質量工具在外包過程質量控制中的應用

厲沙沙 丁寧 劉騰飛 陳宗強

（1.中國航發北京航空材料研究院，北京 100095；2.空裝駐北京地區第六軍事代表室，北京 101300）

0.引言

隨著中國航空發動機集團公司的成立，國家對應用型研究所的要求由自主研發擴展到試制生產。而傳統的應用研發研究所生產資源有限，為確保產品的交付進度，在“小核心、大協作”的生產經營模式下，研究所充分調動外部資源，將非優勢、技術含量低的工序通過傳遞外部資源來釋放壓力，集中內部資源提升自身技術優勢以提高企業核心競爭力。更有甚者，在研究所資源有限的條件下，為保證交付進度，有些關鍵工序和特殊過程也存在外包的情況。目前形勢下，外包是某些產品必須經歷的一個工序，也是研究所在控制質量方面必須面對的一個重要環節。

文章以鋁合金模鍛件的機加工外包為實踐載體，以研究所AEOS理論為指導，以提高外包產品的質量和批次穩定性為目標，聚焦產品質量、成本、效率等突出問題，協助外包方提升技術水平和管理水平，采用質量工具，控制機加外包過程，讓外包方能向研究所提供長期、穩定、可靠的服務，達到雙方共贏，實現資源利用最大化。

1.主要工具與做法

本文圍繞研究所外包過程的質量控制，探索與外包方將機加類外包方的生產過程能力納入研究所監控范圍，深入外包現場，采用魚骨圖分析關鍵因素；采用MSA[1]（測量系統分析）與培訓相結合提高測量系統可信度；通過能力分析與可視化、標準化項結合，降低質量事故風險；利用SPC[2]（生產控制）圖實時監控，及時處理過程中，在以上基礎上研究所與外包方全方面深入合作，互促互進，系統提升外包產品的質量和批次穩定性，縮短加工周期，提升產品質量控制，形成互促型外包機加過程管理模式。

1.1 使用質量工具分析關鍵因素

外包方技術能力和管理水平直接決定了產品質量及成本，是外包過程管理的關鍵所在。在外包初期，外包方加工技術水平不穩定，導致產品質量波動，生產節拍不能滿足研究所進度要求。針對這些問題，研究所可組織相關人員深入外包現場，查找問題。

首先統計產品尺寸、加工節拍等高頻問題，針對問題逐項了解現場生產情況，結合產品特點，綜合表觀現象和主要矛盾，充分運用魚骨圖（見圖1）工具全面評判過程控制缺陷，在“人機料法環測”6個方面找準問題根源：（1）人員操作不熟練，動作不協調，導致鍛件在裝卡時接觸面不平行并且進度慢；（2）人員對加工流程不熟悉，造成編程加工不順暢；（3）卡具端面不平行，造成鍛件加工尺寸偏差不符合要求；（4）卡具設計不合理，操作動作無法一次完成，導致加工進度慢；（5）卡盤張合力大，造成鍛件撐變形；（6）鍛件毛坯尺寸有偏差，導致加工基準點無法合理確定，從而造成鍛件局部加工量不足；（7）空間布局狹窄、物料存放間隔距離大，導致物料周轉過程復雜，影響進度。（8）測量操作手法不一致，導致測量尺寸有誤差。

圖1 魚骨圖分析尺寸一致性差的影響因素

1.2 結合可視化和標準化建立交流平臺

在外包過程中，為加強雙方溝通有效性，可協助外包方建立并運行問題信息反饋板，用于每日的信息反饋和問題溝通。在信息反饋時，需要包含以下內容：（1）生產流程、生產計劃及執行情況狀況；（2）各工序合格率、一次交檢合格率及最終合格率等產品質量數據；（3）包含質量問題在內的現場存在的各種異常狀況。在建立以上可視化反饋的基礎上，雙方均可及時了解外包過程進度、產品質量情況，并對發生的質量、進度異常進行溝通處理。

建立操作者標準作業并進行可視化。研究所可根據外包方的設備情況和加工工藝，指導外包方制訂操作者標準作業指導書，并合理利用信息化達到操作現場的快捷查詢。操作者標準作業既是現場操作的依據，也可作為人員培訓教材，其制訂進一步提高了產品的質量穩定性。

1.3 優化流程

在完成初期的外包過程平臺搭建后，研究所組織雙方團隊共同探討，深入挖掘，尋找外包初期整體流程的待改善點，進一步優化外包流程，信息流由傳統模式向智能化轉化，關注點也由結果檢驗向操作過程控制轉化。改善前后的流程圖，如圖2所示。

