以航天“零缺陷”系統工程管理和工藝細化量化為牽引，提升外協精細化質量管控的思考

朱江等＊ /北京航天晨信科技有限責任公司

航天工程匯聚了成千上萬的研制人員、數量眾多的協同單位和難以計數的生產設備，具有系統復雜、技術密集、風險性大、研制周期長等特點，需要組織協調各方面資源開展航天系統工程管理?？傮w單位質量管控手段、方法相對落后，尤其在深入開展精細化質量管控方面存在把關式質量管控，導致質量預防能力不足，向供應鏈源頭和技術源頭延伸管理不到位；外協配套單位尤其是二次外協配套單位對航天相關標準規范落實不到位、工藝過程控制不嚴格。北京航天晨信科技有限責任公司作為供應鏈“鏈長”單位，亟需以航天“零缺陷”系統工程管理思想為指導，開展管理方式和手段創新，切實提升外協管控能力。

一、工藝細化量化是貫徹航天“零缺陷”管理理念，提升精細化質量管控的重要手段

20 世紀60 年代初，“零缺陷”之父克勞士比提出了“零缺陷”思想，先后在美國、日本等國家的制造業和工商業等領域得到推廣和應用，使得產品和服務質量迅速提高，達到世界級水平?！傲闳毕荨睆娬{預防系統控制和過程控制，第一次把事情做對并符合承諾的顧客要求，不依靠事后的檢驗糾正。實踐證明，“零缺陷”管理可以提高全員對產品質量和業務質量的責任感，從而保證產品質量和工作質量。

近年來，航天院所引入了“零缺陷”管理理念，并在航天系統工程產品的研制中不斷發展，逐漸形成具有航天管理特色的“零缺陷”理念和以“零缺陷”系統工程管理為特征的質量保證方法。以“零缺陷”為質量控制目標，不斷改進設計、生產、試驗和管理工作，確保產品質量。“零缺陷”管理重視精細化和量化質量管控，航天質量管控認為結果是過程的輸出，只有過程受控，才能保證把事情一次做對、做好。要想做到過程受控，首先要對目標、要求進行明確量化，其次對產品或工作實現的過程控制量化，同時強調做事有依據、執行有標準、過程嚴控制。

航天院所在系統總結工藝和生產過程主要問題的基礎上，提出了工藝文件細化量化控制的有關要求，以全面提升工藝技術和管理的精細化水平，確保產品生產過程質量穩定。工藝文件細化量化面向產品工藝全過程，以實現控制要素具體化、工藝參數數值化。工藝要素主要包括工藝規程中規定的對人、機、料、法、環、測等方面的各項要求，其中人員控制要素指對崗位的技能要求和資質要求等具體內容；設備（含工裝、測量設備）控制要素指對設備（含工裝、測量設備）的功能、精度等要求；原材料控制要素指對原材料、元器件、輔助材料的技術標準、規格等要求；生產環境控制要素指對溫度、濕度、潔凈度、電磁環境、有害氣氛指標等要求；多余物控制要素指對預防、去除、檢查多余物的具體方法的要求；工藝參數控制要素指對各類工藝參數的具體數值范圍要求。系統開展工藝量化細化工作可以幫助組織形成一整套固定的、科學的、系統的、量化的、精細的質量控制方法。

二、以工藝細化量化要求為牽引，提升總體單位供應鏈管控和外協產品質量

1.存在的主要問題

目前，航天總體院所在開展工藝量化細化過程中，主要將上級工藝細化量化要求轉發給生產單位或者外協配套單位開展相關工作，總體單位并沒有根據本單位產品的特點對上級工藝細化量化要求進行補充和完善。生產單位、外協配套單位僅依據本單位常用的標準或經驗開展工藝細化量化工作，導致工藝細化程度不一，工藝量化參數各不相同，同一個工藝參數指標在不同單位之間往往也不盡相同。總體單位因受專業背景限制，無法在具體工藝過程細節提供明確判斷意見，僅將產品最終的功能、性能指標是否滿足技術要求作為判斷產品質量合格與否的標準。因產品生產過程控制不細致、不明確，導致產品制造可靠性不高，質量問題頻發，從而使交付存在隱患。

