伺服阀研制全流程防差错体系建设与实施

/北京精密机电控制设备研究所

北京精密机电控制设备研究所是我国航天用伺服机构产研一体化专业研制单位，伺服机构是影响弹箭飞行成败的关键，起到飞行姿态调整和轨迹控制的作用，其控制核心是伺服阀。伺服阀具有结构复杂、精度要求高及多余物防控严格等特点，其研制过程涉及设计、工艺、加工、测试及管理等环节，研制周期长，关键控制点多。

近年来，随着我国航天事业的发展，多型号研制并举、快速试制、批生产交付及高密度发射的研制局面已成为新常态。传统产研模式及质量控制手段已无法满足新常态要求，为此，研究所建立了防差错体系建设领导小组，结合伺服阀研制特点提出了防差错体系建设原则和框架，并组织设计师和工艺师队伍开展了防差错体系研究、建设及实施等一系列工作。

一、建设原则与思路

防差错是指在错误发生之前就加以防止，即在产品研制的整个流程，包括设计、工艺、操作及管理等环节，通过不断总结产品研制过程的经验与教训，并反馈再优化设计和持续改进，达到第一次就把事情做对和“零缺陷”的目标。

伺服阀研制过程防差错体系建设运用系统工程的理念和先进的管理方法，建立系统的、研制全过程的预防体系。对产品研制过程的质量问题或存在的隐患进行深入分析，发现规律并制定防范措施，使质量风险和质量问题降低至目标水平，最终实现“全过程系统预防，确保成功，永保成功”的预防差错管理总目标。

防差错体系建设以现有伺服阀研制流程为基础，具体涵盖设计开发、工艺设计和生产操作三大过程，其建设应遵循以下几个原则：

简化原则——在符合现有体系和质量要求的前提下，适当简化设计方案、工艺流程和操作步骤，使体系框架更加扁平化，以提高可预防性。

标准化原则——体系建设的各个过程优先使用标准化设计方案、标准化工艺文件以及标准化操作规程，提高互换性和通用化程度，降低非标准化带来的差错风险。

PDCA原则——防差错体系建设全过程遵循PDCA科学管理程序，做到有策划、有实施、有检查、有考核。

安全原则——在防差错体系实施过程中，考虑产品在研制过程中的安全性。

二、防差错体系建设实施

伺服阀研制过程中的差错主要分为3类：一是设计技术差错，即因设计人员的认识不到位或技术水平、工程经验不足而导致的差错；二是工艺技术差错，即因工艺技术人员技术水平不高或生产实际经验不足而导致的差错；三是生产操作差错，即因操作者和检验员的操作技能不能胜任岗位需要而导致的差错。此外，还存在规则差错，即由于现有规章制度、技术规范不完善，不能满足或适应要求而导致的差错；责任差错，即由于人员缺乏责任心，不能照章办事，工作不认真、不细致而导致的差错。

围绕伺服阀研制过程中的3类主要差错，防差错体系的构建主要分为4个阶段：一是建立伺服阀研制全过程防差错数据库，通过对以往研制过程出现的质量问题进行详细的梳理统计与分析，找出规律，挖出根源，建立面向全研制流程的产品质量履历；二是完善细化防差错措施，制定标准化设计文件、工艺文件和操作文件，同时识别和提炼容易出现问题的重点工序、重点环节，通过引入看板管理进一步完善过程管理防差错措施、装置及制度；三是持续改进，形成防差错管理体系；四是开展防差错措施的落地执行，并进行监督检查。

1.建立防差错数据库

伺服阀防差错数据库也叫伺服阀质量履历，是针对研制过程中超差单、不合格品审理单、通知单、更改单、过程质量问题以及质量归零等研制全流程质量问题所建立的数据库，是构建防差错体系的基础。该数据库收集了近5年的产品质量数据，包括生产过程质量情况、产品返修情况、产品三单落实情况等信息。数据库是对伺服阀研制过程中出现的所有问题和解决措施及时梳理、总结而建立的，可实现技术资源共享，提高技术问题处理的准确性、有效性和延续性，避免重复质量问题再发生，有效提高了产品研制过程防差错能力。

