面向航天型號研制體系的質(zhì)量成本管控

王美清 秦海平

(北京航空航天大學 機械工程及自動化學院，北京 100191)

面向航天型號研制體系的質(zhì)量成本管控

王美清 秦海平

(北京航空航天大學 機械工程及自動化學院，北京 100191)

針對航天型號產(chǎn)品研制過程的質(zhì)量成本管控方法展開研究，構(gòu)建了面向航天型號研制過程的多層次、變粒度、閉環(huán)控制的質(zhì)量成本管控總體模型，該模型將集團-院-廠所3級組織體系與型號研制過程和質(zhì)量成本管理策略融為一體.針對不同管控層次在控制粒度、過程與內(nèi)容的不同，分別給出了面向集團、院、廠所的質(zhì)量成本管控方案.方案將管控過程分成事前、事中和事后3個階段，并將相應(yīng)的分析方法、工具、信息融入各階段，從而構(gòu)成了各層次質(zhì)量成本管控閉環(huán).設(shè)計開發(fā)了支持多級協(xié)同的分布式質(zhì)量成本管理系統(tǒng)——QQ-Web-Cost，并成功應(yīng)用于某企業(yè)信息化建設(shè)項目中.

質(zhì)量成本;多層次管控方案;閉環(huán)控制;航天產(chǎn)品

質(zhì)量成本是指企業(yè)為了保證和提高產(chǎn)品或服務(wù)質(zhì)量而支出的一切費用，以及因未達到產(chǎn)品質(zhì)量標準，不能滿足用戶和消費者需要而產(chǎn)生的一切損失.質(zhì)量成本通常被分成預防、鑒定、內(nèi)部損失和外部損失4類.其中，預防和鑒定成本是基于保證質(zhì)量的成本，是預防性的;而內(nèi)部和外部損失成本是與損失相關(guān)的成本，是被動的.統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明:質(zhì)量成本占制造企業(yè)銷售額的5% ～25%，這其中的95%來自于損失和鑒定成本.實踐又表明，通過適當增加預防成本將會有效降低損失成本，提高企業(yè)的質(zhì)量管理水平和勞動生產(chǎn)率［1］.因此，質(zhì)量成本也正在成為評價企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量保證體系健康與否的晴雨表［2］，必須加以有效的管理與控制.

我國的航天產(chǎn)品有著很高的外部質(zhì)量，這得益于我們強大而健全的檢驗保證體系形成的“檢驗屏”，將缺陷留在了企業(yè)內(nèi)部，同時也造成了質(zhì)量成本體系中居高不下的鑒定成本和內(nèi)部損失成本［3］.然而，借助高的質(zhì)量成本來獲取高的產(chǎn)品外在質(zhì)量說明質(zhì)量管理效率還不高，因此，通過加強質(zhì)量成本管理來提高質(zhì)量管理成熟度已成為企業(yè)管理者的普遍共識［3－5］.但目前，對質(zhì)量成本的管理僅停留在參研廠所對預防、鑒定、損失成本(PAF，Prevention，Appraisal，internal Failure and external failure)的簡單統(tǒng)計與上報方面，還未形成一個自上而下的管控體系，對質(zhì)量成本的管控也沒有成為一種提高型號研制質(zhì)量的手段.

航天型號產(chǎn)品作為一種典型的復雜產(chǎn)品，在多年的研制生產(chǎn)過程中形成了由集團-院-廠所構(gòu)成的多級研制組織與管理體系.作為一個有機整體，各層次之間存在著有機的聯(lián)系，但由于所承擔任務(wù)的不同，各層次的管理職能與管理粒度各有其特點.因而，面向其型號研制的質(zhì)量成本管理與控制必然呈現(xiàn)出在管理策略、控制方法和控制粒度上的不同.目前，對質(zhì)量成本管理與控制方法的研究主要集中在質(zhì)量成本參數(shù)模型、質(zhì)量成本核算、經(jīng)濟性分析以及改進模型的研究等方面［6－9］.

