不間斷電源研發過程的質量控制探索

張燕春

科華數據股份有限公司，福建 廈門 361001

0 引言

不間斷電源由變流器、開關和儲能裝置組成，在交流輸入電源異常時，不間斷電源可以維持負載電力的連續性，被廣泛應用于金融、通信、交通、工業、政府、教育、醫療、軍工等領域。作為電源保障設備，不間斷電源的產品質量至關重要。企業要想在提高客戶滿意度的同時降低質量成本，就必須做好質量管理工作。因此，識別不間斷電源研發過程的關鍵質量控制要素，明確控制要求和控制方法，是保障不間斷電源新產品研發質量的重要控制手段。

1 新產品研發過程質量控制的整體思路

在體系流程方面，需要建立新產品研發全過程的質量控制體系，明確各個階段的準入條件和準出標準；需明確各個階段中各個活動的輸入、輸出、任務內容及執行程序、責任人、資源需求等[1]。在流程執行方面，需要重點抓關鍵過程，確定關鍵過程控制要素，關注關鍵過程執行的有效性，做好過程質量預警和控制。在目標管理方面，需建立質量基線，確定質量目標，控制質量趨勢符合性，分析偏離原因，及時采取糾正措施[2]。某不間斷電源企業的新產品研發流程包括概念及計劃、開發、驗證及發布四個階段，文章以該流程為例具體闡述不間斷電源新產品研發各個階段的質量控制重點。

2 概念及計劃階段的質量控制

2.1 項目立項的質量控制

在不間斷電源項目立項階段，需要明確項目背景、項目研發范圍、項目目標（包含產品功能指標、項目進度目標、項目成本目標、項目質量目標等）、項目團隊組成、項目風險評估等內容[3]，采取如下質量控制措施。

（1）確保項目經理的資質。進行新產品研發工作時應選定合適的項目經理，重點關注項目經理的以下能力。①技術能力：可以選擇同類產品或類似產品的主軟硬件專業人員；②項目管理能力：為項目開展過程中的團隊管理、進度管理、資源協調、風險管理做準備；③流程執行能力：項目經理需要掌握新產品的研發流程，熟悉各項目節點的輸入輸出要求，以及各個活動節點的控制側重點。

（2）明確項目的研發范圍、設定好項目目標。研發范圍和項目目標的確立直接關系整個項目的進度計劃和資源分配。

（3）提前做好項目風險的識別、評估，并做好風險管理預案，如新產品的技術風險或管理風險預案，避免因某一技術瓶頸，或設備資源、人員能力等因素，影響整個項目的研發進度和質量。

2.2 需求研發及方案設計的質量控制

方案設計需輸出不間斷電源的技術規格書和技術方案兩個核心綱領性文件。

（1）技術規格書。不間斷電源技術規格書的編制需要重點關注以下兩個要點。①產品需求的解讀和轉換。需要解讀產品的需求背景、產品應用的主要市場及客戶群、產品的具體應用場景和應用環境。產品的技術規格應能夠滿足立項時定義的功能指標要求。②產品的行業標準、國家標準及相關法律法規要求的解讀及轉換。產品需求規格書和客戶的技術協議等必須是正式的有效版本，需要經過市場端或客戶端的簽署或蓋章。

（2）技術方案。不間斷電源技術方案的編制可結合競品分析情況，總結新產品的優劣勢，選擇合適的技術路線。需明確主硬件拓撲及主關鍵功率器件的選型；明確軟件主控制芯片、程序框架及主算法的選型；明確結構系統布局方案和風道設計方案。除了考慮產品技術指標的實現和產品的機械結構要求，還需要考慮產品的安全性、可靠性、可生產性、可維護性、可測試性及環境適應性等。

