒng)計(jì)發(fā)生質(zhì)量問題的位置及詳細(xì)料件信息，其他分類條目只需要記錄發(fā)生問題的位置即可。

2.2 以錯(cuò)過處理問題最佳時(shí)機(jī)為問題關(guān)鍵點(diǎn)

2.2.1 分離方法

物理矛盾的解決方法一直是TRIZ研究的重要內(nèi)容，而解決物理矛盾的核心思想是實(shí)現(xiàn)矛盾雙方的分離[1]。在處理質(zhì)量問題的過程中，經(jīng)常會(huì)發(fā)生錯(cuò)過處理問題最佳時(shí)機(jī)的現(xiàn)象。由此可發(fā)現(xiàn)，質(zhì)量問題發(fā)生的時(shí)間節(jié)點(diǎn)為“早”，而質(zhì)量問題的處理時(shí)間節(jié)點(diǎn)為“晚”，該問題關(guān)鍵的矛盾雙方在某一時(shí)段內(nèi)僅出現(xiàn)一方，因此，應(yīng)使用TRIZ工具從時(shí)間上對(duì)該問題進(jìn)行分離，并通過預(yù)先反作用原理和事先防范原理得出方案2。

2.2.2 質(zhì)量問題管理前移(方案2)

當(dāng)前車間技術(shù)部門發(fā)現(xiàn)和收集質(zhì)量問題，主要通過車輛調(diào)試試驗(yàn)及售后部門反饋兩種途徑。通過以上兩種途徑，在車輛部件安裝完畢的情況下均能發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題。在這種車輛狀態(tài)環(huán)境下，部分質(zhì)量問題極難進(jìn)行處理。通過對(duì)此類問題進(jìn)行分析，得出在后道工序施工時(shí)，能更容易發(fā)現(xiàn)前道工序施工中所存在的問題。

結(jié)合TRIZ的時(shí)間分離工具，得出在動(dòng)車組裝配和涂裝單元時(shí)建立質(zhì)量記錄功能模型，以反饋前道工序施工中帶來的質(zhì)量問題。通過后工序檢查前工序中存在的質(zhì)量問題，再將問題匯總、分析及改善。通過質(zhì)量記錄功能模型，將本該出現(xiàn)在調(diào)試單元及售后單元中的質(zhì)量問題提前解決[2]，如圖3所示。

2.3 以缺乏質(zhì)量管理高技能人才為問題關(guān)鍵點(diǎn)

2.3.1 物質(zhì)-場(chǎng)模型

2.3.2 引入創(chuàng)新工作室(方案3)

創(chuàng)新工作室是傳統(tǒng)企業(yè)中的一個(gè)全新的概念，它通過人才、技術(shù)、管理等資源整合，為技術(shù)攻關(guān)、成果轉(zhuǎn)化、人才培養(yǎng)提供平臺(tái)。在提高管理效率、降低生產(chǎn)成本等方面發(fā)揮重要作用。

圖3 質(zhì)量記錄功能模型Fig.3 Production quality record function model

圖4 物質(zhì)-場(chǎng)模型示意圖Fig.4 Matter-field model

在動(dòng)車組產(chǎn)品質(zhì)量控制中引入創(chuàng)新工作室的概念，可使管理人員和操作者在大量的質(zhì)量問題中不斷得到磨練和提升，通過建立創(chuàng)新思維能力并加以融會(huì)貫通，迅速成長(zhǎng)為高級(jí)質(zhì)量管理人才。培養(yǎng)高級(jí)質(zhì)量管理人才目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，可以更有效地利用質(zhì)量問題解決方案，通過從中提取有效創(chuàng)新點(diǎn)完成成果轉(zhuǎn)化，以提高新技術(shù)、新工藝、新標(biāo)準(zhǔn)及新專利的輸出數(shù)量。

2.4 使用其他TRIZ工具對(duì)課題進(jìn)行攻關(guān)

2.4.1 小人法

當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)的部分組件不能完成其必要的功能，且相互之間存在典型矛盾沖突時(shí)，可以采用2組小人來代表這些部件，并通過第3組能動(dòng)小人，協(xié)助原有小人實(shí)現(xiàn)預(yù)期的功能，然后根據(jù)小人模型對(duì)原功能結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。

2.4.2 建立質(zhì)量經(jīng)驗(yàn)傳承機(jī)制(方案4)

動(dòng)車組產(chǎn)品在短暫的發(fā)展歷史中，實(shí)現(xiàn)了多次產(chǎn)品革新。大量的技術(shù)創(chuàng)新使入職較晚的員工在處理質(zhì)量問題時(shí)存在經(jīng)驗(yàn)壁壘，導(dǎo)致質(zhì)量問題解決效率較低。小人法中的經(jīng)驗(yàn)傳承機(jī)制小人可以有效解決老員工與新員工之間存在的沖突。質(zhì)量經(jīng)驗(yàn)傳承機(jī)制的具體措施如表2所示。

表2 質(zhì)量經(jīng)驗(yàn)傳承機(jī)制的具體措施Tab.2 Quality experience inheritance mechanism program

2.4.3 精簡(jiǎn)質(zhì)量問題反饋接口(方案5)

