完善质量管理体系 提高产品设计质量

韩 毓 张 艳

中国石油大庆油田装备制造集团 力神泵业有限公司质量技术监督部 （黑龙江 大庆 163311）

完善质量管理体系 提高产品设计质量

韩 毓 张 艳

中国石油大庆油田装备制造集团 力神泵业有限公司质量技术监督部 （黑龙江 大庆 163311）

通过对企业产品设计与开发过程控制现状的分析，找出影响产品设计和开发过程控制的关键因素，提出相应的改进建议，完善质量管理体系，提高产品设计质量，以实现生产一代、贮备一代、研发一代的产品更新结构。

质量管量体系 产品设计 潜油电泵

工业发达国家通过多年的实践与分析揭示了产品设计在产品整个生命周期中的地位和作用，产品设计阶段的成本支出只占产品成本的10%～15%，但是决定了产品最终质量和成本的70%～80%。美国著名质量管理学家朱兰通过大量调查研究和统计发现,对于中等以上复杂程度的产品而言，故障的40%是由于设计不当造成的，30%归咎于现场管理，30%归咎于加工[1]。所以设计质量的重要性可想而知。

1 设计和开发过程运行的现状

设计与开发过程，包括策划、输入、输出、评审、验证、确认和更改7个子过程，是体系标准中篇幅最多、内容最细的一个大过程。每个科研项目通过对各个子过程的灵活运用，能够较好地得到设计结果，为产品的生产、应用提供有力的技术支持。但是我集团通过近两次的内审、外审发现较多的设计与开发问题，与质量管理体系标准要求存在一定差距，请看以下案例：

例1：2011年外审时开具的一个不符合项：图号为E5-07的轴图纸技术要求延伸率≥20%，可提供的2011年1月25日该部件的《拉伸试验报告》延伸率要求为≥15%。

分析：E5-07轴图纸是一个设计人员设计，而《拉伸试验报告》所依据的《潜油电泵常用材料成分及机械性能参数表》则是由另一个设计人员编制的。两个设计工作，一个是部件设计，一个是材料验收准则的设计。但是作为科研项目管理的部件设计 （属《130保护器研制》项目内容），项目的设计输出就应包括材料的验收准则。《潜油电泵常用材料成分及机械性能参数表》的部分内容应该是 《130保护器研制》项目设计输出的内容之一。总之是项目设计输出不完整造成的。

例2：2010年内审时，在审核《潜油电泵高温机组的研制》项目中发现，此项目于2009年11月18日对设计指标及工作计划进行了计划调整，技术指标由原来的 “适用井温220℃”更改为 “适用井温180℃”。与市场调研的顾客要求不一致。

分析：在这个科研项目中，顾客要求是此项目的立项之本。当初立项时，通过市场调研确认市场需要耐高温的电泵机组，确定了“适用井温220℃”这一目标。可是经过半年多的项目运行，确认这一目标难以实现，所以对原目标进行调整更改为 “适用井温180℃”。一方面，如果顾客要求“适用井温220℃”无法达成，那么这个项目就应该暂时取消或再进行深入研究。因为达不到顾客要求，市场是无法认可的，即使研发出来“适用井温180℃”的产品也是不能满足市场要求的。另一方面，当初顾客的要求，作为设计的输入经评审确定下来，是决不允许更改的。所以从两个方面来分析，应是设计和开发的策划和输入评审没有做到位。

例3：在2010年内审时，在审核《螺杆钻具的研制》项目时，了解到此产品研制是按照SY/T 5383-1999标准进行设计的，但所确定的4个技术指标中没有标准要求的“累计工作寿命”这一重要指标。

分析：“累计工作寿命”是行业标准中要求的一项重要指标，也是顾客最关心和关注的，是顾客衡量是否使用该产品的一个重要尺度，如果作为一项科研新产品，不去关注顾客的要求，即使研发出来，也不会有市场。所以此科研项目在策划时没有去关注顾客，属设计输入问题。

