產(chǎn)品的精準設計、制造和使用

中國船級社 劉孟云

工作中，收到某客滾船跳板絞車質(zhì)量反饋，該絞車在營運后短時間內(nèi)就出現(xiàn)了傳動齒輪變形、斷裂等質(zhì)量問題，更換受損零部件后仍然不能從根本上解決問題。經(jīng)調(diào)查分析，導致該絞車產(chǎn)生質(zhì)量問題的主要原因：一是該絞車從設計到實船安裝都是按系泊絞車設計制造，并非起貨絞車；二是設計工況與實船營運環(huán)境不符，頻繁的承受沖擊載荷，致使受力零部件破壞；三是使用/操作不當，人為造成超載運行。

產(chǎn)品設計精確、制造合格、使用得當是避免類似質(zhì)量事故根本辦法，特別是類似本案中跳板系統(tǒng)的產(chǎn)品，由于跳板、絞車、控制系統(tǒng)等各部分分別在不同制造廠制造，最后在船上組合安裝，任何一個部分存在不足或缺陷都將影響整個系統(tǒng)的正常運行，甚至事故。

如何做到設計精準

設計準確首先就要清楚設計對象和目標功能。本案中的跳板絞車是起升絞車，屬于起重設備零部件，主要設計根據(jù)是《船舶與海上設施起重設備規(guī)范》（簡稱起規(guī)），設計內(nèi)容包括機械結構、控制系統(tǒng)及選配鋼索等，并按起升絞車的驗證要求完成試驗。從本案來看，建議制造廠與訂貨方不僅將重點放在性能參數(shù)和基本功能上，也要更多重視產(chǎn)品的實際用途對產(chǎn)品設計影響。

此外，設計工況的確定除考慮標準作業(yè)工況、作業(yè)狀態(tài)外，還應考慮產(chǎn)品擬在實船上的特殊工況。設計既源于實踐，又能指導實踐，兩者相輔相成。本案中，如果在產(chǎn)品設計之初，能基于目標船營運港區(qū)開展有效調(diào)研，準確了解該作業(yè)港區(qū)的工況和使用特點，收集該類產(chǎn)品的使用案例，就能做到精準設計，避免質(zhì)量事故。

如何確保制造合格

產(chǎn)品制造合格包括生產(chǎn)過程控制和成品試驗。制造過程的控制包括從材料驗收、加工到裝配等整個質(zhì)控過程，質(zhì)量水平的保證依靠制造廠整個質(zhì)保體系的有效運行和完善的工藝及落實。本案中，主軸、小齒輪、大齒輪這幾個關鍵受力構件的材料選擇雖然都與批準圖紙一致，但絞車制造過程中，還應關注以下問題，如齒輪精加工后的熱處理工藝及驗證方式不完善、缺少表面無損探傷、齒輪裝配對中檢查以及齒輪嚙合效果等都只是憑經(jīng)驗值來驗收，因此，這些關鍵零部件加工、檢查和裝配過程質(zhì)量的不確定性也是導致產(chǎn)品質(zhì)量的必然因素。

最后一道質(zhì)量關就是成品試驗，是檢驗產(chǎn)品整體質(zhì)量的必要步驟。本案中，由于產(chǎn)品按系泊絞車設計，也導致了產(chǎn)品檢驗/試驗項目與起升絞車區(qū)別較大（見表），因此在成品試驗時很多功能未能得到測試，用在跳板系統(tǒng)上就會暴露問題。

表 絞車試驗內(nèi)容

據(jù)上所述，成品檢驗是確保產(chǎn)品質(zhì)量的必要手段，但因為有些缺陷和問題在成品試驗時很可能不會被發(fā)現(xiàn)，在使用一段時間后才會暴露。因此，產(chǎn)品廠應依靠全面質(zhì)量控制，把過程控制做好做實，并結合有效的成品試驗，方能稱得上是制造合格的根本之法。

