舰船装备全寿命期质量管理问题研究

舰船装备全寿命期质量管理问题研究1.前言舰船设备的质量是一个国家科学技术和经济实力的集中具体表现出，直接关系到舰艇战役力的生成和连续作战的能力，在现代化条件下，十分是高技术条件下的战斗中，舰船设备的质量问题关系到海战的胜负，有时以至影响到国家的兴亡。因而，舰船设备的质量问题理应成为我们关注的重大问题。当前人们所讨论的质量问题及其管理，一般多集中于舰船设备全寿命周期中的某一个阶段的某一个详细问题，如设计阶段或建造阶段的某一类质量管理问题。而对于将舰船设备的质量问题和质量管理作为一个整体，从全寿命期的角度来看待这一问题，缺乏系统和全面的分析。针对当前的研究现在状况，本文讨论从舰船全寿命期管理要求出发，从全面质量管理的角度，研究舰船寿命期中各阶段的质量，以及全寿命期质量管理一体化的问题。2.舰船设备全寿命期及其质量问题舰船全寿命期总的来说能够分为研制建造阶段、使用与保障和退役阶段。其中研制建造阶段又包含论证、研制〔系统设备〕和设计〔舰船总体〕、建造、试验试航这几个阶段，系统设备研制包含原理样机、工程样机、系统联调等；舰船总体设计包含方案设计、技术设计、施工设计和生产设计等；使用和保障阶段的活动大致包含训练、作战使用、日常维护和计划修理等。如此图1所示。舰船设备质量，是指舰船设备所具有的一组固有特性知足明确的、隐含的或必需履行的需求和期望的水平。这一组固有的特性包含作战性能、可靠性、维修性、保障性、安全性、可生产性、经济性、环境适应性等。而质量管理指的是为保证舰船质量，在影响其特性的论证、设计、研制、生产、使用、保障等环节上，对构成、发挥、坚持、恢复舰船质量等所有经过和因素进行计划、组织、批示、协调和控制的活动。舰船设备寿命期构成复杂，经过相对而言也较为漫长。根据以上定义，在舰船设备的整个寿命期中，每一个阶段都存在质量和对应的管理间题，而且随着时间的流逝，质量就成为时间的函数。在每一个阶段中，质量的含义、构成和管理重点都不一样，即有Q=/(0，当时间取z定为某一定值^时，舰船设备的质量Q将具有不同的含义和不同的分量，可表达为在〔1)式中，对于不同U值的种类和含义也不同。要逐个确定Q=1(0的要素和构造，必需进行更具体的分析。分析可知，在舰船寿命期的论证、研制〔系统设备〕和设计〔舰船总体〕、建造、试验试航、使用和保障、退役等各个阶段，质量问题都牵涉到质量管理两个方面的内容。(1)舰船设备全寿命期各阶段质量的定义，即什么是本阶段的质量，对此需逐个进行定义，如论证质量、研制质量、建造质量等概念。(2)舰船设备全寿命期各阶段质量的管理，即怎样做好本阶段的质量管理工作。这里要考虑的问题是，对于每一阶段的质量管理活动，都牵涉到全面质量管理〔TQM)及其应用。全面质量管理是围绕质量问题而展开的一种管理途径和管理体系，能够归纳为下面4个方面：全员参与、全经过管理、全面的方法和全面的质量观。3.全寿命各阶段的质量管理如前所述，舰船全寿命期构成复杂，在其全寿命期的每一阶段中的质量问题，实际都包含本阶段质量的定义和本阶段质量管理的方式。这里以舰船建造阶段为例，对舰船全寿命期各阶段的质量管理问题进行讨论。3.1阶段质量的定义以建造阶段为例，建造阶段的质量能够称为建造质量。舰船建造质量能够直观上理解为做好舰船建造工作，或圆满完成舰船建造工作，或完成高水平的舰船建造工作等。相应地，舰船建造质量能够形式化地定义为在规定的时间、规定的条件下，实现了舰船设备的建造意图和要求的水平。舰船全寿命期的其他阶段如论证、设计、试验、使用等质量的定义与此类似。3.1阶段质量的管理如前所述，做好舰船建造阶段的全面质量管理包含下面几个方面。(1)全员参与。舰船建造的相关单位包含建造厂家、用户代表以及相关设备厂所等。全员参与意味着这些单位的人员全体参与质量管理活动，包含管理层、机关工作人员和技术人员、一线人员等，他们共同构成了一个整体，而不仅仅只是技术人员和一线人员。如此图2所示。(2)全经过管理。对于一般的民用产品，全经过管理意味着在市场调研、产品选型、研究、设计、原料采购、制作、检验、储运、销售、安装、使用和维修等各个环节中都把好质量关。对于舰船设备而言，全经过管理要求就是即便只处于建造阶段也要从舰船全寿命期的角度考虑质量问题，即为论证一设计一研制一建造一使用一退役的一体化。要做好上述全寿命期质量管理一体化工作，本文以为有两项工作是必不可少的。其一是全寿命各阶段人员参与的一体化。由于舰船全寿命期各阶段构成了一个完好的整体，所以在舰船建造阶段的人员参与就不能仅仅只包含舰船建造和相关单位的人员〔见图2)，而是应将舰船设备论证、设计、研制、试验、使用、维护、维修等单位的人员都包含进来，共同参与和了解舰船的建造工作。当然其他阶段人员的参与能够是多种形式的，但决不是可有可无的，或视他们的意见处于次要位置，这里能够仿照美军CAIV的形式，将他们的参与和意见视为一种独立变量。只要这样，能力真正实现舰船设备的全寿命质量管理。如此图3所示。简言之，论证、设计、研制、试验试航、使用和保障部门参与并了解舰船建造经过。舰船全寿命期其他阶段的一体化参与形式与此类似。