在装备的研制生产中,关重特性、关重件、关键工序是非常重要的概念,这些概念的提出是为了在研制生产时抓住关键的少数,严格过程控制以保证产品的质量。但很多企业因为对这些概念的不够理解,经常出现特性分析后不设置关重特性,生产过程不识别关键工序,关重件和关键工序控制不符合要求等等问题,为装备的质量埋下隐患。今天,我们就一起说说生产过程中关键工序的事儿,希望对各位朋友有所裨益。
一、关键工序的基础
GJB 1405A-2006《装备质量管理术语》中,关键过程(关键工序)是对形成产品质量起决定作用的过程,一般包括形成关键、重要特性的过程;加工难度大、质量不稳定、易造成重大经济损失的过程等。
GJB 467-88《工序质量控制要求》中,关键工序是关键特性形成的工序,在产品生产过程中,对产品质量起决定性作用,需要严密控制的工序。一般包括关键、重要特性构成的工序;加工难度大,质量不稳定,原材料昂贵、出废品后经济损失较大的工序;关键外购器材入厂验收工序等。
GJB 450B-2021《装备可靠性工作通用要求》中,应按照GJB 190进行特性分析,确定可靠性关键产品的关键及重要特性,形成关键和重要特性清单,作为开展工艺分析与控制工作的输入。
统筹考虑三个标准的内容,可以得出两个结论:
1)在装备质量管理领域,“关键工序”等同于“关键过程”,以下统称为关键工序;
2)关键工序主要来源于六个方面:特性分析关重特性的形成过程、可靠性关键产品关重特性的形成过程、加工难度大的过程、质量不稳定的过程、易造成重大经济损失的过程、关键/重要外购器材及外协件的入厂验收过程等。
深入理解关键工序,还需要搞清三个问题:
1)从产品特性角度理解,弄清楚关键特性与关键件、重要特性与重要件、关键工序之间的逻辑关系,如下图。
2)正确理解加工环节与验收环节之间的差别,加工环节的关键过程是“控制过程”,验收环节的关键过程重在验收与确认,在实际过程中应区分这两种不同的管理方式。
3)企业未识别并传递关重特性(件)的要求,供方从自身生产过程维度识别了关键工序,那么该如何进行关键工序控制呢?切记,此时供方需要按关键工序的要求进行控制,而企业不需要参与供方的关键工序控制,按常规的质量要求控制即可。
二、关键工序的识别
按照关键工序六个方面的主要来源,关键工序的识别和确定流程就比较明确了。
首先,工艺人员依据关键工序确定原则和生产实际条件,在工程研制阶段(按航天标准,则是在产品转入试样生产的工艺准备阶段),编写工艺技术分析资料,提出关键工序项目,报工艺主管部门审查。
然后,工艺主管部门负责审定关键工序,组织编制“关键工序明细表”,主要内容包括工序号、工序名称、控制内容、内控标准等(参考格式见下图)。其中,有两处需要解释以下,一是“控制内容”,指需要控制的关键特性、重要特性参数,比如轴颈尺寸10±0.5mm;二是“内控标准”,指企业内部把控的严于客户要求的标准,非必须设置。
最后,“关键工序明细表”应经质量部门会签,并报总工艺师或总工程师批准。
三、关键工序的文件
关键工序作为生产过程中的重要环节,必须有文件对其进行规范,主要包括:
1)关键工序明细表;
2)关键工序的工艺规程,应包含质量控制程序,对控制项目、内容、方法、步骤、控制用图表、原始记录等做出具体规定,并在关键工序编号出加盖关键工序标记;
3)如工艺规程未包含质量控制程序,应编制“关键工序质量控制卡”或“关键工序作业指导书”,并附在工艺规程后面,其主要内容包括:控制内容和程序、操作者、使用设备、环境条件、检测工具、工艺控制点及控制要求(含检测项目、测量工具、测量频次等);
4)关键工序控制图/表、关键工序检测数据记录表。
关键工序相关文件均应经过质量部门会签,质量会签应对符合质量保证文件要求的正确性和产品质量的可检验性负责。为确保关键工序工艺规程的正确性和可操作性,应对其进行工艺评审。关键工序的工艺规程应保持稳定,如确实需要更改,其审批级别应比原签署级别提高一级,直至总工程师批准。
四、关键工序的控制
GJB 9001C-2017《质量管理体系 要求》8.5.7条款,要求“关键过程控制内容除符合8.5.1的要求外,还应包括……”,说明关键工序的控制不能仅仅满足8.5.7的特殊要求,还应符合8.5.1条款的通用要求。GJB 467A-2008《生产提供过程质量控制》中,要求“关键过程除满足本标准其他条款规定的相关质量控制要求外,还应满足下列要求……”,也说明了关键工序应满足两部分要求。下面就把关键工序的控制分为通用要求和专用要求两部分分别介绍。
4.1 通用要求
1)人员:关键工序的生产操作人员及检验、测试人员应掌握设计、工艺文件规定的技术要求和有关技术标准;相关人员应严格遵守工艺纪律,认真执行关键工序质量控制程序和规程;检验人员应监督生产现场,按设计、工艺文件规定对产品进行检验,并核查和填写有关数据及图、表、卡,对产品质量做出符合性结论,隔离不合格品。
2)设备(含计算机软件)、工艺装备、计量器具:关键工序使用的设备(含计算机软件)、工艺装备、计量器具应符合工艺规程的规定,其精度必须满足产品要求,必须具有在检定、校准有效期内的合格(或准用)证明和标识。
3)外协外购器材:按照GJB 909的规定,严格控制外购器材质量;投入或转入关键工序的原材料、毛坯、半成品、元器件、零部件、外购件、外协件及重要的辅助材料等,必须具有复验、检验(或筛选)合格证明或合格标志,保证外购器材质量有可追溯性;代用器材必须具有按规定程序办理的审批文件。
