艦船裝備全壽命期質量管理問題研究論文

艦船裝備全壽命期質量管理問題研究論文

　　1.前言

　　艦船裝備的質量是一個國家科學技術和經濟實力的集中體現，直接關系到艦艇部隊戰斗力的生成和持續作戰的能力，在現代化條件下，特別是高技術條件下的戰爭中，艦船裝備的質量問題關系到海戰的勝負，有時甚至影響到國家的興亡。因此，艦船裝備的質量問題理應成為我們關注的重大問題。

　　目前人們所探討的質量問題及其管理，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量管理問題。而對于將艦船裝備的質量問題和質量管理作為一個整體，從全壽命期的角度來看待這一問題，缺乏系統和全面的分析。針對目前的研究現狀，本文探討從艦船全壽命期管理要求出發，從全面質量管理的角度，研究艦船壽命期中各階段的質量，以及全壽命期質量管理一體化的問題。

　　2.艦船裝備全壽命期及其質量問題

　　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（系統設備）和設計（艦船總體）、建造、試驗試航這幾個階段，系統設備研制包括原理樣機、工程樣機、系統聯調等；艦船總體設計包括方案設計、技術設計、施工設計和生產設計等；使用和保障階段的活動大致包括訓練、作戰使用、日常維護和計劃修理等。如圖1所示。

　　艦船裝備質量，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性能、可靠性、維修性、保障性、安全性、可生產性、經濟性、環境適應性等。而質量管理指的是為保證艦船質量，在影響其特性的論證、設計、研制、生產、使用、保障等環節上，對形成、發揮、保持、恢復艦船質量等所有過程和因素進行計劃、組織、指揮、協調和控制的活動。

　　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量和對應的管理間題，而且隨著時間的流逝，質量就成為時間的函數。在每一個階段中，質量的含義、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的要素和結構，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，質量問題都涉及到質量管理兩個方面的內容。

　　(1)艦船裝備全壽命期各階段質量的定義，即什么是本階段的質量，對此需逐個進行定義，如論證質量、研制質量、建造質量等概念。

　　(2)艦船裝備全壽命期各階段質量的管理，即如何做好本階段的質量管理工作。這里要考慮的問題是，對于每一階段的質量管理活動，都涉及到全面質量管理（TQM)及其應用。全面質量管理是圍繞質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量觀。

　　3.全壽命各階段的質量管理

　　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量問題，實際都包括本階段質量的定義和本階段質量管理的方式。這里以艦船建造階段為例，對艦船全壽命期各階段的質量管理問題進行探討。

　　3.1階段質量的定義

　　以建造階段為例，建造階段的質量可以稱為建造質量。艦船建造質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，艦船建造質量可以形式化地定義為在規定的時間、規定的條件下，實現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、使用等質量的定義與此類似。

　　3.1階段質量的管理

　　如前所述，做好艦船建造階段的全面質量管理包括以下幾個方面。

　　(1)全員參與。艦船建造的相關單位包括建造廠家、用戶代表以及相關設備廠所等。全員參與意味著這些單位的人員全體參與質量管理活動，包括管理層、機關工作人員和技術人員、一線人員等，他們共同構成了一個整體，而不僅僅只是技術人員和一線人員。如圖2所示。

　　(2)全過程管理。對于一般的民用產品，全過程管理意味著在市場調研、產品選型、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節中都把好質量關。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，才能真正實現艦船裝備的全壽命質量管理。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、仿真環境的一體化。這項工作要求我們從艦船論證階段開始，經過設計、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，借助于過程協同技術的思路和方法，采用完全相同或高度兼容的建模與仿真環境和設計軟件。

