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耐用消费品生产企业内控标准制订与实践

2023-12-22黄逊青

日用电器 2023年11期
关键词:离散性产品安全限值

姚 颖 黄逊青

(1.广东省佛山市顺德区产品质量协会 佛山 528300;2.广东省燃气具协会 广州 510030)

引言

2023年2 月,中共中央、国务院印发了《质量强国建设纲要》。建设质量强国是推动高质量发展、促进我国经济由大向强转变的重要举措,是满足人民美好生活需要的重要途径。纲要提出了优化消费品供给品类的多项举措,包括实施消费品质量提升行动,加快升级消费品质量标准,提高研发设计与生产质量,推动消费品质量从生产端符合型向消费端适配型转变[1]。

在家用电器、家用燃气具为代表的耐用消费品领域,国家标准、行业标准基本上是以符合型要求作为标准制订的原则,为适应建设质量强国的目标,生产企业需要以满足适配型要求的更高标准指导产品开发和生产。为提高产品安全性、可靠性、改善产品的适用性,企业需要通过增加和修改技术要求以及提高过程控制能力,降低产品监管风险,在企业内部制订和实施比行业中普遍实施的国家标准、行业标准等更为严格的技术标准,所以称为企业内控标准。本文对耐用消费品生产企业内控标准制订与实施的经验进行简要讨论。

1 企业标准的优势

1.1 标准的分类

企业标准是我国标准化体系中一个类别,是企业自主制订和在企业内部实施的标准。我国标准化制度改革的目标之一就是,整合精简强制性标准,做到“一个市场、一条底线、一个标准”;优化完善推荐性标准,突出公益属性,保障基本供给;培育发展团体标准,激发市场主体活力。企业标准是我国标准体系中的一个组成部分,作为企业自主管理的标准,对产品质量具有直接的决定性影响。联盟标准是多家企业协商形成的标准,是企业标准的一种特殊类别。标准的类型和特征,见表1。

表1 标准的分类与特征

强制标准必须执行,一些强制标准的使用范围具有普遍性,例如,电磁兼容性标准等;推荐性标准,如果被法规、强制标准引用,这些推荐性标准的相关条文具有强制属性。强制认证产品中作为认证依据的标准,是产品应执行标准的一部分,通常不是必须执行标准的全部。强制性国家标准是在国家范围内实施的强制性标准,以法律、法规保障其强制效力;企业标准是在企业范围内强制实施的标准,企业的规章制度是其在企业内部强制效力的保障。由于企业标准是企业内部按自身的需要制订的标准,在企业内部具有强制性,不存在推荐性问题。

1.2 企业标准的必要性

由于标准制订的目的和适用范围等原因,通常国家标准、行业标准中某些要求会比较宽松,若同时需要具备广泛的适用性,只能规定基本的要求和基本的项目,例如:安全性项目,往往是以发生伤害的临界值作为限值要求;产品的性能通常只考虑新出厂的状态;环境适应范围只考虑最基本的需要,未能考核较严酷的条件;项目和指标需要相关方协商一致确定等。因此,国家标准、行业标准的局限性造成的影响主要表现在:如果只是在安全性项目中发生伤害的临界值作为限值要求,难以有效控制安全性项目失效发生的机会;产品在使用过程中技术性能会发生变化,变化趋势对用户影响较大,而只考核新出厂的状态是不能评价变化的后果的。此外,我国幅员广阔,各地社会经济发展差异较大,造成使用环境复杂,未能考核较严酷的条件,将导致产品在较严酷难以正常使用;对于一些竞争力较强的企业,项目和指标协商一致的结果,往往不得不舍去一些项目,同时使得一些指标需要降低要求。尤其是在技术标准与国际标准和国外先进标准接轨的背景下,以各种方式采用国际标准、国外先进标准而制订的国家标准、行业标准,由于对我国应用环境的认识不充分,因此导致客观上在这些国家标准、行业标准中形成了一些不合理的要求[2-6]。