2.開展工藝量化細化的方法

系統抓總單位根據系統分析抓總產品功能、性能特點，對交付產品的質量狀況進行綜合分析，提前識別出需要重點關注的影響產品質量特性的關鍵過程，編制關鍵過程工藝細化量化技術要求，明確提出各類工藝參數的具體數值范圍要求和需要細化的工藝參數等，將要求作為質量保證要求或形成標準下發給各級次供應鏈單位。各級次供應鏈單位依據系統抓總單位下發的細化量化工藝要求，編制適合本單位承制產品特點的工藝規程，將全部細化量化工藝要求落實到產品工藝規程中；工序二次外協的一次外協單位應將要求及時傳遞給二次外協單位，并監督二次外協單位進一步落實細化量化工藝要求。系統抓總單位依托對供方的技術交底、設計評審、工藝評審、試驗監督、質量評審、產品驗收以及二方審核等過程環節，對細化量化工藝要求的落實情況進行監督檢查?？傮w單位應以影響產品質量特性的關鍵環節為切入點，以細化、量化工藝要求為抓手，以標準規范為載體，精準提升整體供應鏈質量保證能力。

3.總體單位推動開展工藝量化細化的意義

一是提高總體單位負責的全系統供應鏈工藝文件的編制質量，增強工藝文件的指導性和可操作性，提升工藝對產品質量的保證能力，實現產品質量的穩定性和一致性；二是供應鏈單位所屬行業眾多，通過推行細化量化工藝要求，將航天標準推廣到配套各行業廠家，防止出現配套單位為了降成本、趕進度，以本行業低標準代替航天高標準，導致產品制造可靠性降低；三是總體單位牽頭組織開展工藝細化量化方法研究，便于匯聚各方標準與經驗，形成的成果知識供成員單位共享。

三、工藝量化細化在外協再流焊接過程控制中的實踐

北京航天晨信科技有限責任公司作為航天指揮通信系統總體單位，其指揮通信類設備種類較多，產品具有可靠性要求高，集成化、小型化程度高，配套廠家分布廣，配套產品生產過程質量控制標準和方法多樣等特點。公司采用“小核心、大協作”的研制模式，自研設備的研制管理模式為：設備設計、調試出廠在公司內部進行，制造過程通過外協單位完成。

隨著技術的發展，再流焊接已經成為當下PCBA 主流生產過程，再流焊接質量一定程度上決定了產品的固有質量。通過對近年來出現的質量問題進行分析，發現焊接問題較多，供應鏈廠家執行的貼片焊接工藝技術標準不統一，例如BGA 空洞率的控制標準、焊錫膏的選擇、絲網印刷參數的設計、再流焊機參數的設置等沒有統一的標準要求，導致總體單位外協產品焊接質量一致性存在隱患。在航天型號低成本、高可靠性和大批量生產的背景下，開展再流焊接工藝細化量化具有一定的現實意義。

公司以“預防為主，全過程受控”為目標，加強對全級次供應鏈的質量管控，堅持預防為主、系統管理，深入傳遞“零缺陷”質量意識，努力實現供應鏈產品關鍵過程精細化、量化質量控制，系統制定了針對再流焊接關鍵過程的精細化和量化管控實施方案，采用策劃、編制、檢查和推廣（PDCA）的系統管理方法推進外協再流焊接這一關鍵過程的工藝量化、細化工作。

1.成立研究團隊

公司組織A 中心、B 公司和C 公司共同開展再流焊接工藝細化量化要求研究，廠家的選擇具有一定代表性，3 家企業分別在中電系統、航天系統和民營企業中承擔指揮通信設備研制，同時在再流焊接專業領域積累了豐富經驗。研究團隊的成立為后續成員單位共同開展指揮通信類設備再流焊接工藝細化量化研究打下了堅實的基礎。

2.明確研究路徑

主要研究路徑包括：梳理再流焊接工藝流程；梳理近2 年再流焊接遇到的典型工藝問題和措施；明確再流焊接全部工序和工步；梳理再流焊接選用的各級各類技術標準；提出細化后的再流焊接各工步控制要素；根據細化后的再流焊接各工步控制要素，明確可量化的控制要素；針對可量化的控制要素規范量化指標等。

