魚雷抽樣驗收有關問題探討

李衛民

魚雷抽樣驗收有關問題探討

李衛民

(海軍裝備部駐廣州地區軍事代表局, 云南 昆明, 650031)

受制于裝備訂貨規模和魚雷行業質量建設水平的影響, 批產階段抽樣驗收的研究尚處于探索階段, 對可接收質量水平(AQL)值的選取、抽樣驗收的條件等關鍵問題在行業內尚無統一的思路和科學的方法, 制約了抽樣驗收工作的深入開展。經對抽樣方法研究, 文中建立了基于可靠性要求和先驗試驗數據的AQL值確定方法, 基于2、檢驗和可靠性要求的全數驗收轉抽樣驗收的條件, 完善了行業規范的相關內容, 研究和改進了抽樣驗收質量管理辦法, 提出了相關建議, 為開展魚雷抽樣驗收提供了借鑒。

魚雷; 抽樣驗收; 可接收質量水平

0 引言

受魚雷操雷可回收特性和魚雷行業習慣做法影響, 國內魚雷驗收試驗長期采取全數實航試驗的方式進行。在試驗中重點關注單條魚雷的條次航行質量, 出現質量問題時, 經排故后允許再次提交試驗, 直至產品實航合格。傳統驗收方式下, 試驗周期長、成本高, 裝備建設費效比不高, 對行業長遠發展不利。經過多年發展, 魚雷可靠性水平、批產質量一致性等得到了較大的提高, 為抽樣驗收奠定了堅實的基礎, 在生產連續且訂貨批量達到一定時, 完全有條件開展抽樣驗收, 提高裝備建設效益。

20世紀90年代開始, 很多學者針對當時行業批產數量小的現實, 研究了在小子樣條件下的抽樣方法, 取得了豐碩成果。宋保維等[1]開展了基于二項分布的小子樣產品可靠性一次抽樣方法研究, 完善了魚雷小子樣抽樣方法; 毛昭勇等[2]開展基于序貫驗后加權檢驗的魚雷抽樣檢驗研究, 利用抽樣試驗前的先驗信息, 有效減少了試驗所需的樣本容量。GJB179A-96《計數抽樣檢驗程序及表》[3]頒布后, 隨著訂貨數量的增加, 魚雷抽樣試驗研究的重點從抽樣方法轉移到國軍標參數的選擇和實施方案的研究上, 楊立健[4]基于此開展了魚雷批檢抽樣的方案, 提出了“陸上全數+實航抽樣”的建議。

目前, 由于行業內對批抽檢質量控制的研究不多, 且甲方對批次合格率、抽檢條件等尚無明確要求, 造成可接收質量水平(acceptable quality level, AQL)值的選取、轉抽樣的條件等關鍵問題尚未形成統一的思路和方法。針對這一問題, 文中綜合裝備可靠性要求和連續批先驗數據, 研究了AQL的制定方法以及由全數轉入抽樣的判定條件, 并提出了抽樣驗收中對質量管理的建議。

1 AQL值的確定

AQL值是指抽樣檢驗中認為可以接收的過程質量水平的上限值。AQL值既是重要的質量指標, 又是按照GJB179A-96《計數抽樣檢驗程序及表》檢索抽樣方案的依據, 同時還是控制抽樣中使用方風險和接收方風險的重要參數, 只有選定符合實際的、甲乙雙方共同認可的AQL值, 抽樣檢驗的結果才能反映真實的質量水平。由于各型魚雷研制總要求均未明確規定AQL值, 需由甲乙雙方共同商定, 實際執行中存在較大的困難, 定高、定低都有問題, 需要結合裝備質量要求和批產質量情況綜合考慮, 合理確定。

