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资讯 > 智能硬件 > 美空军在装备质量工作中的做法及启示
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美空军在装备质量工作中的做法及启示

时间:08-03 00:00 阅读:5118次 转载来源:战略前沿技术

摘要:远望智库:与智者同行,为创新加速专家库 | 人才库 | 企业库 | 项目库 | 投资机构库 | 招商信息库来源:91质量作者:董蕙茹鲁旭红冯渊引言质量问题是长期困扰世界各国航空装备发展和建设的重要问题。在2001年的阿富汗战争中,美国虽然享有绝对制空权、没有飞机被击落,但是却有9架飞机因飞行事故坠毁。F/A

远望智库:与智者同行,为创新加速

专家库 | 人才库 | 企业库 | 项目库 | 投资机构库 | 招商信息库

来源:91质量

作者:董蕙茹 鲁旭红 冯渊

引言

质量问题是长期困扰世界各国航空装备发展和建设的重要问题。在2001年的阿富汗战争中,美国虽然享有绝对制空权、没有飞机被击落,但是却有9架飞机因飞行事故坠毁。F/A-22战斗机是当今世界上最先进的战斗机,但自装备部队以来已发生多起事故,2010年11月由于机载制氧系统故障导致1架飞机机毁人亡,F/A-22被迫全面停飞四个月;F-35战斗机在初始小批量生产阶段,也发生过若干起因动力装置故障等质量问题而导致飞机停飞事件。可见质量问题对国家造成的政治、军事和经济损失是巨大的。

质量是一组固有特性满足要求的程度。航空装备的固有特性包括性能、可制造性、可靠性、安全性、维修性、测试性、保障性、环境适应性、经济可承受性等九个方面。这些特性又可以分为专用特性和通用特性,专用特性反映了不同装备的个性质量特性,如重量、速度、航程等;通用特性反映了不同装备的共性质量特性,如可靠性、维修性、保障性等。

装备质量的优劣取决于装备质量的形成过程,也即装备质量特性实现的过程。航空装备质量的形成过程由质量要求的提出、质量的形成和质量的表现等阶段构成,与航空装备寿命周期过程密切相关。尽管存在问题,美空军的装备质量工作仍然代表着世界最高水平。本文针对美空军在装备质量形成各阶段所做的工作展开分析,希望能够对提高我军航空装备质量提供一些借鉴和思路。

1美空军在装备质量工作中的做法
1.1装备质量要求的提出与确定

这里以航空装备可靠性、维修性、保障性(reliability, maintainability & supportability, RMS)要求的提出和确定为例,来说明美空军装备质量要求的确定过程,其它质量特性的确定有其各自的特点,但基本思路和做法与此类似。

1.1.1是一个从上到下、从宏观到具体的论证过程

航空装备RMS要求作为航空装备使用要求的一部分,其确定要受到国家安全策略、国防策略及军事策略的影响。图1描述了美军航空装备RMS要求提出的过程。

为了适应美军战略转型的要求,美国防部从2003年起采用联合能力集成与开发系统JCIDS进行装备需求论证和开发。JCIDS是一种自上而下的系统分析方法,注重于联合作战概念对装备发展的牵引以及军事需求论证对装备采办的牵引。其大致过程如下:①根据国家安全策略和国防策略生成面向未来的联合作战方案,用来指导军队的转型和作战能力的发展。②进行基于联合作战方案的能力需求分析,形成联合作战能力需求体系。③基于能力的方案分析评估,通过分析当前能力存在的不足和缺陷,确定解决这些能力不足和缺陷的装备或非装备的方法,并对这些方法进行对比分析。④提出满足联合作战能力需求的新装备方案或是对于条令、组织,训练、领导和教育、人员和设施等联合资源的变更建议。JCIDS的输出是四种用于指导装备采办的文件,即初始能力文件(initial capabilities document, ICD)、能力开发文件(capability development document, CDD)、能力生产文件(capability production document, CPD)和联合资源变更建议。

航空装备RMS要求即在联合能力集成与开发框架下进一步确定。

1.1.2是一个与采办、试验与评价等工作集成的过程

航空装备的使用能力需求是在联合作战能力需求下由期望的效能和需要的能力所驱动。在采办框架内的所有决策者必须知道空军为什么需要一种特殊能力,它将在哪里使用、怎样使用、谁来使用,以及如何持续保障。航空装备从无到投入使用,需要经过需求开发、采办和持续保障寿命周期管理、试验与评价等工作,这些工作都是相互依赖的,只有综合、同步进行才能有效,装备使用者、开发者、项目经理、采办者、试验人员、保障人员等需要在早期阶段就开始合作,并持续地进行下去。图2描述了在国防部指示5000.2(DoDI5000.02)采办框架下需求开发、采办和持续保障寿命周期管理以及试验与评价三者之间的集成过程。

1.2装备质量形成过程中的合同管理

装备质量形成于装备研制和生产过程中,美军装备研制和生产过程中的质量主要通过合同方式来保证:通过合同签订明确军方与装备承制方的质量职责,通过合同管理、合同评审、合同验收等发现质量问题,通过合同约定、行政仲裁、法庭诉讼等认定质量责任,依据合同条款和相关规定进行质量问的责任处罚。美军装备采办实行国防部统一领导、各军兵种分散实施的管理模式,装备质量管理分为国防部和军兵种两个层次,参与的单位和部门很多,从业务领域,主要包括装备需求确定部门、项目管理部门、合同管理部门、合同审计部门、合同支付部门以及试验与评价部门,此外,国防部行政与管理局和各军兵种还设有质量管理办公室。图3给出了美军装备质量管理组织体系。装备需求确定部门负责提出装备的质量要求;项目管理部门负责将装备的质量要求写人合同中;合同管理部门负责对合同履行过程实施全面质量管理;合同审计部门负责对产品的成本构成以及合同经费使用情况进行审查、监督;合同