3.規范工藝量化指標要求

依據《航天電子電氣產品再流焊接技術要求》《表面和混合安裝印制電路板組裝件的高可靠性焊接》《航天電子電氣產品有鉛、無鉛混合再流焊技術要求》和其他有關的標準，對能夠形成統一意見的量化指標控制要素形成規范性指標要求，對因各種原因無法形成統一意見的量化指標形成推薦性指標要求、指南或不規定具體量化指標，由廠家根據實際情況自行量化規定，經研究團隊共同研究并形成再流焊接過程主要參數及量化指標。

4.形成補充技術要求

在征求其他指揮通信類設備外協配套單位意見后，經評審形成《指揮通信類設備再流焊接工藝文件細化量化控制要求》文件。選擇試點項目，在該項目中以質量補充要求形式將《指揮通信類設備再流焊接工藝文件細化量化控制要求》推廣至該試點項目使用。

5.總結與效果評價

A 中心借鑒《指揮通信類設備再流焊接工藝文件細化量化控制要求》，在指揮通信類設備中的某模塊載板、某核心板、某主控板等將近300 種板卡的作業指導書或工藝規程中進行體現，作業文件工藝量化細化度與之前相比提高了15%。根據工藝量化細化后的作業指導書或工藝規程進行試生產，目前已交付2 萬余塊板卡，總體單位經過測試和環境試驗后效果評價良好，并將試生產中發現的問題不斷完善到控制要求中。后續，將《指揮通信類設備再流焊接工藝文件細化量化控制要求》推廣至其他項目生產使用，將文件上升為標準，作為公司外協配套補充技術要求，用于指導和規范公司全體各級次外協配套單位的貼片再流焊接過程，同時用于指導公司各類外協產品的過程驗收，實現源頭控制、外協精細化質量過程管理和質量問題預防。

四、對于系統開展工藝量化細化的思考

1.建立企業產品工藝量化細化標準體系，構建頂層規劃

面向工藝全過程控制要素具體化、工藝參數數值化要求，緊密圍繞工藝量化細化工作，建立與專業技術同步的企業產品工藝量化細化標準體系，全面指導和服務于產品工藝文件或規范編制，有力規范實際生產操作，如圖1 所示。

圖1 工藝細化量化流程圖

2.建立企業工藝量化規范體系，實現文件編制具體化

在開展工藝規范制定情況清查的基礎上，以工藝量化細化標準體系為指導，及時固化工藝量化經驗，依據標準積極推動工藝量化規范的制（修）訂工作，并在產品研制中積極推廣應用，形成文件編制具體化、結構化的參考和載體。結合數字化轉型要求，基于結構化工藝設計系統的建設與應用，全面梳理當前工藝數字化、結構化現狀，構建和完善相關工藝參數庫、知識庫和資源庫等，作為工藝量化細化的支撐。

針對企業產品研制特點和配套產品構成，基于工藝量化細化標準體系，參考工藝規范和實際生產工藝經驗，針對典型、通用產品形成各類工藝量化規范，應包括關鍵產品、重要環節和主要流程，經與各專業工藝量化細化標準相交集，產生具有鮮明的產品特點和專業特點，并用于指導結構化工藝文件編制的工藝量化規范。

3.完善各類工藝數據庫構建，實現知識推送和重用

依托數字化工藝平臺，基于已形成的工藝量化細化標準、工藝量化規范等內容，根據配套產品單位生產工藝實際情況，并行開展各類工藝資源庫、工藝知識庫、工藝參數庫、工藝模板庫、工藝規范庫的研究和補充完善，逐步實現工藝量化細化知識的推送和重用，用于指導各類專業工藝文件編制。

4.固化研究管理成果，全面推廣應用

通過制定工藝量化細化標準體系，以具體產品、專業為載體形成工藝量化規范體系，進而形成量化的工藝參數庫、工藝資源庫、工藝知識庫等，借助數字化工藝平臺，在產品結構化工藝文件編制時能夠少量修改工藝參數就能輸出量化細化的工藝文件，用于產品生產加工，提高結構化工藝文件編制效率，而且有效地量化細化工藝文件。▲