針對航天型號多級研制體系中對質(zhì)量成本管理與控制的需求，本文對支持航天產(chǎn)品多級研制體系中的質(zhì)量成本管理與控制方法進行了研究，提出了包括集團-院-廠所的3級質(zhì)量成本管控總體模型，給出了針對不同層級的質(zhì)量成本管控方案，并在此基礎(chǔ)上，設(shè)計開發(fā)了支持多級研制體系質(zhì)量成本管控的質(zhì)量成本管理系統(tǒng)——QQ-Web-Cost，力圖為提高型號研制過程質(zhì)量成本管控水平提供理論與應(yīng)用支持.

1 質(zhì)量成本管控總體模型

質(zhì)量成本管理是基于保證質(zhì)量的成本和與損失相關(guān)的成本間平衡的方法.它是一個系統(tǒng)工程，涉及到組織、管控策略、產(chǎn)品研制流程和信息系統(tǒng).質(zhì)量成本與組織的各個層次和部門都有著密切的關(guān)系［8］.航天型號產(chǎn)品的研制是由集團-院-廠所組成的3級研制體系共同完成的.因此，質(zhì)量成本管控需面向型號研制的各級組織以及從宏觀到微觀的研制全過程，采取以預防為主的管理策略，變被動的以損失成本驅(qū)動的質(zhì)量成本管控方法為主動的以預防為主的閉環(huán)管控策略，通過及時地收集型號研制過程各層級、各階段、各活動的質(zhì)量成本信息，全面分析，為評價型號研制質(zhì)量提供量化依據(jù)，為改進和提高型號研制水平提供手段.基于上述思想，提出了如圖1所示的面向型號多級研制體系的質(zhì)量成本管控總體模型.

在由集團-院-廠所組成的航天型號3級研制組織體系中，集團級位于研制組織體系的頂層，是型號總體管理單位，負責型號任務(wù)的宏觀管理與決策.就質(zhì)量成本管控而言，集團針對型號研制的總體質(zhì)量戰(zhàn)略和用戶需求，考慮以往型號研制過程中質(zhì)量成本管控的經(jīng)驗和統(tǒng)計結(jié)果制訂型號研制的質(zhì)量成本控制目標、控制計劃和策略以及指導性控制措施，然后，將型號質(zhì)量成本控制目標、計劃和措施下發(fā)給院級.同時，根據(jù)各院級上報的質(zhì)量成本信息對各院級單位進行質(zhì)量成本管理的績效評估，并及時調(diào)整質(zhì)量成本的控制策略，不斷優(yōu)化管理模式，提高管理水平.

院級位于研制組織體系的中間層，是負責具體型號研制的主管單位，是型號質(zhì)量成本控制的中堅力量，主要對所負責型號及其研制過程的各個階段進行質(zhì)量成本的管理與控制.其具體職責是根據(jù)集團下發(fā)的型號質(zhì)量成本控制目標和控制指南制訂所承擔型號的質(zhì)量成本控制計劃和措施來指導型號研制各個階段的質(zhì)量成本管控，將成本目標進行按型號、按階段、按成本類型的分解，并下發(fā)至各參研廠所;同時，將各廠所上報的質(zhì)量成本信息進行分型號、分階段、分類別統(tǒng)計匯總，這些信息一方面被上報至集團，另一方面對所屬廠所進行績效評估，更重要的是用來識別各研制階段質(zhì)量成本管控中存在的瓶頸問題，提出改進措施，指導后續(xù)階段的質(zhì)量成本管控，達到優(yōu)化研制過程結(jié)構(gòu)，提高過程能力的目的.

廠所級位于研制組織體系的基礎(chǔ)層，是負責具體型號產(chǎn)品及各組成部分(組件、部件、零件)設(shè)計、生產(chǎn)、裝配的具體執(zhí)行機構(gòu)，是質(zhì)量成本控制措施的具體執(zhí)行單位和質(zhì)量成本控制目標實現(xiàn)的主體.它們接受并執(zhí)行院級的質(zhì)量成本控制目標和控制措施的指導，并將質(zhì)量成本控制目標和措施分解配置到具體的部門、車間和班組的質(zhì)量控制活動中，實時采集質(zhì)量成本信息，一方面將采集到的信息上報院級，另一方面，根據(jù)質(zhì)量成本統(tǒng)計信息發(fā)現(xiàn)質(zhì)量成本控制活動的瓶頸，進而改進質(zhì)量成本控制策略，提高質(zhì)量成本控制效率，降低質(zhì)量損失成本.

