質(zhì)量管理的理論、方法、常用工具在港口機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

蘇希儉 郭 進(jìn) 劉照容

上海振華重工（集團(tuán)）股份有限公司 上海 200125

0 引言

港口機(jī)械屬于重型機(jī)械產(chǎn)品類別，基本上是單件或小批量訂貨、生產(chǎn)。由于港口機(jī)械單品價(jià)值高，在全球范圍基本上處于買方市場(chǎng)。

世界各國(guó)采用的港口機(jī)械設(shè)計(jì)、制作標(biāo)準(zhǔn)多種多樣，港口機(jī)械的用戶所提要求多種多樣，故港口機(jī)械難以標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、生產(chǎn)，再加上用戶的臨時(shí)整改要求，導(dǎo)致設(shè)計(jì)錯(cuò)誤多、制作錯(cuò)誤多。有數(shù)據(jù)顯示，整個(gè)修改費(fèi)用占到產(chǎn)品總價(jià)值的5%以上，給制造商帶來(lái)重大損失。

在不能改變買方市場(chǎng)現(xiàn)狀的前提下，必須加強(qiáng)管理，讓管理出效益。尤其是質(zhì)量管理，更應(yīng)該將港口機(jī)械產(chǎn)品的訂貨、設(shè)計(jì)、制作、售后等各環(huán)節(jié)納入質(zhì)量管理體系當(dāng)中。本文嘗試將質(zhì)量管理的理論、方法、常用工具應(yīng)用到港口機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)當(dāng)中，做一些有益的探討。

1 質(zhì)量管理發(fā)展史上的重要階段

從工業(yè)化生產(chǎn)以來(lái)，縱觀質(zhì)量管理的發(fā)展歷史，可以簡(jiǎn)單地歸納為2個(gè)重要階段：結(jié)果質(zhì)量階段和過(guò)程質(zhì)量階段。

1）結(jié)果質(zhì)量 通過(guò)設(shè)備檢查或技術(shù)檢驗(yàn)等手段，檢查產(chǎn)品質(zhì)量，確保產(chǎn)品的交付質(zhì)量。檢查已生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品，事后把關(guān)；檢查成本高、廢品率高、錯(cuò)誤糾正時(shí)間長(zhǎng)。

2）過(guò)程質(zhì)量 將關(guān)注重點(diǎn)從產(chǎn)品質(zhì)量擴(kuò)大到過(guò)程質(zhì)量。通過(guò)識(shí)別可能存在的風(fēng)險(xiǎn)，在問(wèn)題出現(xiàn)之前加以預(yù)防，確保質(zhì)量。通過(guò)查找以前產(chǎn)品不合格的原因，應(yīng)用高等數(shù)學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、運(yùn)籌學(xué)和計(jì)算機(jī)等科學(xué)理論、方法、工具進(jìn)行預(yù)測(cè)和控制，防止或減少不合格品的產(chǎn)生。

對(duì)設(shè)計(jì)工作來(lái)說(shuō)，質(zhì)量管理有其特殊性：設(shè)計(jì)工作的質(zhì)量是圖紙，不是實(shí)物，造成最大價(jià)值的損失是時(shí)間；設(shè)計(jì)過(guò)程可以多人檢查，發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤。因此，設(shè)計(jì)工作的質(zhì)量有2個(gè)階段：在沒(méi)有形成半成品或成品以前，所發(fā)現(xiàn)的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤都是過(guò)程質(zhì)量階段，如自校圖紙、互校圖紙、審核圖紙、生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)階段所發(fā)現(xiàn)的設(shè)計(jì)問(wèn)題；當(dāng)按照?qǐng)D紙制作成了半成品及成品后，所發(fā)現(xiàn)的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤就是結(jié)果質(zhì)量階段。

在港口機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)中應(yīng)用質(zhì)量管理的理論、方法、工具，其目的是：盡量將設(shè)計(jì)錯(cuò)誤發(fā)現(xiàn)在設(shè)計(jì)階段、用戶或咨詢公司審查階段、自校階段、互校階段、審核階段、生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)階段。

2 質(zhì)量管理的重要理論

質(zhì)量管理中有2個(gè)重要理論：全面質(zhì)量管理（Total Quality Management，簡(jiǎn)稱TQM）和基于風(fēng)險(xiǎn)的思維。

TQM是以產(chǎn)品質(zhì)量為核心，建立起一套科學(xué)、嚴(yán)密、高效的質(zhì)量體系，以提供滿足用戶需要的產(chǎn)品或服務(wù)的全部活動(dòng)。其包括：全過(guò)程的質(zhì)量管理、全員的質(zhì)量管理、全企業(yè)的質(zhì)量管理。

