强化航天装备产品批生产质量管控的途径与措施
2021-11-22梁修奎中国运载火箭技术研究院
梁修奎 /中国运载火箭技术研究院
李军 /火箭军装备部驻北京地区第一军事代表室
刘忠 /首都航天机械有限公司
赖晨曦 /四川航天系统工程研究所
航天装备产品批生产过程中,最终产品总装测试过程出现质量问题的多少是影响批生产任务按计划完成的突出因素。当前,在中国航天科技集团有限公司大力推行“三年质量能力提升工程”的有利环境下,怎样构建适合航天装备产品的批生产质量管控与监督机制,如何强化批生产过程的质量管控,以有效遏制总装测试过程中出现质量问题的数量,成为提升航天装备产品批生产管理、确保批生产合同履约能力的关键。
一、影响航天装备产品批生产合同履约能力的突出因素
航天装备产品,特指各军兵种通过航天工业系统研制并批次采购列装的飞行器类武器装备及其配套产品,主要包括相关导弹武器系统、制导火箭弹武器系统、无人机系统、军用卫星系统等武器装备产品。航天装备产品批生产合同履约能力,是指按照批生产合同约定的条件,按时向用户交付性能稳定、质量合格的批次产品的能力。在产品全级次供应商相对稳定、批次规模相对固定、批生产周期相对合理、主要配套产品及短线配套产品具有双定点生产格局等保障条件下,批生产合同履约能力直接体现在最终产品完成总装测试及交付过程的顺利程度。
航天装备产品总装测试阶段出现产品质量问题,首先会涉及现场总装与测试工作暂停、批生产工位占用与调整、现场问题排查分析与相关方确认等过程。接着,按照航天产品质量问题归零的有关标准,在质量问题定位到某个单机/整机产品后,需将产品分解并拆下故障产品,返厂进行问题机理分析、复现故障,再制定、采取纠正措施并进行举一反三。最后,在完成问题归零评审后,产品重新交付总装,继续完成总装和测试等一系列工作内容。
上述过程,少则需要2 ~3 天,长则1 ~2 个星期甚至更长,不仅会造成相关单机/整机产品批组交付总装的返工及交付计划的拖延,更会造成整批次最终产品总装测试的暂停、返工及计划拖延,更为严重的是归零措施举一反三造成的产品返工可能涉及已完成总装测试的待交付产品,甚至波及已交付用户使用的批次产品。因此,总装测试过程质量问题数量居高不下必然造成批生产周期相应延长,已成为影响航天装备产品批生产合同履约能力的突出因素。
二、批生产质量问题产生的原因与管理策略
1.批生产质量问题的种类及来源
进入批生产的航天装备产品,通常是经过作战试验检验的正式列装产品暨定型后的产品,至少也是已经完成了性能试验/状态鉴定工作的产品。在人、机、料、法、环相对固定的前提下,这类产品及其各级组成配套产品,当批次产品达到一定数量时,其产品性能技术指标的实现范围应该能够形成一定的稳定分布区域。
在航天装备产品研制过程中,某些单机的关键性能技术指标需要通过产品试生产或试验验证等方式才能具体设定,有时可能是在特定状态条件下通过试验取得的;多个单机产品的性能指标,与构成整机、分系统和系统产品之后的产品技术指标之间存在一定的传递或变换关系。
进入批生产阶段后,上述技术指标在特定单机/整机产品上的实现结果可能处于临界状态,在后续分系统产品的匹配与调试、最终产品的总装测试等环节,上述临界指标在极限状态下的叠加可能造成产品性能指标超差、功能实现异常,甚至产生产品故障,形成通常所说的航天装备产品质量问题。
产品定型工作不够充分,如试验验证不够充分、问题暴露不够充分等,也会埋下设计质量隐患,在批次产品生产过程或后续产品使用过程中,在特定使用条件下这些设计隐患会以产品质量问题的形式暴露出来。设计隐患带来的产品设计质量问题,反映的是批次产品性能技术指标实现范围的合理性与系统性能的匹配性,需要通过数据分析、采取优化相关技术指标等设计改进措施来消除隐患,或采取有针对性的产品生产过程管控,如设置内控技术指标等质量控制手段,预防产品质量问题的实际发生。
同时,在批次产品生产过程中,包括元器件筛选,原材料复验,零部件的加工、组装或产品外包、工序外协等环节,难免会出现加工超差、装配不当或不到位、个别元器件或原材料性能偏离等异常甚至不合格等问题,这些异常或问题若在产品工序间的检验交接、产品验收、装配调试、出厂测试等环节未被及时发现和有效筛除,并层层闯关带入到下一个产品生产环节,必然会以产品质量问题的形式暴露出来。这类产品质量问题是由于生产过程中的超差、异常等未得到充分识别和有效剔除、闯关到下一个生产环节造成的,本质上是产品生产环节质量控制不到位引起的,属于产品生产质量问题,需要通过进一步强化产品生产过程质量控制措施,如改进或优化产品生产工艺、完善生产质量控制措施等办法,以有效预防这类问题产生。
