基于QFD的航天產(chǎn)業(yè)質(zhì)量管理模式研究

傅艷 /中國(guó)航天系統(tǒng)科學(xué)與工程研究院

美國(guó)質(zhì)量管理專家約瑟夫﹒朱蘭曾預(yù)見(jiàn)性地指出：21世紀(jì)將是追求質(zhì)量的世紀(jì)。質(zhì)量管理是企業(yè)發(fā)展的核心，是企業(yè)在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中獲得優(yōu)勝的重要條件。航天質(zhì)量管理作為航天能力建設(shè)的重要組成部分，對(duì)促進(jìn)航天產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展，激發(fā)航天產(chǎn)業(yè)巨大的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效能具有重要意義。

航天產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜，內(nèi)部系統(tǒng)關(guān)聯(lián)緊密，對(duì)其質(zhì)量進(jìn)行把控尤為重要。任何一個(gè)零部件發(fā)生質(zhì)量問(wèn)題都有可能導(dǎo)致產(chǎn)品研制失敗，給國(guó)家造成不可挽回的巨大經(jīng)濟(jì)損失。筆者從航天產(chǎn)業(yè)質(zhì)量管理的角度，梳理了當(dāng)前國(guó)內(nèi)外航天軍工質(zhì)量管理的發(fā)展及研究過(guò)程，分析我國(guó)目前航天產(chǎn)業(yè)質(zhì)量管理中存在的問(wèn)題，并運(yùn)用質(zhì)量功能配置（QFD）方法研究了質(zhì)量管理的新模式，提出了基于QFD的航天產(chǎn)業(yè)質(zhì)量管理模型，以制造過(guò)程質(zhì)量管理為例，研究了基于QFD的質(zhì)量管理實(shí)施過(guò)程，希望能夠?yàn)楹教飚a(chǎn)業(yè)的質(zhì)量管理工作提供有效參考。

一、質(zhì)量管理研究現(xiàn)狀

質(zhì)量管理的發(fā)展過(guò)程包括事后控制、預(yù)防控制到全過(guò)程管理3個(gè)主要階段。美國(guó)是最先開(kāi)始在航天領(lǐng)域進(jìn)行質(zhì)量管理探索的國(guó)家，經(jīng)過(guò)不斷的摸索與總結(jié)，形成了適應(yīng)國(guó)家發(fā)展特色的研制項(xiàng)目質(zhì)量管理體系。從20世紀(jì)50年代開(kāi)始，質(zhì)量管理體系蓬勃發(fā)展，相繼產(chǎn)生了由約瑟夫﹒朱蘭提出的質(zhì)量三部曲、愛(ài)德華茲﹒戴明提出的PDCA循環(huán)以及克羅斯比提出的全面質(zhì)量管理（TQM）等核心理論。

20世紀(jì)70年代，美國(guó)軍工企業(yè)加大對(duì)質(zhì)量管理工作的重視，整合處理影響產(chǎn)品質(zhì)量的相關(guān)工作，并成立品質(zhì)保障部門(mén)，制定了關(guān)于火箭、導(dǎo)彈、飛機(jī)、衛(wèi)星、船舶等軍事產(chǎn)品的保證大綱。近年來(lái)，其他發(fā)達(dá)國(guó)家也在不斷探索質(zhì)量管理的新模式與新方法，出現(xiàn)了包括生產(chǎn)質(zhì)量智能化管理、制造企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程執(zhí)行管理系統(tǒng)（MES）等在內(nèi)的新興的質(zhì)量管理方法和工具，并在實(shí)踐運(yùn)用過(guò)程中驗(yàn)證其有效性，推動(dòng)質(zhì)量管理科學(xué)發(fā)展走向新高度。

航天產(chǎn)品具有技術(shù)含量高、系統(tǒng)復(fù)雜等特點(diǎn)，其研制通常由分布在各軍工集團(tuán)的總承單位和協(xié)作配套單位共同完成。各協(xié)作配套單位分布在全國(guó)各地，其生產(chǎn)模式、管理水平、技術(shù)能力等存在較大差異，總承單位基于“系統(tǒng)管理、分級(jí)驗(yàn)收、層層把關(guān)”的原則，短時(shí)間內(nèi)具有一定的效果。但這種質(zhì)量管理模式仍未擺脫“事后把關(guān)”的困境，產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題往往在驗(yàn)收時(shí)才被發(fā)現(xiàn)，難以做到及時(shí)止損，增大了解決問(wèn)題的難度及成本，浪費(fèi)了人力、物力資源，影響產(chǎn)品的正常交付使用。