4)技术文件:生产现场使用的技术文件,包括设计文件、工艺文件、质量控制文件,应正确、完整、协调、统一和清晰,并现行有效;签署和更改符合相关标准要求,并保留满足可追溯性要求的记录。
5)环境:关键工序工作场地的环境条件(温度、湿度、洁净度等)应符合产品设计、工艺文件和文明生产的规定;具有关键工序的产品在生产过程中,应按要求摆放在规定的位置;存放或周转用的储运器具应符合产品设计、工艺文件的要求,并有醒目的标志;关键工序生产中应认真执行控制多余物的规定;环境保护、技安措施必须符合国家法规、法令以及有关标准的规定。
6)外协关键工序:关键工序需要到外单位协作时,负责外协的部门应会同质量部门依照标准和有关规定,与协作单位协商,制定相应的质量控制(或保证)措施或技术协议书,使协作质量处于受控状态;关键工序协作完毕,应由质量部门按合同或技术协议书规定的质量条款和技术要求,对产品进行复验验收。
7)批次管理:具有关键工序的产品,生产过程中应严格执行批次管理规定,使其具有可追溯性;转批次使用时,必须经过复查并办理转批次审批手续。
8)信息管理:关键工序质量原始记录的填写应做到数据准确,各项检测数据记录齐全,签署完整,具有可追溯性;关键工序的异常质量波动及其有关质量信息,各部门应按规定向质量部门反馈,质量部门做好信息的分类、统计、分析、处理和归档工作。
4.2 专用要求
1)标识:对关键工序进行标识,包括对加工场所和文件(工艺规程、随工流程卡等)的标识。
2)三定:关键工序必须实行“三定”,即定工序、定人员、定设备,填写三定表,并经相关部门认可;如果工序、人员、设备发生变动,应重新填写三定表。
3)人员:凡从事关键工序加工、装配、测试、检验应相对稳定,经培训考核后持证上岗(敲黑板,检验的上岗证不是通用的检验员证,而是针对关键工序具体要求的上岗证);有特殊要求的生产、测试岗位,实行双岗制(在一个工作岗位上,同时具有两个工作人员,其中一人操作,另一人监督)。
4)首件三检:关键工序的首件产品执行自检、互检、专检制度。
5)100%检验:对关键特性和重要特性实施百分之百检验,不能实施百分之百检验的,应规定检验或验证方法并征得顾客同意(对于破坏性检验可不实施100%检验)。
6)过程能力:运用统计技术,确保过程能力满足要求,主要针对的是批量生产的产品,通过产品合格率、废品率、返工率、过程能力指数、质量损失率等指标评价过程的有效性,此处应注意其适用性。
7)控制点:根据产品特点可在关键工序设置控制点,控制点应有明显标识,并积极推行统计质量控制等方法,对需要控制的部位、质量特性和工序要求进行重点控制。
8)关键工序的撤销:关键工序需要撤销时,由工艺人员办理更改单,经工艺部门审查,并经质量部门会签,由总工艺师或总工程师批准后,更改“关键工序目录”及相应的工艺文件。
五、关键工序VS特殊过程
关键工序和特殊工序是生产过程中两个比较特别的内容,也都是生产过程应重点控制的内容,很多朋友分不清楚两者之间的区别,我们做一下简单对比。
关键过程(关键工序)是对形成产品质量起决定作用的过程,一般包括形成关键、重要特性的过程;加工难度大、质量不稳定、易造成重大经济损失的过程等。所以,关键工序是生产过程中的控制重点,因其重要而应该被关注。
特殊过程(特种工艺)是直观不易发现、不易测量或不能经济地测量的产品内在质量特性的形成过程,通常包括:化学、冶金、生物、光学、电子等过程;在机械加工中,常见的有:铸造、锻造、焊接、表面处理、热处理、以及复合材料的胶接等过程。所以,特殊过程也是生产过程中控制的重点,但是因其特殊而应该被关注,其特殊主要表现为:一般过程形成的质量特性可以容易直接测量,通过检验可以验证;而特殊过程形成的质量特性不易发现、不宜测量或不能经济地测量,无法直接通过检验验证,只能通过“能力确认+过程控制”的方式确保产品质量。
敲黑板,有一类极端情况,把特殊过程识别为关键工序,那么这个过程既需要“能力确认+过程控制”的特殊过程管理,同样需要本文提到的关键工序控制,缺一不可。
六、最后的话
综上所述,关键工序的识别和控制是一个既简单又复杂的过程,说简单是因为只要抓住关键过程的定义和内涵,识别关键工序就不是一件难事;说复杂是因为产品或过程有大有小,有简单有复杂,对于复杂产品的建造单位,关键工序的识别就困难的多。这就要求每一个工艺技术人员在识别和控制关键工序时,要认真学习质量管理体系标准,全面、深刻地理解关键工序的定义及其内涵,熟练掌握产品要求和以往类似产品实现情况。只有这样,才能真正、切实地做好关键工序的识别和管理工作。
【感悟】关键工序对产品质量的形成起决定性作用,是加工生产过程中最重要的环节,识别不出就会失去重点,控制不住就会埋下隐患。识别并控制关键工序是为了抓住关键的少数,保证产品质量,为了避免麻烦不识别关键工序是万万要不得的。
参考文献:
1)沈浩然、杨天豪等《航天产品制造过程中关键过程管理与实践》
2)QJ 2664-94《关键工序质量控制》
3)GJB 467A-2008《生产提供过程质量控制》
4)GJB 467-88《工序质量控制要求》
5)GJB 9001C-2017《质量管理体系要求》