顧 香 石鴻飛

引言

艦船裝備經(jīng)過幾代的發(fā)展，顯現(xiàn)出批量化、大型化、復(fù)雜化以及經(jīng)濟(jì)價值高等發(fā)展趨勢；為了解決現(xiàn)有試驗和檢驗?zāi)Ｊ较鹿芸夭煌晟?、層級不明確、“模塊化（區(qū)域化）”的集成度低、質(zhì)量數(shù)字分散、數(shù)據(jù)原點不夠明確、效率低、成本高等問題，艦船裝備的生產(chǎn)已向現(xiàn)代化大協(xié)作方向發(fā)展，貼近實戰(zhàn)化考核要求，著重驗證系泊以及在航行狀態(tài)下艦船、系統(tǒng)和設(shè)備工作的協(xié)調(diào)性、穩(wěn)定性、安全性等主要功能和性能指標(biāo)的符合性。同時，數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用、信息傳輸?shù)囊?guī)范化使得數(shù)據(jù)采信和共享變成可能，在我國艦船裝備已成批量建造以及顧客代表制度調(diào)整的背景下，質(zhì)量管理理念與方法手段的應(yīng)用使質(zhì)量監(jiān)督效率與裝備建造發(fā)展存在較大差距。因此，需要尋求適應(yīng)新時代、滿足艦船行業(yè)新要求的產(chǎn)品質(zhì)量檢驗管理體系，即艦船行業(yè)集約化檢驗技術(shù)。

1 艦船行業(yè)集約化檢驗技術(shù)解析

集約化是指在社會經(jīng)濟(jì)活動中，在同一經(jīng)濟(jì)范圍內(nèi)，通過經(jīng)營要素質(zhì)量的提高、要素含量的增加、要素投入的集中以及要素組合方式的調(diào)整，來增進(jìn)效益的經(jīng)營方式。其本意是指在充分利用一切資源的基礎(chǔ)上，更集中合理地運用現(xiàn)代化管理與技術(shù)，充分發(fā)揮人力資源的積極效應(yīng)，以提高工作效益和效率的一種形式。根據(jù)集約化的概念不難發(fā)現(xiàn)，集約化理念可以廣泛運用到社會經(jīng)濟(jì)活動的各個領(lǐng)域和層次之中，并為其提高效率、創(chuàng)造效益。因此利用集約化理念來實現(xiàn)艦船行業(yè)檢驗的質(zhì)量管控，在理論上是可行的。

1.1 系統(tǒng)設(shè)備分級

艦船的建造是一個巨系統(tǒng)工程。艦船性能的實現(xiàn)大致分為平臺和特裝兩個階段。工程管理抓工程主線，以一種自上而下穿透式的方式考慮生產(chǎn)資源能力與生產(chǎn)需求的平衡，以服務(wù)于最終工程目標(biāo)為目的，劃分平臺和特裝兩大模塊。根據(jù)不同系統(tǒng)技術(shù)屬性把艦船劃分為若干一級系統(tǒng)來構(gòu)架平臺和特裝的性能試驗，一般包括船體與艦船裝置、電力系統(tǒng)、推進(jìn)系統(tǒng)、全艦保障系統(tǒng)、特裝系統(tǒng)等。將一級系統(tǒng)根據(jù)其技術(shù)屬性分為二級系統(tǒng)并逐級細(xì)分為三級系統(tǒng)、四級系統(tǒng)，直至末端設(shè)備被確定為唯一獨立的組件。采用樹圖統(tǒng)計學(xué)方法將細(xì)分的系統(tǒng)層級進(jìn)行歸集，如圖1所示。

圖1 典型工程主線與系統(tǒng)融合模型

1.2 試驗項目分層

分層是對試驗項目進(jìn)行分類、分組和協(xié)同的過程。系統(tǒng)/設(shè)備末端組件的試驗項目一般分為綜合保障、安全防護(hù)、系統(tǒng)功能、單機(jī)特性四個層組，形成項目組件模型，以便更容易地理解試驗項目（見表1）。不同層組之間在其特征或結(jié)構(gòu)方面有很大差異，每個層組為不同的需求相關(guān)方提供不同關(guān)注點。每個層組中的項目組件顆粒度盡可能小。可使用分層法為工具完成該步驟的設(shè)計。

表1 項目組件模型

1.3 形成關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)鏈

運用關(guān)聯(lián)圖統(tǒng)計方法分析項目組件與映射要素之間的關(guān)聯(lián)。通過項目組件與映射要素之間的關(guān)聯(lián)分析，運用試驗差異分析矩陣分析同一項目組件在不同階段（即不同環(huán)境下）映射要素數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)，形成關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)鏈（見圖2、表2）。將關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)鏈進(jìn)行差異化分析，分成差異化數(shù)據(jù)鏈、常態(tài)化數(shù)據(jù)鏈。常態(tài)化數(shù)據(jù)鏈關(guān)聯(lián)試驗項目的數(shù)據(jù)，是不受安裝平臺變化而變化的固化數(shù)據(jù)；差異化數(shù)據(jù)鏈關(guān)聯(lián)試驗項目的數(shù)據(jù)，是隨安裝平臺變化而變化的數(shù)據(jù)，通過與安裝平臺變化的關(guān)聯(lián)分析，總結(jié)規(guī)律耦合因素，在多樣本質(zhì)量數(shù)字回歸分析統(tǒng)計后，重新設(shè)計對應(yīng)質(zhì)量數(shù)據(jù)的采集。

