基于SPC的空空导弹产品质量评审过程监控

牛俊磊 董周战

（中国空空导弹研究院，河南 洛阳 471099）

基于SPC的空空导弹产品质量评审过程监控

牛俊磊 董周战

（中国空空导弹研究院，河南 洛阳 471099）

将SPC技术用于空空导弹产品质量评审活动过程的监控，选取了监控指标，建立了模型和实施步骤，并在某重点型号空空导弹产品质量评审活动中加以实施和应用。应用结果表明，SPC技术用于空空导弹产品质量评审活动过程监控是可行和有效的。

产品质量评审；统计过程控制（SPC）；控制图；过程监控

产品质量评审是指在产品检验合格之后、交付之前，对研制产品的质量及其质量保证工作所作的全面与系统的审查[1]。它的主要目的是通过对产品性能的一致性和稳定性，产品技术状态控制情况，产品质量证明文件和质量记录的完整性，生产过程控制情况等进行审查，以确定该产品能否出厂和交付。GJB 907A-2006《产品质量评审》规定，承制单位应将产品质量评审项目纳入研制计划并提供必要保证条件，未经产品质量评审，产品不得交付。可见，产品质量评审是产品质量控制的重要手段和对产品实现质量保证工作的有力监督。

产品质量评审的一般流程是由被评审单位（部门）向评审单位（部门）提出评审申请，申请经批准后按要求组织评审组，制定评审工作计划，准备产品研制质量分析报告、设计评审、工艺评审或首件鉴定结论报告等评审文件，之后召开评审会，按照规定的评审内容和评审要点进行审查；评审组进行讨论，做出评审结论。承制单位应根据评审中提出的问题或建议，确定待办事项，明确责任单位（部门）、工作内容和完成时间，并进行跟踪检查。产品质量评审应有完整的记录，评审结论应形成文件，对评审提出的问题或建议，承制单位应列出待办事项并落实。

新一代空空导弹具有技术复杂、专业复杂、配套复杂，技术跨度大，四新（新技术、新材料、新工艺、新器件）应用多的特点，为确保大型外场试验成功和交付部队使用时产品质量可靠，产品出厂前的质量评审显得尤为重要，对产品质量进行全面的评估，能够将风险和隐患大幅降低。

为把好产品交付前的最后一道关，按照GJB 9001B-2009《质量管理体系要求》、GJB 907A-2006要求，我们制定了《产品质量评审程序》的质量体系程序文件并予以实施。随着认识的不断提升和工作的不断深入，产品质量评审工作得到了持续的规范和改进，评审的有效性不断提升，真正发挥了评审应有把关的作用。但个别产品质量评审活动仍存在评审提出问题较少（或提出了问题但未准确进行记录），或者提出了较多问题但产品仍然放行的状况，此时产品质量评审的有效性就打了折扣；同时，也缺乏对过程进行简便有效监控的手段以及时发现以上情况。GJB 9001B标准8.2.3“过程的监视和测量”规定：组织应采用适宜的方法对质量管理体系过程进行监视，并在适用时进行测量，以证实过程实现所策划的结果的能力；当未能达到所策划的结果时，应采取适当的纠正和纠正措施。为确保过程受控应对产品质量评审这一过程的有效性进行衡量并进行监视和测量。

统计过程控制（Statistic Process Control, SPC）技术是一种在生产过程中对产品质量特性或工艺参数进行控制的方法，已在工业生产质量控制中得到了广泛的应用并对方法进行了改进[2～4]。SPC技术的实施需要以数据为基础，但管理活动的评价通常不易量化，因此该技术在管理活动的监控中应用较少。为此，本文提炼了产品质量评审过程的监控指标，尝试将SPC技术用于监控产品质量评审过程，并用于空空导弹的产品质量评审活动，以期能够有效监控过程实施情况并实现及时采取相应措施的目的。