在國(guó)內(nèi)，部分企業(yè)也逐漸意識(shí)到質(zhì)量管理工作的重要性，開(kāi)始將國(guó)外的質(zhì)量管理理論運(yùn)用于實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中。高健光通過(guò)分析全面質(zhì)量管理的三大要素，探究了其對(duì)航天工業(yè)健康發(fā)展的重要影響；華蕾等結(jié)合當(dāng)前熱門(mén)的區(qū)塊鏈技術(shù)，分析在航天產(chǎn)業(yè)運(yùn)用區(qū)塊鏈技術(shù)提升質(zhì)量管理的可行性，并提出“區(qū)塊鏈+”管理的新型模式；張志軍等分析了航天型號(hào)項(xiàng)目質(zhì)量問(wèn)題產(chǎn)生的原因，提出面向產(chǎn)品、面向流程、面向組織的措施建議，對(duì)質(zhì)量管理歸零工作作出了有效探索。在工業(yè)4.0和中國(guó)制造2025的背景下，航天軍工企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者認(rèn)為企業(yè)需要不斷深化各級(jí)質(zhì)量管理體系建設(shè)、打造確保航天產(chǎn)品一次研發(fā)成功的質(zhì)量管理模式、建設(shè)先進(jìn)的航天標(biāo)準(zhǔn)體系、加強(qiáng)信息化系統(tǒng)建設(shè)、提升全員質(zhì)量能力建設(shè)意識(shí)，通過(guò)構(gòu)建規(guī)范合理、運(yùn)行高效的精細(xì)化質(zhì)量管理體系，適應(yīng)未來(lái)航天重大工程及科研生產(chǎn)轉(zhuǎn)型發(fā)展的需求。

二、我國(guó)航天產(chǎn)業(yè)質(zhì)量管理存在的問(wèn)題

1.對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行事后控制，影響交付時(shí)機(jī)

航天產(chǎn)品具有技術(shù)含量高、系統(tǒng)復(fù)雜等特點(diǎn)，其研制通常由分布在各軍工集團(tuán)的總承單位和協(xié)作配套單位共同完成。各協(xié)作配套單位分布在全國(guó)各地，其生產(chǎn)模式、管理水平、技術(shù)能力等存在較大差異，總承單位基于“系統(tǒng)管理、分級(jí)驗(yàn)收、層層把關(guān)”的原則，短時(shí)間內(nèi)具有一定的效果。但這種質(zhì)量管理模式仍未擺脫“事后把關(guān)”的困境，產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題往往在驗(yàn)收時(shí)才被發(fā)現(xiàn)，難以做到及時(shí)止損，增大了解決問(wèn)題的難度及成本，浪費(fèi)了人力、物力資源，影響產(chǎn)品的正常交付使用。

2.對(duì)協(xié)作單位管理不到位，缺少相應(yīng)的考核機(jī)制

由于對(duì)協(xié)作單位的考查不合格，缺少嚴(yán)格的準(zhǔn)入要求、規(guī)范的準(zhǔn)入程序，在篩選協(xié)作單位時(shí)存在疏漏，導(dǎo)致其進(jìn)行科研生產(chǎn)的能力欠缺，科研成果不符合既定要求，最終使得航天產(chǎn)品存在較嚴(yán)重的質(zhì)量問(wèn)題，如對(duì)供方的資質(zhì)、履約能力、持續(xù)的服務(wù)能力等審查不到位，對(duì)供方評(píng)價(jià)過(guò)程中信息管理不到位等。產(chǎn)生這些問(wèn)題的主要原因是多數(shù)企業(yè)未能對(duì)合格供方建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)，難以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)管理。

3.缺乏創(chuàng)新管理模式，難以實(shí)現(xiàn)重復(fù)利用或大批量生產(chǎn)

