以航天“零缺陷”系统工程管理和工艺细化量化为牵引，提升外协精细化质量管控的思考

朱江等＊ /北京航天晨信科技有限责任公司

航天工程汇聚了成千上万的研制人员、数量众多的协同单位和难以计数的生产设备，具有系统复杂、技术密集、风险性大、研制周期长等特点，需要组织协调各方面资源开展航天系统工程管理。总体单位质量管控手段、方法相对落后，尤其在深入开展精细化质量管控方面存在把关式质量管控，导致质量预防能力不足，向供应链源头和技术源头延伸管理不到位；外协配套单位尤其是二次外协配套单位对航天相关标准规范落实不到位、工艺过程控制不严格。北京航天晨信科技有限责任公司作为供应链“链长”单位，亟需以航天“零缺陷”系统工程管理思想为指导，开展管理方式和手段创新，切实提升外协管控能力。

一、工艺细化量化是贯彻航天“零缺陷”管理理念，提升精细化质量管控的重要手段

20 世纪60 年代初，“零缺陷”之父克劳士比提出了“零缺陷”思想，先后在美国、日本等国家的制造业和工商业等领域得到推广和应用，使得产品和服务质量迅速提高，达到世界级水平。“零缺陷”强调预防系统控制和过程控制，第一次把事情做对并符合承诺的顾客要求，不依靠事后的检验纠正。实践证明，“零缺陷”管理可以提高全员对产品质量和业务质量的责任感，从而保证产品质量和工作质量。

近年来，航天院所引入了“零缺陷”管理理念，并在航天系统工程产品的研制中不断发展，逐渐形成具有航天管理特色的“零缺陷”理念和以“零缺陷”系统工程管理为特征的质量保证方法。以“零缺陷”为质量控制目标，不断改进设计、生产、试验和管理工作，确保产品质量。“零缺陷”管理重视精细化和量化质量管控，航天质量管控认为结果是过程的输出，只有过程受控，才能保证把事情一次做对、做好。要想做到过程受控，首先要对目标、要求进行明确量化，其次对产品或工作实现的过程控制量化，同时强调做事有依据、执行有标准、过程严控制。

航天院所在系统总结工艺和生产过程主要问题的基础上，提出了工艺文件细化量化控制的有关要求，以全面提升工艺技术和管理的精细化水平，确保产品生产过程质量稳定。工艺文件细化量化面向产品工艺全过程，以实现控制要素具体化、工艺参数数值化。工艺要素主要包括工艺规程中规定的对人、机、料、法、环、测等方面的各项要求，其中人员控制要素指对岗位的技能要求和资质要求等具体内容；设备（含工装、测量设备）控制要素指对设备（含工装、测量设备）的功能、精度等要求；原材料控制要素指对原材料、元器件、辅助材料的技术标准、规格等要求；生产环境控制要素指对温度、湿度、洁净度、电磁环境、有害气氛指标等要求；多余物控制要素指对预防、去除、检查多余物的具体方法的要求；工艺参数控制要素指对各类工艺参数的具体数值范围要求。系统开展工艺量化细化工作可以帮助组织形成一整套固定的、科学的、系统的、量化的、精细的质量控制方法。

二、以工艺细化量化要求为牵引，提升总体单位供应链管控和外协产品质量

1.存在的主要问题

目前，航天总体院所在开展工艺量化细化过程中，主要将上级工艺细化量化要求转发给生产单位或者外协配套单位开展相关工作，总体单位并没有根据本单位产品的特点对上级工艺细化量化要求进行补充和完善。生产单位、外协配套单位仅依据本单位常用的标准或经验开展工艺细化量化工作，导致工艺细化程度不一，工艺量化参数各不相同，同一个工艺参数指标在不同单位之间往往也不尽相同。总体单位因受专业背景限制，无法在具体工艺过程细节提供明确判断意见，仅将产品最终的功能、性能指标是否满足技术要求作为判断产品质量合格与否的标准。因产品生产过程控制不细致、不明确，导致产品制造可靠性不高，质量问题频发，从而使交付存在隐患。