企业标准允许企业根据自身的能力和市场需求,突破上述局限性。国家标准、行业标准中如果不能覆盖产品的功能,生产企业应以企业标准补充相关的要求;产品明示适用的企业标准,相关企业标准必须公开;多数情况下,团体标准以转换为企业标准的方式实施;联盟标准属于企业标准的一种类别。通过在企业内部制订比行业中普遍实施的国家标准、行业标准等更为严格的技术标准,可以有效提高质量控制能力。通过合理规定标准要求,一方面能够及时发现相关特性的异常变化;另一方面,保证产品安全指标合格率处于高水平。

2 企业内控标准

企业标准的类型包括公开的企业标准和非公开的企业内控标准。公开的企业产品标准,用于向社会明示企业产品的差异,例如,一些国标、行标未覆盖的技术领域和功能,以及自身先进的技术指标等,一方面履行相关法律、法规的责任,另一方面提高产品的市场形象。公开的企业产品标准必须以规范的标准形式编制、发布,而且需要在监管机构的发布平台上发布。一般情况下,企业内控标准不需公开,内控标准是一个广义的概念,包括了以技术标准形式规定的技术要求,也包括以其他形式的技术文件体现的技术要求,通常由于涉及技术秘密以及技术文件实施的法律责任等因素,基本上按不公开管理。

内控标准的编制形式可以是多样的,只要保证在企业内部能够准确、高效地传递技术信息即可,企业管理体系中关于文件管理的要求,就是其需要遵循的编制要求。由于团体标准通常具有非公开的情况,而且,团体标准在实施过程中通常会转换为企业标准,所以,团体标准的制订和应用与企业内控标准具有诸多相似之处。

因为产品质量要求按表现形式分为:

-明示要求,在认证、认可规则和相关产品标准中规定的要求,通常体现在产品安全标准、能效标准、限用物质标准等,这些要求通常需要以各种方式明示,例如在铭牌、说明书、包装物等标识。

-默示要求,由于法律、法规的规定,产品需要满足的要求,一些以强制标准发布的标准,其要求对适用范围内的产品构成默示要求,例如,电磁兼容性系列标准以及一些通用产品安全标准等;以及企业发布的产品标准,例如,在公开的企业标准中规定适用范围内的产品,即使该产品没有声明符合相关企业标准,企业标准的要求事实上也适用于这些产品。

所以,企业内控标准由于是不需要对外公开的,其具体要求只是事实上在企业内部是明示要求,体现在内部控制的技术文件中,这些内部要求不影响公开文件中相关要求的效力,包括这些公开文件的明示或默示要求。

3 内控标准的内容

内控标准是在国家、行业标准的基础上,对产品技术要求进行一系列的补充、完善,主要内容包括:功能性安全要求;改善用户体验的技术要求;可靠性要求,如环境适应性、热设计、降额设计、耐久性、电磁兼容性要求等。制订产品技术标准,在技术要求方面通常分三个层次:

-强制性要求,包括强制标准的要求,技术标准的强制条文要求,以及法律法规要求等,例如,安全标准、能效标准、排放标准,工业产品生产许可证、中国强制认证(CCC认证)等规则;

-符合性要求,产品执行的技术标准要求,包括国标、行标、地标、团标或公开的企标;

-竞争性要求,产品达到明显优于行业同类产品的功能或性能要求,可以是公开也可以不公开。

内控标准要求是在满足强制性要求、符合性要求的前提下,从企业竞争能力发展需要确定的内部要求,所以,企业内控标准的要求通常定位为竞争性要求。显然,企业标准的制订不是简单复制国家标准、行业标准的要求或修改其中的某些指标,而是需要根据企业自身的定位以及发展要求,对企业标准体系进行规划和构建。由于内控标准的要求是在国标、行标基础上的补充和完善,所以确定内控标准要求过程中通常可以优先采用国标、行标的指标体系和方法体系,只是在现有的指标体系和方法体系不能满足需要的情况下,才提出新的指标体系和方法体系。