1 SPC技术

SPC是一种应用统计方法对过程进行监控，从而达到改进与保证产品质量的技术，以控制图理论为主，最早是在1924年由美国休哈特博士提出。控制图利用正态分布的3σ原理进行构造，利用统计学中的小概率事件原理判定过程是否发生异常变异，使人们能够及时采取措施消除异常变异，从而使过程受控。由于控制图采用抽样方式，使用简便，且能发现导致产品质量特性漂移的异常原因，具有经济性和实用性，便于解决问题，已在产品质量控制中得到了广泛的应用。

常规控制图根据数据类型的不同分为计量型控制图和计数型控制图。计量型控制图根据子组数据样本量大小和参数估计方法的不同可分为“均值–标准差”、“均值–极差”、“单值–移动极差（I–MR）”等控制图；计数型控制图根据数据分布类型的不同可分为“不合格品（p和np）”和“缺陷数（c和u）”控制图。为改进和提高控制图的灵敏性，人们又提出了诸如“累积和控制图（CUSUM）”和“指数加权滑动平均控制图（EWMA）”等。

SPC技术的实施步骤见图1所示[5]，主要步骤有：

图1 SPC技术实施的一般步骤

（1）收集需要监控指标的历史数据；

（2）根据历史数据绘制分析用控制图；

（3）判断过程是否受控，若过程不受控，查找引起不受控的异常原因并调整过程；

（4）计算过程能力指数，判断过程能力是否满足要求，若过程过程能力不满足，应进行过程改进；

（5）延长分析用控制图的控制限，转为控制用控制图；

（6）定期抽样打点进行控制；

（7）根据控制图运行情况对控制图进行调整。

2 SPC用于空空导弹产品质量评审的方法和步骤

2.1 监控指标的选取

实施SPC技术进行过程控制时，选择监控指标应遵循以下原则[5]：

（1）选择拟监控的工艺参数，通常是产品的关键/重要质量特性，或者是对产品质量特性有重要影响的输入参数；

（2）指标数据易采集和获取。

对于“产品质量评审”这样的管理活动，应选择能反映过程绩效的且能够量化的指标进行监控。按照以上原则，我们选择产品质量评审时“提出问题的数量”作为空空导弹产品质量评审实施SPC时监控的指标，原因如下：

（1）该指标一定程度上能够反映出空空导弹产品质量评审活动的有效性以及产品质量评审对象的优劣。提出的问题代表参加评审人员付出的劳动和工作量，提出问题并纠正是产品质量评审的目的和意义所在。如果产品质量评审活动中提出的问题数量过少，则应质疑评审过程是否存在流于形式、走过场的情况，如果提出的问题数量过多，则该产品本身可能存在较多问题，应考虑是否能够通过评审。

（2）该指标数据易收集和获得。空空导弹产品质量评审时，提出的问题或建议有完整的记录，数据容易采集。

2.2 评审方法

设某型号空空导弹在一次产品质量评审中提出问题的数量为X，且参加质量评审的人员基本保持稳定，则X是一个离散型随机变量，可类似看作为单位产品中的缺陷数，则X服从参数为λ的泊松分布，即：

其中P为泊松分布的记号，λ为泊松分布的参数。

根据SPC技术的控制图选择要求，应选择缺陷数控制图（即C图）对X进行控制。设某型号空空导弹产品质量评审提出问题数量的样本为[c1，c2，…ck]，其中ci（i=1，2，…，k）为第i次产品质量评审中提出的问题数，k为样本量的大小，即开展的产品质量评审的次数。

则该控制图的控制限计算公式为：

2.3 实施步骤

根据第1节中的SPC技术实施的一般步骤要求，制定了SPC技术用于空空导弹产品质量评审过程监控的实施步骤，见图2所示。与SPC技术用于产品质量特性的控制不同，产品质量评审提出问题数量没有上下规格限（或称公差限），无法计算过程能力指数，因此与图1中的SPC技术的一般实施步骤相比，图2中的实施步骤省去了“计算和分析过程能力指数”的相关步骤。具体实施见以下描述。

