過程導向的型號項目質量管理方法

于海鵬，王國慶，王紅霞

（中國運載火箭技術研究院研究發展中心，北京 100076）

0 引言

型號項目通常具有投資規模大、參研單位多、學科跨度大、持續時間長的特點，且具有重要的戰略意義[1]。型號項目的研制必須立足于一次性成功。然而，型號項目是十分復雜的系統工程。型號通常由系統、子系統、組部件和零件等組成，具有分解層級多、組部件和零件數量多、相互交互復雜等特點[2,3]。同時，型號的研制過程復雜，包括方案論證、初樣、正樣等多個階段，涉及需求建立、架構設計、詳細設計、制造、集成、測試等活動，需在研制早期盡可能多地綜合考慮后續的所有方面，如可制造性、可測試性和可維護性等。這都給型號質量管理提出了挑戰。

目前，質量管理的研究主要以一般產品為對象，在質量體系、設計質量、制造質量、統計過程控制、抽樣檢驗等方面提出了豐富的成果[4,5]。然而，將一般的質量管理方法用于型號項目的質量管理需要充分考慮型號本身及其研制過程的復雜性。同時，在研制批次少或唯一，可借鑒經驗和統計數據少的情況下，為了確保型號項目研制的一次成功，需要更強化質量策劃，將質量設計到型號中。為此，本文提出一種過程導向的質量管理方法用于型號項目的質量管理。

1 基于過程的型號項目質量管理方法

1.1 基于系統分解劃分型號層級

根據系統分解的思想，型號作為一個由相互作用的諸多要素組成的復雜產品系統，可以分解為若干個層級。如圖1所示，將型號系統劃分為系統、子系統、組件和零件等四個層級。實際上，由于型號的復雜性，子系統又可進一步分解為子子系統等，導致從系統到零件可存在多達7-10個層級[6]。

型號系統的質量受子系統質量的影響，子系統的質量受組件質量的影響，組件質量又受零件質量的影響。型號的質量管理是通過對每個分系統、組件和零件的質量管理，實現型號整體的質量管理。在型號分解的每一個層級，又可以分為自制件和外包件。對于外包件的質量管理，主要通過對供應商制定相應的生產標準和產品驗收標準來保證。

圖1 型號系統分解圖

1.2 基于過程分解將研制過程模塊化

圖2 型號項目過程分解圖

型號系統的研制過程通常分為多個階段，例如，航天型號的研制過程可分為任務需求分析、可行性論證、方案設計、初樣、正樣和在軌測試等階段。每個階段又可以劃分為不同的子過程，每個子過程又可進一步劃分。通過過程分解方法，可以將研制過程分解為多階段、多層級的過程網絡。如圖2所示，將型號系統的最高級研制過程定義為Process(0]；Process(0]研制過程可以分解為Process1(1]，Process2(2]，Process3(3]等多個子過程，并進一步進行分解。同理，子系統、組件和零件的研制過程也可分為多個階段并進一步分解。

在過程分解基礎上，將分解后得到的過程、子過程和子子過程等進行模塊化封裝。每個模塊化的過程包括定義的輸入（或技術要求）、輸出（或交付物）、實現的功能、所需的資源、利用的質量管理方法和進度管理方法、經費和風險等方面，如圖3所示。通過對型號系統各層級的模塊化研制過程、子過程和子子過程等的質量管理，可以確保型號系統的質量。

圖3 過程的模塊化

2.3 基于模塊化過程的質量管理方法

綜上，根據系統分解和過程分解的方式，提出過程導向的型號項目質量管理方法，如圖4所示。該方法具有以下三個特點：1）以系統分解的方式將型號分解成系統、分系統、組件和零件等多個層級，以實現型號復雜性分解；2）以過程分解的方式將型號研制過程分解成多階段、多層級的過程網絡并進行過程模塊化，以實現型號研制過程復雜性分解；3）將質量管理方法施加于模塊化的研制過程，以便于基于過程對質量進行管理。

其中，在各個模塊化過程的質量管理中主要包括三種質量管理活動，即質量策劃、質量控制和質量保證。由于型號的復雜性且必須立足于一次性成功，采用以質量策劃為主導，將質量設計到型號中，并充分利用質量控制和質量保證兩種方式。質量策劃時使用QFD和FMECA結合的模型，充分考慮顧客需求和可能發生的質量問題。質量控制時利用記錄表和質量交集分析等方法，對研制過程進行全過程監控質量保證時利用質量評審、質量問題歸零，對質量問題進行最后把關。

