基于六西格玛的航天产品质量管理研究及实践

刘智卿 万 越 杜战平

北京航天长征飞行器研究所

在航天发展新时期，航天产品质量管理方法难以满足全生命周期质量管控的需求。特别是随着客户需求的不断细化和深入，要在航天产品研制过程中实现航天产品高效益质量管理，就离不开科学的方法和流程。

20世纪80年代中期，六西格玛管理概念及六西格玛管理流程被摩托罗拉公司提出并推广，被国内外大量高科技企业应用并被证明是有效提升产品质量的先进管理方法。北京航天长征飞行器研究所积极倡导和推进六西格玛管理方法管理模式，在研究分析质量管理现状与问题的基础上，将航天质量管理与六西格玛管理有机融合，从系统层面提升航天产品质量管理水平。

一 航天产品质量管理面临的挑战

目前，航天产品质量管理面临如下挑战。

一是研制周期紧张，质量与计划矛盾突出。航天产品研制进度紧，顾客随时根据使用需求提出新的技术要求，使得研发人员在工程研制阶段后还需要对新的技术要求进行重新识别。紧迫的进度要求容易造成顾客需求识别不完整、关键/强制检验点设置不全面、评审意见没有得到有效落实、技术状态更改不受控、测试覆盖面不全等问题的出现。

二是技术难度大，符合性要求高。航天工业产品研制具有技术难和时间紧的特点，产品开发过程复杂，从开发、生产、测试、技术状态变化、验收等全过程来看，对产品符合性的要求非常高，要求研发人员更加有效地识别顾客需求，建立以顾客需求为中心、覆盖全生命周期的顾客需求获取和分析流程，优化质量管理流程。

三是设计输入变化多，技术状态管控难。正样产品的关键技术攻关和顾客的设计要求输入变化往往同时发生，在设计过程中很难控制产品的质量和技术状态。大部分航天产品设计和组成复杂，与外部的接口多，技术协调困难。

四是小子样、高可靠，质量要求高。航天产品的研发、研制始终面临产品数量有限，试验子样少，追求试验一次成功，对产品的可靠性和质量要求较高。

二 航天产品质量提升需求

航天产品的质量管理历经多年的探索、发展和变革，形成了一套较为科学、系统、实用、行之有效的质量控制管理方法，然而面对近年来航天工业的高速发展，高强密度的发射任务，多个领域的创新及科研项目的大量交付任务，也暴露出很多问题。以北京航天长征飞行器研究所为例，该单位2018—2022年发生的产品质量问题呈现出显著上升趋势，如图1所示。

图1 2018—2022年质量问题趋势图

究其原因，主要有以下3点：一是航天产品全生命周期的质量管控不到位，以静态、单点/单机、相对固化的质量管控为主，对系统工程的研究规律还没有完全掌握，对关键系统和关键产品还缺乏技术上的全面认知和有效的管控手段，难以满足顾客需求；二是传统的质量管理体系难以应对多任务并举要求，随着任务量倍增，现有的质量管理模式落后于日益增长的任务要求，紧张的研制进度导致部分问题没有得到彻底解决、归零措施未发挥应有效能，现有的质量方法不再适应航天产品高可靠、高质量的要求；三是前期研制过程中风险识别不充分，质量问题发生阶段严重滞后，在产品前期研制过程中的风险识别不充分，进而造成风险释放不够，这就要求在产品设计初期，从源头保证产品质量。

自20世纪90年代开始，美国军工企业在装备/产品研制领域提高装备质量和可靠性方面成功推行了六西格玛管理模式，为企业节约了资金，也带来了巨大的收益。因而，研究航天质量管理与六西格玛管理有机融合的方式、方法，从源头提升航天产品的内在固有质量，从流程建设提升质量管理效率，引入基于六西格玛的质量管理需求非常迫切。