图2 SPC技术用于产品质量评审过程监控的实施步骤

步骤1：选定需要使用SPC技术实施产品质量评审过程监控的某型号，收集该型号质量评审提出问题数量的历史数据，原则上至少需要20个～25个数据；

步骤2：选择使用C图，绘制分析用控制图；

步骤3：按照控制图判异准则，判断过程是否受控。如果过程不受控，有异常点存在时，由于绘制分析用控制图采用的是历史数据，因此原因查找比较困难，此时可去掉异常数据点对应的数据，重新计算中心线和控制界限，直到过程受控为止。

步骤4：过程受控之后，确定上下控制限以及中心线，并延长控制限作为控制用的控制图，进入控制用控制图阶段。

步骤5：收集新开展的产品质量评审提出问题的数据，在控制用控制图上打点并进行判断，当样本超出控制限时，应分析原因：（1）当产品质量评审提出问题数量低于下控制限时，可关注产品质量评审本身的有效性，找出数量少的原因并采取措施；（2）当产品质量评审提出问题数量高于上控制限时，可关注被评审的产品是否具备交付条件；（3）还可根据差异准则的8条原则进行其他趋势分析[6]。

步骤6：控制图的调整。当某个空空导弹型号产品质量评审的主管领导、主管人员、主要参加评审人员、产品质量形势或控制图表现出来的趋势等发生较大变化时，可重新收集数据，绘制分析用控制图，调整控制限。控制图使用一段时间后（如半年、一年），也可视情况重新采集数据，更新控制图的控制界限。

3 应用研究

本节按照建立的模型和实施步骤，将SPC技术应用于某重点型号空空导弹产品质量评审过程的监控中。

3.1 步骤1：收集历史数据

调查收集该型号空空导弹产品2013年和2014年的质量评审数据，2年共进行了43次产品质量评审，每次产品质量评审提出问题数量见表1所示。

表1 某型号2013年、2014年产品质量评审提出问题数量

3.2 步骤2：绘制分析用控制图。使用Minitab16.0软件，绘制C控制图，见图3所示。图3中用标注的点为超出上下控制限的不受控的点。

图3 某空空导弹型号产品质量评审提出问题数量分析用控制图

3.3 步骤3：判断过程是否受控。由图3可知，有5个点超出了控制界限以外。去掉异常数据点对应的数据，重新计算中心线和控制界限，绘制控制图见图4所示。

图4 某空空导弹型号产品质量评审提出问题数量修正后的分析用控制图

3.4 步骤4：确定上下控制限，转入控制用控制图阶段。由分析用控制图可知，UCL=25.11，CL=13.92，LCL=2.73。实际使用过程中，产品质量评审提出问题数量为整数，因此这里四舍五入取整数，UCL=25，CL=14，LCL=3，以方便使用。为方便型号主管使用，使用EXCEL软件中的折线图功能实现了“控制用控制图”的绘制，只需要将数据填入相应的表格内，控制用控制图就会自动更新，见图5所示。

3.5 步骤5：使用控制用控制图进行监控。2015年截止目前，该型号共开展相关产品质量评审5次，将每次产品质量评审提出问题的数量在控制图上打点，同样见图5所示。

图5 使用EXCEL表格绘制控制用控制图

由图5可知：

（1）该型号2015年度的第2次产品质量评审提出问题数量为25个，数量较多。经调查，该批产品中有些配套元器件引起的质量问题仍未彻底归零，产品存在一定的质量隐患，导致在质量评审过程中提出较多的问题。了解到这种情况之后，质量主管向主管领导进行了汇报，暂停了此批产品的交付，返回补充进行相关试验后由质量工程师验证后再进行交付。

（2）该型号2015年度的第5次产品质量评审提出问题数量仅为1个，数量较少。经调查，提出问题数量较少的原因是一些问题比较轻微，未进行记录。为此，质量主管将轻微的问题也记录在评审表中，进行跟踪验证，以确保提出的问题都落实到位。

