航天创新型产品外包质量管理探究与实践

◆汤树人 朱 胤 黄莉苹 陈宝东 / 文

航天创新型产品外包质量管理探究与实践

◆汤树人 朱 胤 黄莉苹 陈宝东 / 文

面对航天产业日新月异的发展，产品外包已经成为优化资源配置、提高核心竞争力的有效方式。但近年来航天外包产品质量问题居高不下，成了瓶颈问题。对此，本所在标准层面、策略层面和操作层面探索了航天创新型产品外包全局策划、风险控制和进度控制三个方面的控制方法，并结合载人航天空间交会对接工程等相关创新型外包产品的研制开展工程实践活动，获得了圆满成功，从而验证了以上方法在航天创新型产品外包管理控制上具有一定的普适性和推广价值。

航天；创新型；产品外包；质量管理

1 概述

世界经济一体化、全球化的发展趋势，使企业寻求高效、经济的方式，去优化资源配置，提高核心竞争力。而外包能够利用企业外部既有专业团队资源完成项目开发，省去了自建团队培养和技术积累投入，具有降低研发成本并缩短上市时间的优点。国外权威机构调查显示，外包平均可以为企业降低约9%的成本及15%的研发周期，且能提升约15%的产品质量。因此，产品外包快速发展，并成为很多企业获取竞争优势的战略举措。与此同时，如果对外包缺乏有效的管理，也可能带来诸多问题。比如航天领域，据2011年至2015年质量与可靠性信息系统中数据显示，在已归零的1569个质量问题中，外包供方责任质量问题有1012个，占比高达64.5%。为此，我们开展了航天创新型产品外包质量管理的探究，并结合载人航天空间交会对接工程等相关外包产品的研制开展工程实践活动。

2 航天产品外包分类及管理要素

2.1 航天产品外包分类

各个行业对于产品外包的分类各不相同。就航天产品而言，按照所涉及产品层级，可以分为系统级、分系统级、单机和部组件级外包；按照常用的分类方法，也分为整体外包、生产外包和工序外包。引述定义如下：

整体外包：指外包方只提供研制任务书（含技术要求），由供方实施产品的研制、生产和交付；

生产外包：指外包方提供设计图样、技术文件，由供方编工艺并实施产品生产、交付；

工序外包：指外包方提出工序加工要求，由供方实施工序加工和交付。

2.2 航天产品外包评价管理要素

任何形式的产品外包都是基于合作，而且是一个双向过程，也就意味着彼此之间将存在着不确定性。据统计，超过30%乃至40%的外包，是以失败告终。归结失败原因有：合作双方战略需求和目标不一致，合作中问题和矛盾难以调和等。因此，为尽可能降低产品外包风险，需要对外包方进行评价和筛选。按照日常工业品对外包评价的管理要素有：外包商规模、研发能力、生产加工、质量控制、成本控制、后期服务等。对于航天而言，类似以上进行评估，但对各项目的评估权重大有不同，比如一般而言，由于航天产品的小批量研制状态，使得对成本控制要素关注度较低。而对于不同的外包种类，侧重点也大有不同，比方对于整体外包而言，侧重于对外包方研发能力的评估；对于生产和工序外包而言，侧重于对外包方质量控制能力的评估。因此，在对外包商评价方面，需要以目标和最终的期望结果为导向，对不同的侧重方面设置合适的评价指标权重，才能尽可能的去保障，获得满足预期的外包产品。

3 航天创新型产品外包质量管理方法

由于航天产品在苍茫太空中需要面对失重、真空、辐照、高低温等环境，且以现今技术能力或经济可行性，暂时难以对其进行维修维护，因此要求其具有高可靠性，使得航天产品即便具有类似的工业制品，一般也需要进行工程技术层面的创新。此外，航天总体级产品无论是运载火箭、飞船还是卫星，均涉及诸多领域和专业，单机、部组件产品规格型号繁多，也进一步提高了外包产品的管控难度。就此，在研习相关标准规范和文献资料基础上，就标准层面、策略层面和操作层面，探索可资航天创新型产品外包管理控制的普适性方法，并梳理如下。

3.1 全局策划，PDCA法

在航天创新型产品外包管理控制方法标准层面上，国军标《质量管理体系要求》是基础。在其引言中，大篇幅描述了“过程方法”，并着重指出了：PDCA法可用于所有过程；PDCA模式简述为：P——策划（根据顾客的要求和组织的方针，为提供结果建立必要的目标和过程）、D——实施（实施过程）、C——检查（根据方针、目标和产品要求，对过程和产品进行监视和测量，并报告结果）、A——处置（采取措施，以持续改进过程绩效）；以及基于PDCA法的“以过程为基础的质量管理体系模式”。

