描述统计在航天质量监督中的应用

沈美、张陶、杜战平、周炜、薛云朝 /北京航天长征飞行器研究所

质量管理的发展经过质量检验（20 世纪初－30 年代）、统计质量控制（20 世纪40－50 年代）和全面质量管理（20 世纪60 年代至今）3 个阶段。统计质量管理是将数理统计原理应用于控制生产过程和产品质量的质量管理方法，是企业质量现代化管理的重要内容和标志。质量管理统计方法包括描述统计和推断统计，《统计技术指南》（GB/T 19001-2015）指出：“描述统计是指以揭示数据分布特性的方式汇总并表达定量数据的方法。”常用的描述统计方法包括方差和均值、直方图、饼分图、统计分析表、因果图、流程图等，描述统计通常作为进一步定量分析的基础，是推断统计的前提。推断统计是指描述性统计以外的统计方法，包括试验设计、假设检验、过程能力分析、回归分析等。

描述统计的应用非常广泛，只要有定量数据，就能利用描述统计方法对数据进行分析，揭示数据分布特征。航天质量监督是由质量监督代表对航天项目研制要求符合性进行确认的活动，主要对项目研制过程中各项质量活动标准的执行情况进行监督，包括设计、生产、试验等。在质量监督过程中，会接触到大量的事实、数据，除了对主管项目进行监督确保产品质量外，航天质量监督更重要的一个目的是根据中国航天科技集团有限公司“面向产品、面向流程、面向组织”的要求，对单位质量体系运行过程中的共性问题进行识别、提炼，以促进组织质量保证能力持续提升。

为了在多样的事实数据中找出共性或典型问题，可以利用统计方法进行分析，基于航天质量监督中发现的多为描述性问题，数据多为计数型数据，笔者主要介绍描述统计在航天质量监督中的应用情况。

一、航天质量监督数据的获取

航天质量监督一般包括项目监督、产品监督、外协监督和专项监督。项目监督涉及项目研制的各项质量活动，其最直观的数据就是监督过程中发现的问题，如产品设计方面存在的问题、技术状态管理存在的问题、工艺控制存在的问题等。按照现有质量监督问题分类（见表1），可以获取单个项目在不同管理类别存在的问题情况，也可以获取多个项目在同一管理类别存在的问题情况。可量化的数据包括一级原因问题数、二级原因问题数，若进一步对产品进行分类，可量化的数据还包括机械类产品数、电子类产品数、软件类产品数等。通过对这些数据进行描述统计分析，可以反映单个项目管理的薄弱环节，也可以反映整个组织需要改进提升的方面。

表1 质量监督问题分类

产品监督、外协监督与项目监督可获取的数据类似，只不过监督对象突出某个产品、某个单位。专项监督根据所监督内容的不同，获取的数据多种多样，如对质量问题举一反三专项监督，可量化数据为发生质量问题数、完成举一反三问题数、见证文件数等；对于超差处理专项监督，可量化的数据为项目数、质疑单数、对应超差处理采取措施的工艺改进数或设计更改数等。通过对这些数据进行描述统计分析，可以反映专项中存在的趋势性问题。

二、描述统计方法应用实践

以某项目监督、专项监督为例，介绍描述统计在航天质量监督中的应用。

1.项目监督应用

为提升某单位产品的质量控制水平，解决质量问题频发的问题，从质量监督的角度，结合日常项目监督中发现的问题，对某单位上半年质量现状进行分析，以期发现项目研制过程中存在的共性、典型问题。

利用统计表对该单位近2年质量监督问题进行统计（见表2）。

利用饼图对上半年质量监督问题分类进行统计，可以看出问题原因分类占比，找出问题多发环节，从图1 可看出问题多发于设计及管理层面。

利用柱状图对不同时间段、不同原因分类问题数进行统计，可看出各分类原因问题发生的趋势，找出应重点关注的内容，从图2 可看出设计、工艺问题呈持续上升趋势。

图1 上半年质量监督问题百分比

对于统计发现的重点环节进一步分析，如针对上述分析发现多发及趋增的设计问题，可进一步对二级原因统计分析，以找到更具体的薄弱点。

此次项目质量监督中，利用描述统计方法持续进行分析，发现产品设计中存在“设计时使用剖面、边界条件辨识不充分”“产品技术状态控制不到位”等共性问题，对项目研制以及单位质量管控提出具体的建议，以促进单位质量能力提升。