要滿足上述要求，僅依靠某個項目團隊是不夠的，需要進行技術規格書和技術方案的評審。應邀請合適的評審人員參與評審，評審團隊應包含產品的需求方、硬件專家、軟件專家、結構專家、測試專家、制造代表、售后代表等。工作人員需要關注技術規格書和技術方案是否滿足評審的準入條件，提前準備相關輸入資料（包含項目背景資料、項目需求資料、競品分析情況及完整的技術規格書和技術方案）。必要時，工作人員可提前將評審資料提供給評審組進行預評審，以保證評審的充分性和有效性。在評審過程，工作人員應該認真聽取評審組的意見，及時跟進處理評審問題，進一步完善技術規格書和技術方案。

最終輸出的技術規格書和技術方案需要歸檔，避免后續項目開展過程中獲取非受控版本，避免因技術指標的缺失、差異或技術方案的調整影響產品研發質量。

3 開發階段的質量控制

3.1 遵循新產品的開發流程

根據ISO9000國際質量管理體系的要求，遵循新產品的開發流程是開發階段質量控制的基本要求。新產品的開發流程一般是參考行業標桿企業的經驗、行業的體系模型，結合企業自身的企業文化、產品特點及多年的開發經驗制定的，遵循開發流程可保證開發過程基本可控。

在新產品開發流程中應定義新產品開發過程中需要執行的活動任務，明確各個活動執行的輸入要求、任務內容和執行程序、責任人、資源需求和活動的交付要求。在關鍵的活動節點需要設置QA人員（質量管理人員），嚴格控制關鍵開發活動的輸入輸出，以及過程執行的合規性，出現偏差及時進行質量預警，以保證開發活動的開展質量。

3.2 設置必要的技術評審

在不間斷電源的研發過程中，需要設置技術評審，主要包含硬件設計評審、軟件設計評審、結構設計評審、測試方案評審、結構工藝評審、安規評審、測試評審等。企業應結合自身特點、產品特點，根據評審類型，建立匹配的技術評審機制。評審機制應明確評審的準入條件、評審組成人員的資質要求、評審的內容及要素、評審的結論判定標準及評審的問題閉環管理要求。針對技術評審組成員，需做好技術專家的選拔和專家資源池的建立，針對不同產品的特點、不同的技術路線，匹配不同的技術專家。

3.3 控制新技術、新材料、新工藝的應用

一般情況下，企業開發新產品是為了得到有競爭力的產品快速占領市場。為了保障不間斷電源的可靠性，需要控制新技術、新材料、新工藝的應用。在電路和軟件控制方面，采用經過市場驗證的成熟的電路拓撲和軟件控制算法；在器件方面，采用行業主流供應方的通用器件；在工藝方面，采用經過多方可靠性研究驗證的工藝。如果必須采用新技術、新材料或新工藝，需進行合理的分析計算和測試驗證，并安排技術專家參與論證及技術評審。評估的維度應包含原理性的分析和計算、設計的配套要求、制程能力的匹配、實際運行的驗證、長期可靠性的驗證及失效的分析和驗證等。只有經過充分的評估論證，明確質量有保障、風險可控，新技術、新材料、新工藝等才可以應用在新產品中。

3.4 做好可制造性、可維修性、環境適應性的評估

在可制造性方面，要考慮制程能力的滿足情況，提前做好生產工裝、設備的策劃；要考慮設計防呆，減少人為因素影響。在可維修性方面，需考慮生產、市場和維護的時效性和成本。在環境適應性方面，需要提前確認產品的應用場景，做好“三防”設計，即防水、防塵和防摔。對此，在提升設計人員能力的同時，可在對應的技術評審中加入對應的評審要素，并邀請對應領域的技術代表參與評審。

3.5 做好問題管理

不間斷電源開發過程的問題管理主要關注問題閉環的時效性、有效性及問題趨勢的合理性。

（1）問題閉環的時效性。應定義各個活動節點問題的解決時間節點要求，并按照既定的時間節點要求完成問題閉環，避免因問題未及時處理影響產品開發質量。

（2）問題閉環的有效性。控制確認問題閉環的人員的資質，結構設計問題需由結構主管確認，硬件設計問題需由硬件設計主管確認，或者由問題提出人確認，項目經理需要把關問題方案及解決情況；需要控制閉環的佐證資料，確認設計方案或圖紙是否已更改、是否已重新測試驗證，工藝文件是否已做修訂等，明確更改和已有的控制手段后，方能關閉問題。

