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加强设计质量管理提升产品设计质量

2020/8/30    来源:互联网    作者:张丽  潘金龙  周竑  孙庆锋  俞翔      
关键字:航天产品  产品质量设计  质量管理  
阐述了当前航天产品设计质量的重要性,指出产品设计存在的主要问题,系统地提出在航天产品设计工作中需确立正确的设计指导思想,确保方案设计的可行性。

引言

    产品质量通过设计、制造等过程得到保证,其中设计决定了产品的固有质量水平,决定着产品的适用性,后续一切质量活动都是为了保证产品质量的实现而开展的。质量管理专家朱兰博士提出的质量二八法则认为80%的产品质量问题都可以在设计阶段进行预防和消除。

    随着工业现代化的发展,生产自动化程度越来越高,由于生产工艺带来的质量问题概率越来越小,反而是在产品的设计阶段中研发设计水平对产品质量的影响更大。1980年以后,众多大型公司大幅度增加设计研发人员,目的就是为了提高产品设计开发阶段的能力,保证产品设计质量。

    对于更为复杂、更为系统的航天产品而言,航天产品质量显得尤为重要。航天产品质量一般可划分为设计质量、制造质量和服务质量。作为航天质量控制的源头,设计质量在整个航天产品的质量保障中起着关键作用。

    从最初的方案设计到最终产品定型,航天产品设计工作起着基础性、决定性的作用。在大量归零工作中,发现型号研制过程中出现的大量质量问题都来自于产品设计。为此,亟需加强航天产品的设计质量管理,掌握提高设计质量的途径和方法,抓住质量控制的要点,提升航天产品的设计质量。

1 设计质量存在的主要问题及原因分析

    1.1 产品设计存在有章不循的现象

    产品设计不但要求严格执行研制程序,还要求贯彻落实设计、试验的规范和标准等法规文件。这些文件既是评价设计、试验工作质量的判据,也是保证型号产品“一次成功”的基础。然而,违反研制程序、有章不循的事件时有发生。不少设计部门没有摆脱传统的经验控制与管理状态,仍按照实际经验进行控制和管理,人为性、随意性很强。有些设计人员,特别是年轻的设计人员,对设计、试验规范及相关标准的理解和掌握水平不够,工程观念比较淡薄,设计经验不够,存在经验设计主义、主观设计主义等问题,设计行为不按照研制程序和各类法规文件进行,这些问题对航天产品研制的系统工程质量的管理造成了负面影响。

    1.2 设计工作的条件和分析试验验证技术基础薄弱

    科学技术对推动生产力三要素发展所起的作用是呈指数增长的,现代化的设计条件、先进的验证手段对提高效率及保证设计质量是十分重要的。

    但是目前设计工作的条件和分析试验验证技术基础薄弱、手段缺乏,理论方法及分析工具应用水平不高,仍较多依靠传统经验设计手段。如在发动机壳体厚度分析上,仍采用经验设计手段,借鉴以往型号经验,没有根据具体型号应用要求对其进行理论分析,更谈不上对其开展试验验证工作。

    1.3 设计监督制约机制不健全

    当前设计质量管理中最重要的薄弱环节之一是设计监督制约机制不健全。在航天产品的设计质量管理中有三级审签、设计评审、监督和质量审核等制度,但是没有彻底地落实到设计全过程和具体设计活动中去,在实际工作中存在校审工作未落实,签署走过场,评审、复查、审核等工作流于形式的现象。这些问题都是设计质量管理本身存在的主要问题。

    1.4 设计质量策划有待加强

    虽然目前大部分设计质量控制实施结合了ISO 9000标准来执行,但关注点在质量审核,对于质量策划的研究少之又少。设计质量策划就是在设计之前开始关注设计质量,做好策划和预防工作,从源头上解决影响型号产品质量的潜在问题。因此对产品质量进行控制,需要在设计初期就加强设计质量策划,并结合ISO 9000质量标准对产品质量进行管控。

    1.5 设计质量控制的信息化程度不高

    目前大部分单位已经建立了质量管理信息化系统,但仅仅将其作为质量数据的管理平台,对于其他设计质量控制信息系统的应用研究很少。如果能够很好地利用设计质量控制系统平台,不但可以管理质量数据,而且对后续产品质量的控制也有一定的指导意义。今后设计质量控制信息化管理的发展趋势应是利用信息管理系统,将先进的、可行的设计质量控制理论和设计质量控制系统完美地结合起来,从而控制设计过程,提高设计质量。

    1.6 对真正形成固有质量的方案和初样阶段研制质量缺乏重视

    有些单位和部门领导缺乏对设计质量管理规律、特点的认识,不了解先进的管理方式,对管理工作很少进行深入仔细的现场调查研究。对方案论证阶段和初样研制阶段的质量往往不够重视,缺乏预警意识,常常是发生了质量问题,再去寻找问题的原因,没有把质量问题消灭在萌芽阶段。