企业标准关注的重点通常包含以下几方面的内容:

1)提高产品安全性--强制性国标和推荐性国标、行标的安全性要求是基本要求,是不发生伤害的要求,企业内控标准将安全事故的发生的机会进行有效控制,使产品安全控制措施更加完整;

2)改善产品可靠性--通过一些可靠性技术手段,将产品性能退化的特性纳入控制范围,从而使产品发生故障的类型和故障率得到有效控制;

3)改善产品适用性--将一些与适用性相关的指标,进行加严或者增加检测指标、改进检测方法等;

4)增加一些技术要求--未纳入强制认证范围的一些技术要求,例如,电磁兼容性、限用物质管理、碳排放等要求;

5)提高过程控制能力--降低符合性风险,主要是工艺离散性和测量不确定度形成的风险等。

4 确定内控标准的要求

4.1 确定内控要求的方法

归纳制订内控标准要求的常用方法,包括:

1)提高产品质量指标--导致质量指标提高的因素可以归纳为两类,一是技术进步促使产品性能的提升;二是技术经济性的权衡,以增加成本来提升质量指标。后者常见用于配合商业宣传,对提高产品质量水平意义较小。

2)完善产品特性控制--对产品功能的完善以及对产品评价方法的完善,改善产品的性能以及产品质量特性的控制能力,是内控标准的主要内容。一方面是产品功能的创新,另一方面是产品评价方法的创新,由于市场竞争的需要,新的功能往往成为企业标准的内容,为了配合商业宣传,相关企业标准内容需要公开,同时,新功能的评价方法通常也需要同步公开。

3)降低产品安全风险--改进产品安全性能的管理方法,可以显著提高对异常波动的识别能力,从而降低产品安全风险。采用这项措施通常涉及一些产品安全性和产品可靠性技术方法的运用,需要生产企业在相关领域具备相应的技术积累。

4)降低产品监管风险--合理考虑工艺离散性和测量不确定度对关键性能的影响,可以实现制造成本和符合性监管风险的平衡。这是生产企业生产过程控制能力和检测技术能力的反映,体现了生产企业的产品质量控制水平。

应用实例1,某企业根据燃气采暖热水炉产品的实际运行条件,对国标、行标一些不适宜的测试要求进行修正,可以显著提高产品的可靠性:

将电压波动范围从6 %扩大到10 %;

将发热试验的基础环境温度从25 ℃提高到40 ℃。

上述措施显著降低了电气部件的故障率,同时改善了用户体验效果[2,3]。

应用实例2,规定一系列的元器件降额使用准则,例如,将电机配套的运转电容器端子反电动势的限值,从电容器耐压值的110 %降低至95 %。

上述措施有效控制了交流电动机的故障率,尤其是燃气采暖热水炉的循环水泵在电压不稳定地区的故障率可以大幅度降低。

4.2 功能安全和环境适应性

功能安全要求,在内控标准中对产品功能安全要求的提升需求比较普遍。例如,某企业燃气采暖热水炉在冬季异常停电情况下,若出现冻结情况,供电恢复后自动启动过程中,新增的保护功能可以防止发生水侧系统压力异常导致爆炸的事故,因此该类产品未发生行业内其他产品在这类条件下产品爆炸的事故。

应用实例3,环境适应要求,在家用电器包括家用燃气具领域,由于国外标准影响比较大,环境适应性问题一直比较突出。

产品的国标和行标均未涉及储运环境适应性要求,在内控标准中增加了储运耐热和低温试验,低温测试条件为-25 ℃×24 h,温带气候地区耐热测试条件为70 ℃×500 h。

