随着信息技术、制造技术和计算机技术在装备研制生产领域的不断发展和应用,基于数字化设计、数字化制造、数字化试验、数字化检测和数字化应用的装备研制生产信息化闭环系统逐渐形成,装备研制生产活动与信息技术的紧密结合使管理的信息化、智能化和科学化成为可能。当前,装备承制单位内部已经构建了较为成熟的产品生命周期管理系统(product lifecycle management,PLM),极大地提高了企业的信息化程度和管理能力,使产品质量得到了有效保证,也促使产品管理流程和管理环境发生了显着变化。为了适应这一变化,作为装备质量监督部门———军事代表机构的工作模式也应及时调整,利用装备承制单位先进的管理模式和管理方法,进一步提升装备质量监督的能力,从而确保军队获得满足质量要求的装备。
1 基本概念
1.1 数字军工
数字化制造技术是对产品信息、工艺信息和资源信息进行分析、规划和重组,实现对产品设计和功能仿真以及原型制造的技术。因此,狭义的数字军工就是指利用数字化制造技术开展军工产品研制生产的军工企业。广义的数字军工的概念,可以理解为军工行业普遍采用数字化制造技术,全面 实 现 研 制 生 产 的 自 动 化、数 字 化 和 信息化。
1.2 基于数字军工的装备质量监督
军事代表机构应坚持质量第一的方针和积极预防、防检结合的原则,建立健全质量监督制度,依据装备采购合同要求,加强质量监督,确保装备质量满足合同规定的要求。因此,可以将基于数字军工的装备质量监督定义为:为了确保合同规定的质量要求得到满足,督促、指导装备承制单位开展数字军工建设,充分利用数字化平台对装备承制单位资格、质量形成过程和产品的状况,进行自动化、数字化、网络化和智能化的监视、验证、分析和督促的活动。
2 质量监督面临的挑战和机遇
1)数字化制造给传统质量监督工作带来了前所未有的挑战。数字化制造对传统质量监督工作带来的挑战,主要表现在以下3个方面:①由于数字化制造条件下的研制输入不再以指标为输入依据,而是以基于武器装备作战能力的需求为顶层输入,使得以指标符合性检查为主的实物监督方法不再完全适用,不能实现对作战能力符合性的有效监督;②由于数字化制造条件下的试验验证工作前移,大量质量监督工作也随之前移,使得注重文档评审及实物监督的标准和方法,不能实现基于能力需求的过程监督和对各级数字样机模型仿真验证结果的监督;③数字化制造对军事代表开展质量监督工作提出了更高要求,现有的标准法规体系、质量监督手段及人才队伍等不足以支撑数字化设计制造质量监督工作。
2)数字化制造的发展将进一步促进质量监督模式机制创新。基于数字军工的发展,质量监督信息化集成发展成为可能。数字化技术广泛应用,逐步实现装备信息数据网络化,使数据一次生成,多次传递使用,大大提高信息数据的共享和再利用。同时可以运用虚拟采办、装备综合数据环境、项目管理、成本监控、技术状态控制、质量成熟度、零部件网络订货系统等信息化技术和管理手段,提高装备质量监督效益。
3)数字化制造的实现为军检验收的信息化发展提供了可能。数字化制造为军检验收的信息化发展创造了条件,主要表现在以下方面:实现军检过程数据的数字化;实现军检监控信息的统计分析;可缓解军代表室人员少、任务重的一些矛盾;实现快速查询相关质量信息;实现重要试验过程再现;减少军检验收流程中人为因素的影响。
3 质量监督模式创新研究
随着数字军工的革命性发展,传统的“检验验收产品、监督生产过程质量、参与军工产品研制的质量保证”的质量监督模式,已逐步显现出监督理论过时、监督范围狭窄、监督深度不够、监督手段缺乏的问题,迫切需要质量监督模式的创新研究。
数字军工背景下的质量监督模式创新,主要包括质量监督理论创新、质量监督内容方法的创新以及质量监督信息管理系统的建立等。