基于風(fēng)險(xiǎn)的思維體現(xiàn)在質(zhì)量管理體系GB/T 19001—2016《質(zhì)量管理體系 要求》中，其將有關(guān)策劃、評(píng)審和改造等全過(guò)程，都納入風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)中，作為預(yù)防。

產(chǎn)品設(shè)計(jì)部門作為企業(yè)的一分子，也必須執(zhí)行TQM。為此，需要將投標(biāo)、設(shè)計(jì)、圖紙內(nèi)審、圖紙外審、內(nèi)部技術(shù)交底等設(shè)計(jì)階段的全過(guò)程納入質(zhì)量管理體系中；需要將機(jī)、電、液設(shè)計(jì)人員等設(shè)計(jì)階段的全員納入質(zhì)量管理體系中；需要將外購(gòu)配套件詢價(jià)時(shí)間節(jié)點(diǎn)、圖紙?jiān)O(shè)計(jì)完工時(shí)間節(jié)點(diǎn)等工作，作為全企業(yè)的一環(huán)，納入質(zhì)量管理體系中。

基于風(fēng)險(xiǎn)的思維，產(chǎn)品設(shè)計(jì)部門應(yīng)制定設(shè)計(jì)圖紙的校、審制度及流程。流程中應(yīng)設(shè)定閾值，超過(guò)臨界值則觸發(fā)警告，啟動(dòng)相應(yīng)的應(yīng)急程序。

3 質(zhì)量管理的重要方法

在質(zhì)量管理體系（GB/T 19001—2016）中，PDCA循環(huán)是其重要的過(guò)程方法。PDCA循環(huán)是由策劃（Plan）、實(shí)施（Do）、檢查（Check）、處置（Act）4部分構(gòu)成，形成閉環(huán)，在不斷地循環(huán)中提高質(zhì)量。PDCA循環(huán)的方法能用于所有過(guò)程，港口機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程也不例外。以港口機(jī)械岸邊集裝箱起重機(jī)為例，說(shuō)明PDCA循環(huán)在減少設(shè)計(jì)錯(cuò)誤數(shù)量方面的應(yīng)用。

在初創(chuàng)時(shí)期，公司積極吸收一切先進(jìn)技術(shù)。雖然采取了“兩校一審”制度，依然出現(xiàn)很多設(shè)計(jì)錯(cuò)誤。為吸取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，利用已有成果，設(shè)計(jì)部門制訂了岸邊集裝箱起重機(jī)（以下簡(jiǎn)稱岸橋）校對(duì)表。計(jì)算部分包括電機(jī)功率計(jì)算是否正確、輪壓穩(wěn)定性計(jì)算是否正確、主機(jī)構(gòu)零部件選型計(jì)算是否正確。整機(jī)部分包括主參數(shù)是否滿足標(biāo)書要求、主要配套件是否全部滿足標(biāo)書要求、整機(jī)質(zhì)量是否在控制范圍內(nèi)、內(nèi)審、用戶審圖的意見(jiàn)是否全部落實(shí)、續(xù)購(gòu)項(xiàng)目、先前修改是否全部落實(shí)。過(guò)程包括自校、校對(duì)、和審核3步。

形式上分為總體校對(duì)表、部件校對(duì)表，內(nèi)容是對(duì)重大設(shè)計(jì)錯(cuò)誤、有可能會(huì)重復(fù)犯的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤進(jìn)行收集、歸納、總結(jié)，形成此表——此為策劃（Plan）。對(duì)于任何項(xiàng)目、任何部件，任何人在設(shè)計(jì)、校對(duì)、審核工作中，嚴(yán)格依據(jù)此表進(jìn)行流程化操作——此為實(shí)施（Do）。在新項(xiàng)目的設(shè)計(jì)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)了新的錯(cuò)誤，此錯(cuò)誤類型不在校對(duì)表內(nèi)。經(jīng)分析后認(rèn)為，其他人有可能再犯此錯(cuò)誤——此為檢查（Check）。對(duì)岸橋校對(duì)表內(nèi)容增補(bǔ)——此為處置（Act）。

多年來(lái)對(duì)此表進(jìn)行了多次PDCA循環(huán)，持續(xù)改善，有力地防止了二過(guò)（重復(fù)的錯(cuò)誤）設(shè)計(jì)錯(cuò)誤的發(fā)生。