分别对热带和寒带气候条件予以规定,这些措施有效减少储运过程中高温和低温对非金属部件和其他结构部件的损伤,同时也显著提高产品的可靠性。

4.3 安全性能的规范限值

产品规范限值,是指产品设计要求规定的限值,产品安全性能指标作为最重要的技术指标,必须在技术文件中体现。在工程实践中,产品安全性能指标往往是直接引用相关技术标准的要求,一般不会另行制定这类技术指标。换言之,以标准限值直接作为规范限值。在产品标准规定的安全指标中,以国家标准为代表的产品标准中规定的限值,一般是按照发生危险的临界值确定的。

应用实例4,安全性能指标不合格水平比其他性能指标更严格,从过程能力控制的角度,需要更大的过程能力指数,通过售后数据和生产过程中安全性能检测数据的统计分析,以及不合格样品的技术分析,确定只要有合理的规范限值要求,配套相应的工艺和检测手段,就有能力将产品安全性能交付状态的不合格率控制在接近1PPM,实现对产品安全性风险进行有效控制。

规范限值的确定,首先以实际交付产品安全性能依据标准限值判定不合格率接近1PPM作为目标,通过运用应力-强度干涉模型分析、过程能力评定和SPC等多种方法,利用历史数据确定统计学的理论规范限值。通过MSA分析以及工艺、零部件的技术性能分析,包括离散性分析等,对规范限值进行分析论证、优化、验证,从而确定规范限值。在此过程中同步输出工艺、检测等项目的配套要求。

规范限值的作用,采用具有合理裕度的安全指标规范限值作为制造过程的合格判定依据。一方面,保证产品相关安全指标不符合标准限值的概率降低到接近为零,按照规范限值生产的产品理论上出现不符合标准限值要求的机会接近1PPM,因为在耐用消费品制造行业,国际上通常将1PPM以下的不合格视为零,由此可见,规范限值的设置是有效消除产品质量安全风险的系统性措施。另一方面,规范限值的设置改善了过程的控制能力,由于规范限值与产品制造过程的实际指标接近,当制造过程中测量值出现异常时,按规范限值判定可以比较容易识别。即使这些指标仍然未超过标准限值要求,按产品标准规定仍然是合格的,但是,制造过程的监控系统已经识别出可能出现的异常,从而促使相关的分析改进措施对异常进行处置,而按标准限值进行对比的话,则难以及时发现异常状态的出现,显然,采用规范限值对产品安全性的管理能力大为提高。

部分安全指标限值对照,见表2。

表2 家用燃气快速热水器的气密性要求限值对照表

应用实例5,产品安全性能指标采用规范限值管理,有效提高对相关指标的不合格风险控制能力,实现了产品安全性能指标的零不合格率的管理目标。

家用燃气快速水器的气密性要求,国标规定第一道阀的气密性标准限值为4.2 kPa压力下,阀门泄漏量为70 mL/h,通过确定规范限值为15 kPa压力下,阀门泄漏量为30 mL/h。同时考虑到阀门工作方式存在的剩余风险,增加了0.5 kPa压力下,阀门泄漏量为30 mL/h的检测项目。不仅将泄漏水平降低到国标要求的1/8左右,同时将国标存在的剩余风险作有效处置。

4.4 性能测量的窄限判据规则

1)产品性能的离散性

产品性能数据的离散性,例如,热水输出量、热输入功率、热效率等性能指标,产品质量特性中的定量性能指标具有离散性,而这些指标的偏离程度一方面受到法规、标准的约束,另一方面与制造成本密切相关。需要制定这类质量特性在充分满足法规、标准相关要求的前提下,避免制造成本不合理增加的方法。

产品性能数据的离散性的影响因素,质量特性离散性(工艺离散性)会使检测样本的质量特性与实际交付产品之间存在一些差异。检测系统的测量不确定度,工艺离散性和测量不确定度都是不能完全消除的特性,但是有效的质量控制措施可以将这些特性控制在预期的范围内。

