型號總裝“過程質量”分析與監控研究

◎北京衛星環境工程研究所 王春野 孫剛 鄭麗得 張春柳 余繼攀

型號總裝“過程質量”分析與監控研究

◎北京衛星環境工程研究所 王春野 孫剛 鄭麗得 張春柳 余繼攀

一、型號總裝“過程質量”關鍵要素識別

1．“過程質量”的管理理念

過程就是將一組輸入轉化為輸出的相互關聯或相互作用的活動，含有輸入、輸出、控制和資源4個要素。組織的業務活動是由若干不同層次的過程所構成，且這些不同層次的過程互相聯系、影響、制約，一個過程的輸入可能是多個過程的輸出，一個過程的輸出也可能會成為多個過程的輸入，過程網絡具有復雜性和有機性。過程質量就是過程滿足要求的程度，產品實現過程中任何一個環節都有過程質量。其中，設計質量是產品的固有質量，其占產品質量好壞的80%，工藝技術是保證設計技術參數在產品實物上得到體現，而采購、生產和服務則直接決定著產品的質量和顧客滿意度。只有將過程質量控制好，才能在質量問題的“源”處控制質量，而質量管理體系是為保證這些過程的規范實施而建立、運行的。

2．型號總裝“過程質量”分析

盡管航天器型號總裝過程一直處于質量管理體系的監控之下，但其過程的特殊性在于它是研制和生產相結合的過程，采用 “單件小批量”模式。相比于一般的企業生產過程而言，其不確定性、不穩定性更大，這種風險既源于規劃階段、也源于實施階段，而解決上述問題的主要途徑就是技術狀態更改。

過程網絡具有復雜性和有機性，對于航天器型號產品而言，這種復雜性和有機性更為突出。設計過程、工藝過程、生產過程，都很可能是多個過程的輸入或輸出，與后續組織的管理活動、資源提供、產品實現和測量等過程互相聯系、影響、制約。在這種復雜的過程下，技術狀態更改會增加總裝過程的風險和不穩定性，且以臨時性的技術狀態更改的負面影響更為突出。

型號總裝過程臨時技術狀態更改可分為臨時設計技術狀態更改和臨時工藝技術狀態更改，具體如下：

一是臨時設計技術狀態更改——現場技術問題處理單/技術協調單。

以某航天器型號總裝研制單位為例，型號總裝現場臨時設計技術狀態更改方式主要是現場技術問題處理單和現場技術協調單，技術問題處理單用于處理總裝現場的設計、工藝、操作、器材、軟件、地面設備、累積或加工誤差等原因引起的技術問題；而技術協調單用于處理技術協調、分系統要求、流程調整、進度要求、故障排查、舉一反三等原因引起的協調問題。因二者涉及工作內容的顆粒度近似一致，故筆者將二者統一考慮，以二者之和來表征型號總裝現場臨時設計技術狀態更改的總量，即表征設計質量的不穩定性和不確定性。

從該單位近年的研制數據看，現場技術問題處理單/技術協調單數量一直居高不下，其型號總裝過程年均辦理的現場技術問題處理單/技術協調單高達2000份左右，按照年均20000序左右的型號總裝工作量估計，型號總裝過程平均每完工10道工序，就至少辦理了1份技術問題處理單/技術協調單。且數據表明，現場技術問題處理單/技術協調單幾乎一直存在于航天器型號研制的全過程。

二是臨時工藝技術狀態更改——臨時工藝和工藝劃改。

在航天器型號總裝研制中，在設計輸入文件和圖樣確定后，工藝技術人員編制總裝正式工藝文件，經評審受控后下發至總裝現場，其中涵蓋了總裝和檢驗方法所需的工裝、設備、物料等，作為生產準備的基線和主要依據指導總裝研制工作。但當型號總裝現場暫時不能按原正式工藝文件生產時，通常采取編制臨時工藝、對原工藝文件進行劃改2種方式對正式工藝文件進行臨時性變更、補充和說明。這2種方式一般是由設計技術狀態更改觸發，但在特殊情況下，工藝人員也可因協調要求、工藝完善、工藝錯誤等原因自行觸發。