2.批生产质量问题的特点、影响与对策
伴随着产品生产场地的流转和产品归属责任单位的转移,如果批生产中的质量问题在前一个阶段没有被及时发现和解决,在下一个阶段暴露出来往往会造成批生产后续生产环节的停滞、产品返工等,问题严重时必然造成批生产合同无法按时履约。
进入批生产阶段后,随着批次产品生产数量的增多,逐渐暴露出更多的产品质量问题。其中,少部分是产品设计缺陷或隐患带来的设计质量问题,虽然在质量问题总数中的占比不大,但归零难度大,且归零措施多数涉及产品技术状态更改,对批生产影响巨大;其余大部分是由于批次产品生产工艺还不够完善、生产过程质量管控不够严格等因素引起的产品生产质量问题。例如,从21 世纪初某型号航天装备产品若干个批次产品的质量问题统计汇编数据可以看到,其配套的伺服机构产品在装备产品总装测试环节暴露出的质量问题先后共计有21 个。其中,属于设计存在薄弱环节带来的问题有2 个,仅占9.5%;由于元器件和原材料本身的质量缺陷引起的问题有3 个,由于生产工艺不够细化或生产环节质量控制措施不够完善等因素引起的问题共计16 个,这部分问题均属于产品生产质量问题,占总数的90.5%。
上述质量问题发生后,其归零过程造成已完成的产品总装和测试工作多次反复,并造成批次装备产品交付用户的进程被迫拖延,直接对批次任务的按时完成造成不利影响,客观上降低了批生产合同的按时履约能力。同时,由于层层闯关,最后在产品总装测试环节才暴露出的单机/整机产品质量问题,不仅对批生产带来消极影响,频繁发生质量问题,也对产品总装测试造成多次反复,对产品整体质量造成负面影响,甚至形成新的产品质量隐患。因此,总装测试过程暴露的质量问题,对批生产的影响更甚于总装测试阶段前暴露的质量问题,必须坚决进行遏制。
对于批生产中的产品设计质量问题,设计单位必须高度重视,及时抓住问题苗头,进一步改善批次产品性能技术指标,实现范围的合理性,并深入挖掘产品设计中可能存在的深层次设计隐患,预防和解决产品设计与工艺层面上的深层次质量问题,采取优化设计、设计更改等措施,下大力气彻底归零;对于批生产中的产品生产质量问题,由于在批生产质量问题中的占比较高,其管理力度与效率必然成为确保批生产合同履约能力的关键因素,需要在型号抓总单位的强力主导下,由产品生产单位负责,通过完善和细化产品生产工艺与操作、强化批生产过程质量控制等主动干预措施纠正和预防,不断提高批生产质量管控的有效性。
3.批生产质量问题管理策略
单机/整机产品生产环节质量问题暴露得越充分,产品设计隐患才会尽早暴露,产品生产工艺和检验等不成熟环节才能得到重视和改善,归零工作才能做的更彻底,产品设计才能更完善,产品生产工艺和检验规范才能更成熟,产品装配操作规范才能更优化,批次产品质量才能得到可靠保证。
从批生产质量管控的角度看,只有推行适宜的批生产质量问题管理模式,通过高度重视和严格开展产品设计质量问题的归零工作,彻底消除产品设计隐患;只有通过规范开展批生产质量问题管理,强化生产过程质量管控措施,及时解决和有效预防产品生产质量问题,才能为确保批生产合同有效履约创造必要的条件。
如果能够在单机/整机产品生产环节采取奖励政策措施,积极鼓励发现异常情况和质量问题的苗头,高度重视和深入挖掘产品在设计、加工、装配过程的质量隐患,加大产品质量问题归零管理力度,而在产品总装测试阶段采取惩罚性政策措施,严格防范单机/整机产品质量问题的带入,并将上述方法作为航天装备产品批生产质量问题管理的基本策略,就有可能从管理方法上减少或有效遏制批生产总装测试阶段质量问题发生的数量。
三、强化航天装备产品批生产质量管控的具体措施
按照航天型号确保飞试成功的质量底线管控思路,需要突出核心产品、把握关键部件、聚焦风险环节,识别关键特性,严格落实措施。批生产的质量管控重心,需要聚焦单机/整机产品3 类关键特性的识别与实现过程,将批生产质量管控的重心进一步聚焦并落实到影响航天装备产品飞试成败的核心单机/整机产品及其重点关注部件的生产过程质量控制上。
1.强化产品生产方的质量主责意识,加大生产过程质量管控力度