3.6 步骤6：控制图的调整。由于SPC技术刚用在产品质量评审过程中，未积累一定的数据，参与评审的人员也相对稳定，因此暂时不必调整控制界限。待运行较长时间后，可适时进行调整。

由此可见，使用SPC技术可以对产品质量评审提出问题的数量进行监视和测量，并根据监控情况采取相应的措施使得产品质量评审过程有效。

4 结论

本文将统计过程控制（SPC）技术用于空空导弹产品质量评审活动过程的监控，选取了监控指标，建立了模型和实施步骤，并在某重点型号空空导弹产品质量评审活动中加以实施和应用，结论如下：

（1）SPC技术用于产品质量评审过程的监控是可行和有效的，有助于提升产品质量评审活动的有效性，及时发现问题并采取措施；

（2）SPC技术也可用于其他产品的质量评审活动监控或其他管理活动的监控，但在应用时应根据产品或管理活动的特点选取相应的监控指标。

[1] GJB 907A-2006 产品质量评审[S].

[2] 仲建兰，马义中. 面向小批量生产过程的两阶段串联可修系统SPC与维修策略整合优化[J]. 计算机集成制造系统，2014，20(8)： 1959-1968.

[3] 李新云, 袁翔东, 任卫斌. SPC在热表车间多品种小批量生产方式下的应用[J]. 工业工程与管理，2013，18(5)： 124-135.

[4] 刘强. 在线SPC控制图在热连轧生产中的应用研究[J]. 数理统计与管理，2014，33(2)： 329-335.

[5] 何桢. 六西格玛管理（第三版）[M]. 北京：中国人民大学出版社，2014年.

[6] 刘文卿. 六西格玛过程控制技术[M]. 北京：中国人民大学出版社，2003年.

（编辑：劳边）

图8 CGM图形示例

模块，更好的实现对数字化技术资料和维修保障信息的智能化查询、检索和更新，辅助维修保障人员完成维修保障工作和实施维修保障管理；

（3）在系留气球保障工作中，应充分利用现有资源大力推广IETM技术。

5 结束语

系留气球IETM的开发，取得了以下成果：

（1）IETM实现了CALS(持续采办与寿命周期保障)理念中关于产品技术数据的数字化、自动化和网络集成化，为建立基于产品的共享数据环境奠定基础；

（2）IETM解决了传统纸质技术手册带来的编制周期长、使用保管不便、重复工作多、耗费人力物力大等诸多问题，显著提高了装备的保障能力和战备能力；

（3）IETM所需要的信息可以直接从计算机产生的信息数据中复制或直接调用，减少了错误，缩短了更改时间，提高了手册的实时性、准确性和质量；

（4）IETM为用户提供了智能化的故障诊断和隔离程序，使维修人员能够在任何需要的时间、场所和地点获得充分的信息支持，提高了技术人员的工作效率。

[参考文献]

[1] GJB 6600.1-2008 装备交互式电子技术手册 第1部分：总则[S].

[2] GJB 6600.2-2009 装备交互式电子技术手册 第2部分：数据模块编码和信息控制编码[S].

[3] GJB 6600.3-2009 装备交互式电子技术手册第3部分：模式[S].

[4] GJB 6600.4-2009 装备交互式电子技术手册 第4部分：数据字典[S].

[5] 何庆飞. IETM技术在武器装备维修信息化中的应用研究[J]. 设备管理与维修，2009，5；10-12.

[6] 张丕宇. 交互式电子手册在装备全寿命保障中的应用研究[J]. 科技信息，363-364.

[7] 朱兴动. 武器装备交互式电子技术手册—IETM [M].北京：国防工业出版社，2009.12.

[8] S1000D 基于公共源数据库的技术出版物国 际规范（ASD，ATA，AIA. S1000D International specification for technical publications utilizing a common source database.Issue 4.0.1, 2009.05）[S].

（编辑：劳边）

F273.1

C

1003–6660（2015）04–0015–05

10.13237/j.cnki.asq.2015.04.005

[收修订稿日期] 2015-04-17