如何才能正確使用

編制一份準確、方便的使用說明書是精準設計的內(nèi)容之一。常規(guī)產(chǎn)品做到這一點比較容易，但是本案中，因為跳板、絞車、控制系統(tǒng)由不同制造廠生產(chǎn)，最后在船上組裝完成跳板系統(tǒng)，導致船上缺少一份系統(tǒng)全面的使用說明書，無法指導船員開展培訓和正確使用。類似這種制造模式的產(chǎn)品不止跳板系統(tǒng)，需要系統(tǒng)設計方、船東、船廠共同監(jiān)督協(xié)調(diào)，避免漏洞。

此外，產(chǎn)品廠應重視明確產(chǎn)品質(zhì)保職責。

其他建議

以上案例分析充分說明，產(chǎn)品設計精確、制造合格、使用得當是從產(chǎn)品醞釀到實船應用整個生命周期的質(zhì)量保證，是避免質(zhì)量事故的根本方法。為實現(xiàn)這一目標，建議如下：

1、產(chǎn)品可分為標準型和目標型，標準型產(chǎn)品是已有實踐應用的“標準件”，按需選配即可；而目標型產(chǎn)品則需要充分了解產(chǎn)品用途，收集相近或相關產(chǎn)品的應用數(shù)據(jù)，必要時還需要進行模擬試驗來反復驗證。因此設計之初就應明確產(chǎn)品及其零部件的類型，做好對應的數(shù)據(jù)資料采集。

2、明確設計環(huán)境是精準設計的第一步。設計環(huán)境包括溫度、濕度、振動、傾斜、抗電磁干擾等各個影響條件，必須從整體出發(fā)統(tǒng)籌考慮。如起重機的設計溫度決定了材料的選擇，特別是沖擊性能的要求，就算是符合材料標準/規(guī)范的材料，也不一定符合《船舶與海上設施起重設備規(guī)范》的要求，因為規(guī)范對材料韌性的要求還跟材料規(guī)格有關。

3、優(yōu)化技術協(xié)議。通常，技術合同重點是產(chǎn)品售價和性能參數(shù)，往往容易忽略產(chǎn)品用途和質(zhì)保內(nèi)容，這為后續(xù)產(chǎn)品設計和售后都會帶來很大的風險，甚至法律風險。本案就是一個典型案例，絞車制造廠的技術協(xié)議里對產(chǎn)品用途描述錯誤，質(zhì)保內(nèi)容含糊不清，就算產(chǎn)品廠為售后做了很多工作，船東對其產(chǎn)品質(zhì)量也沒有認可。

4、做好產(chǎn)品制造關鍵點識別與控制，明確并量化過程檢驗指標。雖然這一要求通常在認可時才會提出，但是作為不需要認可的產(chǎn)品，制造過程同樣適用，只有這樣，才能控制或減少制造過程中的質(zhì)量問題，從根本上提升產(chǎn)品質(zhì)量。

5、成品試驗不能孤立無援，要講究系統(tǒng)配合。產(chǎn)品設計時不僅要包括“標準型產(chǎn)品”的選型，更應通過型式（首次）試驗予以驗證，因此，試驗臺的完整性、效率和綜合性能至關重要，特別是只能在船上進行系統(tǒng)試驗的產(chǎn)品，如本案中的絞車、操舵系統(tǒng)中舵機等。

6、制造合格、正確運維兩方面承前啟后、相輔相成。是確保產(chǎn)品穩(wěn)定運行的唯一保證。因此，產(chǎn)品設計制造過程中就要將運維考慮其中，做到方便、快捷和有效。運維中發(fā)現(xiàn)的問題也應通過有效的渠道反饋到制造廠，促進其提升產(chǎn)品品質(zhì)，以錨絞機軸承處牛油嘴的為例，如果在離合和剎車等空間狹小位置設計成直角型，就能方便運維時加注牛油，否則牛油嘴就成了擺設，何談運維。

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