从以上设计和开发的案例来看，部分设计人员在对质量体系标准的理解上，对各个过程的控制上还存在一定的薄弱环节。这就是目前设计和开发过程运行的现状，下面做进一步的综合分析。

2 设计和开发过程存在问题综合分析

将上述3个案例统一起来看，再结合公司设计与开发工作的总体情况来分析，存在以下较深层次的问题。

2.1 设计人员配置存在差距

在内审时，发现研发部门每年新开和接续项目加起来有几十项，而电泵机组的相关设计人员也就几十人，平均每人每年要承担几项研发任务。同时有时这些人还要参与到日常生产技术支持工作中来，出工艺、出方案、解决生产和产品应用过程中出现的各种技术问题。工作量很大，所以无暇顾及那么多工作内容，自然项目的正常运行会不可避免地受到影响。就潜油电泵机组来讲，产品构成除了井下4大件外，还有电缆、控制柜、变压器、井下工具等等，在这个电泵采油系统产品里，有许多需要公司研究、创新的东西，才能够满足顾客日异增多、更加严格的要求。可见研发部门需要做的工作很多，导致人力资源配置有较大差距，可以说是严重缺乏。

2.2 设计人员对系统控制思想理解不深入

从上述的3个案例来看，有的项目策划不周，有的输入不充分，有的输出不完善。说明设计人员对质量管理体系的标准理解存在差距。即便按照《设计和开发控制程序》的要求，较为机械地去生搬硬套这些过程，也不会得到好的设计结果。所以导致在实际生产运行过程中出现需要处理的技术问题较多的现象。一个好的设计人员，不应是只把产品结构设计完成后就万事大吉，还应具备了解市场（包括采购市场和产品应用市场）的能力、了解产品生产制造工艺的能力、了解产品相关检测试验的能力。不仅要关注产品做成什么样，还要关注产品怎么做、怎么检、怎么用的问题。否则就会出现设计输入不充分、设计输出不完善、设计评审验证确认不规范的问题。这些问题都是因为对设计和开发过程控制的系统思想理解不深入造成的。

2.3 研发项目收集的信息量少

在这近30年的时间里，解体了很多潜油电泵机组。虽然产品解体都有人参与，但是设计人员、相关管理人员或车间技术人员经常参与到这个工作中来的几乎没有，现在只是偶尔参与而已。到目前为止还没有建立起一个故障模式数据库，较系统地对产品的损坏情况进行比较完整的记录。就开发潜油电泵机组而言，公司的设计人员在研发当初能够了解的是相关产品标准信息、以前类似产品的结构信息、相关产品生产制造检验信息、相关产品应用过程的信息。而产品故障模式与影响的相关信息、顾客关注的产品运行可靠性信息、顾客要求解决现场应用实际问题的信息项目设计人员了解的较少，甚至于不了解。所以项目设计输入不充分，也自然不会得到完美的设计结果。从内审案例可以看出，相关信息收集还很欠缺。信息作为一种重要资源还没有得到重视和有效收集、利用。

3 设计和开发过程问题的解决建议

从以上分析可知，人力资源和信息资源是设计和开发控制的薄弱环节，是设计和开发这个过程控制的木桶短板，这个短板决定了设计和开发过程控制能力。为了能够有效地运用质量管理体系设计和开发过程的控制理论，结合公司的实际情况，提出了如下解决设计和开发过程存在问题的建议。

3.1 “全员参与”，让相关人员参与到设计和开发项目中来

设计和开发工作，虽然说是研发部门的主责，但是由于设计和开发工作是一项系统工程，特别是较大的科研项目，离不开相关部门的紧密配合。另外受到设计人员资源限制、工作经历和专业限制，所承担的设计和开发项目所涉及的行业还较多、较复杂。所以建议在立项时，应充分考虑让研发部门以外的人员也参与到设计和开发工作中来，甚至可以让顾客和供方参与到项目中来，从机制上让这些人也肩负设计和开发的职责，通过这种机制引导各方面技术人才来参与公司的设计与开发工作，调动各方面可以调动的因素和积极性，发挥各方面的工作优势，有利于把设计和开发工作做好。将公司的人员结构由橄榄型向哑铃型结构转变，对能真正实现生产一代、贮备一代、研发一代的产品更新结构，为公司实现国际一流的石油泵类产品集成供应商打好技术基础。