圖1 質(zhì)量成本管控總體模型

由圖1可見，通過采用自頂向下的以預防為主的質(zhì)量成本控制目標和措施的逐級分解落實與自底向上的以過程監(jiān)控為目的的質(zhì)量成本信息匯總上報和統(tǒng)計分析相結(jié)合的閉環(huán)控制策略，實現(xiàn)了集團-院-廠所3級質(zhì)量成本管控的有機統(tǒng)一.在這種管控策略的指導下，型號研制過程的各層級、各階段的質(zhì)量成本都得到有效管理，它覆蓋了從宏觀的型號級到中觀的具體型號研制過程各階段，再到微觀的各項設(shè)計、生產(chǎn)和裝配活動，管控粒度逐級細化，并落實到具體的研制活動中，推動了產(chǎn)品研制方法的持續(xù)改進和管理模式的優(yōu)化.同時，質(zhì)量成本信息在集團-院-廠所3級的及時傳遞、有序流動和分析利用也成為型號研制過程質(zhì)量成本管控的基礎(chǔ)和保障.

2 各級質(zhì)量成本管控方案

在總體管控模型的指導下，各級組織可依據(jù)以下方案開展質(zhì)量成本的管控工作.

2.1 集團級質(zhì)量成本管控方案

集團級質(zhì)量成本管控方案根據(jù)型號研制的進程分為事前控制、事中控制和事后控制3個階段.具體方案如圖2所示.該級質(zhì)量成本管控的執(zhí)行機構(gòu)是以集團質(zhì)量管理部門為主的由集團領(lǐng)導和多個職能部門人員組成的團隊.

圖2 集團級質(zhì)量成本管控方案

事前控制是指在新型號開始研制之前進行的質(zhì)量成本管控活動.在此階段集團級質(zhì)量管理層根據(jù)整個集團的質(zhì)量發(fā)展戰(zhàn)略、用戶需求以及整個集團質(zhì)量成本控制的歷史數(shù)據(jù)和決策案例對新型號研制過程質(zhì)量成本控制目標進行預測，根據(jù)預測結(jié)果確定質(zhì)量成本控制總目標，并按照型號、參研企業(yè)、型號生命周期進行分配，作為各參研院的質(zhì)量成本管控目標;同時，集團級要根據(jù)質(zhì)量成本控制目標制訂總的質(zhì)量成本控制措施和實施計劃，尤其是預防成本的實施計劃，如制訂統(tǒng)一的型號研制質(zhì)量標準與規(guī)范;在全集團進行質(zhì)量管理信息化建設(shè)，進行員工技術(shù)培訓，建立嚴格的供應(yīng)商評價標準等.

事中控制是指在型號研制過程中進行的質(zhì)量成本管控活動.主要是將各院上報的質(zhì)量成本信息進行統(tǒng)計與核算，分析所有型號在PAF結(jié)構(gòu)、總額、分項等的質(zhì)量成本控制執(zhí)行情況;進行趨勢分析與預測，采用因果分析、帕累托分析、數(shù)據(jù)挖掘以及邊際成本分析等方法進行質(zhì)量成本控制瓶頸分析;對存在的問題給出改進措施和指導意見，使得整體型號研制質(zhì)量成本得以有效控制.

事后控制是指在型號研制完成后進行的質(zhì)量成本管控活動.主要是對型號研制過程所發(fā)生的質(zhì)量成本進行綜合統(tǒng)計與分析，包括按型號、產(chǎn)品生命周期、各院的PAF分析等，據(jù)此進行各型號、單位、研制階段的對比分析，以及各院的績效評估;對實施的各項預防成本對提高產(chǎn)品質(zhì)量和降低損失成本的貢獻率進行分析;計算產(chǎn)值質(zhì)量成本率、利潤質(zhì)量成本率、百元產(chǎn)值質(zhì)量成本損失等相關(guān)指標，進行質(zhì)量水平及改進效果評估;總結(jié)成功的案例和失敗的教訓;識別質(zhì)量成本控制的瓶頸，并提出改進對策，進而達到優(yōu)化管理模式，提高管理水平的目的.