2)窄限判据原理

影响外部机构检测结果的测量的不确定度来自两方面:

①生产企业自身的测量体系的不确定度

②外部检测机构的测量不确定度。

为保证在外部机构检测时,能够获得较高的接收概率,以降低交付之后发生不合格的风险,就需要考虑合理收窄生产企业的交付前的合格范围,从严控制交付条件。

应用实例6,某企业已经在制造过程的关键过程和特殊过程实施了规范化的管理,过程能力可控;同时,测量管理体系的有效运行和中心实验室具备的CNAS认可资格,使得该企业对于测量不确定度的分析能力达到较高的水平,因此,具备实施窄限判据方法的条件。

某企业燃气具产品采用窄限判据的性能指标,见表3。

表3 燃气具产品采用窄限判据的性能指标

3)宽限判据方法的应用

宽限判据方法是目前在家用电器、家用燃气具为代表的耐用消费品领域质量检验普遍采用的常规检测判定方法。国家、行业的检测、计量管理部门已经发布的各类产品的检测技术规程中,如,JJF 1261.1-2010《用能产品能源效率标识 计量检测规则》、《中国合格评审国家认可委员会《CNAS技术报告 测量不确定度在符合性的应用》通常都对宽限判据的确定方法予以说明。由此可见,窄限判据方法宽限判据方法的逆向应用。

4)窄限判据应用规则

对于产品一些使用性能指标的控制,可以运用测量不确定度分析方法,实施窄限判据规则,有效优化质量控制措施的技术经济性。在产品批量生产过程的质量控制工作中,不得不面临由于受到工艺过程能力和测量结果不确定性的影响,定量的产品性能通常在一个区间波动,为了避免出现产品性能指标不合格,需要在技术要求中为技术指标的合格限值预留一个裕量。如果裕量过小,难以有效防止不合格的出现,反之,过大的裕量则会导致制造成本的不合理增加。窄限判据规则是为了量化产品的质量风险水平,有效降低由于测量技术的局限性和测量结果的离散性,位于不确定区的测量结果进行合格评定时的误判风险,从而显著降低产品市场抽查出现不合格的风险,同时又避免了由于过大的裕量导致产品成本的不合理增加。

产品制造过程实施窄限判据方法需要注意以下几个问题:

1)产品生产企业关注交付前的检测结果存在的接收风险,与采用宽限判据,通过合理放宽合格条件来降低接收过程的误判风险不同,采用窄限判据方法是通过合理收窄合格条件来降低交付过程的误判风险。

2)产品生产企业实施窄限判据,除了需要考虑测量体系的不确定度影响之外,还需要合理考虑工艺离散性的影响,这是与检测机构通常只需要考虑测量体系的不确定度影响有明显的差异。

3)窄限判据方法对接收过程的误判概率,一般不需要降低到误判概率5 %以下,从多年实践的经验总结,达到误判概率30 %左右是风险和成本的比较合理的平衡点。

4)窄限判据方法不适用于安全性能指标的判定,因为安全性能允许的接收误判概率远低于1 %。

5 结束语

以家用电器和家用燃燃气具为代表的耐用消费品,普遍实施了强制性产品认证等市场准入管理制度,但是产品认证所依据强制性产品标准,具有底线的特征,同时常见的产品推荐性国家标准、行业标准的要求需要兼顾较大范围,通常只能作为基本的技术要求。而企业标准允许生产企业根据自身的能力和市场需求,对国家标准、行业标准进行完善和补充,促进产品质量水平的提升。内控标准是企业内部制订比行业中普遍实施的国家标准、行业标准等更为严格的技术标准,通常采用非公开的形式。内控标准关注的重点包括:提高产品安全性、改善产品可靠性、改善产品的适用性、增加一些技术要求以及提高过程控制能力等。确定内控标准要求的方法包括:完善产品特性控制、降低产品安全风险、降低产品监管风险以及提高产品质量指标等。

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