提升军工产品设计质量的思考

付克亚

提升军工产品设计质量的思考

付克亚

摘要：文章解析了军工产品的质量内涵，并从找准需求、关注“六性”、利用故障、充分试验等方面对提升军工产品设计质量进行了探讨。

关键词：军工产品；产品设计；设计质量

一、引言

质量是人们永恒的追求。高质量的产品不仅能够有效满足人对某方面的使用需求，更能给人带来高品质的享受。军工产品作为一类特殊的产品，用于满足某种军事需求，其质量的重要性不言而喻。小平同志在一次讲话中说：“这个问题很重要，在战场上关键时刻有几发炮弹打不响，就可能影响整个战斗。现在的军工产品是现代化的武器，更要注意这个问题。”[1]

质量对很多人来说更多的是一种感觉，或者说是对一种使用体验的评价。国际ISO组织对质量的定义是：一组固有特性满足要求的程度[2]。随着世界军事技术的发展，军工产品在功能和组成上越来越复杂，一般认为好的军工产品除了具有既定的功能性能，还应具有良好的可靠性、安全性、维修性、测试性、保障性、环境适应性，以及便于操作的易用性。简单说就是要管用、顶用、耐用、好用，这也就是军工产品质量的内涵。

现代质量管理理论认为，产品质量=设计质量+制造质量+售后服务。设计处于产品开发与实现的源头，设计质量在产品质量形成中的占比在80%以上。军工产品也不例外，确保设计质量是保证产品质量的前提。

二、军工产品设计中应把握的要点

1.找准需求

产品设计开发的第“零”步就是需求分析。爱因斯坦曾说：“提出一个问题往往比解决一个问题更为重要，因为解决一个问题也许只是一个数学上或实验上的技巧问题。而提出新的问题、新的可能性，从新的角度看旧问题，却需要创造性的想象力，而且标志着科学的真正进步。”进行产品开发前的需求分析就类似于爱因斯坦所说的“提问题”，找准需求就成功了一大半，后面就是具体实现的措施。日本工业产品之所以设计一流、品质卓越、行销全球，其原因就在于日本企业普遍高度重视市场需求分析，他们不仅投入大量人力物力，通过调研准确掌握潜在用户的实际需求，更舍得花心思去把握消费者的内在心理以及所在国的文化习俗。民品的开发离不开准确的市场需求分析，军工产品的开发更离不开准确的军事需求分析。大到未来战争的作战样式，小到士兵的使用体验，都是设计师应该认真考虑的设计方向性因素。因此，设计师应当特别重视从部队一线反馈的信息，并适时深入部队一线调研，了解直接用户的需求。

2.充分考虑“六性”

“六性”直接决定了军工产品能否顶用、耐用。“六性”相互关联，互为支撑。可靠性、安全性、环境适应性是最基本的要求。维修性容易为设计师所忽略，它决定着装备在战场上的“复活”率。1973年的中东战争中，以色列和阿拉伯军队双方武器装备损失惨重。以军在头18小时内有75%的坦克丧失了战斗能力。但是由于梅卡瓦坦克良好的维修性设计，以色列人成功地在24小时内使其中80%的受损坦克恢复了战斗能力，有些坦克甚至反复修复达4～5次之多，以军可作战装备几乎没有减少；而埃及、叙利亚军队可作战的装备则越来越少，最终以军取得了胜利。以色列军队的经验和做法引起各国高度重视，军工产品的维修性设计由此兴起。产品缺乏维修性设计往往不是技术问题，而是设计师没经历过，压根儿想不到。原苏联的著名战斗机米格-17，在地面维护检查时动辄要将飞机从中间拆开，将发动机从后机身拖出，为的是寻找从机背检查窗掉下去的螺丝。之所以容易发生螺丝从飞机机背上的发动机检查窗掉进发动机舱的情况，原因非常简单，就是该型飞机发动机的检查窗开在了机背上。为了解决这一不大不小的麻烦，著名的苏联飞机设计师米高扬到了经典名机米格-21设计时，将飞机发动机的检查窗改到机腹，螺丝再发生掉落就直接落到了地上，问题就这样被彻底解决了。这一改动看似没有多少技术含量，但它以使用中的不足为指导，实则暗含了设计的经验。测试性是先进大型复杂装备呈现的一个新特征，如美国的F-22战斗机，能够实时显示飞机状态，并能在故障时自动进行分析诊断。实现测试性的前提是要在设计阶段提前规划，事先预留可测试点，并安装相应的传感器，否则到了设计后期就没有安装传感器的空间。保障性是另一个需要设计师充分留意的因素，第一次世界大战中由于美国和英国两国的坦克车辆所用螺丝标准不同，导致联军的螺丝无法通用，战场维修不便，很多坦克、汽车因此趴窝，这一教训后来直接催生了国际标准化学科的创立。

对于军工产品而言，设计师必须树立“六性”和产品的功能性能同等重要的意识，在设计之初就做好系统规划，并在设计活动全过程时时留意。设计时只关注功能性能，在已完成的设计方案上添加“六性”措施，往往要付出许多倍的代价，甚至根本无法实现。

