李繼雄
(中國特種飛行器研究所, 湖北 荊門 448035)
裝備產(chǎn)品工藝的設(shè)計開發(fā)與控制
李繼雄
(中國特種飛行器研究所, 湖北 荊門 448035)
從標準對工藝設(shè)計和工藝控制的要求入手,分析了標準的內(nèi)涵,給出了工藝設(shè)計、評審、驗證、確認、更改的基本概念,在此基礎(chǔ)上,對如何開展工藝設(shè)計活動提供了基本思路,對幾種主要的工藝文件如何編制給出了指導性意見,對主要的工藝控制活動如何開展給出了方法,最后指出做好工藝工作對組織生存和發(fā)展均具有重大意義。
工藝; 質(zhì)量體系; 設(shè)計和開發(fā); 控制
在裝備產(chǎn)品全壽命周期中,設(shè)計和開發(fā)是產(chǎn)品實現(xiàn)的重要過程,它是將顧客要求轉(zhuǎn)換成產(chǎn)品的指標、規(guī)范并規(guī)定產(chǎn)品實現(xiàn)的途徑。
通常所講的產(chǎn)品設(shè)計和開發(fā)只是設(shè)計和開發(fā)的一部分。一般來講,設(shè)計和開發(fā)對產(chǎn)品而言,應包括產(chǎn)品的設(shè)計開發(fā)和過程的設(shè)計開發(fā),而過程的設(shè)計和開發(fā)就是工藝的設(shè)計開發(fā)。
如何從廣義的角度理解設(shè)計和開發(fā),在進行產(chǎn)品設(shè)計和開發(fā)的同時,并行地開展工藝的設(shè)計和開發(fā),并對其過程加以有效的控制,對能否經(jīng)濟有效地實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計,最終向顧客提供符合要求的滿意產(chǎn)品,具有至關(guān)重要的意義。
GJB 9001B-2009《質(zhì)量管理體系要求》對生產(chǎn)制造過程中的工藝控制非常重視,提出了相應的要求,深入理解標準要求與工藝設(shè)計與控制的關(guān)系,對有效地開展工藝設(shè)計與控制會有所幫助。
1.1 對工藝設(shè)計的要求
1.1.1 7.1注2“組織也可將7.3的要求應用于產(chǎn)品實現(xiàn)過程的開發(fā)?!惫に嚨脑O(shè)計和開發(fā)有時也可稱為過程的設(shè)計和開發(fā),可見,工藝的設(shè)計和開發(fā)可通過標準的7.3條來實現(xiàn)。
1.1.2 7.3.1中j)明確指出:“設(shè)計和開發(fā)中采用的新技術(shù)、新器材、新工藝,應經(jīng)過論證、試驗和鑒定?!边@表明,在設(shè)計和開發(fā)的策劃時,組織應同步考慮工藝設(shè)計的要求。
1.1.3 7.3.2中e)明確了“工藝要求”。這表明,在設(shè)計和開發(fā)的輸入中應考慮工藝方面的要求,即設(shè)計和開發(fā)要滿足產(chǎn)品的工藝性和可實現(xiàn)性。
1.1.4 7.3.3中,e)“編制關(guān)鍵件(特性)、重要件(特性)項目明細表,并在產(chǎn)品設(shè)計文件和工藝文件上作相應標識”;注2“適用時,產(chǎn)品的設(shè)計輸出包括產(chǎn)品規(guī)范、工藝總方案、工藝規(guī)程、用戶資料、診斷指南以及產(chǎn)品安全使用的培訓教程?!边@表明,在設(shè)計和開發(fā)輸出中,明確提出了工藝設(shè)計的主要內(nèi)容和重點。
總之,標準明確:如果組織承擔了工藝設(shè)計和開發(fā)過程,則應按標準7.3.1~7.3.9的全部內(nèi)容組織實施和控制。
1.2 對工藝控制的要求
1.2.1 在4.1中,提出了識別并控制外包過程的要求,實施時應包含對工藝技術(shù)和工藝保證方面的內(nèi)容。
1.2.2 在按7.3開展設(shè)計和開發(fā)時,應包含對工藝的設(shè)計和開發(fā),產(chǎn)品設(shè)計的輸出是工藝設(shè)計的輸入,工藝過程的評審、驗證、確認、更改以及新產(chǎn)品試制、試驗控制等是工藝過程控制的重要內(nèi)容。
1.2.3 在按7.4實施采購時,對原材料、元器件及外包、外協(xié)產(chǎn)品的控制應與工藝過程控制有直接關(guān)系,工藝設(shè)計和技術(shù)文件的要求也是采購的依據(jù)之一。
