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航天质量日所想

(2018-03-07 11:43:41)
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航天质量日

质量问题归零双五条标

设计更改六条原则

分类: 管理

又是一个322日。

每逢这一天,航天质量日、长二捆、澳星、铝屑、多余物、电弧、关机、失败……这些字眼和概念就会在脑海中闪现。

1992322日,原航天工业总公司(现中国航天科工集团有限公司、中国航天科技集团有限公司前身)长征二号捆绑式运载火箭发射澳大利亚卫星,全球实况转播。火箭点火4.5秒后自动紧急关机,发射中止。事后经分析,第三助推器的点火触点因一块两公分左右的多余铝屑产生电弧,误接通关机触点,导致助推器在点火后随即关机,发动机继而紧急关机,发射失败。为了铭记这次失败,1994年,原航天工业总公司决定把每年的322日定为“航天质量日”。

原中国航天科工集团公司成立后,沿用“3·22”航天质量日至今。2004年的一次失利(没有查到更多信息),导致原中国航天科技集团公司将每年的921日定为其新的航天质量日。201772日,“胖五”(网友昵称,实为长征五号遥二火箭,是我国迄今为止研制的最大推力运载火箭)发射失利,问题归零情况尚未公布,让我们持续关注。

作为工业部门的骄子,航天历来与“高精尖”所捆绑。我们的征途是星辰大海,所以从不畏惧失败。但是,人为、低层次、重复性这三类问题是不能容忍和接受的。长二捆的铝屑问题,就是低层次问题,需要杜绝,值得铭记,所以有了航天质量日。航天质量日,正是航天质量文化的一个典型体现。员工入脑、走心的东西,才能称其为企业的文化。但光是入脑、走心,还不足以直接为企业创造效能,最好能到手。ISO9001质量管理体系、GJB9001C质量管理体系要求、GJB2786A军用软件开发通用要求、GJB5000A军用软件能力成熟度模型,这些标准以及转化为适用于企业自身的质量管理体系要求,就是用来规定和约束员工活动的,可以到手,但只适用于组织。接下来要谈的“质量问题归零双五条标准”和“设计更改六条原则”,可以算作方法论,也是可以到手的,而且个人就能拿来主义。

航天质量问题技术归零五条标准:定位准确,机理清楚,问题复现,措施有效,举一反三。二十个字,言简意赅,通俗易懂,这就是航天前辈们若干年工程经验的结晶,堪称经典。结合多年的认识,做几点解读,谈一些心得。

在采用五条标准之前,有件很重要但又容易被忽视的事——给质量问题取名。说它重要,原因有二:一是这个名称经常会被作为故障树分析的顶事件,其含义越具体、明确,故障树的中间事件和底事件越少;二是这个名称会影响到以后质量信息查询的效率,所含信息越全面、准确,查询起来越方便。习惯上,质量问题的名称往往由故障现象而来。因此,在确定质量问题名称之前,应该先收集尽可能全的故障现象信息,并进行简单地分析和确认。如果有可能,还应该进行初步地故障隔离和定位。故障现象信息至少应包括以下内容:时间,地点,产品编号,产品状态(在什么试验过程中,当时的温度、力学等环境条件是什么),问题发生过程(开始如何,工作多长时间之后如何),故障现象(数据是多少,图像是什么),故障确认(进行了几次,稳定的、变化的还是概率的),等等。这个过程,宁可多记一千,不可少记一点。

“定位”常常使用一种从西方拿来的方法,叫做FTAFault Tree Analysis),即故障树分析。定位的过程(也可以叫做故障排查)应该适当地运用统筹方法以提高工作效率,比如由外到内、由整到分、由简单到复杂等;还应对各种结果和可能有所分析,做到风险预防,尤其是那些破坏性的、不可逆的,只有在十分确定或者实在无奈的时候才能“动烙铁”,而且至少要取证(测试并记录、拍照、录像等)。工程领域的方法,可能不适用于个别情况,有人会觉得多此一举、吃力不讨好,但从系统、统计的角度讲,肯定是科学的、有效的。开展故障树分析,最明显的作用是:可以最大可能地将底事件列全,避免被一个底事件掩盖掉其它底事件。而在故障排查陷入困境时,故障树分析也可以提供有力的辅助。所以先不要盲目抱怨和抵制,借鉴和试用三五次之后再做评价。通过故障树分析确定一个或几个底事件,就是“定位”。而故障树的细致程度,就是“准确”程度的体现,最好能逐步地从系统、分系统、设备、分机、印制板、电路定位到点,比如“长二捆”上的铝屑。这将是后续四步的基础。

“机理”往往对应于图(电路图、原理图、流程图、示意图等等)和数(参数、结果的复核复算、实际测试等等),正所谓“有图有真相,数据不骗人”。随着仿真技术的成熟和应用推广,仿真结果正日益成为“清楚”程度的论据之一。

任何人的知识和经验都是有限的,所以定位的准确程度、机理的清楚程度有时候是有限的,“问题复现”可以有效弥补这一点。需要说明的是:问题复现不是故障的重复发生,而是在前两步的基础上,搭建或者模拟实物,通过故障点的设置和消除,实现故障和正常的对比,以此来对前两步的结论进行确认。