1.1 基于可靠性要求的AQL值選擇

裝備采購中, 甲方最關心的是裝備綜合質量。可靠性指標作為表征裝備綜合質量的核心指標由設計確定, 批產保證。實航工作可靠度作為魚雷的關鍵可靠性指標在鑒定階段已進行過專門考核, 但在批產階段一直沒有明確的考核要求。由于裝備制造過程中, 產品質量一致性控制的好壞對產品可靠性的實現起到十分重要作用, 因此, 驗收試驗應將實航工作可靠度作為批抽檢試驗的重要指標予以重點考核。由于實航工作可靠度是經典區間估計指標, 而AQL值是經典點估計指標, 二者之間無直接的對應關系, 給抽樣方案設計帶來較大困難, 必須研究得到兩者間的轉換關系, 才能在工程中實際應用。

魚雷實航試驗屬于成敗型貝努利試驗, 當產品批量遠大于抽樣試驗數量時服從二項分布, 即

GB/T 4087-2009[5]中明確對樣本大小為, 失敗數為, 置信度為時, 可靠度的單側置信下限R區間估計按下式計算

而在不考慮置信度的情況下, 由極大似然法可得可靠度的點估計值為

若從批量為的產品中隨機抽取個樣本進行成敗型試驗,為試驗的失敗數, 設批次不合格率為, 其分布密度函數與式(1)一致。則根據文獻[6]可得到抽樣檢驗中產品的批次合格率為

圖1 不同置信度下抽樣數與產品批次合格率關系圖

1.2 基于連續批條次試驗數據的AQL值選擇

AQL是衡量所有通過批條次的平均質量指標, 對于連續批產品進行逐批檢驗, 若接收了其中批, 對于非破壞性試驗, 通過批產品的平均不合格百分數小于等于AQL值[7], 即

在以往的魚雷驗收試驗中, 由于對獨立批條次實航試驗質量水平沒有要求, 條次合格率僅作為參考。但對于抽樣試驗, 連續批條次合格率有重要的參考價值。在正式開展抽樣檢驗前, 統計連續批條次合格情況, 得出比較準確的產品平均質量水平點估計值, 在此基礎上確定的AQL值比較合理, 甲乙雙方均能接受。

1) 數據甄別和選擇

為保證數據的準確性, 統計前要進行數據甄別和處理。對于批數據的選擇, 要考慮是否是穩定生產的連續批, 對于孤立批數據或產品技術狀態、生產條件不穩定的批數據, 不能反映產品真實的平均質量水平, 要審慎選擇或直接剔除; 對于批內單條次試驗數據的甄別, 一是要剔除二次交驗、重復進行的條次; 二是要剔除考核功能不完整、實航工作界面不全面的條次, 如直航試驗、航向偏差試驗、尾流自導反向跟蹤試驗等; 三是要剔除存在一定不確定性的條次, 如復雜對抗試驗等。

2) 產品真實平均質量水平分類統計

3) 不同類別AQL值合理確定

根據關鍵項目不合格率和一般項目不合格率, 分別得出關鍵項目AQL值(A)、和一般項目AQL值(B)。參照GB/T2828.1-2012《計數抽樣檢驗程序第1部分: 按接收質量限(AQL)檢索的逐批檢驗抽樣計劃》[9]的推薦, AQL值應略高于過程平均質量水平。

在最終確定魚雷抽樣驗收AQL值時, 應綜合分析基于可靠性要求選擇的AQL和基于連續批試驗數據選擇的A和B。對于A類抽樣, 若A高于AQL時, 可以選擇A, 也可放寬要求選擇AQL, 若A低于AQL, 乙方應采取質量改進措施, 提高質量, 達到可靠性要求后, 選擇AQL開展抽樣驗收。對于B類抽樣, 可直接依據B值確定抽樣方案。實際抽樣考核時, 可在同一批抽樣樣本中分別進行A、B兩類抽樣評判, 均滿足要求則整批接收。

2 抽樣條件設置

關于是否具備由全數驗收轉入抽樣驗收的條件, 很多標準規范均有描述, 一般認為產品技術狀態穩定、批產質量一致性較好并達到一定水平才滿足抽樣驗收條件, 否則甲乙雙方風險均較高, 若抽樣子樣數較小, 則進一步增加雙方風險。

