宇航产品星级生产现场质量管理最佳实践

田立成、张彪、张佰森、李永春、马鑫、者鹏 /兰州空间技术物理研究所

近年来，以高质量、高效率、高效益为发展目标，兰州空间技术物理研究所实施宇航产品设计与生产分离战略，以产品化、信息化、专业化为抓手，推进以产品管理为核心的科研生产模式转型升级，进一步强化生产现场的规范化管理，依据GB/T29590 企业现场管理准则和生产现场管理星级评价手册，研究所宇航产品生产现场实施了星级管理战略，以KANO 模型、质量功能展开（QFD）方法完善了生产现场目标管理体系，建立了设计、生产、检测、改进全过程风险预防一次做对模型，生产现场质量管理持续改进，生产现场体系较好满足了设计与生产分离情况下研究所实施的以产品管理为核心的科研生产模式转型升级的需要，生产现场人、机、料、法、环、测等环节管控步入正轨，研究所宇航产品生产现场获评国家五星级生产现场。

一、生产现场目标管理体系

1.生产现场顾客需求分析

生产现场主要面向研究所各产品设计单位提供产品的电子装联和机装生产，为了精准识别各产品设计单位对产品生产制造的要求，设计调查问卷并开展多种形式的现场座谈交流，以更加精准地识别和把握不同产品设计单位对产品生产制造的心理需求与预期。采取KJ 法对以不同形式搜集的顾客一次水平需求、二次水平需求和三次水平需求进行需求结构化整理，从而进一步对研究所、产品设计单位、员工、外协供方及社会五大相关方的顾客需求进行分类分析以更加精准有效地制定生产现场管理目标。

应用描述顾客满意度和产品质量相互关系的KANO 模型（见图1）有效地对搜集到的顾客需求进行系统分析，按一定原则将不同顾客需求进行分类，以顾客满意度为依据，把顾客需求分为基本需求、期望型需求及魅力型需求，以便更加细致地识别顾客需求。基本需求是产品必须具备的基本功能或服务，是不需要顾客表达出来的理所当然的期望，它的满足或超额满足对顾客满意度贡献不大，但如果不具备，顾客将非常不满意。期望型需求即顾客满意度与此需求的实现程度成正比。魅力型需求是顾客意想不到的产品特征得到了满足，如果产品中没有这类属性，顾客不会不满意，但如果具备，顾客将非常满意，这类属性使产品对顾客有更强的吸引力。在此基础上，通过QFD 将顾客需求信息合理有效地转换为产品生产阶段的技术目标和作业控制规程，最终形成生产现场的管理指标。

图1 KANO模型

2.生产现场KPI 管理体系

采用态势分析法（SWOT 分析法）对研究所面临的内部优势与劣势、外部机遇与威胁进行系统分析，构建SWOT 交叉分析矩阵如表1 所示，基于SWOT 分析原理提出SO、WO、ST、WT 等4 种组合形态或战略，SO 为开拓型战略，旨在最大程度地发挥研究所生产现场内部优势的同时抢抓外部发展机遇，利用有利因素发挥最大化效能；WO 为争取型战略，通过争取外部发展机遇弥补生产现场的自身短板；ST 为抗争型战略，通过生产现场的内部优势规避外部威胁，达到扬长避短的目的；WT 为防御型战略，旨在通过抓住主要矛盾来最大限度地规避生产现场自身劣势和外部威胁，实现阻滞因素的最小化。根据实际内涵对交叉分析矩阵中SO1-SO3、WO1-WO3、ST1-ST3、WT1-WT3包括的要素进行归纳概括，结合研究所生产现场发展现状，提出生产现场坚持工艺技术创新、精益质量过程控制、数字质量平台建设等发展战略，细化制定生产现场年度工作目标，形成生产现场年度工作策划重点推进，将生产现场管理目标和重点管理活动分解到现场每个班组，并制定多维度的考核办法以最终确保现场管理战略要求的落地。将生产现场班组目标进行多维度分解，形成了从生产现场班组到岗位人员的细化考核方案，通过对过程工作计划、工作质量等指标的监测开展过程评估与考核，确保生产现场全年指标的顺利实现。