2.专项监督应用

为落实航天科技集团的要求，为建立产品合格率和稳定性控制机制做好铺垫，策划了超差处理专项监督，对某单位重点供方某一时期内涉及的超差办理情况进行监督。

利用统计表对不同供方在多个项目中的超差质疑单办理情况进行统计（见表3）。

利用统计表对超差数量突出的项目2 进行归类分析，按产品类型（机械类产品、电气类产品）统计超差质疑单数量，发现有关金属结构件的超差质疑内容占比最多（占75%），在金属结构件中尤以某部段壳体超差最多（占62%）。经进一步了解，项目2 采用了新技术、新工艺，具有较大的设计和工艺难度。

利用统计表对项目2 超差多发的某部段壳体超差原因分类分析，经统计确认超差原因主要为误操作、初次生产工艺理解偏差、生产误差。

利用统计表对超差处理意见进行跟踪，经确认通过生产部门更改模具、改善工艺、加强生产控制、设计部门完善设计图纸等手段，以上超差得到了有效控制，在后续产品生产过程中未再次发生。

在该专项监督中，充分利用统计表，由浅入深、有始有终地对监督过程发现的数据进行分析，部分摸清了某单位现有产品超差现状，促进了超差产品技术状态的固化，并提出根据产品技术难度与成熟度分层次、分阶段控制超差使用的建议，为组织制定相应政策做了调查研究。

三、描述统计方法应用总结

在质量监督中应用描述统计方法识别典型、共性问题，有利于质量监督代表更高效地开展监督工作。针对发现的问题，可通过策划专项监督、设置见证点、必要时签发暂停令等手段确保产品质量，如针对识别出的“技术状态控制不到位”问题，质量代表在重要项目监督中均将“技术状态更改”设置为见证点，确保在监督项目多、项目要素多、要素标准细的情况下，有重点、有聚焦、有效果地开展监督工作。

根据航天质量监督的工作内容，在不同的监督活动中均可以利用描述统计进行分类统计（见表4）。

表3 主要供方超差处理质疑单统计

统计方法是一种工具，利用的基础是全面、详细、完整的数据；统计方法应用是一种思路，需要在整个质量监督活动过程中加以贯穿。笔者结合航天质量监督活动PDCA 流程，阐述了描述统计方法在航天质量监督活动中应用的步骤（见图3）。

表4 描述统计在质量监督活动中的应用总结

图3 描述统计方法在航天质量监督活动中应用流程图

在开展各项监督活动前，根据活动特点辨识所能获取的数据类型，设计详细的记录表，选择可能用到的描述统计方法，并熟练掌握这些统计方法；在活动过程中按照记录表详细记录各项数据，必要时对记录表进行修正；根据策划内容，适时、实时对记录数据进行统计分析；在活动总结时，对数据记录、分析情况进行评估，对统计方法应用进行总结，对获得的成果进行固化，并作为策划后续质量监督活动的依据。

描述统计方法适用于发现趋势性、定性、管理层面的问题，应用相对比较简单。随着质量监督工作的进一步深入，对于具体产品的质量提升，在描述统计分析的基础上可以进一步采用推断统计工具，如对于亟待提升合格率的产品监督，可以对某时期生产过程的参数、产品的技术指标进行统计，视情况采用假设检验、线性回归、控制图等进行分析。推断统计需要获取生产过程更为详细的数据，质量监督代表往往难以单独完成，具体实施时可以作为具体的监督建议（如开展质量控制活动）供设计、生产部门参考，必要时可以联合设计、生产部门一同开展。

质量管理是基于数据进行的管理、改进活动，“用数据说话”是有效质量管理的基础，需要质量管理人员在工作中积极、合理、灵活地运用统计工具对获取的质量信息加以分析。航天质量监督是航天质量管理的重要一环，笔者从航天质量监督的角度，以具体项目监督、专项监督为例，对描述统计方法应用进行探究，对应用流程进行总结，为后续类似工作的开展提供了一定的指导和借鉴。