4 對(duì)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤產(chǎn)生原因的探討及應(yīng)對(duì)措施

4.1 對(duì)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤產(chǎn)生原因的探討

在全面質(zhì)量管理的理論中，影響產(chǎn)品質(zhì)量的主要因素有人、機(jī)、料、法、環(huán)等。人是指制造產(chǎn)品的人員；機(jī)是指制造產(chǎn)品所用的設(shè)備；料是指制造產(chǎn)品所使用的原材料；法是指制造產(chǎn)品所使用的方法；環(huán)是指產(chǎn)品制造過(guò)程中所處的環(huán)境。具體到設(shè)計(jì)工作，采用排除法來(lái)確定產(chǎn)生設(shè)計(jì)錯(cuò)誤的主要因素。

1）環(huán)境 設(shè)計(jì)人員的工作場(chǎng)所環(huán)境，都是良好的，基本不會(huì)對(duì)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤產(chǎn)生影響；

2）方法 設(shè)計(jì)工作中都是遵循相同的規(guī)章制度、流程，基本不會(huì)對(duì)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤產(chǎn)生影響；

3）原材料 設(shè)計(jì)工作中所涉及到原材料，可以理解為設(shè)計(jì)任務(wù)的來(lái)源，如合同、技術(shù)規(guī)格書，以及機(jī)械設(shè)備加工能力參數(shù)，信息、資料對(duì)每個(gè)人來(lái)說(shuō)都是一樣的，基本不會(huì)對(duì)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤產(chǎn)生影響；

4）設(shè)備 設(shè)計(jì)人員使用同樣的電腦設(shè)備、同樣的設(shè)計(jì)軟件、同樣的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)工作，基本不會(huì)對(duì)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤產(chǎn)生影響。

5）人 人的素質(zhì)主要包括3個(gè)方面：①身體素質(zhì)包括健康、心智狀況；②文化科學(xué)技術(shù)素質(zhì) 包括專業(yè)素養(yǎng)、技術(shù)水平、再學(xué)習(xí)能力；③思想道德素質(zhì) 包括工作態(tài)度、工作作風(fēng)、質(zhì)量意識(shí)、心理素質(zhì)等。

一般來(lái)說(shuō)，在一個(gè)人的身體狀況良好的前提下，設(shè)計(jì)工作質(zhì)量?jī)?yōu)、劣與其技術(shù)水平成正比，與其對(duì)工作的認(rèn)真程度成正比。

以岸橋產(chǎn)品的部件為例，進(jìn)行錯(cuò)誤類型統(tǒng)計(jì)。某部件設(shè)計(jì)錯(cuò)誤分類如圖1所示，其中，圖面質(zhì)量錯(cuò)誤占比76%，主要錯(cuò)誤類型是圖面漏件號(hào)、焊縫標(biāo)準(zhǔn)不明確、焊縫標(biāo)注錯(cuò)誤、尺寸標(biāo)注不到位、尺寸標(biāo)注等錯(cuò)誤；明細(xì)表錯(cuò)誤占比15%，主要錯(cuò)誤類型是尺寸標(biāo)注、件數(shù)標(biāo)注沒(méi)有按統(tǒng)一規(guī)定；對(duì)筋錯(cuò)誤占比4%，主要錯(cuò)誤類型是承受載荷的金屬結(jié)構(gòu)的主要傳力板沒(méi)有對(duì)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)的主要傳力板；干涉錯(cuò)誤占比5%，主要錯(cuò)誤類型是金屬結(jié)構(gòu)形體與金屬結(jié)構(gòu)形體相互重疊，或金屬結(jié)構(gòu)形體與機(jī)構(gòu)形體相互重疊。干涉錯(cuò)誤發(fā)生的原因，既與自身設(shè)計(jì)水平低有關(guān)，也與自身粗心大意有。

圖1 某部件設(shè)計(jì)錯(cuò)誤分類

綜合統(tǒng)計(jì)岸橋產(chǎn)品所有部件上發(fā)生的全部設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，因粗心引發(fā)的錯(cuò)誤頻次占到80%以上，故人的因素，尤其人的粗心所產(chǎn)生的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤是主要原因的主要方面。

4.2 減少設(shè)計(jì)錯(cuò)誤的應(yīng)對(duì)措施

對(duì)于有規(guī)律的錯(cuò)誤，解決辦法是將好的流程、好的規(guī)章制度、好的做法持續(xù)堅(jiān)持，并逐步增加或完善；對(duì)于沒(méi)有規(guī)律的錯(cuò)誤、完全是粗心引發(fā)的錯(cuò)誤，解決辦法是制造適度的緊張情緒。