　　在這樣的環境支持下，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，除現有常規的紙版文件外，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據庫。設計階段在前述電子樣船的基礎上，繼續采用同樣的CAD設計環境，深化并逐步形成艦船初步設計、技術設計、施工設計深度的電子樣船，真正實現螺旋式設計過程，設計向建造階段交接時，除現有常規的紙版文件外，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據庫。建造階段在此基礎上，采用同樣的CAD設計環境，形成艦船生產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，除現有常規的紙版文件外，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據庫。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上，可以進行必要的應用開發活動，并建立相關制度負責向其所有上游活動（單位）以質量協同管理信息系統[5」的形式反饋相關信息和意見。該一體化過程(簡圖）如圖4所示。

　　分析可知，實現了立足于全壽命期的艦船設計以及建模、仿真環境的一體化，可以實現以下多重目的。打破部門壁壘，實現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;為實現全壽命期各階段的并行工程工作提供了一個統一的基礎和環境，利于并行工程工作的真正開展。而實現了以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）以及統計方法等。

　　各類管理方法是常規的質量管理領域，目前這類研究成果較多，做法也較為成熟和規范。如建立質量管理體系、實行二級驗收體制、從點控制到過程控制、加強合同監管等。

　　在用于質量管理的統計方法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;對于較大批量生產的艦載系統設備乃至零部件而言，較為適合的方法有統計分析法、直方圖法、工序能力指數以及控制圖法等。

　　(4)全面的質量觀。全面的質量觀包括工序質量、產品質量、工作質量以及服務質量。

　　在艦船建造過程中抓好工序質量和產品質量是目前的常規做法，也是目前較為成熟的質量管理領域，本文不再贅述。

　　抓好工作質量和服務質量則是人們往往易于忽視的領域。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.全壽命期質量一體化管理的技術支撐

　　要實現以上設想，尤其是實現全壽命各階段人員參與的一體化和艦船設計、建模、仿真環境的一體化，就必須在技術手段上予以必要的保障。例如借鑒美軍SBA的思想，實現艦船裝備全壽命期仿真化管理，為全員、全過程、全面方法、全面質量觀提供必要的物質基礎。

　　美國海軍SBA技術指導思想的實質，就是圖4所示的通過建模與仿真技術實現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同建模與仿真環境（見圖5)、一體化產品與過程小組(IPT)、艦船專業設計與分析工具、相關分析和評估構件等。在艦船論證、研制和設計階段的主要工作包括：

　�。�1)根據對作戰需求等的論證結果形成初步方案；

　�。�2)仿真建模和設計方案的三維實現；

　�。�3)設計方案的協同改進與優化；

　�。�4)設計方案的綜合評估與方案選取等。建造、試驗和使用等后續階段的工作包括研制、設計方案的接力式深化開發和相關信息反饋等。

　　在美國建模與仿真主計劃《DoD5000.59—P》中，突出強調了建模與仿真技術對裝備全壽命期質量管理的作用。認為通過建模與仿真技術建立的虛擬產品模型嵌人到一體化綜合環境中，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，實現節省采辦時間、資源和減少風險,進而全面提高裝備系統的全壽命期質量。

　　本文認為，采用這種一體化模式及其軟硬件支撐，就能真正實現以設計為中心的艦船研制和全壽命質量管理模式，同時可以打破部門壁壘，實現上游(前一階段）成果在下游（下一階段）被完全利用，以及對應的質量信息反饋等。在充分利用現有信息技術成果的基礎上，實現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，這是一種技術上可行的先進的質量管理模式，具有較好的借鑒作用，值得引起我們的充分重視。

　　5.結束語

　　艦船裝備質量管理是一項涉及面十分廣的復雜工作，目前國內對于艦船全壽命質量管理問題尚未引起足夠的重視，單個階段的質量管理也僅重視管理方法領域，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、各階段的全面質量管理（TQM)要求以及必要的技術手段等幾項關鍵的要素，站在艦船裝備全系統全壽命管理的高度，真正做到打破部門壁壘，加強協調和統一規劃，并在實際工作中逐步落實，就有可能改善我們的工作，逐步實現艦船裝備全壽命期一體化質量管理。本文對其中的若干關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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