2.开展工艺量化细化的方法

系统抓总单位根据系统分析抓总产品功能、性能特点，对交付产品的质量状况进行综合分析，提前识别出需要重点关注的影响产品质量特性的关键过程，编制关键过程工艺细化量化技术要求，明确提出各类工艺参数的具体数值范围要求和需要细化的工艺参数等，将要求作为质量保证要求或形成标准下发给各级次供应链单位。各级次供应链单位依据系统抓总单位下发的细化量化工艺要求，编制适合本单位承制产品特点的工艺规程，将全部细化量化工艺要求落实到产品工艺规程中；工序二次外协的一次外协单位应将要求及时传递给二次外协单位，并监督二次外协单位进一步落实细化量化工艺要求。系统抓总单位依托对供方的技术交底、设计评审、工艺评审、试验监督、质量评审、产品验收以及二方审核等过程环节，对细化量化工艺要求的落实情况进行监督检查。总体单位应以影响产品质量特性的关键环节为切入点，以细化、量化工艺要求为抓手，以标准规范为载体，精准提升整体供应链质量保证能力。

3.总体单位推动开展工艺量化细化的意义

一是提高总体单位负责的全系统供应链工艺文件的编制质量，增强工艺文件的指导性和可操作性，提升工艺对产品质量的保证能力，实现产品质量的稳定性和一致性；二是供应链单位所属行业众多，通过推行细化量化工艺要求，将航天标准推广到配套各行业厂家，防止出现配套单位为了降成本、赶进度，以本行业低标准代替航天高标准，导致产品制造可靠性降低；三是总体单位牵头组织开展工艺细化量化方法研究，便于汇聚各方标准与经验，形成的成果知识供成员单位共享。

三、工艺量化细化在外协再流焊接过程控制中的实践

北京航天晨信科技有限责任公司作为航天指挥通信系统总体单位，其指挥通信类设备种类较多，产品具有可靠性要求高，集成化、小型化程度高，配套厂家分布广，配套产品生产过程质量控制标准和方法多样等特点。公司采用“小核心、大协作”的研制模式，自研设备的研制管理模式为：设备设计、调试出厂在公司内部进行，制造过程通过外协单位完成。

随着技术的发展，再流焊接已经成为当下PCBA 主流生产过程，再流焊接质量一定程度上决定了产品的固有质量。通过对近年来出现的质量问题进行分析，发现焊接问题较多，供应链厂家执行的贴片焊接工艺技术标准不统一，例如BGA 空洞率的控制标准、焊锡膏的选择、丝网印刷参数的设计、再流焊机参数的设置等没有统一的标准要求，导致总体单位外协产品焊接质量一致性存在隐患。在航天型号低成本、高可靠性和大批量生产的背景下，开展再流焊接工艺细化量化具有一定的现实意义。

公司以“预防为主，全过程受控”为目标，加强对全级次供应链的质量管控，坚持预防为主、系统管理，深入传递“零缺陷”质量意识，努力实现供应链产品关键过程精细化、量化质量控制，系统制定了针对再流焊接关键过程的精细化和量化管控实施方案，采用策划、编制、检查和推广（PDCA）的系统管理方法推进外协再流焊接这一关键过程的工艺量化、细化工作。

1.成立研究团队

公司组织A 中心、B 公司和C 公司共同开展再流焊接工艺细化量化要求研究，厂家的选择具有一定代表性，3 家企业分别在中电系统、航天系统和民营企业中承担指挥通信设备研制，同时在再流焊接专业领域积累了丰富经验。研究团队的成立为后续成员单位共同开展指挥通信类设备再流焊接工艺细化量化研究打下了坚实的基础。

2.明确研究路径

主要研究路径包括：梳理再流焊接工艺流程；梳理近2 年再流焊接遇到的典型工艺问题和措施；明确再流焊接全部工序和工步；梳理再流焊接选用的各级各类技术标准；提出细化后的再流焊接各工步控制要素；根据细化后的再流焊接各工步控制要素，明确可量化的控制要素；针对可量化的控制要素规范量化指标等。