（3）問題趨勢的合理性。分析總結歷史項目開發過程中樣機設計、樣機測試、生產樣機設計、生產樣機測試、技術評審等環節問題的類型、數量、等級，制定項目的質量基線。在新項目立項時，可結合項目特點及質量基線，制定項目的質量目標。在項目開發過程中，適時統計、監測開發質量，確認是否偏離質量目標，并判斷問題數量是否呈有效收斂趨勢，以輔助判斷開發過程質量控制的有效性。若出現異常，可進一步分析，并及時采取糾正措施。

4 驗證階段的質量控制

驗證階段包括小批量生產、可靠性驗證、定型測試三個流程。

（1）小批量生產。小批量生產前，應關注小批量生產的準入條件，關注生產工藝文件是否經過驗證、能否指導生產作業；關注生產工裝設備是否經過驗證、能否滿足批量生產的要求；在物料方面，關注是否經過認證；在生產人員、調試人員、檢驗人員方面，關注是否經過培訓，是否做好產品的培訓、生產工藝的解讀、儀器設備操作規程的培訓，確認人員資質滿足要求。同時，要特別關注新工藝、關鍵工藝和特殊工藝的識別、驗證，以及具體的控制要求和控制手段，確保驗證到位。在小批量生產過程中，需確認小批量驗證內容能否覆蓋項目范圍，避免因部分產品未驗證或驗證不完整導致批量質量問題；需做好驗證過程跟進和驗證問題的收集。小批量生產后，要確認工藝、工裝驗收情況，小批量生產問題閉環情況，以及新產品驗證及制程能力的實際情況。

（2）可靠性驗證。在新產品的可靠性驗證中，需確認可靠性方案是否準確，是否經過項目經理、技術專家的評審確認。在可靠性方案中，需模擬客戶的實際應用工況進行相關的驗證，因為不間斷電源在不同的應用場景，會面對不同的自然環境（如腐蝕性氣體、潮濕環境、粉塵、振動等）、電網環境、負載環境，對產品的可靠性要求也不同。此外，需控制可靠性驗證的執行情況及可靠性驗證問題的閉環情況。

（3）定型測試。在定型測試時需確認送測產品的配置情況，特別是產品的軟件版本、硬件版本和BOM的版本。制定定型測試的方案時，除了依據對應產品的國家標準、行業標準、產品技術規格要求，還需要結合歷史產品的質量問題及產品的實際應用工況，形成測試用例。測試用例中需要明確試驗條件、試驗方法及試驗的數據記錄要求。針對重要的或復雜的試驗項目，還需要列出詳細的試驗步驟、試驗儀器設備要求等。

5 發布階段的質量控制

（1）問題管理。在問題管理中，可結合問題的嚴重程度或重要程度進行分級管理，針對不同等級的問題，需建立明確的管理機制。針對重要問題，需要分析其根本原因，并針對原因采取相應措施，避免類似的問題重復發生；針對一般問題，需要關注處理時效，關注問題趨勢或者指標趨勢，分析趨勢異常，識別共性問題，進行專項改進。

（2）變更管理。需要明確變更的原因、目的、方案、影響，明確變更是否做了充分的驗證、變更處置范圍是否合理、處置方案是否可執行。只有明確這些要素，并完成相應的驗證和評審后，才能發起變更，從而避免因變更方案不正確或變更范圍不全造成產品質量問題。

6 結束語

在新產品研發過程，企業要抓關鍵活動的輸入、輸出及執行，適時監測質量目標達成情況，及時糾偏，事中做好攔截和控制；在項目驗收及生命周期管理過程中，企業要對項目研發過程、生產過程、市場應用過程的問題進行分析和改進，并將經驗或教訓歸入相關體系流程，避免后續出現類似問題。