三 六西格玛管理方案

根据航天产品质量问题产生的原因以及质量提升需求，研究所从顾客需求维度，分析出航天产品全生命周期内客户关注的重要性能指标；从质量管理方法维度，梳理出影响产品重要性能或指标实现和主要功能实现的产品，采用六西格玛管理方法从源头提升设计质量；从风险维度，识别影响产品在服役环境下功能、性能实现的重大风险，制定化解风险的措施。将上述3个维度的信息进行综合，进而评估出对以上维度均有影响的产品，在这些产品开展实施六西格玛管理，提升产品质量，从而从系统层面提升研究所产品质量。同时，研究所将实施六西格玛管理的经验和做法总结提炼，制定保障措施，确定项目选择原则、制定长期目标，提出管理方案和流程，确保六西格玛管理的一致性。

1.项目选择原则

研究所建立“以顾客需求为关注焦点、绩效及评价来自对事实和数据的分析、关注流程、主动管理、通力协作的高层战略布置到基层、基层需求和高层指导相结合”的六西格玛项目选择原则。经倡导者确定开展六西格玛的项目在研究所流程平台进行立项申请。

2. 目标

根据顾客的需求来确定项目，将项目开展的重点集中于顾客最关心、对组织影响最大的方面。研究所拟通过六西格玛管理项目的实施达到3个目标：一是降低质量问题发生，提高关键技术的攻关能力，提高顾客满意度，进而提高组织竞争力，提高组织效益；二是提高产品质量、优化流程，通过实施六西格玛管理使产品质量得到显著提高，流程得到改造，组织获得显著经济效益；三是改善团队建设，对不同层次人员进行培训、资格考核认证，提升管理技能。通过对六西格玛项目团队成员的合理、明确分工，共同解决问题，提升团队合力。

3. 具体管理方案

研究所确定培训与交流方式，建立管理流程，围绕提升六西格玛管理管理效率，研究并建立六西格玛管理落地实施制定端到端的流程，形成六西格玛流程改进（DMAIC）和项目设计（IDDOV）两类方法模型。

（1）培训与交流

对员工有计划、有实施、有检查、有针对性地培训，按期开展，教育形式、类型多样，拓宽员工视野的同时，提升员工的素质和能力，促进质量管理水平的提升。一是定期开展培训，邀请资深专家对新入职员工和年度计划开展六西格玛质量管理的科研项目团队开展培训。培训内容包括DMAIC和IDDOV等常用流程、工具方法、案例等；二是将有意深入学习六西格玛知识并在未来从事相关培训的人员送到更加专业的平台进行脱产培训，以期取得更好效果；三是组织六西格玛项目团队参加不同平台的六西格玛项目发表、交流。在总结提炼、展示成果的同时，学习先进经验，促进六西格玛管理在组织内的有效开展。

（2）管理流程

根据六西格玛管理的特点，将六西格玛管理与组织的业务流程管理平台相结合，融入组织业务流程的房式结构中，对组织的角色、表单、术语、信息系统等要素进行完善，并通过六西格玛端到端流程架构建设，实现六西格玛项目管理流程的系统梳理，组织业务管理平台房式结构图如图2所示。

图2 组织业务管理平台房式结构图

六西格玛项目可以分为改进和设计两类。改进类项目按照DMAIC流程开展，如图3所示；设计类项目按照IDDOV流程开展，如图4所示。

图3 DMAIC流程模型

图4 IDDOV流程模型

四 实践效果

在上述方案和方法指导下，北京航天长征飞行器研究所组织开展了基于六西格玛的航天产品质量管理实践，取得了一定成果：通过60余项六西格玛项目的开展，基于 DMAIC流程提高了某飞行器弧形翼成品率，基于IDDOV流程研制了磁吸分离装置等产品，产生经济效益1.5亿多元，形成作业指导书及标准规范等文件200余份，实现航天产品全生命周期质量管控，因顾客需求识别充分关键技术的重大风险得以释放，在提升航天产品质量管理水平的同时提升了顾客满意度，为组织的快速发展奠定了基础。