表2 試驗差異分析矩陣（舉例）

圖2 關(guān)聯(lián)圖

2 識別船試關(guān)重項目、關(guān)重數(shù)據(jù)

以艦船在系泊航行試驗階段的性能檢驗為研究對象，試驗項目通過安全和運行成熟性、重要性、復(fù)雜性進(jìn)行關(guān)重（關(guān)鍵件、重要件）識別、評價和分類，確定關(guān)鍵、重要、一般質(zhì)量數(shù)據(jù)，構(gòu)建質(zhì)量保證分級管控。在各級各階段質(zhì)量保證分級管控的過程中，通過數(shù)據(jù)有序成組集約化的采集，最終實現(xiàn)質(zhì)量數(shù)據(jù)的采信。艦船行業(yè)集約化檢驗技術(shù)應(yīng)用研究實現(xiàn)了技術(shù)指標(biāo)有效檢驗、模式合理、數(shù)據(jù)可靠、層級清晰。

2.1 按成熟性識別

按其在每個領(lǐng)域可利用的經(jīng)驗和成熟度來識別，衡量是否是有經(jīng)驗的單位和人員，以及被證實的設(shè)計和工藝。一般從設(shè)計成熟性、采購成熟性、制造和建造成熟性、運行成熟性、管理成熟性角度分析識別。

2.2 按安全和運行重要性識別

識別方法應(yīng)考慮所描述的各領(lǐng)域或項目對一級系統(tǒng)總的安全和滿意運行履行的每一功能的重要性。一般來說，防止或減輕對艦員安全和健康可能造成過量危害的假想事故的系統(tǒng)、設(shè)備、部件有關(guān)的組件或項目，屬于關(guān)鍵項目；不包括在關(guān)鍵項目內(nèi)，但如果未能按設(shè)計額定值工作、可能影響一級系統(tǒng)按設(shè)計額定值運行能力，并且對安全影響不是最重要的系統(tǒng)、設(shè)備、部件，故障不會危及艦員安全且與運行關(guān)系重大的項目，也屬于重要項目；用于支持一級系統(tǒng)正常運行的系統(tǒng)、設(shè)備、部件，屬于一般項目，此類項目的功能故障不會危及安全且不足以影響一級系統(tǒng)按設(shè)計額定值運行能力。

2.3 按照復(fù)雜性識別

組件或項目也能按照所涉及的各個領(lǐng)域的單位、職能和活動的復(fù)雜性來識別。一般從設(shè)計復(fù)雜性、制造和建造復(fù)雜性、運行復(fù)雜性、管理復(fù)雜性角度分析。其中，設(shè)計復(fù)雜性僅反映設(shè)計過程的復(fù)雜性而不是組件或項目功能的復(fù)雜性。

3 集約化檢驗技術(shù)實船應(yīng)用

系統(tǒng)裝備的研制屬性一般分為新研、改進(jìn)和沿用三個類別。根據(jù)領(lǐng)域中成熟性、復(fù)雜性以及在安全和運行上的重要性進(jìn)行分析識別，設(shè)置為關(guān)鍵項目、重要項目和固化項目；對設(shè)置的三類項目的試驗數(shù)據(jù)再進(jìn)行分析識別，形成關(guān)鍵數(shù)據(jù)、重要數(shù)據(jù)和固化數(shù)據(jù)；按照試驗數(shù)據(jù)的重要程度，建立識別質(zhì)量關(guān)重數(shù)據(jù)及其認(rèn)證方法的集約檢驗?zāi)Ｊ剑鉀Q關(guān)重數(shù)據(jù)不明確、“關(guān)鍵少數(shù)”不突出、層級不清晰的問題，實現(xiàn)試驗項目分級管控、質(zhì)量數(shù)據(jù)有機(jī)采信。典型識別模型如圖3所示。

3.1 設(shè)置關(guān)重數(shù)據(jù)