2 提升产品设计质量的对策与建议

    2.1 确立正确的设计指导思想

    设计人员必须树立“预防为主、质量第一”的思想。将“严肃认真,周到细致,稳妥可靠,万无一失”方针作为设计人员的根本准则:强调“一次成功”的设计理念,提倡“严格的要求,严肃的态度,严密的方法”的工作原则和工作作风,树立系统全局观念,追求整体效益的质量设计观念。

    在设计工作中处理好新颖性、独创性、先进性与继承性、实用性、成熟性的关系,预研成果与型号设计的关系,简单与可靠的关系。采用新技术、新工艺、新材料的航天型号产品必须经试验鉴定合格。另外型号产品采用新技术、新工艺、新材料以实用、能用为准绳,不为单纯革新而革新。

    2.2 确保方案设计的可行性

    航天产品质量的好坏与航天产品设计方案的优劣息息相关,从产品方案设计阶段就应树立高起点、新角度的思维模式,做到从设计之初就保证产品设计方案的可行性和正确性。在方案总体确定后,通过技术攻关来实现产品设定功能和要求。具体可以通过以下方面实现。

    1)接收任务时,及时与用户或任务提出方进行沟通协调,对设计输入应指标定量、判据明确、理解一致,从设计之初就应避免歧义、偏差的产生。

    2)加强总体与分系统、分系统与单机的输入输出指标的一致性,确保输入输出指标的正确性与协调性。

    3)开展产品全系统的可靠性设计与研究,对重点分系统和单机进行可靠性试验研究,尽量早发现、早了解、早暴露产品设计中的缺陷,避免航天产品“带病”转阶段。

    4)一方面要继承型号研制中得到的成熟产品和成熟技术,对新材料和新技术要开展全面的适用性研究,在型号中使用时还要进行分析和验证.既要保证航天产品的质量稳定,也要积极引入新材料、新技术。

    2.3 实现产品功能的简洁、可靠

    在产品质量的各项性能中,产品可靠性十分重要。航天产品具有高风险、高技术、高价值的特性,这就更需要航天产品通过提高自身的可靠性,来降低航天产品使用的风险。

    1)制定各级产品可靠性大纲,在全寿命周期内对产品可靠性研究进行统筹策划,着重解决关键问题。

    2)根据设计要求和产品特性,合理采用裕度设计、降额设计、冗余设计等措施提高产品可靠性。

    3)在方案论证、设计阶段就提出明确的可靠性目标,运用故障模式、影响及危害分析等手段,加强设计水平,提高产品可靠性。

    4)产品设计过程中的简洁化不是单纯的简单化,而是在满足设计要求和质量的前提下,遵循简洁化的思路,通过“简洁化”设计来实现产品的可靠性。

    2.4 积极开展设计“五化”工作

    积极开展简单化、标准化、通用化、系列化、模块化工作。加强产品体系规划,建立航天产品型谱,积极推广“货架式”,“模块化”设计,提高设计工作的质量和产品的可靠性,适应高强度、高密度的航天产品研制生产需要。

    针对航天产品研制中的高强度、高密度的特点,努力提高产品的设计质量,树立“第一次就把事情做好”的思想,改变以往研制中采用的经验设计主义,强化理论指导和有效验证,减少试验频度和研制生产环节难度,通过设计仿真能力的提高,有效提高研制能力,从而加快航天产品设计的现代化。

    2.5 建立设计制约机制,实行设计过程的质量监督

    航天工作是一项复杂的系统化工程,由总体、分系统和单机等组成,各个系统必须依照规定的标准、规范,保证各系统的一致性,从而保证系统的功能和质量。设计研发工作必须克服工作中的随意性,需要建立制约机制,该制约机制包括设计规范制约、设计检查制约和设计监督及审核制约3方面。

    2.5.1 设计规范制约

    设计规范是组织设计工作和有效控制产品质量的重要依据,是将经验设计转变为规范化设计的重要保证措施,也是提高设计质量的重要保障。通过设计规范制约,使得设计工作逐步向规范化、标准化、科学化迈进。设计指标的输入、输出及设计行为都需要严格遵循程序、标准和规范等法规文件。设计规范的约束主要包括以下3方面的内容。

    1)为了约束设计行为,需编制各类相关的标准、规范,以及对于各类设计要素的控制规范。

    2)项目设计初始,项目负责人或上级设计师研究、确定设计时采用的各类标准、规范,各类下级子系统或单机设计人员在充分学习和理解这些标准、规范的基础上,将其作为设计指标输入执行,同时质量管理部门对执行情况进行监督检查,对不执行设计规范的行为及时进行制止,并责令改正。

