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        管理创新    
      研发质量管理的创新实践(2019-03)  
    企业管理杂志 发布时间:19-06-06        
       

    对设计输入的控制和建模技术的正确应用,是确保虚拟仿真技术应用成功的关键。



    文/许泽  蒋成  崔荣俊



    关键词:数字化  研发质量  航空装备  流程  611质量管理模式  成都飞机设计研究所

         为满足新一代战斗机 “技术跨代提升、周期显著缩短、质量全面提升”的高要求,适应数字化的新环境,成都飞机设计研究所(以下简称研究所)通过构建数字化环境下的研发质量组织架构和高质量的研发流程,将质量管理要素融入研发流程和过程,建立基于建模、仿真等数字化工具方法的研发流程,创造覆盖研发全系统、全方位的精细化技术质量审查等方法,实现了从传统的质量管理到数字化环境下的质量管理的转变,简称为“6+1+1”质量管理模式(该模式荣获了第三届“中国质量奖”)。
         该模式聚焦于八个方面开展创新实践:在“培育超越质量文化”的环境下,以“设计需求生成质量”为牵引,“基于MBSE的系统工程管理质量”和“保障性研发质量”贯穿研发全过程,以“数字化设计与验证规范”和“技术审查质量”为两翼,以“一套供应商质量管理方法”和“一支追求卓越的研发团队”为高质量的动力源泉,全面提升质量保证能力。
     

    一、聚焦用户需求,提升装备系统设计需求的生成质量
    1.基于作战概念建模,把作战概念研究和设计纳入研发主流程
         构建需求生成质量流程,与用户一起共同开展实战化需求研究和系统能力定义。通过对战场环境、作战应用建模、仿真驱动作战概念的研究和战场环境、体系化对抗仿真,分析战场威胁,构建作战设想。通过精细推演设计作战能力,牵引出武器装备的能力需求,由能力需求转化形成武器装备的设计需求。通过这个流程实现由“研制能力推动”转变为“实战需求牵引能力供给”,确保研制的装备是用户需要的装备。
    2.实施基于条目化的设计需求管理
         采用条目化需求定义,并建立基于Doors的需求管理平台。建立能力目录、条目化设计需求,能力目录和设计需求实现关联。采用建模和仿真对设计需求进行确认,确保需求定义的完整性和有效性?;谛枨?,开展系统架构定义,并生成下级子系统、产品需求。建立系统需求数据库,建立需求之间、以及需求与模型之间的关联,实现需求的条目化、结构化、关联化管理,如下页图1所示。通过需求追溯矩阵、需求验证追溯矩阵等工具,追踪需求在整个研制过程中的分解、贯彻和验证、实现及确认。
    3.运用质量功能展开(QFD)技术,明确关键设计要求
         应用QFD方法,通过任务特性→技术特性质量屋、技术特性→技术要求质量屋,将任务特性分解到各子系统,并转化为子系统顶层设计要求,从而实现将用户需求依次映射转化为飞机、系统、子系统的技术要求。量化分析任务特性与技术特性的关系,直观显示了飞机任务特性对满足用户需求的贡献;量化排序飞机技术特性,明确了关键技术要求。


        
    二、应用MBSE方法再造研发流程
    1.建立正向研发的质量技术和管理流程
         在自顶向下设计、自下而上综合的研发流程框架下,强力推进基于模型的系统工程(MBSE)方法的运用,建立正向设计与质量流程,把建模和仿真贯穿设计流程活动之中。建立需求管理、系统架构定义、系统优化设计、系统集成和验证等核心技术子流程;建立技术计划管理、技术风险管理、技术性能管理、技术状态管理等核心管理子流程;建立管理子流程和技术子流程的方法和工具包,明确子流程的活动以及对应活动的方法、工具集和信息化平台。
    2.基于事件和里程碑驱动的计划管理
         通过开展基于事件和里程碑驱动的项目技术计划管理,把工程技术工作和质量管理工作有机地结合起来,实现同策划、同实施、同考核的“三同时”管理。根据项目研发确定的项目事件和里程碑节点,按照产品分解结构(PBS)→工作分解结构(WBS)→具体交付物,形成项目研发交付物清单,明确计划活动的责任分配、进度安排、完成标准等管理要素,建立计划管理基线文件。以交付物进展状态,作为质量监控重点,同时以交付物为纽带,将计划管理平台与其他相关管理系统建立关联,确保计划作业反馈的质量。
         为直观、动态地展示项目进展,跟踪问题处理,基于项目利益攸关者及其关注点分析,建立研发管理看板,如图2所示。动态监控项目计划协调、项目进展、项目资源用量、试飞质量问题处置和工程更改异常流程等,提高项目质量管理效率和信息透明度,提高管理人员发现与解决问题的效率。
    3.开展全数字化环境下研发技术状态管理
         通过组建技术状态管理团队,构建技术状态管理平台和工具集,推进三维全数字化研发的技术状态管理。
         基于产品分解结构(PBS)规划CI(技术状态项)树,在数字化环境中实现有效标识。建立基于事件驱动的技术状态控制流程,集成在PDM产品数据管理系统内,以“工程更改请求-工程更改建议-工程更改指令”为基本流程,创新网页式、条目化表单,结合路径设计、防错设计、在线学习等保证措施,纳入数字化协同设计、生产平台,开展技术状态更改控制?;贑I功能、性能审查,结合里程碑技术质量审查分期分层次完成技术状态审核,实现了基于数字化产品定义的技术状态标识、控制和审核。
         利用信息化平台,构建型号物料清单体系,以设计BOM-工艺BOM-制造BOM-保障BOM,保证全寿命周期内的数据一致性,同时记实、跟踪和分析全过程技术状态。
        