图1 基于研制流程的航天创新型产品外包过程全局策划

在航天创新型产品的外包质量管理中，尤其应将质量督察重心前移，关注产品策划；就此，按照PDCA法，以研制流程为主线，侧重于产品实现过程，开展全局策划，如图1。据此，产品发包方可以立足于全局，对外包产品研制过程开展设计评审、生产评审、试验评审以及交付评审等，从而形成有效的关键节点过程控制。此外，发包方同样可以运用PDCA法，加强对外包产品的技术风险分析，识别关键特性和风险点，并在外包产品保证要求中设置相应的监督检查环节，以确保全局策划的最终实现。

3.2 风险控制，内因控制法

在航天创新型产品外包管理控制方法策略层面上，就是注重外包产品的质量风险，且这质量风险有来自外部和内部两个方面。来自外部的方面，简单地说，就是产品外包合同签订后，外包方人、机、料、法、环等方面存在的风险。就此而言，凸显了外包供方选择的重要性，相关的选择标准和方法也应运而生，比如较粗糙的定性筛选法，以及定性与定量分析相结合的多因素决策分析法——层次分析法（简称AHP）。层次分析法由美国运筹学家托马斯-赛蒂提出，其优点是通过层次分析，量化对比主客观因素，以逻辑方式评分并衡量，可操作性强；因此被诸多经济学家、管理学家和社会学家广为应用。但层次分析法所获得的结果会受限于即有的外包供方，因此为扩大可选范围，通常定性分析法与层次分析法结合使用，对外包供方筛选评估。

然而，在对外包供方筛选评估过程中，所涉及到的发包方内部的因素，就决定了产品的外包风险。尤其，发包方内部主管人员的大局观、沟通协调能力，以及必备的技术水准，将很大程度上影响着外包产品的成败。因此，抓好内部的“选人用人”环节，是控制好外因的源头；尤其，对于具有一定创新性和挑战性的外包产品研制而言，更是如此。

3.3 进度控制，排忧解难法

图2 外包产品研制进程甘特图

在航天创新型产品外包管理控制方法操作层面上，除了产品本身的质量风险外，也常面临着进度控制的风险。对此，参照狭义可靠性定义是指产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力，来类比评价外包产品的研制，凡进度延期的，均不属于可靠的范畴。就此，外包产品研制进度控制成为工程项目管理的一大内容，诸多专家学者也设计了进度安排表、关键路线法、里程碑管理法、定额管理法、项目责任图、甘特图等等方法，以期对产品研制进程进行有效的控制。

按上述各研制进度控制方法，只要外包产品管理者具有责任心，按部就班定期、不定期地去了解外包方研制情况，当不难发现外包方实际研制进度与计划的偏差，比如图2所示产品组装测试，从2月下旬开始，到3月中旬可能还不见进展，背后原因是什么？是组装测试有问题，还是测试工装没投产，还是外包方在等待合同款到位等等，都值得发包方管理者去深入了解，并予以协调解决。与此同时，为保证外包产品研制进度后墙不倒，还需要协调各方适时修改研制流程和计划，比如图2所示，为了赶回组装测试所延误的时间，就需要考虑原本串行的ABC三项试验，能否并行开展；并在AB两项试验具备并行开展的条件下，积极协调准备，从而实现对外包产品研制进度的有效控制。

4 航天创新型产品外包质量管理实践

按上述航天创新型产品外包管理控制方法，以国军标质量管理体系要求强调的PDCA法为指导，开展了一系列航天创新型产品外包质量管理实践活动，并在空间对接机构环失衡传感器、在轨服务电气液路浮动断接器以及可更换模块系统等外包产品的研发中，取得了良好的效果。就此，参照基于研制流程的，航天创新型产品的外包过程全局策划，按照设计、工艺生产、测试试验三大流程模块，举例描述。

