于雷等/中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院

鋼棒是航天各型號通用性最強(qiáng)的原材料之一，廣泛應(yīng)用于航天產(chǎn)品結(jié)構(gòu)件、氣密件及發(fā)動機(jī)等重要部位。若鋼棒原材料存在質(zhì)量隱患，在前端檢測驗(yàn)收中無法排除并傳遞到后續(xù)加工裝配環(huán)節(jié)，導(dǎo)致涉及面廣、處理難度大，從而影響型號研制生產(chǎn)的質(zhì)量、進(jìn)度和成本。

近年來，航天產(chǎn)品用鋼棒質(zhì)量問題頻頻發(fā)生，投訴情況居高不下，給航天型號研制工作及靶場發(fā)射任務(wù)造成嚴(yán)重影響。因此，筆者對近幾年用戶投訴鋼棒問題進(jìn)行統(tǒng)計(jì)見圖1，發(fā)現(xiàn)與質(zhì)量問題相關(guān)的投訴反饋占主要部分，亟待解決；其他問題為交付周期過長或成本高，占比較小。

圖1 客戶投訴情況統(tǒng)計(jì)

一、 定義階段

質(zhì)量投訴DPPM 是每百萬交付鋼棒量中的客戶質(zhì)量投訴點(diǎn)數(shù)。

1.一是項(xiàng)目研究指標(biāo)（Y）的定義及分解

質(zhì)量投訴DPPM 作為本項(xiàng)目的研究指標(biāo)，具體定義為：=質(zhì)量投訴DPPM =（月份質(zhì)量問題反饋數(shù)量/月份交付鋼棒總量）*1000000。

對交付鋼棒質(zhì)量問題進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)，所占比率如圖2 所示。按照不同缺陷種類的統(tǒng)計(jì)情況，總體質(zhì)量投訴DPPM 分為異金屬夾雜、表面缺陷、內(nèi)部缺陷3 種情況（見表1）。

表1 總體質(zhì)量投訴DPPM的分解情況

圖2 質(zhì)量投訴情況具體問題統(tǒng)計(jì)

2.SIPOC 流程分析

對單位內(nèi)部業(yè)務(wù)流程進(jìn)行全面梳理，繪制交付鋼棒的SIPOC 流程，如圖3 所示。通過不同職能部門對圖中每一個環(huán)節(jié)的關(guān)鍵性進(jìn)行審定打分，最終 “復(fù)驗(yàn)”和“出庫檢驗(yàn)”2 個環(huán)節(jié)分值最高，為關(guān)鍵控制環(huán)節(jié)，針對這2 個環(huán)節(jié)采取控制措施，可在短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)改善，從源頭減低交付鋼棒的質(zhì)量投訴DPPM。

圖3 SIPOC圖

二、測量階段

1.測量系統(tǒng)分析

測量系統(tǒng)是數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的基礎(chǔ)，測量系統(tǒng)的準(zhǔn)確性與否關(guān)乎整個項(xiàng)目數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與合理性，所以需要對項(xiàng)目展開測量系統(tǒng)的分析工作，檢測方法見表2。

表2 鋼棒質(zhì)量保障檢測方法

根據(jù)檢測方法及缺陷類型，對3 個分層數(shù)據(jù)制定合適的測量系統(tǒng)分析，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行屬性一致性分析，試驗(yàn)分析如表3 所示。

表3 測量系統(tǒng)分析結(jié)果

在異金屬夾雜質(zhì)量投訴DPPM 及內(nèi)部缺陷質(zhì)量投訴DPPM 測量系統(tǒng)的屬性一致性分析中，檢驗(yàn)員自身、每個檢驗(yàn)員與標(biāo)準(zhǔn)、檢驗(yàn)員之間及所有檢驗(yàn)員與標(biāo)準(zhǔn)的評估一致性均符合要求（≥90%），測量系統(tǒng)合格且數(shù)據(jù)有效，可以進(jìn)行后續(xù)分析；表面缺陷質(zhì)量投訴DPPM 測量系統(tǒng)屬性一致性分析結(jié)果顯示各方面評估一致性均≤90%，測量系統(tǒng)不合格，在開展其它研究工作之前，需先對測量系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)。