2.2 院級質(zhì)量成本管控方案

院級質(zhì)量成本管控也分為事前控制、事中控制和事后控制3個階段，具體管控方案見圖3.該級質(zhì)量成本管控的執(zhí)行機構(gòu)是以院質(zhì)量管理部門為主的由院領(lǐng)導和多個職能部門人員組成的團隊.

事前控制是院級質(zhì)量管理部門根據(jù)集團下達的質(zhì)量成本控制目標和管控規(guī)劃，制訂本院所承擔型號研制任務(wù)的質(zhì)量成本管控目標，并將該目標分解到型號研制的各個階段;根據(jù)各個研制階段任務(wù)的特點制訂詳細的控制措施，如制訂預防、鑒定、損失成本3級科目;在型號設(shè)計階段主要進行預防成本的規(guī)劃，如制訂人員培訓計劃、設(shè)計過程的評審、設(shè)計標準與規(guī)范的制訂等;在生產(chǎn)制造階段主要進行預防和鑒定成本的規(guī)劃，如制訂新設(shè)備、新系統(tǒng)的人員培訓計劃，檢驗計劃、人員配置等.

事中控制則是對型號研制過程的質(zhì)量成本進行實時監(jiān)控，接收各廠所上報的質(zhì)量成本信息，并進行統(tǒng)計分析與核算，對成本變化趨勢進行預測，對成本異常情況進行分析，制訂預防措施并下發(fā)至各廠所進行實施.

事后控制則是對型號研制各階段的質(zhì)量成本進行PAF結(jié)構(gòu)分析，分析預防成本對提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低損失成本的貢獻率;挖掘研制過程各階段存在的成本管控瓶頸，并提出改進建議.這些分析結(jié)果都保存至案例與決策知識庫中，為管理人員進行研制過程優(yōu)化提供決策依據(jù).

2.3 廠所級質(zhì)量成本管控方案

廠所級位于型號研制質(zhì)量成本管控體系的最底層，車間、科室等下級組織是廠所的重要內(nèi)部組織，也是廠所進行質(zhì)量成本管控活動的執(zhí)行主體.廠所級質(zhì)量成本管控方案如圖4所示.

廠所級質(zhì)量成本管控也分為事前控制、事中控制和事后控制3個階段.

圖3 院級質(zhì)量成本管控方案

圖4 廠所級質(zhì)量成本管控方案

事前控制是在進行某個階段(如設(shè)計、生產(chǎn)、裝配、測試等)任務(wù)之前開展的質(zhì)量成本管控活動，主要包括:階段質(zhì)量成本管控目標分解與活動成本預測，制訂作業(yè)活動質(zhì)量成本控制措施和制訂廠所級預防成本實施計劃.預防成本實施計劃中主要包括:人員在技術(shù)、設(shè)備、標準和操作規(guī)范等方面的培訓，各項研制活動的質(zhì)量保證大綱的制訂，組建質(zhì)量控制小組，制訂設(shè)備操作規(guī)范，健全供應(yīng)商評價體系等.

事中控制主要是針對構(gòu)成階段作業(yè)的微觀活動，如生產(chǎn)與裝配過程的各工序等，通過對來自車間、科室在各研制活動中產(chǎn)生的質(zhì)量成本數(shù)據(jù)的統(tǒng)計與核算，結(jié)合統(tǒng)計過程控制(SPC，Statistical Process Control)和過程失效模式與后果分析(PFMEA，Process Failure Mode Effects Analysis)等手段實時監(jiān)控研制過程各作業(yè)活動的質(zhì)量成本變化趨勢，分析存在的問題，并提出成本控制改進措施.

事后控制是對一定時間段內(nèi)的質(zhì)量成本信息進行分析，可以周或月為單位.內(nèi)容包括:微觀活動質(zhì)量成本PAF結(jié)構(gòu)分析，基于活動的微觀成本分析，按活動、按故障因素等的帕累托分析等，達到識別作業(yè)活動質(zhì)量瓶頸的目的;運用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對某時期的質(zhì)量成本數(shù)據(jù)分析，探求故障模式、故障因素間關(guān)聯(lián)規(guī)則等，形成案例及知識，指導車間級質(zhì)量持續(xù)改進.同時，對微觀活動質(zhì)量成本管控措施的效果進行分析評估，進而形成有推廣價值的案例.