3.1 基于数字军工的质量监督理论创新
1)运用武器装备“全系统、全特性、全过程”质量监督理论指导具体工作。加强装备质量监督,必须采用系统工程管理方法,站在体系的高度,按照装备“全系统、全特性、全过程”质量监督特点,抓住过程质量监督要点,卡住关键环节,贯彻预防为主、系统监督和一次成功思想。全系统是指要从与敌方对抗的装备体系上,充分考虑装备的成分、结构与组成特点,准确把握质量特性所依附的各个对象,既要从“还原”的角度,更要从“系统”的角度,细致并全局地认识和管理装备质量。专用质量特性和通用质量特性都是武器装备作战能力的基本构成要素,即装备的全特性,要求对专用特性既要强调技术的跨越性,也要重视技术的成熟性;对通用特性要严格加强质量特性论证、设计等工作过程控制,相对专用质量特性,军代表需要更细更实地开展通用质量特性工作,促使装备承制单位严格按照军方需求和军用标准的相关要求,防止出现“两张皮”现象,真正将通用特性要求落实到装备中去。全过程即装备的全寿命,质量监督工作不仅要关注装备生产过程的质量,更要关注包括论证过程、研制和使用与保障等过程的质量。武器装备“全系统、全特性、全过程”理论高度概括了质量监督工作要点和流程等内容,为质量监督模式创新提供了业务理论支持。
2)数字化条件下并行工程理论及技术在质量监督工作中的运用成为可能。数字化条件下协同制造已成为普遍的模式,运用并行工程理论及技术可更好地促进质量监督工作。并行工程是对产品及其相关过程进行并行、一体化设计的一种系统化的工作模式,是一种深层次上的集成,不仅体现在人、技术、管理的集成,也体现在产品设计及相关过程设计的集成。
3)运用集成方法论及技术创建质量监督信息管理系统。综合运用虚拟采办、装备综合数据环境、项目管理、成本监控、技术状态控制、质量成熟度、零部件网络订货系统等功能信息化质量监督技术,就要对上述功能模块进行集成,就需要有一套分析设计和指导系统最优运行的方法,如成组技术(group technology,GT),以及实现集成所必需的手段———集成技术等。
3.2 基于数字军工的质量方法创新
基于数字军工的研制质量监督的重点是对数字化设计过程和数字化制造过程的监督,具体表现为以下几个方面。
1)以需求传递为主线的数字化设计过程质量监督。
①作战任务与需求及应用研究阶段质量监督。质量监控的关注点是基于作战能力需求的理论模型的建立与仿真过程,在进行监督时,应具备建立理论模型的基础知识,并要求军工企业提供充分的证据举证;应会同军方各有关单位及军工企业共同梳理、制定相应标准规范,用以监督理论模型的集成和仿真过程;应依据理论模型的仿真结果,对项目任务书进行合理性监控。
②一级数字样机需求形成与验证质量监督。重点监控3个方面:通过需求管理工具监督数字样机形成的作战使用需求的关联对应情况,以确保论证阶段归纳的装备需求得到充分的派生和转化;通过监督一级数字样机的多方案论证,查看不同方案下一级数字样机仿真模型的有效性和能力目录实现的可行性;通过查看建模仿真的结果,验证监督作战使用需求目标的可行性和需求实现的完备性。
③二、三级数字样机需求分解与实现质量监督。重点监督以下3个方面:需求分解的监督,通过需求管理工具审查研制过程中形成的需求跟踪矩阵,审查技术指标的分解、变更以及上下级技术指标的关联和满足情况,确保需求的分解能得到完整的实现和对应;需求实现的监督,主要是对关键件、重要件及其图纸、图样和基线进行监督审查;迭代验证监督,将数字样机的仿真结果迭代回上级数字样机进行模型验证,并对其仿真结果进行监督。
2)基于物料清单(bill of material,BOM)演进的数字化制造过程质量监督。