3.汲取教训

俗话说失败是成功之母，但其中的必要条件是要从失败中分析原因，汲取教训，避免由于相同的原因再次失败。在工业产品设计、制造和使用中，往往伴随着各种各样的故障发生。因为故障会造成损失，很多人都害怕发生故障，甚至到了谈虎色变的程度。殊不知，故障对于产品设计恰恰是最宝贵的财富，是对设计师最有用的指导。德国百年轴承企业KRW公司原本只是一家名不见经传的小公司，但他们格外重视对故障的分析，不仅对自己产品发生的每一起故障进行透彻的机理分析，还花费相当精力对搜集同行产品发生的故障进行研究。他们对故障的重视甚至到了令人咋舌的地步，一旦听说在世界范围内任何地方发生了由于轴承失效引起的重大事故，都会第一时间派员赶赴现场。从故障中获得反面信息，及时在产品设计中采取规避措施，从故障反馈到设计。如此反复迭代，产品质量无形中实现了螺旋式上升。

4.兼顾可制造性

设计完成之后，产品投入批量生产后的可制造性，其实也是在设计过程中就应该实时留意的，这就是设计和工艺相结合的问题。国外对工艺的重视程度甚至高于设计本身，因为工艺的成熟度对于保证产品质量来说十分重要。有记者去过俄罗斯在远东地区共青城的飞机制造厂，世界最先进的战斗机之一苏-27系列歼击机就是在那里制造出来的。他回来后写了一篇报道，惊叹俄罗斯飞机制造厂管理落后，那里没有什么6S、六西格玛精益管理的概念，而且由于劳动力匮乏，在生产线上从事制造的竟然是一群妇女甚至老人，可是她们却制造出了性能优异、世界一流的飞机。为什么？答案在于俄罗斯具有相当成熟的飞机制造工艺。二战中苏德战争前期，由于苏联对战争准备不足，在开战之初的48小时内，苏联空军就损失了80%的飞机。可是，苏联的航空工业很快又制造出来大量的飞机，及时弥补了损失，并且由于强于德国的生产效率，不仅赶上并且到后期反超了德军飞机的数量。相似的情况还表现在T-34坦克的生产制造上。这一方面是由于苏联通过3个五年计划拥有了当时欧洲第一、世界第二的经济总量；另一方面就是因为苏联的设计师们很注意考虑产品的可制造性。号称坦克杀手的伊尔强击机的设计师伊柳申，后来被授予上将军衔，他早年的经历显示，既干过底层的车间工艺员，后又参军从事过机务维护。恰恰是他的这些经历后来成就了他，使他以伊尔飞机优异的作战性能、良好的维修性和高效的可制造性成为闻名于世的一代飞机设计大师。而在我国重视设计，轻视工艺

的现象在各军工行业都比较普遍，设计师习惯于将一些高新技术成果盲目堆砌搭建积木，缺乏兼顾后期可制造性的“弦”，更不懂得考虑工艺的成熟性问题。结果到了批产阶段，有时所需原材料、元器成件断档；有时因为规定了不必要的精度极大地提高了制造成本，降低了成品率；有的还人为地增大了加工、装配难度，导致产能上不去。这些对于军工产品制造都是不相适宜的，因为在战时装备制造率有时是决定战争胜负的重要因素。

5.试验考核要充分

决定产品设计质量的最后一关是试验考核。理想与现实往往存在很大差距，设计师头脑中美妙的想法转化成设计产品，到使用中有时会不堪一击。任凭你绞尽脑汁，运用平生所有的经验，使出浑身解数，也不可能考虑的完美无缺。所谓“智者千虑，必有一失”，只有通过全面、充分的试验考核，使产品设计缺陷充分暴露，继而修改完善，再考核直至全面通过考核试验，才能打造高质量的产品。这是世界民品大公司和军工行业普遍采取的质量保证措施。为什么大家总感觉国产车比合资车质量差一些？从外观、用料、性能参数看，国产车似乎不逊于合资车，而且同档次产品价格还要便宜些，国人对于国产车的认可度仍明显低于合资车，主要是担心小毛病会比较多。原因是多方面的，但深究起来，很重要的一点就是国产汽车企业在产品试验考核环节有缺失、不充分，问题不在厂内暴露，就势必会在厂外暴露。比如，振动试验很重要，可以检验很多零部件牢不牢固、整车抗不抗“造”、能不能经得起各种“折腾”；还有各种模拟真实使用条件的环境适应性试验和专门考核某项性能的针对性试验等。这些试验如果不认真做，就不会有人家质量好。高质量的民品赢在市场，军工产品却要赢在战场。同样道理，军工产品投入批产前，必须制定完备的鉴定试验大纲，充分开展考核试验。在选取试验项目时要尽可能假象各种实际使用环境，试验内容和条件要尽可能接近于真实条件，即实战化考核。忽视试验环节，再好的设计都可能是风中之烛，没有质量可言。

参考文献：

[1]邓小平.邓小平文选(第二卷)[M].北京：人民出版社，1994.

[2]梁工谦.质量管理学[M].北京：中国人民大学出版社，2010.

(责任编校：罗红，张静)

DOI:10.19327/j.cnki.zuaxb.1007-1199.2016.03.010

(作者单位：海军驻洛阳地区航空军事代表室)