表1 研究所生产现场SWOT交叉分析矩阵表

通过顾客相关方需求调查，KANO 模型分析及QFD 分析，从产品工艺要求、生产要求2 个层次构建零部件级产品的QFD展开分析模型，形成生产现场产品技术和生产过程要求的技术指标，最终将顾客相关方需求转化为明确的现场管理KPT 体系，保证星级现场建设实现“质量、效率、效益的全面提升”，保证生产计划完成率、质量指标如不允许出现低层次质量问题、数字质量平台如CAPP 工艺结构化率100%等，通过生产现场管理KPI 体系的制定与过程推进实施，最终实现生产现场产能规模提升，产品质量受控，现场管理信息化和智能化，生产效率高，工业技术先进，员工技能水平高。

二、生产现场全过程风险预防一次做对模型

针对宇航产品单件研制、高可靠、高价值、在轨不可维修等特点，研究所生产现场建立了全过程风险预防一次做对质量控制模型，从宇航产品设计、生产、检测、改进4 个方面，通过风险管控、过程检查、质量问题闭环追踪及生产总结等措施，确保生产现场产品质量稳定可控。

1.设计一次做对

在宇航产品设计过程中，应用失效模式与影响分析（FMEA）、产品特性分析、禁限用工艺检查等方法开展系统的技术风险识别与控制，形成设计一次做对模型，如图2 所示。在产品设计过程中，设计师通过应用设计失效模式及后果分析（DFMEA）方法工具对产品设计阶段存在的风险进行有效识别，开展产品特性分析，对产品的可制造性开展设计，通过仿真验证设计的正确性，形成产品设计方案。产品工艺设计师参与早期产品设计，工艺师与设计师有效协同，制定产品可制造性评审要素表，对产品的可制造性进行提前审查，同时制定形成产品设计方案与工艺设计方案的评审要素。设计方案阶段，工艺与设计并行，在设计方案策划过程中工艺师有效参与沟通并提出生产过程存在的风险，在设计仿真过程中工艺师参与沟通并确认复核仿真结果，并对工艺生产流程、可操作性、经济性、可维修性提出改进意见。

图2 设计一次做对模型

工艺师通过应用过程失效模式及后果分析（PFMEA）方法工具识别产品生产过程中存在的风险，对构成产品的零部组件与生产制造过程中的各工序工步逐一进行全面和系统的分析，找出所有潜在的失效模式，并分析可能存在的潜在失效起因、机理和潜在失效后果，采取必要的措施来清除风险或使其减少或降低至可接受的程度，将重大风险转化为生产阶段的产品保证要素进行控制，通过工艺文件、现场管理规章制度与警示等固化控制措施，形成产品工艺设计方案，最终提高产品的质量与可靠性。针对工艺难点、复杂工艺技术提出工艺方案，通过进行各项工艺试验、工艺鉴定、工艺攻关等验证，确保工艺方案可执行。在工艺设计阶段，产品保证、检验及操作人员通过设计输入工艺性审查、关重特性分析、产保要素审查、工艺清单审核、禁限用工艺检查等措施，确保工艺设计的一次做对。产品工艺与设计的有效协同如图3 所示。在工艺设计评审过程中制定评审要素，操作、检验、产保等参与工艺设计评审，根据工艺设计评审要素对工艺进行评审以保证工艺设计的一次做对。

图3 产品工艺与设计的有效协同

2.生产一次做对

在现场产品生产过程中，应用防错技术、生产阶段产品保证、关键过程管理、质疑单、实物产品质量检查等方法，对产品生产过程人、机、料、法、环、测等进行全面管理，确保生产一次做对，生产一次做对模型如图4 所示。通过MFMEA 方法工具有效识别设备存在的风险，通过组织技术交底、案例分析、关键过程确认、要素提示等防错技术，避免人为因素导致生产问题。关键工序实施“三定”即定人、定方法、定设备，产保工程师对关键过程实施过程进行确认，确保关键过程的正确性。操作人员对不能准确指导操作的工艺文件等存疑时，填写技术质疑单，通过质疑机制进行闭环，确保不带隐患操作。在操作自检、检验专检基础上，产保工程师组织设计、工艺、用户等对关键特性、产保要素进行现场再确认，确保不放过任何一个疑点。在产品固封前、合盖前设置检查确认点，明确检查项目，确认产品实物符合要求，在产品交付时设置数据包检查点，明确检查项目，确保数据包正确、完整。采用AOI 光学自动检测设备、X 光检测设备等实施工序检验，确保不让有质量缺陷的产品流转到下道工序。