因此，項(xiàng)目組針對表面缺陷質(zhì)量投訴DPPM的測量系統(tǒng)迅速開展工作，制定相應(yīng)改善策略。針對表面檢測制定相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)譜圖，供檢驗(yàn)員進(jìn)行比對分析，對標(biāo)準(zhǔn)譜圖升級為物流中心驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，固化成果；開展對專職檢驗(yàn)員的培訓(xùn)工作，對各種表面缺陷知識及金屬材料基礎(chǔ)知識進(jìn)行詳細(xì)講解，對檢驗(yàn)圖譜的使用進(jìn)行培訓(xùn)，以提高檢驗(yàn)員自身技術(shù)能力，保障后續(xù)測量系統(tǒng)的準(zhǔn)確性。

經(jīng)過改善措施后，表面缺陷質(zhì)量投訴DPPM測量系統(tǒng)進(jìn)行屬性一致性分析，檢驗(yàn)員自身、每個檢驗(yàn)員與標(biāo)準(zhǔn)、檢驗(yàn)員之間及所有檢驗(yàn)員與標(biāo)準(zhǔn)的評估一致性均已符合要求（≥90%），測量系統(tǒng)合格，后續(xù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)有效，可進(jìn)行下一步分析工作。

2.能力與現(xiàn)狀分析

對各分層數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析，確定影響Y 值的具體變量。異金屬夾雜質(zhì)量問題的影響變量有氧化物夾雜、氮化物夾雜、硫化物夾雜、磷化物夾雜等，對數(shù)據(jù)進(jìn)行柏拉圖分析顯示，前3 項(xiàng)為重點(diǎn)改善對象，具體異金屬統(tǒng)計(jì)情況如圖4 所示。

圖4 異金屬夾雜柏拉圖

表面缺陷質(zhì)量問題的影響變量有凹坑、磕傷、腐蝕、尺寸不合格等，對數(shù)據(jù)進(jìn)行柏拉圖分析顯示，選取前3 項(xiàng)為重點(diǎn)改善對象，具體缺陷統(tǒng)計(jì)情況如圖5 所示。

圖5 表面缺陷柏拉圖

內(nèi)部缺陷質(zhì)量問題的影響變量有氧折疊、裂紋、疏松、偏析等，對數(shù)據(jù)進(jìn)行柏拉圖分析顯示，選取前3 項(xiàng)為重點(diǎn)改善對象，具體缺陷統(tǒng)計(jì)情況如圖6 所示。

圖6 內(nèi)部缺陷柏拉圖

三、分析階段

通過對近年鋼棒質(zhì)量問題進(jìn)行全面梳理和深度剖析，總結(jié)鋼棒的共性質(zhì)量問題或重復(fù)性質(zhì)量問題，分析其原因，摸清影響因子并尋找關(guān)鍵因子。

1.流程分析

鋼棒從采購到交付使用所經(jīng)歷的流程如圖7 所示。通過對大量記錄數(shù)據(jù)分析可知，鋼棒質(zhì)量問題出現(xiàn)在廠家生產(chǎn)、到貨復(fù)驗(yàn)和入庫貯存階段。

圖7 鋼棒交付流程

鋼棒質(zhì)量問題主要產(chǎn)生在生產(chǎn)過程、到貨復(fù)驗(yàn)和入庫貯存階段（見表4），生產(chǎn)過程是控制鋼棒質(zhì)量的源頭，物流中心到貨復(fù)驗(yàn)階段是控制鋼棒質(zhì)量問題出現(xiàn)的重要關(guān)卡。

表4 鋼棒質(zhì)量問題的來源

2.C&E 矩陣分析

表5 是3 位不同崗位專家依據(jù)鋼廠生產(chǎn)過程相關(guān)細(xì)節(jié)的重要性對質(zhì)量問題的打分表。從表中可知，頭尾標(biāo)示、頭尾切除、包裝和表面狀態(tài)對客戶非常重要。表6 是3 位不同崗位專家依據(jù)到貨復(fù)驗(yàn)過程相關(guān)細(xì)節(jié)的重要性對質(zhì)量問題的打分表。從表中可知，頭尾標(biāo)示、表面狀態(tài)、無損檢測對客戶非常重要。表7 是3 位不同崗位專家依據(jù)入庫貯存階段相關(guān)細(xì)節(jié)的重要性對質(zhì)量問題的打分表。從表中可知，頭尾標(biāo)示、搬運(yùn)、貯存條件對客戶非常重要。