1.2.4 在7.5中,明確提出了規(guī)范生產(chǎn)和服務過程的受控條件,如:編制工藝文件,指導生產(chǎn)操作,特殊過程確認與控制,對關(guān)鍵過程的控制除一般要求外,還需開展工藝評審、首件鑒定、生產(chǎn)準備狀態(tài)檢查和產(chǎn)品質(zhì)量評審等,均與工藝過程密切相關(guān),必須進行控制。
1.2.5 在按8.2.3開展過程的監(jiān)視和測量時,應特別關(guān)注產(chǎn)品實現(xiàn)過程,其中,工藝能力評審,過程參數(shù)的監(jiān)視和測量,工藝紀律的監(jiān)督檢查等均與工藝技術(shù)過程有關(guān)。
1.2.6 在按8.5進行不合格品控制時,工藝人員應參與不合格品審理,制定處置后的技術(shù)措施,采取相應的糾正措施。
2.1 工藝設(shè)計的概念
從概念上講,廣義的設(shè)計和開發(fā)包括產(chǎn)品設(shè)計和開發(fā)、過程設(shè)計和開發(fā)、體系設(shè)計和開發(fā),而工藝設(shè)計和開發(fā)亦即過程設(shè)計和開發(fā)。
工藝的設(shè)計和開發(fā)是以產(chǎn)品的設(shè)計和開發(fā)的輸出為重要依據(jù),是實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計意圖的重要環(huán)節(jié),工藝設(shè)計是一種轉(zhuǎn)換過程,其目的是將產(chǎn)品設(shè)計輸出的特性和規(guī)范轉(zhuǎn)換成符合顧客要求的實物產(chǎn)品。
裝備產(chǎn)品工藝設(shè)計的主要內(nèi)容是工藝技術(shù)準備工作,它是產(chǎn)品生產(chǎn)準備的重要組成部分,是生產(chǎn)準備的前期工作,其目的是采用先進的工藝技術(shù)方案,運用科學合理、經(jīng)濟可行的工藝方法,設(shè)計成套的、合理可行的工藝文件,快速研制出滿足產(chǎn)品設(shè)計要求的裝備產(chǎn)品。
2.2 工藝設(shè)計的控制
為確保研制出顧客滿意的產(chǎn)品,必須對工藝設(shè)計過程實施有效的控制,其主要控制活動包括:工藝評審、工藝驗證、工藝確認和工藝更改。
2.2.1 工藝評審的概念
工藝評審是為確定工藝設(shè)計和開發(fā)達到規(guī)定目標的適宜性、充分性和有效性所進行的活動。
2.2.2 工藝設(shè)計驗證的概念
工藝設(shè)計驗證是針對工藝設(shè)計輸出滿足工藝設(shè)計輸入要求而進行的認定,是對工藝設(shè)計中編制的各種工藝文件和設(shè)計的工藝裝備通過試生產(chǎn)來檢驗其合理性,是全面的綜合性的驗證活動。
而針對某一具體的工藝設(shè)計,可采用通用定義中的任何單一驗證方式,也可以進行綜合性的驗證活動。
2.2.3 工藝設(shè)計確認的概念
工藝設(shè)計確認是工藝設(shè)計過程控制的手段之一,是通過提供客觀證據(jù),認定工藝設(shè)計的輸出滿足規(guī)定的或預期的使用要求。客觀證據(jù)可通過產(chǎn)品或樣品在預期用途或應用要求的條件下進行試驗、模擬、鑒定或定型來證實產(chǎn)品能夠滿足規(guī)定的使用要求或已知的預期用途的要求。
2.2.4 工藝設(shè)計更改
工藝設(shè)計更改是針對工藝設(shè)計過程中形成的各種文件所發(fā)生的更改,對工藝設(shè)計更改應參照產(chǎn)品設(shè)計更改的控制方式實施嚴格的控制,確保研制質(zhì)量。
廣義的工藝設(shè)計應包括產(chǎn)品的工藝設(shè)計和工裝設(shè)計,限于篇幅,本文只涉及產(chǎn)品的工藝設(shè)計。
3.1 工藝設(shè)計和開發(fā)策劃
工藝設(shè)計和開發(fā)過程的策劃按7.3.1要求進行,形成相應的策劃文件。
策劃的結(jié)果一般形成如下文件:工藝技術(shù)準備計劃、工藝總方案、工藝說明書、工藝規(guī)程、表格類工藝文件、卡片類工藝文件等。