由于航天產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜，研制周期較長(zhǎng)，且難以做到批量生產(chǎn)，導(dǎo)致單項(xiàng)產(chǎn)品的成本費(fèi)用高昂，失敗的代價(jià)過(guò)大，也即試錯(cuò)成本高，所以航天單位對(duì)相關(guān)產(chǎn)品的容錯(cuò)率低，都追求高質(zhì)量管理、高可靠性。但是，因?yàn)樾l(wèi)星、火箭等航天產(chǎn)品的發(fā)射次數(shù)少，很多問(wèn)題都難以暴露出來(lái)，可靠性提升存在較大困難，只能通過(guò)反復(fù)試驗(yàn)、驗(yàn)證，造成成本大幅增加。

三、基于QFD的航天產(chǎn)業(yè)質(zhì)量管理模式

1.QFD概述

QFD是一種圖形化的分析方法，最早被用于制造業(yè)中，它以用戶需求作為產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的驅(qū)動(dòng)，通過(guò)“需要什么”和“如何進(jìn)行”建立質(zhì)量屋。QFD實(shí)施的原理就是用“質(zhì)量屋”的多面體結(jié)構(gòu)，從不同方面量化分析顧客需求與技術(shù)工藝間的關(guān)系，通過(guò)數(shù)據(jù)處理后找出最能滿足顧客需求的方案。質(zhì)量屋基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 QFD質(zhì)量屋基本結(jié)構(gòu)

在QFD方法中，需求轉(zhuǎn)換是整個(gè)管理過(guò)程的核心，通過(guò)建立質(zhì)量屋模型使顧客需求清晰化、易理解，從而將其有效轉(zhuǎn)換為產(chǎn)品的工程設(shè)計(jì)需求。換句話說(shuō)，QFD是保障產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量的關(guān)鍵手段，它主張?jiān)诋a(chǎn)品研制中直接對(duì)接顧客需求，并將其融入到產(chǎn)品生成的各個(gè)階段，利用直觀的相關(guān)關(guān)系表達(dá)矩陣，在映射中實(shí)現(xiàn)需求的迭代與轉(zhuǎn)換，并將其細(xì)化到具體的制造工藝當(dāng)中。

2.基于QFD的航天產(chǎn)業(yè)質(zhì)量管理模型

將QFD方法運(yùn)用于航天產(chǎn)業(yè)質(zhì)量管理中，首先需要理解國(guó)家在航天領(lǐng)域出臺(tái)的相關(guān)戰(zhàn)略方針及發(fā)展規(guī)劃，明確航天事業(yè)發(fā)展的總體使命，用以指導(dǎo)航天事業(yè)的建設(shè)方向。構(gòu)建基于QFD的航天產(chǎn)業(yè)質(zhì)量管理質(zhì)量功能展開(kāi)模型，根據(jù)航天產(chǎn)業(yè)的建設(shè)使命目標(biāo)，逐步展開(kāi)為“總體任務(wù)需求”“研發(fā)活動(dòng)需求”“制造業(yè)務(wù)需求”，分別構(gòu)造“任務(wù)規(guī)劃分析”“研發(fā)活動(dòng)質(zhì)量管理”“制造活動(dòng)質(zhì)量管理”3個(gè)質(zhì)量屋，如圖2所示。在航天使命目標(biāo)的層層迭代過(guò)程中，有效地將使命落實(shí)到具體的航天產(chǎn)品制造與生產(chǎn)當(dāng)中，既提高了航天產(chǎn)品研制生產(chǎn)中的質(zhì)量管理效果，又滿足了航天建設(shè)需求。

圖2 基于QFD的航天產(chǎn)業(yè)質(zhì)量管理模型

（1）任務(wù)規(guī)劃分析

任務(wù)規(guī)劃分析主要是根據(jù)對(duì)國(guó)家相關(guān)戰(zhàn)略的分析，凝練出航天產(chǎn)業(yè)的具體發(fā)展任務(wù)，得到任務(wù)清單列表即任務(wù)需求作為輸入。結(jié)合航天任務(wù)明確當(dāng)前的主要研發(fā)活動(dòng)有哪些，并提出對(duì)相應(yīng)的研發(fā)活動(dòng)管理完善目標(biāo)。

（2）研發(fā)過(guò)程質(zhì)量管理

在實(shí)際研發(fā)過(guò)程中，研發(fā)技術(shù)是關(guān)鍵要素，以上一層次輸出的完善目標(biāo)作為研發(fā)過(guò)程質(zhì)量管理的輸入，確定研發(fā)需求，并分析在此階段提升質(zhì)量管理效果的完善目標(biāo)。