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現場技術問題處理單/技術協調單、臨時工藝、工藝劃改是表征航天器型號臨時技術狀態更改的主要參數，是影響型號總裝“過程質量”的重要因素。除此之外，型號總裝過程文件質量(評審一次通過率等)、總裝操作人員狀態、開工準備情況、操作符合率、簽署情況等因素均對型號總裝“過程質量”有不同程度的影響。

二、質量控制圖在型號總裝過程中的應用

1．質量控制圖

統計過程控制（SP C）是一種統計控制技術。本質是利用樣本的統計信息來判斷過程狀況，及時發現異常波動的征兆，并采取措施減少其對過程的影響，使過程維持在僅受正常波動影響的受控狀態，以提高過程的效能、達到控制過程質量的目的。它是現代質量管理領域中非常基礎、非常有用的一種方法，可以理解為是應用于過程中的改善活動，也是一種改善管理過程的機制。

質量控制圖即是基于SPC技術，用來監測生產過程狀態的一種有效的統計技術工具。其上一般有3條線：中心線（CL）、上控制界限(UCL)和下控制界限（LCL），其中上下控制界限根據±3σ法進行計算。按數據性質，質量控制圖分為計量值控制圖和計數值控制圖，常用的計量值控制圖有均值——極差控制圖、標準差控制圖等，常用的計數值控制圖有不合格品率控制圖、不合格品數控制圖、單位缺陷數控制圖等。

2．型號總裝應用舉例

以某單位型號總裝研制為例，將近5年正樣型號辦理的現場技術問題處理單做為研究對象，并按月將數據分為60組，每月的工序完工數即每組的樣本數(n),每月辦理的現場技術問題處理單數定義為樣本的缺陷數(c)。考慮到各組樣本容量非常數，故選用計數值型控制圖中的單位缺陷數控制圖（μ圖）進行計算：

因筆者只關心研究對象是否超出上限，故無須計算下控制界限。由此繪制分析用μ控制圖，如圖1所示。

圖1顯示，2015年5月和7月、2016年6月至2017年2月的點均明顯超出了上控制界限，該單位型號總裝過程未處于統計控制狀態（即統計穩態），過程質量不穩定，并且2016年6月至2017年2月是質量波動較大的區間，應對本區間的現場技術問題處理單進行重點分析和干預。

進一步選取2016年6月至2017年2月期間該單位的25個正樣型號做為樣本，每個型號的工序完工數為樣本數(n),現場技術問題處理單數為樣本的缺陷數(c)。仍選用單位缺陷數控制圖進行計算并繪制分析用μ控制圖，如圖2所示。

型號4、型號5、型號6、型號7、型號8的點強了型號總裝“過程質量”識別和監控的系統性,提高了把握生產實際狀態的能力，為企業開展產品保證過程控制、面向產品質量分析、查找薄弱環節等工作提供了高效便捷的工具和手段，有效防范了型號總裝過程質量風險的發生。▲在控制界限之外，是導致過程質量不穩定的主要因素，此時應對質量波動較大的5個型號進行預警，對現場技術問題處理單涉及的事項進行重點分析和干預，進一步分析AIT生產質量管理過程的變異因素直至該樣本重新處于統計控制狀態。

當前，航天器型號總裝正處于“產品質量”向“過程質量”轉變的關鍵時期，加強成熟的統計技術理論基礎與型號總裝領域專業知識的結合，可以對型號總裝質量有全局性的把握，并使過程變異最小，從而提高型號總裝質量水平。筆者在對航天器型號總裝過程的重要質量要素進行充分識別的基礎上，采用質量控制圖的方法進行型號總裝“過程質量”監控，及時發現了過程變異的樣本，進一步加