3.2 工藝設(shè)計的輸入
● 產(chǎn)品設(shè)計文件,如:圖紙、技術(shù)要求、技術(shù)狀態(tài)表等;
● 產(chǎn)品生產(chǎn)綱領(lǐng),如:產(chǎn)量、批次、交付周期、配套產(chǎn)品的供貨狀態(tài)等;
● 用戶要求,如:性能指標、使用維護、交付狀態(tài)等;
● 有關(guān)法律、法規(guī)、標準和規(guī)范要求等;
● 類似經(jīng)驗等。
3.3 工藝設(shè)計的輸出
工藝設(shè)計的輸出一般為:
● 用于生產(chǎn)制造的各種規(guī)范和方案,如:工藝總方案、工藝說明書、工藝路線、制造計劃等;
● 工藝規(guī)程、制造流程圖、作業(yè)指導書、采購信息、工時定額、材料消耗清單等;
● 過程接受準則/產(chǎn)品驗收準則;
● 工裝設(shè)計和接收準則。
3.4 工藝文件的編制
限于篇幅,本文只介紹幾種主要工藝設(shè)計文件的編制要求。
3.4.1 工藝技術(shù)準備計劃
工藝技術(shù)準備計劃包括對以下工作的安排,主要內(nèi)容是:
● 工藝人員參與設(shè)計;
● 工藝性審查;
● 制定工藝總方案;
● 編制工藝路線;
● 編制工藝規(guī)程;
● 編制材料消耗定額;
● 提出工裝等要求;
● 關(guān)鍵工藝攻關(guān);
● 制定相關(guān)制度及標準;
● 工藝總結(jié)及評審安排;
● 工藝定型及文件歸檔。
3.4.2 工藝總方案
工藝總方案是產(chǎn)品生產(chǎn)的綱領(lǐng)性文件,用來全面規(guī)劃、部署產(chǎn)品的工藝技術(shù)、生產(chǎn)準備及實施,一般包括如下內(nèi)容:
● 任務來源、生產(chǎn)類型及規(guī)模;
● 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、性能、工藝特點及主要工藝方法和工藝規(guī)程;
● 生產(chǎn)線及工藝分工的調(diào)整;
● 新工藝、新技術(shù)的應用,產(chǎn)品的工藝關(guān)鍵技術(shù)及解決的措施;
● 產(chǎn)品零、部、組件的互換協(xié)調(diào)方式和工裝配置要求;
● 工藝文件的編制原則及工藝標準化要求。
3.4.3 工藝規(guī)程
專業(yè)不同,工藝規(guī)程包含的內(nèi)容不盡相同,但一般應包括:
● 產(chǎn)品的圖號及技術(shù)要求和工藝證明;
● 選用毛坯的原材料牌號、規(guī)格及尺寸、材料的工藝狀態(tài);
● 部、組件組裝所需的零、部件配套目錄和數(shù)量;
● 加工設(shè)備、專用刀量具和專用工裝,測試設(shè)備和主要工藝參數(shù);
● 檢驗量具和工具、試驗設(shè)備和檢驗要求;
● 加工所需的工序及草圖等。
3.4.4 表格類工藝文件
常用的表格類工藝文件有:
● 工藝路線表;
● 工藝狀態(tài)表;
● 配套明細表;
● 鍛鑄件匯總表;
● 標準件、外購件匯總表;
● 外包件明細表及技術(shù)協(xié)議;
● 材料消耗工藝定額明細表;
● 專用工裝明細表。
3.4.5 卡片類工藝文件
常用的卡片類工藝文件有:
各類專業(yè)工藝卡,如工藝過程卡、機械加工工藝卡、數(shù)控加工工藝卡、鈑金工藝卡、焊接工藝卡、裝配工藝卡、調(diào)試及測試工藝卡、電氣裝配工藝卡、檢驗工藝卡。
工序卡及關(guān)鍵工序質(zhì)量控制卡,如工序卡、關(guān)鍵工序作業(yè)指導書、關(guān)鍵工序質(zhì)量控制卡。
工藝設(shè)計是實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計意圖的重要環(huán)節(jié),是編制各種工藝文件和設(shè)計工裝的過程。工藝設(shè)計直接關(guān)系到能否經(jīng)濟有效地實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計,必須對其過程實施有效的控制,一般包括:工藝評審、工藝驗證、工藝確認和工藝更改等過程。
4.1 工藝評審