    3)在标准、规范执行过程中,出现先期没有预料的情况时,要根据实际情况,及时更正、完善与现状不符的标准、规范,使之更好地为设计工作服务。

    2.5.2 设计检查制约

    在设计过程中需要开展三级审签、工艺审查、标准化审查、质量会签、关键岗位的双岗制、质量复查、软件测试、阶段质量评审等质量检查工作。在产品研制中的三级审签和阶段质量评审,是设计过程中最重要的设计方案控制途径,但是不少单位没有认真对待,审签评审走形式。为此,切实落实三级审签制度、阶段评审制度及设计关键岗位的双岗制,是当前有效保证设计检查制约的有效方法。设计检查应做到位,严格执行各类质量检查。

    2.5.3 设计监督及审核制约

    设计监督及审核制约是从管理角度来监督、检查设计过程中的文件、活动和效果等事项是否达到设计规定要求,并对效果进行反馈,有助于保障设计工作质量。设计单位应组织资深技术和管理人员,深入设计过程,检查控制设计要素具体执行情况。同时单位应对设计过程的质量进行审核,对发现的问题及时整改,并将设计监督及审核制约工作日常化、规范化,纳入日常工作程序。总之,通过设计规范制约、设计检查制约和设计监督及审核制约3方面制约机制的建立和完善,可以克服设计工作的随意性,同时可使管理工作发挥质量保证的职能。

    2.6 建立产品保证体系,加强设计策划

    建立专业的产品质量保障队伍,从人员上支撑产品保证体系。建立专业化、矩阵式产品质量保证管理模式。质量保障努力做好前期策划、过程控制,建立健全产品保证工作系统。在航天产品研制的各阶段及阶段转型中,做好三级审签,确保产品保证过程实施确认。

    在新形势下,航天产品研制呈现出高强度、高密度的趋势,这种局面导致了产品设计周期严重缩短,从而在设计阶段暴露的问题少,在产品制造或使用期间问题频发。为了防止设计质量问题的出现,需要加大设计策划的质量可控度,防范设计质量问题发生。

    2.7 注重设计评审,早期报警克服设计缺陷

    运用早期报警原理,在产品设计过程的关键阶段或关键节点,单位管理部门组织各方面的技术专家对产品的设计原理、实施途径、关键技术等进行讨论,最终形成一致意见,单位管理部门把最终一致的专家意见形成文件固化下来,从而预防产品设计阶段中的各类问题。

    注重设计评审,通过早期报警,能够及早发现设计中存在的各种隐藏问题,依据专家意见完善设计,可以避免型号研制中后期出现重大的设计问题。

    2.8 加强设计质量控制信息化管理

    建立有效的信息管理系统,加强航天产品全寿命过程中质量与可靠性信息的采集、分析,全方位掌握产品质量信息,并提升数据的分析和应用能力,为后续型号研制的质量设计提供理论基础。

    建立有效的信息管理系统,加强设计质量控制信息化管理,将先进的、可行的设计质量控制理论和设计质量控制系统结合起来,对设计过程进行有效控制,提高设计质量。设计质量控制是一种事前控制技术,上联质量策划,下联质量改进,在设计阶段就对设计质量的各类影响因素和设计过程进行有效约束,保证设计过程处于可控的状态。

    2.9 提高人员素质,优化人才队伍,完善薪酬体系和激励机制

    开展总体部、专业所从事工程技术工作的各层次任职资格标准体系建设,通过岗位梳理,建立任职资格总体框架及进行职业发展通道设计。各层次科技人员的配置要合理、配套、齐全,有适合的人员比例和年龄构成,提高人力资源的使用效能。

    除了正常的设计队伍面临新老交替外,随着市场经济的发展,外部诱惑也逐渐增加,造成人才队伍的断层。为了稳定人才队伍,需要优化薪酬结构,坚持薪酬激励导向作用,采用多种方式,鼓励技术人员钻研技术,业绩与奖励挂钩,重点突出岗位价值和工作业绩。

    努力做到工作优劣直接与个人绩效、个人荣誉挂钩,积极鼓励改革创新、质量改进等项目与活动的开展,对于各类低层次、重复发生的质量问题,要进行严厉的惩罚。

3 总结

    航天产品设计质量决定着航天产品的固有质量,反之航天产品固有质量需要通过设计质量手段来予以保证。

    通过分析设计质量中存在的六大主要问题,针对这些问题,给出了提升产品设计质量的对策和建议,探索有效的设计质量管理的途径和方法,从而为提升航天产品的设计质量提供参考。

责任编辑:程玥
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