强化批生产质量管控,重点是加大单机/整机产品生产过程的质量管控力度,强化产品生产方的质量管控主责意识与职责。需要针对核心单机/整机产品及其重点关注部件的生产过程,识别、制定、细化和量化3 类关键特性的有关质量控制措施,采用表格化管理办法,准确填写过程记录,加大落实情况的现场检查力度,并结合产品验收把关等环节,强化监督检查力度,确保这些质量控制措施的有效落实。其中,与设计关键特性有关的强制检验点的落实记录、设计关注尺寸和性能指标的加工生成结果记录、装配调试环节的质量记录,与工艺关键特性有关的实施前检查确认、实现过程与结果的记录、确认与把关,与过程控制关键特性有关的实施结果记录及其双岗确认等环节的数据整理填报、核实与签署等,需要生产单位主管部门充分行驶管理主体职责,由工艺、检验、质量等多方岗位人员现场参与确认,必要时及时邀请产品设计人员参与现场确认。
2.加强总承方对关键生产环节的专项质量监督检查
针对核心单机/整机产品、包括短线产品的关键工艺过程等生产环节,产品上游总承单位应及时跟踪生产过程,制定专项质量监督检查计划,并结合首件鉴定或首批组产品验收等工作,组织现场监督检查或抽查,重点检查与这些产品相关的3 类关键特性质量控制措施的落实情况、以往质量问题归零措施的落实情况等,并关注生产过程记录的及时性与准确性。
航天装备产品总承单位应结合核心单机/整机产品的生产计划与实际生产进程安排,组织产品核心团队、质量和工艺管理专家等及时跟踪上述关键生产环节的实施情况,适时组织专项质量监督检查,确保双(多)定点生产单位产品状态的一致性,促进产品生产过程质量控制措施的规范落实;总承单位质量部门也应积极组织、跟踪或关注批生产的专项质量监督检查工作,适时做出综合分析与评价。
3.强化批次产品生产过程质量管控的保障条件
将质量管控的重心放到产品生产环节,有效抓住核心单机/整机产品的关键生产过程,将成为航天装备产品各级质量主责部门、特别是装备总承单位质量主管部门开展批生产质量管理的途径和方向;抓好核心单机/整机产品及其重点关注部件的3 类关键特性质量控制措施的落实工作,将为有效延伸和发挥各级产品质量主责部门的职能、充分发挥批生产中各级产品质量问题处理核心组的作用提供一种有效的实施途径和必要手段。
抓牢核心单机/整机产品及其重点关注部件的生产过程质量管控,将相关3 类关键特性质量控制措施落实结果纳入军检项目内容,用军检的方式强化措施落实的检查力度,将为用户监督代表机构提供一种有效的质量监督途径与方法。
围绕核心单机/整机产品及其重点关注部件,将3 类关键特性质量控制措施落实情况的检查作为航天科技集团派驻质量监督代表机构的一项重点检查内容,并结合产品生产关键节点,采取不定期抽查等方式深入产品生产现场,检查有关措施的落实情况,评估其记录的完整性、有效性,也将为质量监督代表系统提供一种有效的监督途径。
核心单机/整机产品的关键生产过程是相关方现场确认的重点环节,也是装备产品质量管理系统实施现场表格化质量监督检查的重点内容。通过强化产品生产方的质量主体作用,发挥各级产品质量主责部门的主导作用,提升用户监督代表机构和航天科技集团派驻质量监督机构的督导作用,为强化批次产品生产过程质量管控提供有力保障。
实现产品设计成熟度的有效提高,优化批生产过程工艺和检验过程,是从根本上降低批生产中质量问题发生数量、促进装备批生产合同履约能力、确保批生产任务计划有效完成的根本保证。鼓励加大单机/整机产品生产过程中的归零管理力度,同时对产品总装测试中质量问题保持惩罚性高压政策,遏制单机/整机产品的质量问题层层闯关带入产品总装测试环节,必将成为改进装备批生产质量管控的有效途径。
将强化批生产质量管控的重点有效聚焦到影响航天装备产品飞试成败的核心单机/整机产品及其重点关注部件的3 类关键特性的质量控制措施的落实上,强化核心单机/整机产品的质量管控措施,可以实现批次产品主要风险环节的有效管控,有效遏制和降低批生产总装测试阶段产品出现单机/整机质量问题的数量,并以此为突破口做到以点触面,逐步实现装备产品设计生产质量管控的全程覆盖。
构建突出核心产品关键特性管控的军地联合质量管控监督机制,研究和实践有效遏制批生产过程质量问题发生数量的奖惩管理办法,进一步规范批生产中单机/整机生产过程和最终产品总装测试过程有关质量问题的管控,将为批生产合同质量保证金的发放赋予新的管理功能,必将成为强化批生产质量管控的方向,成为有效提升航天装备产品批生产合同履约能力的有力保障。