    三、开展保障性与飞机同步设计
    1.有效开展保障性设计与验证
         自主保障系统的研发纳入武器装备研发的主流程,按照V型研发流程,研制之初就与飞机同步开展保障总体设计,确保装备交付用户后能够快速形成作战能力和保障能力,实现由交付装备向交付能力转变。调整优化组织机构,打造更高效的售后服务保障和客户培训组织机构,建立平时和战时技术支援保障工作体系。构建综合保障信息化系统,实现故障远程排除引导、不离岗网络化培训以及一体化自主保障。
    2.实施以信息化支撑的用户沟通及服务保障
         以信息化为支撑,建立完善的用户沟通及服务保障机制和流程,保证用户需求得到有效获取和确认,需求变更得到有效沟通,以及需求不符合问题得到及时处置和解决??⒃冻碳际醣U现С窒低?,打造CBR故障诊断专家平台、QINP智能化应用平台和MSISS维修保障信息支持系统,以PMA便携式维修辅助设备、ITS空地勤培训系统、IETM交互式电子手册为支撑,实现远程维修保障信息电子化处理、典型故障排除引导、不离岗网络化技术培训、数据信息综合分析萃取和飞机技术状态电子化监控等功能,提高问题处理准确度和效率,大幅降低用户保障资源投入,保障外场完好率和顾客满意率持续提升。
        
    四、建立数字化设计规范体系
    1.建立基于模型的数字化产品定义规范体系和基础数据库
         归纳、整理、总结飞机产品设计知识、设计经验及建模方法,制定基于模型的三维数字化产品定义(MBD)的飞机产品设计规范及建模指南;建立数字化设计模板库,机械、管路连接、电气、标准件模型数据库,技术注释库等规范数据库;总结提炼行业专家的设计知识及经验、工艺知识和建模知识等,并与设计平台进行集成,保障基于模型的数字化规范定义。
    2.把质量控制融入数字化产品定义和设计过程
         建立数字化设计质量控制和审查流程,将质量管控要点融入设计流程,纳入协同设计VPM和虚拟产品数据管理PDM工具平台,运用数字化的设计质量评价工具,实现与协同设计同步的过程在线质量控制与设计输出质量审查。制造单位在平台支持下提早介入,协同开展生产性分析,深入推进DFM(面向制造的设计)。
        
    五、开展精细化技术质量审查
    1.开展基于事件和里程碑的动态化精细化技术质量审查
         切实解决研发质量评审存在的“要求不够明确”“活动不够充分”和“程序不够完善”的问题。建立基于事件和里程碑的动态化质量审查流程,根据技术状态管理要求和各阶段的主要技术活动和质量控制要求,设计详细的技术质量审查表单Checklist,采用设计师系统和质量师系统联合审查的模式,按照系统、分系统、成品单位组织实施,质量师系统监督检查和管理审查结果。在原有研制阶段划分和里程碑评审设置基础上,设置里程碑前技术质量审查,以实现“条目化表单”“动态化审查”和“前置性控制”为特点的技术质量审查。
    2.开展研发过程精细化技术质量问题管理
         通过构建适应航空装备研制特点的试飞问题归零管理流程、控制环节和具体方法(如图3所示),实施试飞问题的分类、分级管理,明确管理归口职责分工和问题处置进展动态监控要求。创新问题应急处置措施装机控制、改进方案放飞控制和问题归零评审“预审查”等控制环节的要求、程序和手续。细化航空武器装备质量问题的“双五归零”具体要求(即针对发生的问题,从技术上按"定位准确、机理清楚、问题复现、措施有效、举一反三"的五条要求逐项落实,并形成技术归零报告或技术文件的活动。针对发生的质量问题,从管理上按"过程清楚、责任明确、措施落实、严肃处理、完善规章"的五条要求逐项落实,并形成管理归零报告或相关文件的活动),以及归零评审的组织、审查和遗留问题处置跟踪要求。结构化、模板化问题归零管理过程中各类文件、记录和表单要求。结合信息化手段,在型号及其配套产品试飞过程质量管理中实施。
    3.实施预防性质量知识工程管理
         开展包括六个子库的质量知识库建设,对质量要求、质量过程、质量经验、质量工程方法、质量模板和质量BOM视图等子库,辅以知识推送机制,与工作包有效关联,发挥质量支持作用。同时,加强知识转化,预判型号质量状况发展趋势,推动预防性质量管理。
        