有心理學(xué)的研究表明，智力操作效率與情緒的緊張、松弛之間呈現(xiàn)一種倒U形曲線關(guān)系：當(dāng)情緒在過(guò)分緊張，或過(guò)分松弛狀態(tài)時(shí)，智力操作效率最差；當(dāng)情緒在中等強(qiáng)度的緊張狀態(tài)時(shí)，智力操作效率最好。受此實(shí)驗(yàn)啟發(fā)，制造適度的緊張情緒，是防止粗心的有效方法。

1）績(jī)效考核(Key Performance Indicator簡(jiǎn)稱KPI)。KPI為關(guān)鍵績(jī)效指標(biāo)考核法。按管理主題分為激勵(lì)型和管控型等2種類型，都可用來(lái)提升企業(yè)的整體績(jī)效。

2）對(duì)越過(guò)質(zhì)量底線的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，設(shè)立處罰機(jī)制。有5個(gè)處罰等級(jí)：批評(píng)、通報(bào)批評(píng)、扣除獎(jiǎng)金、調(diào)換崗位、末位淘汰。

5 信息化技術(shù)在機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量管理工作中的應(yīng)用

文獻(xiàn)[1]中提出：“數(shù)字化TQM是質(zhì)量管理范式的一個(gè)最新階段”。數(shù)字化TQM只是采用了當(dāng)前最先進(jìn)的手段和工具，對(duì)過(guò)程質(zhì)量階段賦予了更多的內(nèi)涵。

機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量管理全過(guò)程可以借助現(xiàn)代計(jì)算機(jī)、AI、5G技術(shù)，將其納入企業(yè)資源計(jì)劃系統(tǒng)（Enterprise Resource Planning，簡(jiǎn)稱ERP）。

數(shù)字化TQM應(yīng)用于ERP，對(duì)設(shè)計(jì)院內(nèi)部而言，可實(shí)現(xiàn)事事有記錄，處處有痕跡，一切皆可量化，產(chǎn)生的大數(shù)據(jù)，為后續(xù)開發(fā)利用打下基礎(chǔ)；校對(duì)、審核過(guò)程發(fā)現(xiàn)的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，可以實(shí)時(shí)呈現(xiàn)給原設(shè)計(jì)者、管理者和同事，及時(shí)吸取教訓(xùn)，舉一反三，避免他人犯同樣錯(cuò)誤，提高效率及質(zhì)量；提高績(jī)效考核的準(zhǔn)確性、及時(shí)性；基于數(shù)據(jù)的決策是基于事實(shí)的決策的升華，將復(fù)雜的問(wèn)題簡(jiǎn)單化，利于管理者找到、聚焦于真正的問(wèn)題和解決方案。

對(duì)于在企業(yè)內(nèi)部而言，工藝人員、制造基地即是設(shè)計(jì)部門的內(nèi)部顧客，企業(yè)各部門可實(shí)時(shí)了解設(shè)計(jì)工作的進(jìn)度、質(zhì)量，便于安排工作，增加顧客滿意度。

對(duì)用戶及監(jiān)理處而言，適當(dāng)開放機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)中間過(guò)程給用戶，類似餐飲業(yè)可視化的透明廚房，可以使用戶提升體驗(yàn)，增加用戶對(duì)企業(yè)的信任感、認(rèn)同感。

目前，在設(shè)計(jì)工作前端，企業(yè)內(nèi)容管理ECM（Enterprise Content Management）上已實(shí)現(xiàn)了用戶線上設(shè)計(jì)審查；在設(shè)計(jì)工作后端，設(shè)計(jì)修改單管理系統(tǒng)上也實(shí)現(xiàn)了用戶對(duì)修改單內(nèi)容、完成節(jié)點(diǎn)在線上動(dòng)態(tài)跟蹤。

6 結(jié)語(yǔ)

在多數(shù)機(jī)械制造企業(yè)中，設(shè)計(jì)部門人員管理設(shè)計(jì)工作，QHSE（質(zhì)量Quality、健康Health、安全Safety和環(huán)境Environmental）部門管理質(zhì)量工作。雖然兩部門人員有交流或交叉工作，但是要真正認(rèn)識(shí)、深刻理解對(duì)方工作內(nèi)容的理論體系、運(yùn)行規(guī)律，需要有長(zhǎng)時(shí)間的積累。只有將質(zhì)量管理工作和機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作兩者有機(jī)結(jié)合，才是機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量持久提高的正確方向。