型号总装“过程质量”分析与监控研究

◎北京卫星环境工程研究所 王春野 孙刚 郑丽得 张春柳 余继攀

型号总装“过程质量”分析与监控研究

◎北京卫星环境工程研究所 王春野 孙刚 郑丽得 张春柳 余继攀

一、型号总装“过程质量”关键要素识别

1．“过程质量”的管理理念

过程就是将一组输入转化为输出的相互关联或相互作用的活动，含有输入、输出、控制和资源4个要素。组织的业务活动是由若干不同层次的过程所构成，且这些不同层次的过程互相联系、影响、制约，一个过程的输入可能是多个过程的输出，一个过程的输出也可能会成为多个过程的输入，过程网络具有复杂性和有机性。过程质量就是过程满足要求的程度，产品实现过程中任何一个环节都有过程质量。其中，设计质量是产品的固有质量，其占产品质量好坏的80%，工艺技术是保证设计技术参数在产品实物上得到体现，而采购、生产和服务则直接决定着产品的质量和顾客满意度。只有将过程质量控制好，才能在质量问题的“源”处控制质量，而质量管理体系是为保证这些过程的规范实施而建立、运行的。

2．型号总装“过程质量”分析

尽管航天器型号总装过程一直处于质量管理体系的监控之下，但其过程的特殊性在于它是研制和生产相结合的过程，采用 “单件小批量”模式。相比于一般的企业生产过程而言，其不确定性、不稳定性更大，这种风险既源于规划阶段、也源于实施阶段，而解决上述问题的主要途径就是技术状态更改。

过程网络具有复杂性和有机性，对于航天器型号产品而言，这种复杂性和有机性更为突出。设计过程、工艺过程、生产过程，都很可能是多个过程的输入或输出，与后续组织的管理活动、资源提供、产品实现和测量等过程互相联系、影响、制约。在这种复杂的过程下，技术状态更改会增加总装过程的风险和不稳定性，且以临时性的技术状态更改的负面影响更为突出。

型号总装过程临时技术状态更改可分为临时设计技术状态更改和临时工艺技术状态更改，具体如下：

一是临时设计技术状态更改——现场技术问题处理单/技术协调单。

以某航天器型号总装研制单位为例，型号总装现场临时设计技术状态更改方式主要是现场技术问题处理单和现场技术协调单，技术问题处理单用于处理总装现场的设计、工艺、操作、器材、软件、地面设备、累积或加工误差等原因引起的技术问题；而技术协调单用于处理技术协调、分系统要求、流程调整、进度要求、故障排查、举一反三等原因引起的协调问题。因二者涉及工作内容的颗粒度近似一致，故笔者将二者统一考虑，以二者之和来表征型号总装现场临时设计技术状态更改的总量，即表征设计质量的不稳定性和不确定性。

从该单位近年的研制数据看，现场技术问题处理单/技术协调单数量一直居高不下，其型号总装过程年均办理的现场技术问题处理单/技术协调单高达2000份左右，按照年均20000序左右的型号总装工作量估计，型号总装过程平均每完工10道工序，就至少办理了1份技术问题处理单/技术协调单。且数据表明，现场技术问题处理单/技术协调单几乎一直存在于航天器型号研制的全过程。

二是临时工艺技术状态更改——临时工艺和工艺划改。

在航天器型号总装研制中，在设计输入文件和图样确定后，工艺技术人员编制总装正式工艺文件，经评审受控后下发至总装现场，其中涵盖了总装和检验方法所需的工装、设备、物料等，作为生产准备的基线和主要依据指导总装研制工作。但当型号总装现场暂时不能按原正式工艺文件生产时，通常采取编制临时工艺、对原工艺文件进行划改2种方式对正式工艺文件进行临时性变更、补充和说明。这2种方式一般是由设计技术状态更改触发，但在特殊情况下，工艺人员也可因协调要求、工艺完善、工艺错误等原因自行触发。

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现场技术问题处理单/技术协调单、临时工艺、工艺划改是表征航天器型号临时技术状态更改的主要参数，是影响型号总装“过程质量”的重要因素。除此之外，型号总装过程文件质量(评审一次通过率等)、总装操作人员状态、开工准备情况、操作符合率、签署情况等因素均对型号总装“过程质量”有不同程度的影响。

二、质量控制图在型号总装过程中的应用

1．质量控制图

统计过程控制（SP C）是一种统计控制技术。本质是利用样本的统计信息来判断过程状况，及时发现异常波动的征兆，并采取措施减少其对过程的影响，使过程维持在仅受正常波动影响的受控状态，以提高过程的效能、达到控制过程质量的目的。它是现代质量管理领域中非常基础、非常有用的一种方法，可以理解为是应用于过程中的改善活动，也是一种改善管理过程的机制。

质量控制图即是基于SPC技术，用来监测生产过程状态的一种有效的统计技术工具。其上一般有3条线：中心线（CL）、上控制界限(UCL)和下控制界限（LCL），其中上下控制界限根据±3σ法进行计算。按数据性质，质量控制图分为计量值控制图和计数值控制图，常用的计量值控制图有均值——极差控制图、标准差控制图等，常用的计数值控制图有不合格品率控制图、不合格品数控制图、单位缺陷数控制图等。

2．型号总装应用举例

以某单位型号总装研制为例，将近5年正样型号办理的现场技术问题处理单做为研究对象，并按月将数据分为60组，每月的工序完工数即每组的样本数(n),每月办理的现场技术问题处理单数定义为样本的缺陷数(c)。考虑到各组样本容量非常数，故选用计数值型控制图中的单位缺陷数控制图（μ图）进行计算：

因笔者只关心研究对象是否超出上限，故无须计算下控制界限。由此绘制分析用μ控制图，如图1所示。

图1显示，2015年5月和7月、2016年6月至2017年2月的点均明显超出了上控制界限，该单位型号总装过程未处于统计控制状态（即统计稳态），过程质量不稳定，并且2016年6月至2017年2月是质量波动较大的区间，应对本区间的现场技术问题处理单进行重点分析和干预。

进一步选取2016年6月至2017年2月期间该单位的25个正样型号做为样本，每个型号的工序完工数为样本数(n),现场技术问题处理单数为样本的缺陷数(c)。仍选用单位缺陷数控制图进行计算并绘制分析用μ控制图，如图2所示。

型号4、型号5、型号6、型号7、型号8的点强了型号总装“过程质量”识别和监控的系统性,提高了把握生产实际状态的能力，为企业开展产品保证过程控制、面向产品质量分析、查找薄弱环节等工作提供了高效便捷的工具和手段，有效防范了型号总装过程质量风险的发生。▲在控制界限之外，是导致过程质量不稳定的主要因素，此时应对质量波动较大的5个型号进行预警，对现场技术问题处理单涉及的事项进行重点分析和干预，进一步分析AIT生产质量管理过程的变异因素直至该样本重新处于统计控制状态。

当前，航天器型号总装正处于“产品质量”向“过程质量”转变的关键时期，加强成熟的统计技术理论基础与型号总装领域专业知识的结合，可以对型号总装质量有全局性的把握，并使过程变异最小，从而提高型号总装质量水平。笔者在对航天器型号总装过程的重要质量要素进行充分识别的基础上，采用质量控制图的方法进行型号总装“过程质量”监控，及时发现了过程变异的样本，进一步加