表5 廠家生產(chǎn)階段矩陣表

表6 到貨復(fù)驗(yàn)階段矩陣表

表7 入庫貯存階段矩陣表

3. 關(guān)鍵因子分析

不同因子的關(guān)鍵影響因素和它們對影響鋼棒質(zhì)量問題的平均總分的統(tǒng)計(jì)見表8。對過程因子進(jìn)行柏拉圖分析，如圖8 所示。頭尾問題、表面狀態(tài)、貯存條件、包裝、搬運(yùn)等5 項(xiàng)的重要性比較顯著。將這5 項(xiàng)作為關(guān)鍵因子作為重點(diǎn)進(jìn)行改善，表9 是關(guān)鍵因子對影響鋼棒質(zhì)量問題的關(guān)系。

表8 過程因子的分析

圖8 過程因子柏拉圖分析

表9 質(zhì)量問題與關(guān)鍵因子的關(guān)系

四、改善階段

1.改善計(jì)劃

在相關(guān)部門的配合下，對5 個關(guān)鍵過程作為重點(diǎn)改善對象，并作出了改善計(jì)劃（見表10）。

表10 改善計(jì)劃表

2.改善關(guān)鍵因子

（1）改善頭尾問題

一般存在頭尾無標(biāo)識、頭尾標(biāo)識不清晰、頭尾切除不徹底、標(biāo)示脫落、檢驗(yàn)員無法識別頭尾等問題。鋼棒的頭尾問題較為明顯、復(fù)雜。生產(chǎn)過程中，若不切除頭尾重熔會影響后期鋼棒的生產(chǎn)質(zhì)量；交付過程中，頭尾不清晰會影響后期鋼棒的使用。對頭尾采用不同改善方法進(jìn)行雙比率分析，P 值小于0.05，表明頭尾刷漆比頭尾打鋼印改善效果顯著。

通過本項(xiàng)目的研究實(shí)施，掌握了六西格瑪工具應(yīng)用的基本方法，系統(tǒng)地對鋼棒的生產(chǎn)過程、到貨復(fù)驗(yàn)過程以及貯存階段存在的問題進(jìn)行分析改善，并做出控制預(yù)防。項(xiàng)目成果已成功應(yīng)用于鋼棒產(chǎn)品的質(zhì)量保證工作，顯著地提高了型號用鋼棒的質(zhì)量可靠性水平，確保了鋼棒質(zhì)量滿足型號使用要求，保障了航天各型號的研制和批生產(chǎn)任務(wù)的順利進(jìn)行，經(jīng)濟(jì)、社會效益顯著。此項(xiàng)目成果中涉及的分析思路、方法及控制措施可以有效地推廣在軍工領(lǐng)域其他物資質(zhì)量保證單位，為其提高鋼棒質(zhì)量管控能力提供有力的支撐。

（2）改善包裝

鋼棒到貨時經(jīng)常發(fā)現(xiàn)包裝措施不當(dāng)，一方面不利于鋼棒的卸載，另一方面會產(chǎn)生碰傷、腐蝕等缺陷。對包裝采用不同改善方法進(jìn)行單比率分析。

（3）改善表面狀態(tài)

鋼棒表面的油污、氧化皮等異物不僅影響鋼棒表面的檢驗(yàn)，而且還會影響超聲波探傷。對表面狀態(tài)采用不同改善方法進(jìn)行雙比率分析，P 值小于0.05，表明表面車光比表面清晰改善效果明顯顯著。

（4）改善貯存條件

貯存條件改善前的鋼棒存放在露天庫，不但會受到雨水和大氣的腐蝕，還會因?yàn)闇囟鹊淖兓l(fā)生內(nèi)應(yīng)力的改變。對貯存條件采用不同改善方法進(jìn)行單比率分析，P 值表明結(jié)果具有統(tǒng)計(jì)顯著性。單比率分析結(jié)果可知有95%的信心，Y、Y的質(zhì)量問題投訴率的可能性低于35%。

