艦船裝備全壽命期質(zhì)量管理問題研究論文
1.前言
艦船裝備的質(zhì)量是一個國家科學技術(shù)和經(jīng)濟實力的集中體現(xiàn)，直接關(guān)系到艦艇部隊戰(zhàn)斗力的生成和持續(xù)作戰(zhàn)的能力，在現(xiàn)代化條件下，特別是高技術(shù)條件下的戰(zhàn)爭中，艦船裝備的質(zhì)量問題關(guān)系到海戰(zhàn)的勝負，有時甚至影響到國家的興亡。因此，艦船裝備的質(zhì)量問題理應成為我們關(guān)注的重大問題。
目前人們所探討的質(zhì)量問題及其管理，一般多集中于艦船裝備全壽命周期中的某一個階段的某一個具體問題，如設計階段或建造階段的某一類質(zhì)量管理問題。而對于將艦船裝備的質(zhì)量問題和質(zhì)量管理作為一個整體，從全壽命期的角度來看待這一問題，缺乏系統(tǒng)和全面的分析。針對目前的研究現(xiàn)狀，本文探討從艦船全壽命期管理要求出發(fā)，從全面質(zhì)量管理的角度，研究艦船壽命期中各階段的質(zhì)量，以及全壽命期質(zhì)量管理一體化的問題。
2.艦船裝備全壽命期及其質(zhì)量問題
艦船全壽命期總的來說可以分為研制建造階段、使用與保障和退役階段。其中研制建造階段又包括論證、研制（系統(tǒng)設備）和設計（艦船總體）、建造、試驗試航這幾個階段，系統(tǒng)設備研制包括原理樣機、工程樣機、系統(tǒng)聯(lián)調(diào)等；艦船總體設計包括方案設計、技術(shù)設計、施工設計和生產(chǎn)設計等；使用和保障階段的活動大致包括訓練、作戰(zhàn)使用、日常維護和計劃修理等。如圖1所示。
艦船裝備質(zhì)量，是指艦船裝備所具有的一組固有特性滿足明確的、隱含的或必須履行的需求和期望的程度。這一組固有的特性包括作戰(zhàn)性能、可靠性、維修性、保障性、安全性、可生產(chǎn)性、經(jīng)濟性、環(huán)境適應性等。而質(zhì)量管理指的是為保證艦船質(zhì)量，在影響其特性的論證、設計、研制、生產(chǎn)、使用、保障等環(huán)節(jié)上，對形成、發(fā)揮、保持、恢復艦船質(zhì)量等所有過程和因素進行計劃、組織、指揮、協(xié)調(diào)和控制的活動。
艦船裝備壽命期組成復雜，過程相對而言也較為漫長。根據(jù)以上定義，在艦船裝備的整個壽命期中，每一個階段都存在質(zhì)量和對應的管理間題，而且隨著時間的流逝，質(zhì)量就成為時間的函數(shù)。在每一個階段中，質(zhì)量的含義、組成和管理重點都不一樣，即有Q=/(0，當時間取z定為某一定值^時，艦船裝備的質(zhì)量Q將具有不同的含義和不同的分量，可表達為
在（1)式中，對于不同U值的種類和含義也不同。要逐個確定Q=1(0的要素和結(jié)構(gòu)，必須進行更詳細的分析。
分析可知，在艦船壽命期的論證、研制（系統(tǒng)設備）和設計（艦船總體）、建造、試驗試航、使用和保障、退役等各個階段，質(zhì)量問題都涉及到質(zhì)量管理兩個方面的內(nèi)容。
(1)艦船裝備全壽命期各階段質(zhì)量的定義，即什么是本階段的質(zhì)量，對此需逐個進行定義，如論證質(zhì)量、研制質(zhì)量、建造質(zhì)量等概念。
(2)艦船裝備全壽命期各階段質(zhì)量的管理，即如何做好本階段的質(zhì)量管理工作。這里要考慮的問題是，對于每一階段的質(zhì)量管理活動，都涉及到全面質(zhì)量管理（TQM)及其應用。全面質(zhì)量管理是圍繞質(zhì)量問題而展開的一種管理途徑和管理體系，可以歸納為以下4個方面：全員參與、全過程管理、全面的方法和全面的質(zhì)量觀。
3.全壽命各階段的質(zhì)量管理
如前所述，艦船全壽命期組成復雜，在其全壽命期的每一階段中的質(zhì)量問題，實際都包括本階段質(zhì)量的定義和本階段質(zhì)量管理的方式。這里以艦船建造階段為例，對艦船全壽命期各階段的質(zhì)量管理問題進行探討。
3.1階段質(zhì)量的定義
以建造階段為例，建造階段的質(zhì)量可以稱為建造質(zhì)量。艦船建造質(zhì)量可以直觀上理解為做好艦船建造工作，或圓滿完成艦船建造工作，或完成高水平的艦船建造工作等。相應地，艦船建造質(zhì)量可以形式化地定義為在規(guī)定的時間、規(guī)定的條件下，實現(xiàn)了艦船裝備的建造意圖和要求的程度。
艦船全壽命期的其他階段如論證、設計、試驗、使用等質(zhì)量的定義與此類似。
3.1階段質(zhì)量的管理