前三条相当于诊断,“措施”就是药方,只有对症才能“有效”,即:故障现象消失,功能性能指标恢复正常。要证明有效,最有力的就是测试结果,因为理论分析与工程实现经常不能完全吻合。

 “举一反三”可以有多种理解,比如对同类设计或工艺方法的举一反三,或者对类似产品的举一反三,等等,应根据组织的能力和所能承受的代价在适当范围内开展。建议硬故障百分之百举一反三;隐患、低概率问题开展影响分析,与用户沟通、商定处理措施或解决办法。

只要按照顺序把上述五个方面的工作做到位、做全,质量问题就可以归零了。所谓归零,直白地讲,就是踏实了,放心了,不会再惹麻烦了。至于航天质量问题管理归零五条标准:过程清楚,责任明确,措施落实,严肃处理,完善规章。是从管理方面施加要求和控制,保证技术归零的结果能够实现,并且防止类似问题的再发生。个人认为,前两条是基础,第四条仅供参考(可能在上个世纪九十年代有其充足的价值和意义),有文章可做的是第三条和第五条。

管理归零五条中的“措施”源于技术归零五条中的“措施”,而又不尽相同:技术归零五条中的“措施”指的是技术陈述,管理归零五条中的“措施”指的是活动。举个例子来讲,通过技术归零确定了“将位号为甲的电阻器由型号A改为型号B”的措施,对应的管理归零五条中的“措施”就应该是:(一)通过某种形式(如更改单),将所有涉及位号甲电阻器的图纸、文件中的型号由A改为B;(二)通过某种形式(如返修单),将某些产品上的位号甲电阻器由型号A更换为型号B;等等。将(一)(二)等活动实施完,就叫做“措施落实”。

如果深入地分析质量问题发生的“过程”和“责任”,往往会发现管理上的漏洞或薄弱环节。通过对这些漏洞或薄弱环节的弥补或改进,可以减少甚至避免类似问题的发生。将这些弥补或改进体现到质量管理体系文件中,就是“完善规章”。

“措施落实”与“完善规章”,可以在一定程度上体现质量管理的价值与核心:保质量,降成本。

201511月,由原中国航天科技集团公司主导制定的“航天质量问题归零管理”(Space systems-Closed Loop Problem Solving Management),由国际标准化组织ISO正式发布,标准号ISO18238-2015,可谓一鸣惊人。该标准的核心,就是“质量问题归零双五条标准”。

质量问题归零是被动的,如果在质量问题发生之前就发现设计上的问题与隐患,或者为了提高性能指标,由此产生的活动叫做设计更改。为了保证设计更改能够达到预期,并且不会产生质量问题,航天也总结、提炼出了一套方法,叫做“设计更改六条原则”。“设计更改六条原则”不像“质量问题归零双五条标准”那样根正苗红、名气大,而是有点像飞航导弹中的“小二黑”(鹰击八号导弹,该小名的释义有多个版本,较为共识的是“小型、二代反舰导弹、黑户口”,也被海军称为“玲珑一代”),貌不惊人本事大,所以也值得学习和借鉴。

设计更改六条原则:充分论证,各方认可,试验验证,有益无害,审批完备,落实到位。

工程研制不同于科学研究,忌讳完美主义,所以有时候“两总”(总师、总指挥)会这样说“只要能够满足要求,哪怕降低一点要求,能不改就不改”。基于此,对设计更改的控制,在某种程度上比方案设计更加严格,所以要求“充分”论证,这与前文所述的“机理清楚”异曲同工。

“各方认可”是从系统的角度提的要求,因为局部的更改可能会产生对其它地方的影响,所以设计更改应该分析对电气、结构、软件、测试等各方面产生的影响,通知(含上下游)电气、结构、软件、测试等各类人员,甚至是用户、合作伙伴以及供方等,并得到他们的认可。在这个过程中,切忌口头通知和协调,最好采取评审、会签、协调纪要等形式进行确认。

“试验验证”本质上是“设计与开发验证”,与前文所述的“措施有效”也有点类似,目的都是为了确保正确,确保“有益无害”。设计更改原则的最初版本,其实是没有“有益无害”这一条的,这一条也未涉及方法,更像是提醒和强调。有些报告中会出现“影响性分析”章节,实际上是“各方认可”的内容,也可以理解成对“有益无害”的合理体现。而在设计更改落实到产品上之后,补充环境应力筛选(为防止过筛选,一般需要降量级),则既可以理解成是对“有益无害”的体现,也是“试验验证”的一个方面。环境应力筛选,既是可靠性试验的一种,也是制造过程的一道工序。

设计更改六条原则的最后两条,属于管理范畴,是整个项目甚至组织的行为,可以理解成设计更改过程中各项活动的触发与结束。“审批完备”意味着:没有报告或单子,报告或单子没有签署或签署不完整,有权不动作,不允许动作。“落实到位”的标准是提供证据,包括:签署完整的报告或单子,产品返工或返修记录,试验和测试记录,等等。只有见到这些证据,才能证明活动完成闭环,管理人员才可以结束跟踪和监控。

这些年,航天的成就有目共睹,其经验也不胜枚举。航天之所以专门针对质量问题归零和设计更改制定标准和原则,是因为这两个方面是工程研制的重灾区,影响大,代价高。所以,在借鉴航天先进经验时,不妨从这两处入手。

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