（5）改善搬運(yùn)

在搬運(yùn)過程中經(jīng)常會碰傷鋼棒或讓異物壓入鋼棒，嚴(yán)重時會導(dǎo)致鋼棒產(chǎn)生微裂紋。對搬運(yùn)采用不同改善方法進(jìn)行單比率分析，P 值表明結(jié)果具有統(tǒng)計(jì)顯著性。單比率分析結(jié)果可知有95%的信心，、的質(zhì)量問題投訴率的可能性低于35%。

3.改善效果驗(yàn)證

2018 年1 月開始逐步實(shí)施5 項(xiàng)改善措施，改善措施于4 月底均已落實(shí)，因此效果將針對改善后的現(xiàn)狀進(jìn)行檢驗(yàn)分析，并對異金屬夾雜、表面缺陷、內(nèi)部缺陷等質(zhì)量問題實(shí)施檢驗(yàn)。表11 是2018 年1～6 月份鋼棒質(zhì)量問題統(tǒng)計(jì)。采用相關(guān)措施后，總體質(zhì)量投訴率已達(dá)到目標(biāo)值并接近極限值。

表11 2018年1～6月份鋼棒質(zhì)量問題統(tǒng)計(jì)

通過對5 個關(guān)鍵因子進(jìn)行改善，鋼棒質(zhì)量問題總體質(zhì)量投訴DPPM 和、、的質(zhì)量投訴DPPM 均到達(dá)預(yù)期效果。

（1）準(zhǔn)確地識別出鋼棒生產(chǎn)、驗(yàn)收過程中的質(zhì)量控制關(guān)鍵點(diǎn)，提出了針對性的管控措施，顯著地減少了鋼棒質(zhì)量問題的發(fā)生數(shù)量，提升了研究院型號用鋼棒的質(zhì)量保障能力。

（2）推進(jìn)了研究院型號用鋼棒質(zhì)量管控的精細(xì)化水平，使得在型號用鋼棒的質(zhì)量管控能力方面，處于行業(yè)內(nèi)絕對領(lǐng)先地位。

（3）創(chuàng)造性地制定了鋼棒頭尾管理規(guī)則，統(tǒng)一規(guī)范了各個鋼棒生產(chǎn)廠家的頭尾管理規(guī)則，降低了鋼棒驗(yàn)收工作難度、強(qiáng)度，節(jié)省了大量的人力和物力，確保了鋼棒驗(yàn)收檢測的有效性，有效地避免了“錯漏檢”問題的發(fā)生。

（4）實(shí)現(xiàn)了將型號用鋼棒產(chǎn)品質(zhì)量控制點(diǎn)前移至生產(chǎn)廠家的目標(biāo)，為避免研究院型號用鋼棒質(zhì)量問題的發(fā)生奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，為其它種類原材料的質(zhì)量管控工作樹立了榜樣。

（5）制定了鋼棒質(zhì)量管控標(biāo)準(zhǔn)，彌補(bǔ)了現(xiàn)行的國軍標(biāo)、國標(biāo)等標(biāo)準(zhǔn)無法滿足型號質(zhì)量要求的不足。

通過本項(xiàng)目的研究實(shí)施，掌握了六西格瑪工具應(yīng)用的基本方法，系統(tǒng)地對鋼棒的生產(chǎn)過程、到貨復(fù)驗(yàn)過程以及貯存階段存在的問題進(jìn)行分析改善，并做出控制預(yù)防。項(xiàng)目成果已成功應(yīng)用于鋼棒產(chǎn)品的質(zhì)量保證工作，顯著地提高了型號用鋼棒的質(zhì)量可靠性水平，確保了鋼棒質(zhì)量滿足型號使用要求，保障了航天各型號的研制和批生產(chǎn)任務(wù)的順利進(jìn)行，經(jīng)濟(jì)、社會效益顯著。此項(xiàng)目成果中涉及的分析思路、方法及控制措施可以有效地推廣在軍工領(lǐng)域其他物資質(zhì)量保證單位，為其提高鋼棒質(zhì)量管控能力提供有力的支撐。