GJB 1269A-2000《工藝評審》對工藝評審進行了詳細的規(guī)定,可參照執(zhí)行。
一般來講,工藝評審的項目如下:
● 工藝總方案和工藝說明書的評審;
● 關(guān)鍵件、重要件、關(guān)鍵工序工藝文件的評審;
● 重要工藝規(guī)程、部段、總裝工藝規(guī)程的評審;
● 特種工藝文件的評審;
● 新工藝、新技術(shù)、新材料、新設(shè)備的評審;
● 大型、復雜工裝及非標準設(shè)備的工藝評審;
● 批量生產(chǎn)的工序能力的評審。
4.2 工藝驗證
工藝驗證包括對工藝文件的合理性,對工藝裝備的適應性、可靠性、安全性進行驗證。
4.2.1 工藝驗證的方式
4.2.1.1 工藝文件驗證
可采取以下方式:
● 進行試驗、試制;
● 設(shè)計文件發(fā)表前進行評審;
● 與類似工藝規(guī)范進行比較;
● 其他方式。
4.2.1.2 工裝驗證
可采取以下方式:
● 變換計算方法進行計算;
● 與類似工裝設(shè)計進行比較;
● 進行試驗和演示;
● 工裝圖紙和文件發(fā)布前進行評審。
4.2.1.3 首件鑒定可作為驗證的一種方式。
4.2.2 工藝驗證的內(nèi)容
4.2.2.1 工藝文件驗證的內(nèi)容可參照GJB 1269A-2000執(zhí)行,重點考核工藝文件合理性,以及工藝輸出滿足工藝輸入要求的程度。
4.2.2.2 工裝驗證
其驗證內(nèi)容是:
● 工裝與生產(chǎn)設(shè)備的適應性;
● 工裝與被加工件的關(guān)系;
● 工裝與工藝的關(guān)系。
4.2.2.3 試生產(chǎn)工藝驗證
其驗證內(nèi)容是:
● 關(guān)鍵件工藝的合理性;
● 設(shè)備和工裝的適應性;
● 檢驗手段的合理性;
● 裝配工藝的符合性。
4.3 工藝設(shè)計確認
工藝設(shè)計確認一般通過工藝、生產(chǎn)定型或產(chǎn)品鑒定來確認。
工藝確認應在產(chǎn)品交付或生產(chǎn)和服務實施之前進行,通常是針對最終產(chǎn)品,如產(chǎn)品存在不同的預期用途,也可以多次確認。
確認通常包括產(chǎn)品試用,或由顧客參與路試、臺架試驗等方式,對復雜裝備,可采用鑒定會或定型會的方式。
工藝確認有時稱為生產(chǎn)確認,一般通過試生產(chǎn),對過程要素進行認定,對產(chǎn)品進行檢驗、試驗和試用。
確認應進行產(chǎn)品功能和性能試驗,在使用條件或模擬情況下進行,并邀請顧客參加。
工藝確認必須經(jīng)過顧客審查,最終由顧客來認可,或由權(quán)威機構(gòu)認可。
4.4 工藝更改
工藝更改主要是針對工藝設(shè)計過程中形成的各種文件的更改,工藝文件控制的范圍應包括各類工藝技術(shù)文件、工藝管理文件及規(guī)范,主要是控制文件的更改申請、批準、貫徹和記錄的保存。
引起工藝更改的原因很多,一般包括:
● 產(chǎn)品設(shè)計文件的更改;
● 生產(chǎn)需要和條件限制;
● 質(zhì)量問題;
● 法律法規(guī)要求;
● 工藝評審、驗證、確認活動要求;
● 顧客要求;
實施工藝更改時,應做到:
● 識別更改需求,并提出更改申請;
● 批準更改;
● 必要時,評審更改;
● 必要時,進行工裝更改;
● 如涉及,通知外包方做相應更改;
● 更改文件的受控及保存。
工藝設(shè)計工作貫穿于裝備產(chǎn)品從方案設(shè)計一直到生產(chǎn)、使用、維護的全過程,在裝備研制中起著十分重要的作用。
工藝設(shè)計工作是發(fā)展裝備技術(shù)的基礎(chǔ),是生產(chǎn)經(jīng)營活動的技術(shù)核心,工藝工作的質(zhì)量是產(chǎn)品質(zhì)量和穩(wěn)定性的前提,工藝工作產(chǎn)生的效率和質(zhì)量,對研制周期有直接的影響。
總之,只有做好工藝設(shè)計與控制工作,才能做到使顧客滿意,使組織始終具有持續(xù)發(fā)展的活力,并在激烈的市場競爭中立于不敗之地。
(編輯:雨晴)
T–65
C
1003–6660(2014)05–0023–04
10.13237/j.cnki.asq.2014.05.007
2014-07-10