其二是舰船设计以及建模、仿真环境的一体化。这项工作要求我们从舰船论证阶段开始，经过设计、建造、试验试航，直至舰船交付，到舰船的使用、维护、维修，直至舰船退役的整个全寿命期经过中，借助于经过协同技术的思路和方法，采取完全一样或高度兼容的建模与仿真环境和设计软件。在这样的环境支持下，从论证阶段开始启动所需要的建模与仿真活动，并采取预定的CAD设计手段，构成论证深度的电子样船，在向设计阶段交接时，除现有惯例的纸版文件外，应同时交接全套与设计单位完全兼容的论证深度的电子样船数据库。设计阶段在前述电子样船的基础上，继续采取同样的CAD设计环境，深化并逐步构成舰船初步设计、技术设计、施工设计深度的电子样船，真正实现螺旋式设计经过，设计向建造阶段交接时，除现有惯例的纸版文件外，应同时交接全套与建造单位完全兼容的施工设计电子样船数据库。建造阶段在这里基础上，采取同样的CAD设计环境，构成舰船生产设计深度的电子样船，并由此构成B()M清单，构成指点舰船建造的各种文件，建造向试验、使用部门交接时，除现有惯例的纸版文件外，应同时交接全套与使用部门完全兼容的、到达使用和保障要求的电子样船数据库。在使用和保障阶段，在接收到的建造、试验试航活动提交的纸版和电子版资料的基础上，能够进行需要的应用开发活动，并建立相关制度负责向其所有上游活动〔单位〕以质量协同管理信息系统[5」的形式反应相关信息和意见。该一体化经过(简图〕如此图4所示。分析可知，实现了安身于全寿命期的舰船设计以及建模、仿真环境的一体化，能够实现下面多重目的。打破部门壁垒，实现全寿命期各阶段资源的真正分享；大幅减少各阶段衔接的工作量，避免当前各阶段衔接中所存在的各种问题;便于各阶段人员参与的一体化;为实现全寿命期各阶段的并行工程工作提供了一个统一的基础和环境，利于并行工程工作的真正开展。而实现了以t目的，就有可能从根本上提升和改良舰船全寿命期的质量管理水平。(3)全面的方法。全面的方法重要包含各类管理方法〔形式〕以及统计方法等。各类管理方法是惯例的质量管理领域，当前这类研究结果较多，做法也较为成熟和规范。如建立质量管理体系、实行二级验收体制、从点控制到经过控制、加强合同监管等。在用于质量管理的统计方法㈤中，对于舰船总体建造而言，较为合适的方法有排列图法、因果分析(鱼刺图〕法、对策表法等;对于较大批量生产的舰载系统设备乃至零部件而言，较为合适的方法有统计分析法、直方图法、工序能力指数以及控制图法等。(4)全面的质量观。全面的质量观包含工序质量、产品质量、工作质量以及效劳质量。在舰船建造经过中抓好工序质量和产品质量是当前的惯例做法，也是当前较为成熟的质量管理领域，本文不再赘述。抓好工作质量和效劳质量则是人们往往易于忽视的领域。如建造阶段与前一个阶段〔研制和设计〕的交接；与后一个阶段的交接〔试验试航与交船〕，包含保障资源的交接等；建造阶段的相关人员要积极参与舰船论证、设计和研制活动，讨论在舰船论证、设计研制活动中，自动发挥作用的各种形式；自动为用户〔舰艇〕考虑，积极参与舰船设备的保障和维修等。3.全寿命期质量一体化管理的技术支撑要实现以上设想，尤其是实现全寿命各阶段人员参与的一体化和舰船设计、建模、仿真环境的一体化，就必需在技术手段上予以需要的保障。例如借鉴美军SBA的思想，实现舰船设备全寿命期仿真化管理，为全员、全经过、全面方法、全面质量观提供需要的物质基础。美国海军SBA技术指点思想的本质，就是图4所示的通过建模与仿真技术实现对舰船设备全寿命期的一体化设计与仿真，其构成包含分布式协同建模与仿真环境〔见图5)、一体化产品与经过小组(IPT)、舰船专业设计与分析工具、相关分析和评估构件等。在舰船论证、研制和设计阶段的重要工作包含：〔1)根据对作战需求等的论证结果构成初步方案；〔2)仿真建模和设计方案的三维实现；〔3)设计方案的协同改良与优化；〔4)设计方案的综合评估与方案选取等。建造、试验和使用等后续阶段的工作包含研制、设计方案的接力式深化开发和相关信息反应等。在美国国防部建模与仿真主计划〔DoD5000.59—P〕中，突出强调了建模与仿真技术对设备全寿命期质量管理的作用。以为通过建模与仿真技术建立的虚拟产品模型嵌人到一体化综合环境中，能够支持设备全寿命周期各个阶段的管理，加强设计人员、承制方及试验人员之间的信息分享，实现节省采办时间、资源和减少风险,进而全面提升设备系统的全寿命期质量。本文以为，采取这种一体化形式及其软硬件支撑，就能真正实现以设计为中心的舰船研制和全寿命质量管理形式，同时能够打破部门壁垒，实现上游(前一阶段〕结果鄙人游〔下一阶段〕被完全利用，以及对应的质量信息反应等。在充足利用现有结果的基础上，实现舰船设备全寿命经过：论证一设计一建造一试验试航一使用与增援的质量管理一体化。当前，在某国的新型舰船的研制和全寿命管理中，均采取了这种方式，获得了良好效果。理论表示清楚，这是一种技术上可行的先进的质量管理形式，具有较好的借鉴作用，值得引起我们的充足看重。4.结束语舰船设备质量管理是一项牵涉面特别广的复杂工作，当前国内对于舰船全寿命质量管理问题尚未引起足够的看