①通过BOM的演进监督需求的传递。从工程设计物料清单(engineering BOM,EBOM)到生产制造物料清单(manufacturing BOM,MBOM)的演化过程既是需求传递的过程,也是从产品设计需求转变为产品制造需求,并形成制造要求的产品基线过程。在BOM演进过程中,重点监督MBOM的全面性、有效性与合理性。
②通过数字化工艺监督制造技术方案。开展数字化工艺监督的重点有2个方面:一是对关重件工艺方案或关键工序技术方案的监督,可在PDM(product data manage-ment)中对关重件或关键工序技术方案属性筛选出监控列表;二是对工艺设计过程评审的监控,此时应关注各阶段评审点的设置是否合理、评审内容是否完整以及各次评审建议的闭环情况等。
③通过质量物料清单(quality BOM,QBOM)监控实物产品对需求的符合性。
QBOM包含了本制造批次的生产准备、外包、制造、调试、试验、检验、交付,以及首件鉴定、不合格品审理、产品质量评审等全过程质量信息,对它的监督着重在3个方面:对信息完整性的监督,审查军工企业是否将军事代表参与的首件鉴定、检验验收、试验试飞等质量信息纳入QBOM进行管理,以便掌握批次实物产品对能力需求的符合性;对质量问题的闭环监督,通过QBOM,MBOM,EBOM的紧密关联,实现对质量问题的追踪闭环处理;对质量管理体系的监督,通过QBOM中详尽的过程质量统计和目标质量统计分析,实现对军工企业质量管理体系的监督。
3.3 基于数字军工的质量监督信息管理系统
1)运用信息化手段,构建数字化质量监督信息管理系统。为适应军工企业数字化质量管理模式,提高质量监督效能,急需建立质量监督信息系统。系统应从武器装备的研制、定型、生产、使用、退役等阶段,进行全过程、一体化、信息化的监督和管理,在武器装备科研论证阶段,纵向以主体设计单位为主,与装备主管机关、科研设计院所、附属配套单位、国家试验靶场等对武器装备的战术技术性能指标、图纸资料、使用效能及保障方式等实现信息共享;在武器装备定型后的生产和交付部队使用阶段,横向以主机生产厂为主,建立健全武器装备系统的信息网络系统,实现装备的生产配套、装备价格、使用说明、维护保养和保障的信息共享。运用产品数据管理技术、数据仓库技术、分布式应用系统集成技术和网络安全技术等核心技术,实现装备质量监督信息交换与管理的基本集成框架。军代表质量监督管理信息系统主要功能模块包括质量管理功能模块、基于项目管理功能模块、开展技术状态控制功能模块,还可以根据需求增加功能模块,如实施风险评估等,可进一步进行拓展。
2)运用信息手段,扎实推进数字化军检验收系统的实现。数字化军检验收是军检验收新模式,使用主体是军事代表室、军工企业质量(检验)部门、生产(装配及调试)部门、研究室、计算机管理中心等单位,检验验收对象是武器装备的系统级、分系统设备,部件级产品,应实现的基本功能是:实现信息网络化;实现产品自动化测试;实现数字化检验流程管理;实现产品检验数据的过程管理;实现数字化检测数据的自动录入;实现对军检验收产品质量数据库的档案管理;实现对产品配套的原材料、元器件、外协件、外购件等质量信息的管理;实现对产品故障自动诊断;实现产品质量的预警和预告;实现产品证明文件格式的灵活定制和扩充;实现功能扩展。
4 结 束 语
基于数字军工的装备质量监督模式创新研究,为军代表开展质量监督工作拓宽了思路,探索了道路,是军代表质量监督适应信息化战争的必然要求。随着对数字化认识的不断加深,数字化质量监督工作将不断深入,并有助于进一步提高数字化监督技术水平、拓展数字化军检控制链、扩大数字化军检技术的覆盖范围。
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