如前所述，做好艦船建造階段的全面質(zhì)量管理包括以下幾個方面。
(1)全員參與。艦船建造的相關(guān)單位包括建造廠家、用戶代表以及相關(guān)設備廠所等。全員參與意味著這些單位的人員全體參與質(zhì)量管理活動，包括管理層、機關(guān)工作人員和技術(shù)人員、一線人員等，他們共同構(gòu)成了一個整體，而不僅僅只是技術(shù)人員和一線人員。如圖2所示。
(2)全過程管理。對于一般的民用產(chǎn)品，全過程管理意味著在市場調(diào)研、產(chǎn)品選型、研究、設計、原料采購、制造、檢驗、儲運、銷售、安裝、使用和維修等各個環(huán)節(jié)中都把好質(zhì)量關(guān)。對于艦船裝備而言，全過程管理要求就是即使只處于建造階段也要從艦船全壽命期的角度考慮質(zhì)量問題，即為論證一設計一研制一建造一使用一退役的一體化。
要做好上述全壽命期質(zhì)量管理一體化工作，本文認為有兩項工作是必不可少的。其一是全壽命各階段人員參與的一體化。由于艦船全壽命期各階段組成了一個完整的整體，所以在艦船建造階段的人員參與就不能僅僅只包括艦船建造和相關(guān)單位的人員（見圖2)，而是應將艦船裝備論證、設計、研制、試驗、使用、維護、維修等單位的人員都包括進來，共同參與和了解艦船的建造工作。當然其他階段人員的參與可以是多種形式的，但決不是可有可無的，或視他們的意見處于次要位置，這里可以仿照美軍CAIV的形式，將他們的參與和意見視為一種獨立變量。只有這樣，才能真正實現(xiàn)艦船裝備的全壽命質(zhì)量管理。如圖3所示。
簡言之，論證、設計、研制、試驗試航、使用和保障部門參與并了解艦船建造過程。艦船全壽命期其他階段的一體化參與形式與此類似。
其二是艦船設計以及建模、仿真環(huán)境的一體化。這項工作要求我們從艦船論證階段開始，經(jīng)過設計、建造、試驗試航，直至艦船交付，到艦船的使用、維護、維修，直至艦船退役的整個全壽命期過程中，借助于過程協(xié)同技術(shù)的思路和方法，采用完全相同或高度兼容的建模與仿真環(huán)境和設計軟件。
在這樣的環(huán)境支持下，從論證階段開始啟動所需要的建模與仿真活動，并采用預定的CAD設計手段，形成論證深度的電子樣船，在向設計階段交接時，除現(xiàn)有常規(guī)的紙版文件外，應同時交接全套與設計單位完全兼容的論證深度的電子樣船數(shù)據(jù)庫。設計階段在前述電子樣船的基礎(chǔ)上，繼續(xù)采用同樣的CAD設計環(huán)境，深化并逐步形成艦船初步設計、技術(shù)設計、施工設計深度的電子樣船，真正實現(xiàn)螺旋式設計過程，設計向建造階段交接時，除現(xiàn)有常規(guī)的紙版文件外，應同時交接全套與建造單位完全兼容的施工設計電子樣船數(shù)據(jù)庫。建造階段在此基礎(chǔ)上，采用同樣的CAD設計環(huán)境，形成艦船生產(chǎn)設計深度的電子樣船，并由此形成B()M清單，形成指導艦船建造的各種文件，建造向試驗、使用部門交接時，除現(xiàn)有常規(guī)的紙版文件外，應同時交接全套與使用部門完全兼容的、達到使用和保障要求的電子樣船數(shù)據(jù)庫。在使用和保障階段，在接收到的建造、試驗試航活動提交的紙版和電子版資料的基礎(chǔ)上，可以進行必要的應用開發(fā)活動，并建立相關(guān)制度負責向其所有上游活動（單位）以質(zhì)量協(xié)同管理信息系統(tǒng)[5」的形式反饋相關(guān)信息和意見。該一體化過程(簡圖）如圖4所示。
分析可知，實現(xiàn)了立足于全壽命期的艦船設計以及建模、仿真環(huán)境的一體化，可以實現(xiàn)以下多重目的。打破部門壁壘，實現(xiàn)全壽命期各階段資源的真正共享；大幅減少各階段銜接的工作量，避免目前各階段銜接中所存在的各種問題;便于各階段人員參與的一體化;為實現(xiàn)全壽命期各階段的并行工程工作提供了一個統(tǒng)一的基礎(chǔ)和環(huán)境，利于并行工程工作的真正開展。而實現(xiàn)了以t目的，就有可能從根本上提高和改進艦船全壽命期的質(zhì)量管理水平。
(3)全面的方法。全面的方法主要包括各類管理方法（模式）以及統(tǒng)計方法等。
各類管理方法是常規(guī)的質(zhì)量管理領(lǐng)域，目前這類研究成果較多，做法也較為成熟和規(guī)范。如建立質(zhì)量管理體系、實行二級驗收體制、從點控制到過程控制、加強合同監(jiān)管等。