圖2 改善前后的流程圖

1.4 MSA（測量系統分析）結合培訓提高測量系統可信度

在傳統的檢驗方法中存人員、工具、方法、環境及被測對象導致的測量系統不可信，因此需要進行測量系統分析。首先采用MSA分析變差來源，隨后采取措施來保證測量系統的重復性和再現性。為使測量系統可靠，研究所組織專業質量檢驗人員對供方的檢驗人員進行理論及實際操作培訓。培訓內容主要包含：（1）測量鍛件時測量工具使用及維護注意事項；（2）測量時測量點的選取及測量數據讀取注意事項；（3）產品批次管理及出現不合格品時的處理方法。培訓后的分析結果，R&R為28.01%，測量系統可接收。研究所質檢人員的介入，一方面可提升提高了測量系統的可信度使供方可更了解，如圖3所示，并協助外包方質量控制，形成一種緊密的互促合作關系，資源得到有效互補，實現資源利用最大化。

圖3 測量系統給分析（改善后）

1.5 能力分析，保證在質量事故風險在可控范圍內抽檢

根據收集數據，計算各個尺寸的機加工過程能力，以裙邊高度的機加工過程能力為例，如圖4所示，Cpk值為2.09（根據統計學與六西格瑪理論所述，當Cpk≥1.33，認為過程可基本滿足要求[3]），可保證產品批次穩定性，在此基礎上研究所與供方進行充分溝通，本著既能降低成本又可控制質量的原則，對產品的抽檢要求進行詳細的規定。

圖4 過程能力分析

1.6 實時監控，建立現場SPC圖

SPC控制圖是一種帶有控制界限反應過程質量的記錄圖形，不僅能將數值以曲線表示出來，以觀其變異之趨勢，且能顯示變異屬于偶發性或非偶發性，以指示某種現象是否正常，從而采取適當的措施。

在測量系統以及加工過程能力可接受后，為及時反饋加工過程中的異常情況，縮短外包方質量問題的反應時間，提升外包方質量管控水平，協助外包方在加工現場建立SPC控制圖，如圖5所示，分析SPC圖以發現過程異常現象，并對加工系統及時進行調整，以避免批量不合格品的產生。SPC工具在外包方的推送和協助使用，提升外包方對質量問題的反應能力，可有效避免其中一方操作不規范帶給另一方不良影響的可能。

圖5 外包現場建立SPC控制圖看板

1.7 利用PDCA循環改進

為確認外包過程控制無死角，外包全流程管控無遺漏，研究所結合以上質量工具使用PDCA循環對外包過程進行循環改善。

P-在選定外包方之后，根據前期試加工樣品的檢驗情況，和外包方簽訂質量保證協議，包括涉及的人員、設備、物料排產、節拍、操作方式的標準化、質量隊伍的保證和驗收的要求等。

D-外包方根據研究所的要求實施外包過程，研究所除日常的過程審核和監督外，協助外包方建立并持續SPC圖、問題反饋看板，對加工過程實施實時監控，以便發生異常現象時隨時進行調整。

C-在入廠驗收時，對照簽訂的質量協議，抽檢樣品是否達到預期目標，量化長期過程能力指數，無法達到要求時，應采取相應措施，協助外包方解決問題，如到外包方檢查加工因素是否存在變異，技術人員前去現場協助解決技術問題，質檢人員對外包方質量人員進行培訓等。

A-根據檢查的結果采取措施，鞏固成績，吸取教訓。對于固化動作納入簽訂的質量協議中。

2.結語

2.1 擴寬外包過程監管廣度和深度，實現產品全流程過程控制

本項目從量化外包過程能力指數，提出外包過程需改進之處，用直觀的SPC控制圖等來實現外包過程的質量情況。實現產品全流程過程的控制，打破傳統的事后整改的做法，做到事前預防、事中控制，由可控的過程確保良好的結果。

2.2 改變合作方式，實現雙方合作共贏，搭建互促型外包管理模式

鋁合金模鍛件在外包的過程中，在加工初期，加工尺寸不穩定，裝卡不穩定，導致質量波動較大，研究所技術人員多次到供方共同探討解決裝卡問題，可加快加工節拍，穩定加工合格率；利用MSA并對研究所質檢人員對外包方檢測人員進行培訓，宣貫研究所的質量體系要求，提高外包方測量系統的可信度及質量管控能力。研究所對外包方的溝通以及協助可深化雙方合作，調動外包方的積極性，外包方積極參與反饋問題、解決問題，可直接提升外包產品的品質，搭建成互促型外包管理模式。

2.3 提高研究所的軟實力，外包產品質量明顯提升

隨著近年來軍民品鑄鍛件需求日益增多，訂單量日益增加，而鑄、鍛件產品工序繁多，研究所類機構設備能力有限，外包成為提升生產效率的有效途徑之一。

本研究聚焦影響產品交期、質量的主要因素，意在改變合作雙方在法律上的關聯關系，包括雙方定位，雙方形成一種互促型長期的戰略合作關系，通過長期穩定的合作、有效的資源整合，實現資源利用最大化。同時，對外包過程深入管理的探索和實施，為批量外包產品質量控制提供了參考，可提高鋁合金鑄鍛件機加工外包過程的管理能力，拓展產品全流程管理的軟實力，有效縮短外包產品交付周期，全面提高產品質量。