3 系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)

前述質(zhì)量成本管控方法需要強有力的質(zhì)量成本管理系統(tǒng)的支持才能發(fā)揮其效能.基于前述理論方法，設(shè)計開發(fā)了面向航天型號多級研制體系的質(zhì)量成本管理系統(tǒng)——QQ-WebCost.該系統(tǒng)的開發(fā)基于J2EE(Java 2 Platform，Enterprise Edition)平臺，采用持久層、業(yè)務(wù)層、表現(xiàn)層3層應(yīng)用結(jié)構(gòu)的瀏覽器/服務(wù)器B/S(Browser/Server)架構(gòu)方式，具有較高的靈活性.

在系統(tǒng)部署與功能設(shè)計方面充分考慮了質(zhì)量成本管控的多級協(xié)同性與單級自治性相結(jié)合的需求，設(shè)計了分布式分級部署方案和滿足不同層級功能需求的系統(tǒng)功能.

3.1 功能設(shè)計

根據(jù)質(zhì)量成本管控的需求，QQ-WebCost系統(tǒng)包括質(zhì)量成本規(guī)劃、質(zhì)量成本預測、質(zhì)量成本監(jiān)控、成本數(shù)據(jù)采集、質(zhì)量成本統(tǒng)計分析、質(zhì)量成本分析報告生成、數(shù)據(jù)挖掘、瓶頸分析以及字典管理等功能.

針對多級研制體系中不同層級在質(zhì)量成本管控內(nèi)容、粒度和綜合性等方面的差異，將各級別的質(zhì)量成本管控功能映射為如圖5所示的功能模型.

3.2 分布式分級部署設(shè)計

基于型號研制體系的整體性，結(jié)合參研企業(yè)的自治性差異，面向型號研制的質(zhì)量成本管理系統(tǒng)采用分級部署方案，如圖6所示.

其中，集團級質(zhì)量成本管理系統(tǒng)包含集團級質(zhì)量成本管控相關(guān)功能，院級質(zhì)量成本管理系統(tǒng)包含院級質(zhì)量成本管控相關(guān)功能，廠所級質(zhì)量成本管理系統(tǒng)包含廠所級質(zhì)量成本管控相關(guān)功能.集團級、院級和廠所級之間通過二級分布機制實現(xiàn)數(shù)據(jù)同步、信息和指令間的交互.

3.3 系統(tǒng)評價

某型號研制企業(yè)在多年的質(zhì)量管理實踐中，認識到加強質(zhì)量成本管控對提高企業(yè)質(zhì)量管理水平的重要性，在企業(yè)中推行了質(zhì)量成本管理.但由于缺乏有效的支持工具，各級組織對質(zhì)量成本信息的記錄和統(tǒng)計分析多采用Word文檔或Excel表格來手工完成，導致獲取的信息時效性差，影響了基于質(zhì)量成本的質(zhì)量改進決策的有效性.通過QQ-WebCost系統(tǒng)在該企業(yè)的初步實施，顯著提高了質(zhì)量成本信息在各層級間傳遞的實時性和統(tǒng)計分析效率，大量的數(shù)據(jù)和案例積累提高了基于質(zhì)量成本的質(zhì)量改進決策的有效性，同時也推動了企業(yè)質(zhì)量成本管理從被動的事后控制向主動預防的轉(zhuǎn)化，對提高型號研制質(zhì)量起到了積極的促進作用，提升了企業(yè)的質(zhì)量管理水平，在年度第三方質(zhì)量體系審核中獲得了審核方一致好評.圖7、圖8為系統(tǒng)的應(yīng)用界面.