1) 全數驗收轉抽樣驗收的時機

一般情況下, 裝備由小批量試生產轉入大批量生產階段, 由于受元器件批產質量、工藝穩定性、設計問題遺留等各種因素的影響, 產品的可靠性往往會低于設計定型階段已達到的水平。隨著問題的逐步解決, 使批產裝備的可靠性恢復增長, 才能逐步達到規定的可靠性水平。圖2是不同型號裝備可靠性增長情況, 以圖中A型裝備為例, 其研制階段可靠性增長至設計鑒定時達到最大值, 轉批產后首批可靠性下降明顯, 經過3批不斷暴露問題并整改提高后, 可靠性才逐步增長至鑒定時水平[10]。

圖2 不同裝備可靠性增長曲線

式中:為質量穩定性趨勢檢驗統計量;為累計的失敗條次數;為累計的總條次數;F為每次失敗發生的時機。

2) 全數驗收轉抽樣驗收的標準

3 抽樣驗收管理工作

3.1 完善批產階段故障報告、分析和糾正措施系統

魚雷抽樣驗收工作不是孤立的甲方驗收考核, 而是建立在甲乙雙方對批產質量工作進行有效管理的基礎上。目前, 批產階段的故障報告、分析和糾正措施系統(failure report analysis and corrective action system, FRACAS)對質量信息的統計沒有規劃, 也不成系統, 對甲乙雙方有效評估批產質量、提供決策依據, 還存在較大差距。應該進一步完善FRACAS, 建立起從零件、組件、系統至全雷的批質量信息統計規劃, 定期收集匯總各生產單位的質量信息, 及時記錄在批產階段出現的各類故障, 并開展統計分析, 發現質量風險并提前化解, 正確評估批產質量既是做好抽樣驗收工作的基礎, 更是做好抽樣驗收工作要求。

3.2 構建以批次質量為中心的考核體系

調整目前魚雷質量逐條交驗模式下的考核內容, 以批次質量考核為中心, 構建質量一致性檢驗和批次抽驗2個層級考核體系。

1) 質量一致性考核。按批產階段質量一致性考核要求, 識別目前研制總要求或合同規定的考核指標, 并分組歸類。對功能性指標, 以陸上試驗考核為主, 全數檢測; 對性能指標, 若陸上無法充分考核(如自導作用距離、導航定位精度等指標), 以批次為單位抽取一定比例進行實航檢測, 質量一致性考核由乙方組織, 甲方視情參加。

2) 抽樣驗收考核。抽樣驗收由甲方組織, 在乙方完成質量一致性考核, 證明批次質量和指標滿足合同要求, 質量問題均已處理完畢后進行。抽樣驗收內容按部隊實戰背景和環境條件設置, 以攻擊任務的可靠實現為考核內容, 不再強調單項指標的符合性, 但抽樣驗收不通過則整批拒收。

上述考核體系明確了甲方質量建設的導向, 既保證了裝備質量考核的全面性, 也大幅降低了試驗條次, 提高了試驗效益。乙方若在質量一致性考核階段發現產品質量滿足不了合同要求, 必將自主整改, 主動提升質量, 激勵作用明顯。

3.3 完善陸上試驗和實航試驗手段

構建起以批次質量為中心的考核體系后, 乙方將主動采取措施完善陸上和實航試驗手段, 通過仿真程度更高的檢測手段, 充分暴露缺陷, 剔除早期不合格批次, 實現批產抽樣合格的最終目標, 這對雙方都是有益的。在陸上和實航試驗條件的建設上, 應從全雷協同動作功能的完整性檢測和環境條件設置的逼真性等方面進一步研究, 逐步改變目前陸上和實航考核手段不足的局面。

4 結束語

文中針對魚雷批產抽樣驗收中遇到的AQL值選取、全數驗收轉抽樣驗收的條件等工程問題開展研究, 提出基于可靠性要求和連續批試驗數據的AQL值確定方法, 基于2、檢驗和可靠性要求的全數驗收轉抽樣驗收條件, 完善了行業規范的相關內容, 并提出了開展抽樣驗收工作的質量管理建議, 為開展魚雷抽樣驗收工作提供了借鑒。后續需深入研究放寬和加嚴抽樣的轉移方法, 進一步完善魚雷批檢抽樣方案。

[1] 宋保維, 徐德民, 秦英孝. 小子樣產品可靠性一次抽樣方法研究[J]. 機械科學與技術, 1999, 18(2): 218-220.