3.规范工艺量化指标要求

依据《航天电子电气产品再流焊接技术要求》《表面和混合安装印制电路板组装件的高可靠性焊接》《航天电子电气产品有铅、无铅混合再流焊技术要求》和其他有关的标准，对能够形成统一意见的量化指标控制要素形成规范性指标要求，对因各种原因无法形成统一意见的量化指标形成推荐性指标要求、指南或不规定具体量化指标，由厂家根据实际情况自行量化规定，经研究团队共同研究并形成再流焊接过程主要参数及量化指标。

4.形成补充技术要求

在征求其他指挥通信类设备外协配套单位意见后，经评审形成《指挥通信类设备再流焊接工艺文件细化量化控制要求》文件。选择试点项目，在该项目中以质量补充要求形式将《指挥通信类设备再流焊接工艺文件细化量化控制要求》推广至该试点项目使用。

5.总结与效果评价

A 中心借鉴《指挥通信类设备再流焊接工艺文件细化量化控制要求》，在指挥通信类设备中的某模块载板、某核心板、某主控板等将近300 种板卡的作业指导书或工艺规程中进行体现，作业文件工艺量化细化度与之前相比提高了15%。根据工艺量化细化后的作业指导书或工艺规程进行试生产，目前已交付2 万余块板卡，总体单位经过测试和环境试验后效果评价良好，并将试生产中发现的问题不断完善到控制要求中。后续，将《指挥通信类设备再流焊接工艺文件细化量化控制要求》推广至其他项目生产使用，将文件上升为标准，作为公司外协配套补充技术要求，用于指导和规范公司全体各级次外协配套单位的贴片再流焊接过程，同时用于指导公司各类外协产品的过程验收，实现源头控制、外协精细化质量过程管理和质量问题预防。

四、对于系统开展工艺量化细化的思考

1.建立企业产品工艺量化细化标准体系，构建顶层规划

面向工艺全过程控制要素具体化、工艺参数数值化要求，紧密围绕工艺量化细化工作，建立与专业技术同步的企业产品工艺量化细化标准体系，全面指导和服务于产品工艺文件或规范编制，有力规范实际生产操作，如图1 所示。

图1 工艺细化量化流程图

2.建立企业工艺量化规范体系，实现文件编制具体化

在开展工艺规范制定情况清查的基础上，以工艺量化细化标准体系为指导，及时固化工艺量化经验，依据标准积极推动工艺量化规范的制（修）订工作，并在产品研制中积极推广应用，形成文件编制具体化、结构化的参考和载体。结合数字化转型要求，基于结构化工艺设计系统的建设与应用，全面梳理当前工艺数字化、结构化现状，构建和完善相关工艺参数库、知识库和资源库等，作为工艺量化细化的支撑。

针对企业产品研制特点和配套产品构成，基于工艺量化细化标准体系，参考工艺规范和实际生产工艺经验，针对典型、通用产品形成各类工艺量化规范，应包括关键产品、重要环节和主要流程，经与各专业工艺量化细化标准相交集，产生具有鲜明的产品特点和专业特点，并用于指导结构化工艺文件编制的工艺量化规范。

3.完善各类工艺数据库构建，实现知识推送和重用

依托数字化工艺平台，基于已形成的工艺量化细化标准、工艺量化规范等内容，根据配套产品单位生产工艺实际情况，并行开展各类工艺资源库、工艺知识库、工艺参数库、工艺模板库、工艺规范库的研究和补充完善，逐步实现工艺量化细化知识的推送和重用，用于指导各类专业工艺文件编制。

4.固化研究管理成果，全面推广应用

通过制定工艺量化细化标准体系，以具体产品、专业为载体形成工艺量化规范体系，进而形成量化的工艺参数库、工艺资源库、工艺知识库等，借助数字化工艺平台，在产品结构化工艺文件编制时能够少量修改工艺参数就能输出量化细化的工艺文件，用于产品生产加工，提高结构化工艺文件编制效率，而且有效地量化细化工艺文件。▲