    六、采用基于大数据的供方质量管理方法
    1.实施对供应商的质量量化评价
         系统分析供应商的配套新成品质量影响因素和要求,从研制质量工作完成情况、质量保证能力和实物质量三个层次,开展配套新成品研制质量量化评价。构建包括94项评价指标的评价模型(见表),以评分值实施并持续完善型号质量师系统及信息沟通机制,获得质量信息数据支持和管理途径,为研制质量量化评价提供条件。
         取得对供应商研制质量量化评价结果,并且从评价中发现配套新成品质量管理的改进机会,针对性完善顶层策划;发现承制单位质量保证工作的薄弱环节,针对性促进提升;发现全机配套成品的质量问题趋势,针对性提早处置、规避风险。
    2.基于“大数据”,开展供应商配套成品的研制质量成熟度管理
         汇总、统计和分析对各参研单位的动态化里程碑技术质量审查结果的“大数据”,建立各指标成熟度模型,形成质量核对指标随时间维度的成熟度增长图。同时,可以进一步分解检查某一项指标在各个单位的成熟度水平,及其各项产品的成熟度水平,如图4所示,为研制质量管理提供了量化的、精确的依据性输入。


        
    七、明晰组织结构和角色的责任定义
    1.建立面向型号的质量管理组织
         在研究所内各部门设立质量主管部领导、部质量员,各室/办设立室质量员,结合所科研生产WBS(工作分解结构)的逐级分解,构建“所—部—室”为横向、“型号—项目—单元”为纵向的矩阵式质量管理组织模式,实现网格化的质量管理,确保型号总体研制质量管理要求和质量信息得到快速、有序传递和落实。
         同时,作为型号质量牵头单位,各系统设计部与对口的参研单位切实履行质量控制责任,比如规范、设计要求、接口控制、设计验证活动、设计数模文档审会签等质量过程控制,同时加强与型号质量师系统的业务结合和流程融合,提高对整个型号研制质量的管控效力和效率。
    2.明确定义全员的质量责任
         在研究所质量体系文件基础上编制《员工质量工作手册》,分解各部门质量职责;各部门围绕部门质量职责编制《部门技术质量工作制度》,细化各专业、岗位质量责任、通用质量要求和质量监督考核,形成“所—部门/室办—岗位”三级层次的质量角色责任定义。建立战略性的覆盖研制全过程的质量专家团队,配套完善的培养与管理体系,组织针对本专业研制过程质量管控问题,积极研究、创新和实践,提升总体研制质量保证能力。
        
    八、培育“超越”的团队质量文化
    1.建立与数字化研发环境相适应的研发质量行为准则
         建立与先进战斗机数字化研发特色相适应的“三个务必、八个牢记”的研发质量行为准则,并以员工质量手册的形式发布给全员遵守。
         三个务必:务必做到恪守科学规律,以顾客为关注焦点。务必做到按法律、法规、制度、流程、标准和规则做事。具备正直、诚信的职业品格,坚信质量和安全是靠流程和工具来保障的,并为研究所持续建立和完善研发体系贡献力量。务必做到严格履行自己应承担的质量职责,决不提交、会签或审查自己都认为有问题的图样、数模和各类报告,任何时候,都决不做低于质量标准的事情。
         八个牢记:牢记飞机设计是一个不断优化权衡的过程,追求的是综合最优。牢记不可闭门造车,要努力学习型号研发的经验教训,不断提升技术能力,基于研究驱动工程设计。牢记要基于系统工程的原理,做到设计缜密、试验充分,对工程问题的决策和判断绝不能凭空或想当然。牢记最好的设计是最简单但能实现功能的设计。牢记虚拟仿真技术是双刃剑,对设计输入的控制和建模技术的正确应用是关键。牢记自己是一名设计工程师,决不可忽视工程技术问题的原理和规律。牢记设计细节决定成败,可靠性、安全性应融入在每一个设计细节中。牢记我的工作事关飞行安全和部队战斗力。
    2.培育“超越”质量文化
         基于PDCA过程方法,建设“超越自我现状、超越用户期待和超越对手先进水平”的“超越”质量文化。
         具体做法是针对质量文化结构化特征的物质层、行为层、制度层和道德层四个层面,定量与定性结合,分别设定质量文化建设总体目标。构建“所—部门—室”三级的质量文化建设组织网络,落实网络中各角色职责,它包括领导重视,强力推动质量文化建设;建章立制,以有形和无形规范指导员工质量行为;教育培训,覆盖性、针对性提高员工质量素质;内部沟通,以信息化手段渗透、传播和改进质量文化;有效激励,提升员工参与质量改进的积极性;全员参与,形成良好的质量文化氛围?!?/p>


    作者单位 成都飞机设计研究所
     

     
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