將1個(gè)或1個(gè)以上的組件去掉，并將其所執(zhí)行的有用功能利用系統(tǒng)或超系統(tǒng)中剩余的組件來進(jìn)行功能替換。

在對(duì)部分方案試行過程中，總結(jié)出動(dòng)車組產(chǎn)品質(zhì)量問題收集時(shí)間較晚，解決時(shí)間較急的特性。該特性給問題解決方案的輸出、匯總及監(jiān)管帶來困難，導(dǎo)致質(zhì)量管理人員需要投入大量額外的工作時(shí)間。針對(duì)該矛盾，將原有反饋流程進(jìn)行裁剪，移除原有的質(zhì)量問題由車間技術(shù)部反饋給各負(fù)責(zé)人的流程，保留將質(zhì)量問題反饋給主管領(lǐng)導(dǎo)的流程。裁剪后的流程增加了質(zhì)量問題負(fù)責(zé)領(lǐng)導(dǎo)的工作內(nèi)容，但簡(jiǎn)化了反饋流程的復(fù)雜程度，同時(shí)提升了反饋效率和監(jiān)管力度。

3 動(dòng)車組產(chǎn)品質(zhì)量改進(jìn)模式的整合擴(kuò)充及優(yōu)化

3.1 原有質(zhì)量改進(jìn)模式功能擴(kuò)充

為使動(dòng)車組產(chǎn)品質(zhì)量問題分析整改更加全面，確保改善后的體系運(yùn)轉(zhuǎn)更加流暢高效，將原有改進(jìn)模式進(jìn)行整合優(yōu)化，對(duì)現(xiàn)用質(zhì)量問題改進(jìn)方法進(jìn)行功能擴(kuò)充，如圖5所示。

結(jié)合方案1、方案2與方案5，在各個(gè)生產(chǎn)單元建立質(zhì)量記錄監(jiān)管模式，用于反饋前工序施工存在的缺陷；同時(shí)將質(zhì)量記錄匯總至車間技術(shù)部門，錄入質(zhì)量問題數(shù)據(jù)庫(kù)。在此基礎(chǔ)上新增“質(zhì)量問題分析簡(jiǎn)報(bào)”管理模塊，用于生成各類質(zhì)量問題數(shù)據(jù)、圖表等信息，并輸出給各責(zé)任單位及新引入的創(chuàng)新工作室作為參考資料，以形成質(zhì)量信息備忘錄?！顿|(zhì)量問題分析簡(jiǎn)報(bào)》管理模塊的擴(kuò)充，可以有效對(duì)質(zhì)量問題進(jìn)行溯源，且從根源上解決質(zhì)量問題；同時(shí)也對(duì)質(zhì)量問題分析提供有效、可靠的數(shù)據(jù)支撐。

結(jié)合方案3與方案4，在加強(qiáng)“傳幫帶”實(shí)施的同時(shí)，引入創(chuàng)新工作室，通過各部門間相互配合，使得輸出質(zhì)量問題的解決方案更具有可持續(xù)發(fā)展性，方案可執(zhí)行率及可利用率更高。高質(zhì)量的解決方案，可引起連環(huán)反應(yīng)，即新技術(shù)、新工藝等創(chuàng)新成果輸出更多、更穩(wěn)定，同時(shí)高級(jí)人才的鍛煉和培養(yǎng)速度也得到提升。

圖5 擴(kuò)充后的動(dòng)車組產(chǎn)品質(zhì)量改進(jìn)功能模型Fig.5 Extended functional model of EMU product quality improvement

3.2 本課題數(shù)字化轉(zhuǎn)型優(yōu)化方案

現(xiàn)階段動(dòng)車組產(chǎn)品質(zhì)量的提升，仍采用紙質(zhì)或電子文檔等低效載體，此類載體在管理上存在嚴(yán)重的時(shí)效和容量上的問題。零部件眾多、運(yùn)行工況復(fù)雜導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量問題的發(fā)生存在隨機(jī)性，使得質(zhì)量管理人員難以通過傳統(tǒng)記錄媒介進(jìn)行高效工作。

為了解決該問題，結(jié)合本課題“提升動(dòng)車組產(chǎn)品方案的可發(fā)展性”的初心，建立動(dòng)車組產(chǎn)品質(zhì)量數(shù)字化管理平臺(tái)建設(shè)模型(見圖6)。通過部署統(tǒng)一的上傳數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)，增加人機(jī)通信交互的次數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品全壽命周期的閉環(huán)把控，完成對(duì)“全部零件、全數(shù)成員、全體流程”的數(shù)字化統(tǒng)一管理，以達(dá)成“提升產(chǎn)品質(zhì)量”和“增加生產(chǎn)效率”的目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品全壽命周期數(shù)據(jù)貫通。使得動(dòng)車組產(chǎn)品技術(shù)狀態(tài)更加清晰，質(zhì)量提升方案輪廓更加具體。

圖6 動(dòng)車組產(chǎn)品質(zhì)量數(shù)字化管理平臺(tái)建設(shè)模型Fig.6 Construction model of digital management platform for EMU product quality

4 結(jié)語

本文從整合優(yōu)化后的質(zhì)量改進(jìn)模式的實(shí)際應(yīng)用中得出，新質(zhì)量改進(jìn)模式極大地提升了質(zhì)量問題信息的利用率。質(zhì)量問題數(shù)據(jù)庫(kù)協(xié)同質(zhì)量分析簡(jiǎn)報(bào)管理模式能夠有針對(duì)性地解決錯(cuò)過最佳時(shí)機(jī)的質(zhì)量問題，同時(shí)為創(chuàng)新工作室提供數(shù)據(jù)支撐，使動(dòng)車組制造工藝標(biāo)準(zhǔn)得到完善和提升，使專利輸出及高級(jí)人才培養(yǎng)也能夠持續(xù)進(jìn)行。同時(shí),本質(zhì)量改進(jìn)模式也為動(dòng)車組產(chǎn)品“數(shù)字化轉(zhuǎn)型”提供有效參考，為動(dòng)車組產(chǎn)品質(zhì)量問題數(shù)字化平臺(tái)的搭建打下基礎(chǔ)。