伺服阀产品质量履历不仅是产品研制过程质量数据包，也是产品质量数据的重要来源。目前，防差错数据库已覆盖在研所有型号，同时为有效指导产品质量履历建设及长期稳步实施，制定了伺服阀技术服务及质量履历管理办法，其规定了质量履历数据库建设的框架、流程、责任人及维护要求，以确保产品质量履历及时维护与长期运行。

2.完善防差错措施

基于伺服阀防差错数据库，对影响产品研制质量、进度等突出问题开展防差错措施完善工作。

在设计方面，针对沉头螺钉孔增加倒角、盖子增加容线空间，避免死弯、疲劳元件提前进行有限元分析、导线设置不同颜色等方面开展图样完善，同时编制了伺服阀防差错设计图册，指导设计防差错工作。

在工艺方面，针对易差错部位开展差错提醒，设计防差错工装、工艺FMEA分析、工艺优化细化、编制可视化操作指导书、标准化工艺文件等；编制伺服阀防差错工艺图册，指导工艺防差错工作。

在管理方面，引入质量看板，将过程控制的主要因素可视化、典型问题案例化，对关键环节进行多重把关，同时完善研制过程管理的预防差错措施、防差错管理制度等。

此外，针对设计关键特性重新编写工艺关键特性和产品过程控制关键特性文件，具体指导关重零件的关键工序操作，以确保关键特性的零差错。

3.形成防差错体系

防差错体系框架按简化、标准化、PDCA及安全性的原则进行建设，主要包括以下4个层面：一是顶层制度；二是过程管理制度或文件；三是防差错技术类文件，包括设计和工艺2个方面；四是用于指导具体操作的文件。防差错体系的建设还要考虑研制流程的系统性和完整性，同时应结合现有工艺规范体系建设。

通过建立防差错数据库以及对防差错措施进行完善，及时总结研制过程的防差错方法和数据，并不断改进提高，初步形成防差错体系建设要素，再通过编写各层级体系文件，将研制过程中成熟的经验和做法以标准设计图样、设计指南、技术规范、工艺规程等形式进行固化、标准化、规范化和制度化，形成生产过程预防差错工作指导书、伺服机构防差错图册、伺服阀多余物预防设计规范等体系文件，以构建防差错体系。

4.落地执行及闭环管理

在防差错体系措施落地执行过程中，要注重闭环管理，同时积极引导全体员工主动发现差错，积极预防和控制差错，在此基础上总结完善防差错措施并自觉运用和执行，确保防差错各项措施稳步实施。

（1）设计过程防差错

设计过程防差错通过对以往出现过的质量问题进行详细分析，从设计源头落实防差错措施，对潜在质量问题、风险、隐患进行预防控制，如开展单点故障模式分析、关键特性分析、故障树分析、“六性”分析等。

以单点故障模式分析为例，从故障原因、故障影响、类别、频率及控制措施制定等方面对伺服阀4类单点故障模式进行系统分析，并梳理制定单点故障检查确认表。当伺服阀部分功能单元发生故障时，对伺服系统组成单机(局部)、伺服系统以及控制系统所造成的影响进行分析，并对所有型号伺服阀开展故障模式及影响分析，以有效防止任何故障模式和差错对系统造成的影响。通过对单点故障模式以及薄弱环节的查找与分析，充分利用分析结果开展防差错设计是设计环节预防差错的有效方法。

（2）工艺过程防差错

工艺过程防差错是在满足设计要求的前提下，在工艺过程设计上对潜在的工艺质量问题、风险和隐患进行预防，并结合研究所工艺规范体系建设开展工艺过程防差错设计。一是开展规范化工艺文件编制，包括针对伺服阀关重零件加工、多余物防控、清洗、防锈的工艺技术规范等，用于指导技术人员工艺文件编制，做到规范化、标准化；二是制定岗位标准，如编制各工种岗位操作指导书和通用工艺规程，用于具体指导操作人员标准化操作，防止误操作带来隐患；三是开展伺服阀三类关键特性分析，根据设计关键特性重新完善、细化工艺关键特性和过程关键特性，确保关重零件关重特性满足要求；四是对现有工艺文件开展工艺完善，增加警示性语言，用于提醒操作人员防止差错的产生；五是加强工艺文件三级审签与评审，落实责任与要求，从源头把控工艺文件质量。