（3）制造過(guò)程質(zhì)量管理

航天產(chǎn)品的最終形成還需要經(jīng)歷制造過(guò)程，這也是最容易出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題的環(huán)節(jié)。明確提升產(chǎn)品性能的關(guān)鍵制造技術(shù)，并與制造需求建立對(duì)應(yīng)關(guān)系，從而有效滿足需求。

通過(guò)不同的質(zhì)量屋模型分析，將各階段的完善目標(biāo)或改進(jìn)措施綜合集成，形成航天企業(yè)完整的質(zhì)量管理改進(jìn)措施，促進(jìn)質(zhì)量管理進(jìn)一步優(yōu)化升級(jí)，從而更好地實(shí)現(xiàn)航天發(fā)展使命目標(biāo)，形成良性循環(huán)。

3.基于QFD的航天產(chǎn)業(yè)質(zhì)量管理實(shí)施過(guò)程

航天產(chǎn)業(yè)質(zhì)量管理貫穿于航天產(chǎn)品生產(chǎn)的全流程、全環(huán)節(jié)，在不同的環(huán)節(jié)開(kāi)展基于QFD的質(zhì)量管理具有類似的實(shí)施過(guò)程，基于QFD的航天產(chǎn)業(yè)質(zhì)量管理實(shí)施過(guò)程主要包括以下4個(gè)環(huán)節(jié)。

（1）確定相關(guān)需求

顧客需求是進(jìn)行一切工作的出發(fā)點(diǎn)，在制造業(yè)務(wù)質(zhì)量管理過(guò)程中，根據(jù)研發(fā)過(guò)程的分析與處理，確定相應(yīng)的制造需求，并運(yùn)用層次分析法或模糊綜合評(píng)判法等，計(jì)算確定各項(xiàng)需求要素的權(quán)重。

（2）確定技術(shù)要求

根據(jù)擬定的制造業(yè)務(wù)需求，分析需要運(yùn)用的制造技術(shù)，生成技術(shù)清單。

（3）建立關(guān)系矩陣

根據(jù)各項(xiàng)制造技術(shù)對(duì)制造業(yè)務(wù)的支持度或貢獻(xiàn)度，建立相關(guān)關(guān)系矩陣；以上一步驟得到的需求權(quán)重為基礎(chǔ)，采用加權(quán)法綜合評(píng)判出制造技術(shù)的重要度。

（4）競(jìng)爭(zhēng)力評(píng)估

競(jìng)爭(zhēng)力評(píng)估包含2個(gè)方面含義，一是當(dāng)前產(chǎn)品制造需要外協(xié)單位參與，用以對(duì)外協(xié)單位的能力水平進(jìn)行評(píng)估；二是制造原材料需要供應(yīng)商提供，用以對(duì)供應(yīng)商的技術(shù)水平進(jìn)行評(píng)估。無(wú)論哪種含義，都要求從源頭上把控產(chǎn)品質(zhì)量。根據(jù)各備選單位在各項(xiàng)制造技術(shù)上的評(píng)分，結(jié)合技術(shù)指標(biāo)的重要度，計(jì)算確定各備選單位的綜合能力評(píng)分，便于根據(jù)不同的任務(wù)需求篩選出合適的優(yōu)秀合作單位。

基于QFD的航天產(chǎn)業(yè)質(zhì)量管理模式，就是在深刻理解航天發(fā)展使命的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)需求的具體轉(zhuǎn)化與迭代，將質(zhì)量管理融入航天產(chǎn)品的整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)從事后控制到過(guò)程控制的有效轉(zhuǎn)變，達(dá)到對(duì)生產(chǎn)全過(guò)程監(jiān)督與控制的效果。將QFD應(yīng)用于航天產(chǎn)業(yè)質(zhì)量管理過(guò)程，可以幫助企業(yè)完善管理體系框架，聚焦各業(yè)務(wù)模塊的核心需求，及早發(fā)現(xiàn)航天產(chǎn)品研制或生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)，使損失最小化，同時(shí)促進(jìn)企業(yè)質(zhì)量管理過(guò)程規(guī)范化，全面落實(shí)精細(xì)化管理。