關(guān)鍵數(shù)據(jù)：受安裝平臺變化影響且實船尚未驗證或性能指標(biāo)的數(shù)據(jù)；

重要數(shù)據(jù)：不受安裝平臺變化影響但實船需要驗證的數(shù)據(jù)；

一般數(shù)據(jù)：不受安裝平臺變化影響且實船不需要驗證的數(shù)據(jù)。

3.2 試驗項目分級管控

綜合考慮被確定系統(tǒng)/設(shè)備、組件或項目及數(shù)據(jù)的成熟性、復(fù)雜性、在安全和運行上的重要性，評價和分類成三個不同的質(zhì)量保證級別。第Ⅰ級表示一組控制最嚴(yán)格的質(zhì)保要求等次，一般為新研設(shè)備/系統(tǒng)；第Ⅱ級表示一組控制的嚴(yán)格程度低于第一級的質(zhì)保要求等次，但遠(yuǎn)高于第Ⅲ級，一般為改進(jìn)設(shè)備/系統(tǒng)；第Ⅲ級一般為在用設(shè)備/系統(tǒng)。對每一領(lǐng)域的每一質(zhì)保級別，再進(jìn)一步劃分并選擇各項質(zhì)保要求的等次。一等要求完全執(zhí)行規(guī)定的質(zhì)保要求，是最嚴(yán)格的等次，一般為關(guān)鍵項目；二等對應(yīng)相同的質(zhì)保要求，嚴(yán)格程度低于一等但高于三等，一般為重要項目；三等一般為一般項目。最后按每一領(lǐng)域、每個級別、每項質(zhì)保要求，確立所有適用的質(zhì)保要求的相應(yīng)等次，進(jìn)行質(zhì)量分級管控。一般分三個級別，為顧客級、公司級、部門級。其中，顧客級領(lǐng)域一般由甲方代表負(fù)責(zé)質(zhì)量管控；公司級領(lǐng)域一般由公司質(zhì)量管理部門負(fù)責(zé)管控；部門級領(lǐng)域一般由生產(chǎn)部門負(fù)責(zé)質(zhì)量管理工作的科室負(fù)責(zé)。另外，甲方代表及公司質(zhì)量管理部門不僅只管控對應(yīng)的領(lǐng)域，對部門級領(lǐng)域及其他流程中的質(zhì)量相關(guān)事宜均保留職能職責(zé)，突出各層級管控關(guān)注重點。

3.3 試驗數(shù)據(jù)科學(xué)采信

試驗項目分級管控為質(zhì)量數(shù)據(jù)的有機(jī)采信奠定了基礎(chǔ)，合理機(jī)制在正常運行下使得后續(xù)試驗可以科學(xué)采信前序充分驗證的質(zhì)量數(shù)據(jù)，避免了不必要的重復(fù)試驗，減少了數(shù)據(jù)的重復(fù)采集，使得質(zhì)量數(shù)據(jù)形成成組的采集、有序的傳遞、科學(xué)的采信。性能試驗項目分級提交時須提供該層級試驗驗證時的有效質(zhì)量數(shù)據(jù)，公司質(zhì)量管理部門的各專業(yè)檢驗員可采信生產(chǎn)部門質(zhì)量員提供的部門級項目的數(shù)據(jù)；甲方代表可采信公司質(zhì)量管理部門專業(yè)檢驗員提供的公司級項目的數(shù)據(jù)。

3.4 信息化融合

隨著兩化融合，信息化的運用是新時代艦船性能試驗的集約化檢驗體系構(gòu)建的保障。江南造船集團(tuán)開發(fā)的數(shù)字化造船集成系統(tǒng)把試驗項目的分級管控從線下轉(zhuǎn)變到了線上，通過平臺看板查詢各層級項目的管控狀態(tài)，信息化帶動工業(yè)化、集約化的步伐大步向前。

4 實施預(yù)演

本著試用先行、風(fēng)險可控、評估定案的原則，確定方案實施首先在艦船電氣系統(tǒng)（一級系統(tǒng)）范圍內(nèi)進(jìn)行，并根據(jù)電氣系統(tǒng)特性初選了電站系統(tǒng)（二級系統(tǒng)）作為試點實施預(yù)演，單機(jī)恢復(fù)和系統(tǒng)恢復(fù)的2028項試驗項目通過裁剪重復(fù)減少為1459項，試驗數(shù)據(jù)采集從10379組減少至7953組；每個單機(jī)組負(fù)載試驗從3小時縮短至1小時，并聯(lián)試驗從23組縮短至4組，6臺機(jī)組運行時間從41小時縮短至10小時，試驗效率實現(xiàn)49%的提升，大幅度減少了資源和能源投入，降低了約40%的試驗成本。

5 結(jié)束語

艦船行業(yè)集約化檢驗技術(shù)應(yīng)用研究的成果已廣泛應(yīng)用于集團(tuán)在建的高新產(chǎn)品項目，包括特裝系統(tǒng)子系統(tǒng)和接口試驗、推進(jìn)系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、全艦保障系統(tǒng)等。在民用產(chǎn)品方面，大型集裝箱和大型液化氣船已應(yīng)用該技術(shù)進(jìn)行管控、安裝、調(diào)試、驗收。通過艦船行業(yè)集約化檢驗技術(shù)應(yīng)用研究，保證了試驗程序可控、模式合理、數(shù)據(jù)有效、層級明確；數(shù)字集成度提高，職責(zé)清晰，實現(xiàn)了試驗與使用相一致，使產(chǎn)品品質(zhì)大幅提升，并向著精細(xì)化管理邁進(jìn)了一步。同時，試驗得以大幅縮短周期，減少資源消耗，優(yōu)化試驗流程，提高試驗效率，也降低了裝備研制進(jìn)度的風(fēng)險。