图4 生产一次做对模型

3.检测一次做对

通过来料入所复验、过程检验、单板调测、整机联测、出所测试等多个环节，及时发现、处理不合格产品并制定预防措施，确保不将不合格品交付给最终用户。检测一次做对模型如图5 所示。结构件、磁性件、印制板加工等过程委托外协单位，入所投入生产前需进行检验，印制板表贴、初装，整机初装、调试后返修/落焊、整机总装等全流程全工序一步一检，确保万无一失。通过单板调测、整机联试、出所测试等多环节把关，确保交付产品性能指标满足要求。产品实行100%检验，一般检验点由检验员实施，关键/强制检验点由产保工程师组织产品检验人员、工艺设计师、设计师（或顾客）共同实施。通过在生产检验过程中配置AOI 光学自动检测设备、电源自动检测系统等自动检测设备、磁性件自动测试系统及元器件极性自动检验等，有效提升检验测试效率及准确性。

图5 检测一次做对模型

4.改进一次做对

针对生产过程中发现的问题，开展不合格审理、质疑单、A3 报告、质量分析会等形式的质量活动，做到原因清楚、责任明确、措施落实，生产现场改进一次做对模型如图6 所示。将生产现场发生过的问题进行汇总整理，形成生产现场质量案例库，对生产现场的员工开展培训教育，避免问题的再发生。通过制定详细的不合格品控制程序，进行不合格品控制。坚持不合格品控制原则，确保原因不清楚不放过、责任不清楚不放过、纠正措施不落实不放过。在生产现场通过团队讨论分析，将问题分解过程、起始状态、目标状态及执行计划填写在A3 纸上，通过A3 报告制定生产现场的问题解决方案并形成措施和计划。组织开展质量控制小组活动，鼓励全员参与，解决生产现场发现的问题，提炼总结活动成果，以管理制度或工艺文件的形式固化，并在所内发布，实现资源共享。以面向产品质量分析为抓手，推进产品实现过程薄弱环节分析与改进，生产现场定期开展质量分析活动，识别产品实现过程的薄弱环节和现场共性质量问题，采取纠正和预防措施，及时消除潜在不合格因素，确保产品质量可靠，不定期与产品设计单位、检测中心、外协单位开展联合质量分析会，实现持续改进共同提升。生产现场还建立了质量问题归零的要求与流程，发生质量问题实行2h 快报制度，并制定生产现场质量问题管理实施细则，严格按要求与流程开展质量问题归零，重大问题实施技术与管理双归零，技术上按定位准确、机理清楚、问题复现、措施有效、举一反三开展归零，管理上按过程清楚、责任明确、措施落实、严肃处理、完善规章开展归零，在归零过程中应用面向产品、面向流程、面向组织查找管理中存在的问题并制定改进措施，结合质量案例库开展全面系统的举一反三，实现生产现场的持续改进。生产现场建立了质量监督检查机制，包括所级、部门级、生产现场班组级各层级质量监督检查，采取日检查、周通报、月总结的模式，对质量监督检查发现的共性问题组织专题协调，对个性问题采取拍照、曝光、考核、整改、闭环等管理手段，降低质量问题发生率。在产品生产结束后、交付前，组织设计、工艺、操作、检验、产保等相关人员从生产输入、工艺设计、过程问题、状态控制等方面对产品生产阶段进行全面系统的总结。

图6 改进一次做对模型

三、生产现场质量管理实践效果

采用KANO 模型和QFD 质量功能展开对顾客需求进行系统分析并建立完整的生产现场管理体系，在现场建立了设计、生产、检测与改进一次做对模型，经过生产现场质量管理实践，研究所生产现场质量管理进一步实现了精细化，有力提升了生产现场的质量管理水平。

通过利用KANO模型和QFD质量功能展开、A3 报告、DFMEA、PFMEA、双归零、三个面向等先进的质量管理方法工具，生产现场的质量管理水平得到了较大提升。通过可视化、流程化管理提升了生产现场的管理水平和生产效率。按照“6S”的要求进行管理和检查，形成了良好的工作环境，生产现场做到了没有与生产制造无关的物品，产品、工装夹具等做到了定位定量放置、取用方便，生产现场管理要求实现了规章制度化，现场员工遵守规章制度约束形成了良好的工作习惯和团队协作意识。

生产现场质量管理持续改进，生产现场体系较好满足了设计与生产分离情况下研究所实施的以产品管理为核心的科研生产模式转型升级的需要，生产现场人、机、料、法、环、测等环节管控步入正轨。后续研究所将持续推进现场管理，切实做到以顾客为中心，提高效率和效能，优化节拍、节省时间、节约资源，真正实现研究所的“三高”发展。▲