Song Bao-wei, Xu De-min, Qin ying-xiao. Study on Reliability Primary Sampling Method Small Sample Products [J]. Mechanical Science and Technology, 1999, 18(2): 218-220.

[2] 毛昭勇, 宋保維, 胡海豹. 基于序貫驗后加權檢驗的魚雷抽樣檢驗分析[J]. 機械強度, 2009, 31(2): 231-235.

Mao Zhao-yong, Song Bao-wei, Hu Hai-bao. Sampling Inspection Analysis Based on Sequential Posterior Odd Test Model for Torpedo System[J]. Journal of Mechanical Strength, 2009, 31(2): 231-235.

[3] 國防科學技術工業委員會. 計數抽樣檢驗程序及表: GJB179A-96[S]. 國防科學技術工業委員會, 1996.

[4] 楊立健. 關于魚雷批檢驗收試驗的思考[J]. 海軍裝備, 2020(12): 28-30.

[5] 中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局中國國家標準化管理委員會. 數據的統計處理和解釋二項分布可靠度單側置信下限: GB/T 4087-2009[S]. 中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局中國國家標準化管理委員會, 2019.

[6] 游寧, 馬寶華. 成敗型可靠性數據點估計與區間估計關系研究[J]. 探測與控制學報, 1999, 21(3): 3-8.

You Ning, Ma Bao-hua. The Research on the Relationship between Point Estimation and Interval Estimation for Success or Failure Model Reliability Data[J]. Journal of Detection & Control, 1999, 21(3): 3-8.

[7] 信海紅. 抽樣檢驗技術[M]. 2版. 北京: 中國質檢出版社, 2015: 88-94.

[8] US Department of Defense. Department of Defense Test Method Standard DOD Preferred Methods for Acceptance of Product: MIL-STD-1916[S]. USA: DoD, 1996.

[9] 中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局中國國家標準化管理委員會. 計數抽樣檢驗程序第1部分: 按接收質量限(AQL)檢索的逐批檢驗抽樣計劃: GB/T2828. 1-2012[S]. 中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局中國國家標準化管理委員會, 2012.

[10] 李衛民. 關于加強魚水雷裝備批產階段可靠性工作的思考[J]. 海軍裝備, 2017(10): 1-6.

[11] 中國人民解放軍總裝備部. 魚雷通用規范: GJB531B- 2012[S]. 中國人民解放軍總裝備部, 2012.

[12] 龔慶祥, 趙宇, 顧長鴻. 型號可靠性工程手冊[M]. 北京: 國防工業出版社, 2007: 411-417.

Torpedo-Sampling Inspection Issues

LI Wei-min

(Guangzhou Representative Bureau, Naval Equipment Department, Kunming 650031, China)

Affected by the armament order numbers and torpedo quality construction level, torpedo-sampling inspection is still in the exploratory phase. Unified thinking and scientific approaches are not employed in the selection of an acceptable quality level(AQL) and conditions of sampling inspection, thereby restricting further development of torpedo-sampling inspection. In this study on torpedo-sampling inspection, a method for identifying AQL parameters is established on the basis of reliability and test data, a method for determining the conditions of sampling inspection is developed based on reliability and2andinspection, the torpedo general standard content is improved, evaluation and improvement of the quality management of sampling inspection are performed, and more effective support for torpedo-sampling inspection is provided.

torpedo; sampling inspection; acceptable quality level(AQL)

李衛民. 魚雷抽樣驗收有關問題探討[J]. 水下無人系統學報, 2021, 29(5): 628-632.

TJ630

A

2096-3920(2021)05-0628-05

10.11993/j.issn.2096-3920.2021.05.017

2020-04-16;

2021-04-30.

李衛民(1973-), 男, 碩士, 高級工程師, 主要研究方向為水中兵器質量監督管理.

(責任編輯: 陳 曦)