在用于質(zhì)量管理的統(tǒng)計方法㈤中，對于艦船總體建造而言，較為適合的方法有排列圖法、因果分析(魚刺圖）法、對策表法等;對于較大批量生產(chǎn)的艦載系統(tǒng)設備乃至零部件而言，較為適合的方法有統(tǒng)計分析法、直方圖法、工序能力指數(shù)以及控制圖法等。
(4)全面的質(zhì)量觀。全面的質(zhì)量觀包括工序質(zhì)量、產(chǎn)品質(zhì)量、工作質(zhì)量以及服務質(zhì)量。
在艦船建造過程中抓好工序質(zhì)量和產(chǎn)品質(zhì)量是目前的常規(guī)做法，也是目前較為成熟的質(zhì)量管理領(lǐng)域，本文不再贅述。
抓好工作質(zhì)量和服務質(zhì)量則是人們往往易于忽視的領(lǐng)域。如建造階段與前一個階段（研制和設計）的交接；與后一個階段的交接（試驗試航與交船），包括保障資源的交接等；建造階段的相關(guān)人員要積極參與艦船論證、設計和研制活動，探討在艦船論證、設計研制活動中，主動發(fā)揮作用的各種形式；主動為用戶（艦艇部隊）考慮，積極參與艦船裝備的保障和維修等。
4.全壽命期質(zhì)量一體化管理的技術(shù)支撐
要實現(xiàn)以上設想，尤其是實現(xiàn)全壽命各階段人員參與的一體化和艦船設計、建模、仿真環(huán)境的一體化，就必須在技術(shù)手段上予以必要的保障。例如借鑒美軍SBA的思想，實現(xiàn)艦船裝備全壽命期仿真化管理，為全員、全過程、全面方法、全面質(zhì)量觀提供必要的物質(zhì)基礎(chǔ)。
美國海軍SBA技術(shù)指導思想的實質(zhì)，就是圖4所示的通過建模與仿真技術(shù)實現(xiàn)對艦船裝備全壽命期的一體化設計與仿真，其組成包括分布式協(xié)同建模與仿真環(huán)境（見圖5)、一體化產(chǎn)品與過程小組(IPT)、艦船專業(yè)設計與分析工具、相關(guān)分析和評估構(gòu)件等。在艦船論證、研制和設計階段的主要工作包括：
（1)根據(jù)對作戰(zhàn)需求等的論證結(jié)果形成初步方案；
�。�2)仿真建模和設計方案的三維實現(xiàn)；
�。�3)設計方案的協(xié)同改進與優(yōu)化；
�。�4)設計方案的綜合評估與方案選取等。建造、試驗和使用等后續(xù)階段的工作包括研制、設計方案的接力式深化開發(fā)和相關(guān)信息反饋等。
在美國建模與仿真主計劃《DoD5000.59—P》中，突出強調(diào)了建模與仿真技術(shù)對裝備全壽命期質(zhì)量管理的作用。認為通過建模與仿真技術(shù)建立的虛擬產(chǎn)品模型嵌人到一體化綜合環(huán)境中，可以支持裝備全壽命周期各個階段的管理，加強設計人員、承制方及試驗人員之間的信息共享，實現(xiàn)節(jié)省采辦時間、資源和減少風險,進而全面提高裝備系統(tǒng)的全壽命期質(zhì)量。
本文認為，采用這種一體化模式及其軟硬件支撐，就能真正實現(xiàn)以設計為中心的艦船研制和全壽命質(zhì)量管理模式，同時可以打破部門壁壘，實現(xiàn)上游(前一階段）成果在下游（下一階段）被完全利用，以及對應的質(zhì)量信息反饋等。在充分利用現(xiàn)有信息技術(shù)成果的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)艦船裝備全壽命過程：論證一設計一建造一試驗試航一使用與支援的質(zhì)量管理一體化。目前，在某國的新型艦船的研制和全壽命管理中，均采用了這種方式，取得了良好效果。實踐表明，這是一種技術(shù)上可行的先進的質(zhì)量管理模式，具有較好的借鑒作用，值得引起我們的充分重視。
5.結(jié)束語
艦船裝備質(zhì)量管理是一項涉及面十分廣的復雜工作，目前國內(nèi)對于艦船全壽命質(zhì)量管理問題尚未引起足夠的重視，單個階段的質(zhì)量管理也僅重視管理方法領(lǐng)域，全員參與有待深化與落實，全過程一體化管理尚未起步，質(zhì)量觀方面服務意識有待增強。但只要我們牢牢抓住艦船裝備全壽命整體的概念、各階段的全面質(zhì)量管理（TQM)要求以及必要的技術(shù)手段等幾項關(guān)鍵的要素，站在艦船裝備全系統(tǒng)全壽命管理的高度，真正做到打破部門壁壘，加強協(xié)調(diào)和統(tǒng)一規(guī)劃，并在實際工作中逐步落實，就有可能改善我們的工作，逐步實現(xiàn)艦船裝備全壽命期一體化質(zhì)量管理。本文對其中的若干關(guān)鍵問題進行了初步探討，希望能夠起到拋磚引玉的作用。
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