比如拿 《IP54高性能潜油电泵定频控制柜研制》这个项目作为例子来分析。销售、制造、检验等各方面人员参与到其中，能够更好地考虑到产品制造、检验、应用各方面影响因素，设计和开发结果才能充分得到后序环节的认可，会使设计更加完美，使科研快速转化为现实生产力。

3.2 学习体系标准，树立系统控制思想

质量管理体系标准，是在总结各国质量管理经验的基础上，各国质量管理专家多年努力的结晶[2]，是做好质量管理工作的工具。如果能够很好的学习和灵活运用，会起到事半功倍的效果。所以设计人员就要认真学习和领会并灵活运用好质量管理体系这个工具，将这个系统思想融会贯通于每个科研项目中。当然，做到这一点，也不是一朝一夕的事，要通过实践的积累逐步建立起来，来逐步提高设计人员的运用质量体系工具的能力。

在《石油、石化和天然气工业质量纲要规范》中，特别强调了 “对从事影响质量管理体系活动的人员提供培训。培训应包括质量管理体系培训和人员岗位培训。”这一要求。除了相关管理人员掌握体系标准之外，设计人员是应掌握体系标准的重点人员。因为设计和开发工作，是产品生产的第一个环节，这个头没有起好，后序将一塌糊涂，这一点不难理解。所以研发部门除进行日常的岗位培训之外，还要将质量管理体系作为另一个重点内容来加强培训，使设计人员树立起系统控制思想。

3.3 建立产品故障模式数据库，收集损坏产品信息，为改进产品提供数据积累

自采购国外产品到检修再到设计制造，公司走过了一个从买到修再到设计制造的一个飞跃，已经能够独立设计并制造潜油电泵机组系列产品。相关信息对于改进公司的产品而言是非常重要的信息，这些年来这些宝贵的信息都没有得到系统的保存和利用，是公司设计和开发工作的重大损失。所以建立起一套故障模式数据库系统，将这些信息系统地记录下来，为日后产品的改进提供依据，是一项非常重要的工作。现在公司已经着手开展这方面的工作，相信这一系统的启动和有效运行，将为公司将来的产品的改进打下较好的基础。

4 结 论

从上述分析，可以确认，应有计划、有步骤地丰富设计和开发资源供给。在研发部门操作层面上有组织、有条理地采取相应措施让设计人员树立系统设计思想，提升设计人员的综合设计能力；在科研项目组织上让设计人员之外的相关人员参与到设计和开发工作中来，作为设计和开发项目的成员来管理；建立和完善信息收集平台,为产品改进提供数据积累。这是解决设计和开发人力资源、信息资源缺乏和设计能力不足的方法。通过完善资源来完善质量管理体系，以创新思维开展设计和开发工作，充分发挥和调动各方面人员的积极性，提高产品设计质量，真正实现生产一代、贮备一代、研发一代的产品更新结构,共同努力把公司建成国际一流的石油泵类产品集成供应商。

[1]唐晓青,王美清,段贵江.产品设计质量保证理论与方法[M].北京:科学出版社,2011.

[2]史毓敏.ISO 9001质量管量体系的理解与运作[M].北京:中国电力出版社,2009.

The influencing factors of the quality control in product design and development process are found by analyzing the current situation of product design and development in our company,and the corresponding improvement suggest is put forward:perfecting quality management system,improving product design quality,establishing a new product update mode of producing one generation, reserving one generation and developing next generation.These measures can make our company become a world-class supplier for oil pump products.

quality management system;product design;electric submersible pump

韩毓（1964-），男，机械工程师，质量工程师，现从事质量管理工作。

2012-08-14▎