圖5 質(zhì)量成本管理系統(tǒng)功能樹

圖6 質(zhì)量成本管理系統(tǒng)分級部署架構(gòu)

圖7 QQ-WebCost系統(tǒng)應(yīng)用界面1

圖8 QQ-WebCost系統(tǒng)應(yīng)用界面2

4 結(jié)論

本文面向航天型號研制體系的質(zhì)量成本管控，針對其研制體系多級、協(xié)同的特點，提出了航天型號研制質(zhì)量成本管控的總體模型，將其分為緊密聯(lián)系的集團級、院級、廠所級3級質(zhì)量成本管控體系.根據(jù)各級別管控粒度、管控內(nèi)容的不同，提出了與之相對應(yīng)的質(zhì)量成本管控方案，給出了各層次管控的過程、內(nèi)容及方法體系.在理論研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計開發(fā)了基于J2EE平臺，采用B/S架構(gòu)的質(zhì)量成本管理系統(tǒng)——QQ-WebCost.該系統(tǒng)已成功應(yīng)用于某航天企業(yè)的信息化建設(shè)項目中，通過實施該系統(tǒng)，提高了企業(yè)質(zhì)量成本管控能力，對提高型號產(chǎn)品的研制質(zhì)量、降低質(zhì)量成本起到了積極的促進作用.

References)

［1］ Omachonu V K，Suthummanon S，Einspruch N G.The relationship between quality and quality cost for a manufacturing company［J］.International Journal of Quality and Reliability Management，2004，21(3):277 －290

［2］ Kumar K，Brittain JC.Cost of quality:evaluating the health of British manufacturing industry［J］.The TQM Magazine，1995，7(5):50－57

［3］羅谷清，姜南.面向航天器產(chǎn)品研制的質(zhì)量成本管理［J］.航天工業(yè)管理，2006(8):15－19 Luo Guqing，Jiang Nan.Quality cost management for spacecraft development［J］.Aerospace Industry Management，2006(8):15－19(in Chinese)

［4］陳新華.降低質(zhì)量成本提高型號研制效率［J］.載人航天，2004(2):11－15 Chen Xinhua.Decrease cost and enhance the product development efficiency［J］.Manned Space Flight，2004(2):11 －15(in Chinese)

［5］李源，王雅芳，竇雁.CAST型號質(zhì)量成本管理研究［J］.航天工業(yè)管理，2006(8):39－41 Li Yuan，Wang Yafang，Dou Yan.Research on quality cost management for CAST product［J］.Aerospace Industry Management，2006(8):39 － 41(in Chinese)

［6］姜南，唐曉青.基于作業(yè)質(zhì)量成本的質(zhì)量改進決策模型研究［J］.計算機集成制造系統(tǒng)，2003，10(10):849 －853 Jiang Nan，Tang Xiaoqing.Decision-making model of quality improvement based on quality cost［J］.Computer Integrated Manufacturing System，2003，10(10):849 －853(in Chinese)

［7］ Zugarramurdi A，Parin M A，Gadaleta L，et al.A quality cost model for food processing plants［J］.Journal of Food Engineering，2007，83(3):414 －421

［8］ Sim H K，Khaled OM，Kong Jackie Y J，et al.Cost of quality for an automotive industry:a survey and findings［J］.International Journal of Manufacturing Technology and Management，2009，17(4):437－452

［9］ Moen R M.New quality cost model used as a top management tool［J］.The TQM Magazine，1998，10(5):334 －341

(編 輯:文麗芳)

Management of quality cost oriented to aerospace product development system

Wang Meiqing Qin Haiping

(School of Mechanical Engineering and Automation，Beijing University of Aeronautics and Astronautics，Beijing 100191，China)

The method of quality cost management for the development process of aerospace product was studied.The overall management model of quality cost was proposed，in which the three-layer organizational structure，product development process and the management strategy of quality cost were combined.Furthermore，the method for quality cost management of each layer was presented in which the control granularity，process and object were taken into account.The control process was divided into three stages，control before the event，control during the event and control after the event.The analytic technique，tools and information were integrated，and the closed-loop control policy was applied.Finally，a quality cost management software system based on browser/server architecture was developed，which is called QQ-WebCost，and it has been implemented in an aerospace enterprise.

quality cost;multilayer management system;feedback control;aerospace product

TP 391;TH 166

A

1001-5965(2011)05-0619-07

2010-04-07

總裝預研資助項目;國防基礎(chǔ)科研資助項目

王美清(1966 －)，女，山西大同人，副教授，wangmq@buaa.edu.cn.