4.1 设计环节：内外兼顾、求同存异

按照国军标质量管理体系要求4.1总要求规定：“组织如果选择将影响产品符合要求的任何过程外包，应确保对这些过程的控制”。因此，作为创新型产品外包责任人，就需要抓好外包产品设计源头。对于电气液路浮动断接器此类生产外包产品而言并不存在该问题，但对于整体外包的创新产品，就尤其应当注意做到内外兼顾、求同存异，力求分析到位、尊重事实，即确保产品满足预期要求，又能与外包方和谐相处。比如新型环失衡传感器研制：面对擅长旋转开关研发的某所，参照国外成功的图3A方案，所研制产品出现整批次失效问题，就需要眼睛向内，进行指标需求分析，实事求是降低并无必要的触发精度指标；面对无所旋转开关研发经验的某厂，对所提交的利用其擅长的微动开关技术设计的图3B方案，需要尊重外包方的劳动成果，并循序渐进的引导其向A方案靠拢；并在分析产品预期结果能满足要求、可控的前提下，不迷信于A方案，求同存异中，按图3C方案快速推进外包产品研制，进而按节点完成产品投产并一次性通过鉴定试验，并最终在截至目前，我国载人航天空间交会对接工程的历次飞行试验中均获得了成功验证。

4.2 工艺生产：注重过程、识别风险

图3 环失衡传感器方案示意图

航天创新型产品的研制，细节决定成败，这也深刻体现在工艺和生产过程中，尤其对于需要扶持在某一方面并无太多经验积累的厂家，进行新型产品的研发，更需要对其工艺和生产过程，进行细致的观察和了解。就如按照C方案成功研制环失衡传感器的某厂，原本专业于微动开关产品研制，但并无民品/军品旋转开关类传感器开发上市，因此厂内也没有旋转角度测量的专用设备。对此，在后续环失衡传感器研制跟产过程中，关注到外包方设计师进行环失衡传感器精度调试，参照图3C方案，传感器壳体由夹持体固定，传感器右侧出轴与机床上拆下借用的分度头夹紧后调试精度，但夹持体与机床分度头无任何连接。就此可以想见，并不强健的环失衡传感器出轴，由了解其状态、谨慎操作的设计师调试，凭手感控制夹持体与机床分度头间同轴度，能够避免传感器受损；但换其他人员以此简陋设备调试，难保产品不受损伤。对于该风险点，向相关方提出了补正意见；若能积极补正，则可以避免后续所交付的产品，批次性出现同轴度偏差大，不能装机的问题。就此，为尽可能避免航天产品发生质量问题，需要体系的保证，切实贯彻国军标质量管理体系中“保障资源”，“全员参与”及“持续改进”的要求。

图4 环失衡传感器实物图

4.3 测试试验：疑难杂症、支持解决

按照国军标质量管理体系要求，规定了“组织确保对外包过程的控制，并不免除其满足所有顾客要求和法律法规要求的责任”，意味着发包方需要对外包产品负终极责任，也即要求外包产品责任人对其研制过程中的疑难杂症，予以支持解决。就此，举例环失衡传感器的测试试验工作：如图4环失衡传感器，在外包方设计师完成首批0706001F～0706004F四台产品生产装配调试后，测试传感器触发精度均明显优于指标要求；但次日检验复测四台产品触发精度均出现较大偏差，且有三台产品测试值不满足指标要求。

就此，为保进度飞赴现场问题定位排查，听取外包方在环失衡传感器总装触发精度调试前后的所有操作后，分析指出：传感器主体结构——聚酰亚氨基体加工应力释放发生微变形，导致电刷位移，或是产品隔日触发精度变差的原因。因为了解到传感器在触发精度调试后，为提高产品抗震性能，对固定电刷的螺钉点胶防松处理，且采用环氧树脂，故点胶后置于50ºC～60ºC的烘干室烘焙8～24小时固化。对此，制定措施为环失衡传感器在总装装配前，对机加工的聚酰亚氨基体等非金属零件，均进行去应力处理。经0706005F～0706006F两台产品试验，相比此前四台产品在样本方差方面大幅降低47.4%；随后固化以上措施，保障了后续环失衡传感器的产品质量稳定、可靠，并成功通过了从2011年11月3日神舟八号与天宫一号我国首次实现空间交会对接，到2016年10月19日神舟十一号与天宫二号的历次空间飞行试验验证。

5 结束语

面对航天产业日新月异的发展，通过产品外包的方式，提高研发效率和竞争力，成是必由之路。在此过程中，面对着外包产品质量问题居高不下的现状，需要发包方按照国军标质量管理体系要求，落实领导作用、全员参与，并持续改进等八项质量管理原则，加强全局策划；在风险控制层面上，抓好“选人用人”这一足以影响外因的内在源头；并在进度控制上，关注各个计划节点的实现情况，并主动为外包方排忧解难，以实现与供方互利的关系；最终在预定的研发周期和经费下，提高航天创新型外包产品研发质量和一次成功率。

（略）

（作者单位：上海宇航系统工程研究所）