（3）操作过程防差错

操作过程防差错是指产品在加工、装配及调试等产品实现环节开展差错预防和控制，降低产品研制末端的差错风险和隐患，包括正确理解图样及工艺技术要求，杜绝在未正确理解或过程不熟悉（包括缺乏工作经验）的前提下盲目操作，造成理解错误等差错。

对于复核工装、刀具等辅助资源，加工前应按工艺文件准备合格的工装、刀具等，当发现工装、刀具有问题时应提前处置，防止用错而造成加工错误；对于检查设备状态及程序，加工前对设备状态、完好情况和程序的正确性进行确认，确保设备及程序可用于加工或试验；对于看板管理防差错，在关键工序或部位设立警示提醒牌，严格按看板要求落实工艺参数、要求及注意事项等。此外，严格按工艺文件要求操作，落实“三检”制度，防止漏加工、错加工、跳步等违章操作。

（4）管理过程防差错

管理过程防差错应服务于产品研制过程。一是制定和完善管理制度，如编制生产过程预防差错工作指导书，规定产品生产过程预防差错工作实施流程、易错环节及防错方法，规范和指导生产过程预防差错工作的开展与实施；二是以产品研制过程关重环节、敏感部位为重点，进一步强化基础管理工作，形成有策划、有标准、有实施、有检查、有评估考核的管理闭环；三是多渠道、多平台开展员工教育与培训，如通过管理看板、车间大屏幕、电视、内部局域网等渠道宣传报道质量、防差错等案例，使员工进一步提升质量意识和差错意识。在此基础上，动员所有员工主动识别各工步、工序及工种等环节存在的质量隐患和风险，在全体员工中广泛征集防差错小技巧、小措施、小建议、小方法等提案，择优进行实施并给予奖励。

（5）制定防差错图册

在总结提炼航天伺服研制经验和教训的基础上，编制了伺服机构防差错图例，该图例总结了伺服系统研制过程中的历史质量问题，并将研制经验固化成图例形式。图例以简明图示和精炼语言对易出差错的设计、生产、试验等环节和部位提出避错方法，便于设计、工艺、操作和检验人员在日常工作中借鉴采纳，以防范问题的重复发生。这是防差错技术在零缺陷管理中的实践和创新。

伺服机构防差错图例提供了一种预防低层次质量问题的有效方法，是不断夯实保成功质量的有效手段，也是促进型号研制工作回归到基础和规范的有效途径。

三、建设成果

通过系统梳理总结伺服阀研制过程中设计、工艺、加工及管理等全流程质量问题、风险与隐患，建立了涵盖全研制流程的差错统计、分析与控制措施，固化了预防差错措施，并持续改进，逐渐形成科学的、系统的防差错管理体系，改变了事后差错纠正和流程局部预防的被动管理模式，成为以“拒绝差错、追求卓越”和“一次成功”为目标的全流程差错预防模式。

一是创新了质量管理模式，增强了对研制细节和薄弱环节的把控能力，扭转了事后差错纠正的被动模式，转变为系统的、全过程的差错预防模式。

二是防差错体系建设与实施应与可靠性设计、质量技术交流、质量分析、质量归零、质量活动、过程质量问题及工艺规范体系建设有机结合，成为从产品设计到交付整个过程确保质量和“零缺陷”的重要方法与纽带。通过有效结合工艺规范体系建设，完善了包括工艺技术规范、标准化工艺文件在内的多种工艺文件或规程，实现了技术文件的正确性与可操作性，确保了产品品质。

三是建立了包括研制全流程的防差错体系，将差错控制由点拓展到工艺、设计、加工及管理全方位立体层面，构建了“零缺陷”和“一次成功”的系统工作方法。

四是防差错体系构建与实施的思路是运用系统工程的理念和方法，并结合产品研制特点，达到“全过程系统预防”的目标，是一套具有航天特点的工作体系，建设思路可推广应用至相关企业。▲