2 在型號樣機研制階段的應用

型號研制每個階段的質量管理都可以在質量管理方法總體模式下進行，以樣機研制階段為例說明該質量管理模式在型號研制過程的應用。樣機研制階段的任務是飛行試驗樣機的設計、試制和試驗，全面檢查型號系統性能，保證樣機的安全性和可靠性[5]。樣機研制階段質量管理體現在：設計樣機時要利用QFD、故障模式等方法進行質量策劃；試驗驗證樣機研制方案可行性時要根據QFD配置表，利用過程記錄表等方法進行質量控制；試制完成后通過質量評審保證樣機的質量。

圖4 過程導向的型號項目質量管理方法

1）質量策劃

樣機研制階段的質量策劃，要考慮顧客的需求、歷史信息反饋的質量問題以及方案論證階段的輸出，將輸入的信息轉化為具體的工作要求和質量保證大綱。如圖5，利用QFD系統分析屋與FMECA結合的模型，通過以下三個步驟進行轉化。

第一步，分析輸入因素之間關系，在滿足研制總要求的同時，考慮到約束條件和對系統或者型號功能有影響的質量信息。

第二步，通過輸入因素與輸出因素的相關性分析，將輸入因素轉化為輸出因素。即對研制總要求與產品要求的相關性分析，提出系統、分系統質量管理的要求與措施。

圖5 QFD和FMECA結合的質量策劃模型

第三步，進行輸出因素之間的相關性分析，使輸出的質量管理要求既能滿足型號研制的需求，又不會互相沖突。

輸入因素：

1）研制總要求：論證階段結束后，經過批準的研制總要求，包括型號產品的功能特性、可靠性、維修性、安全性指標要求。

2）約束條件：經費、人員、試驗、研制時間、技術條件、原材料采購等對質量的限制，以及對接口、試驗和試制過程有影響的因素。

3）相關信息：國軍標、ISO9000、航空航天標準。

輸出因素：

1）產品性能：型號在樣機研制過程中與功能特性、可靠性、安全性、測試性、保障性方面詳細的指標要求。

2）工程措施：樣機研制階段需要具體實施的質量管理工作，包括：a）編制產品規范、工藝規范、材料規范等技術文件；b）進行總體、分系統、單機產品試制過程質量管理的方案設計；c）開展技術風險的識別、分析和控制；d）樣機制造、裝配和測試的質量控制；e）開展轉階段評審。

（2）質量控制

對試驗驗證的質量控制是樣機研制階段質量控制的重點。依據本階段質量策劃生成的QFD配置表進行質量控制，在關鍵環節的關鍵特性處設置質量控制點，加強檢查和監督。同時，用表1所示的質量問題記錄表對出現的問題進行記錄，保證研制過程中各項操作記錄的完整性和可追溯性。

表1 質量問題記錄表

3）質量保證

為了實現樣機研制階段的產品沒有問題、不帶疑點地轉入下一階段，樣機研制完成后需要通過質量評審審查樣機的安全性和可靠性。質量評審的流程[2]如圖6所示。同時對本階段的質量問題歸零，回想和復查本階段工作中是否存在問題和隱患及工作中的漏項。

圖6 評審流程

3 結論

針對型號項目的復雜性，且必須立足于一次性成功研制的特點，提出一種過程導向的型號項目質量管理方法。該方法通過系統分解的方式，將型號項目質量管理分解為子系統、組件和零件等多層級的質量管理；通過過程分解的方式，將研制過程質量管理分解模塊化過程、子過程和子子過程等多層級、多階段的質量管理，并基于模塊化過程施加質量管理方法。方法可以降低型號項目質量管理的復雜度并提高研制成功率。方法被用于樣機研制階段的質量管理，并說明了應用可行性。

[1] 王海燕.航天型號項目管理探析[J].項目管理技術,2003,03:32-36.

[2] 袁家軍.神舟飛船系統工程管理[M].北京:機械工業出版社,2006.

[3] INCOSE. Systems Engineering Handbook:A Guide for System Life Cycle Processes And Activities[M].INCOSE,2011.

[4] 熊偉. 質量功能展開-從理論到實踐[M].北京:科學出版社,2009.

[5] 同淑榮.質量管理學.北京:科學出版社,2011.

[6] Collopy,P.and Hollingswort, P.. Value driven design[J].Journal of Aircraft,48:749-759,2011.