支付部门负责合同经费的拨付及奖罚;试验评价单位负责评估装备的质量,质量管理办公室负责制定质量管理政策与指南,推行质量管理新理念及方法。

1.3 装备质量表现过程中基于性能的保障

为了实现装备保障的转型,美国防部在国防部内部推行基于性能的保障策略。基于性能的保障(performance-based logistics, PBL)把保障作为一种综合的、经济上可承受的性能来购买,通过给承制单位更多的自主权,发挥其积极性和优势,来实现以较低的寿命周期费用达到装备战备完好性、减小保障规模的目的。基本做法是:军方将装备系统的保障要求写人性能协议文件中,通过招标,从民间选择最佳的保障承包商。承包商对装备系统的完好性负责。为了达到合同中要求的装备完好性指标,承包商会以使用方需求为核心,将保障策略作为采办策略的有机组成部分,注重系统的持续改进,关注装备整体性能的实现。

美军的PBL策略分三个步骤完成:第一步,1999年启动,建立实施PBL策略的环境;第二步,2000年开始确定出涵盖所有重大武器系统以及寿命周期阶段的30个项目实施PBL试点;第三步,自2002年在国防部全面推行PBL,并将PBL确定为国防部首先的装备保障政策。

C17是美空军实施PBL的试点,也是实施PBL的成功事例。波音公司作为C17PBL合同的承包商,承担着"全系统保障责任",负责部分基地级维修活动,外场技术支援,发动机综合保障,以及一些基地级机体的物资管理。

基于性能的保障改变军方传统的购买备件和管理库存的保障方式为购买性能和管理结果,因为承包商对系统性能最终负责,因此为了盈利承包商会积极投资改进产品的可靠性、维修性和保障性,改进供应链管理。PBL中风险由政府和承包商共同分担,这种方式充分利用了政府和工业部门的资源。

1.4质量信息工作

1.4.1政府与工业部门数据交换网

政府与工业部门数据交换网(GIDEP)是由美国政府出资和管理、由装备和设备相关政府部门和承制单位组成的信息交流平台,其宗旨是通过最大限度地利用现有信息,降低时间和资本风险,以最小的投入获得最大的产出。GIDEP能够为其会员单位无偿提供装备和设备在寿命周期各阶段所需的技术基础信息服务。

GIDEP设有总经理和办公室,由海军人员担任,设在海军主管研究、开发和采办的海军部长助理秘书办公室。GIDEP下设政府顾问组、工业界顾问组和信息中心。政府顾问组由各政府部门代表组成,站在政府部门角度提出有关信息交换方面的建议;工业顾问组由参加GIDEP的工业界代表组成,代表承制单位提出为加强GIDEP有效性的意见和建议。GIDEP信息中心隶属海军战争评估中心,设有一名主任,负责GIDEP的日常工作。政府采办合同的签订双方经申请均可成为GIDEP会员,会员有权访问GIDEP数据库。GIDEP的组织结构见图4。GIDEP可以向会员提供5类数据:产品信息数据、工程数据、可靠性与维修性数据、不合格品数据、计量(测量)数据。产品信息数据包括供应商提供的货源减产和材料短缺信息、替代品的供应商信息、产品更改通知单、产品信息通知单等内容;工程数据包括多个行业的技术研究和工程报告、管理报告、试验报告、非标准件数据、工艺规范、焊接工艺库、计算机技术文件等内容:可靠性维修性数据包括可靠性维修性分析方法、可靠性维修性统计方法、可靠性维修性预计、失效分析报告、可靠性维修性公告栏系统等内容;不合格品数据是有关不合格零件、部件、化学品、工艺、材料、规范、试验仪器、安全性和危险情况等信息,分为告警、安全性告警、问题报告、部门措施通知单等四部分;计量(测量)数据包括试验与检验设备的校验信息。此外,GIDEP还具有紧急数据请求功能。当GIDEP会员在GIDEP上没有找到解决问题的方案时,可以向GIDEP信息中心发出紧急数据请求,中心将此请求转发给所有会员以寻求解答。

按合同规定,GIDEP会员每年至少向GIDEP提供一份相关信息报告,因此GIDEP数据库中的数据主要来源于会员。这些报告和信息、大多是在产品研制过程中产生的,所以并不需要额外增加工作负担。

1.4.2装备质量信息

美空军装备质量信息主要是指装备维修信息,包括装备和设备的状况和使用情况、各种检查中发现的问题、飞行员的报告,维修过程中产生的各种信息数据,产品缺陷等。美空军有一套完善的信息记录制度和方法,用于收集使用维修过程中的各种数据,可靠性维修性信息系统、核心自动化信息系统是美空军广泛使用的两个信息系统。美空军在管理和技术上采取一系列措施来保证数据的完整性和准确性。空军条例《飞机维修管理》规定了评判维修工作质量的八项指标;空军条例《装备实力状况与使用情况报告》规定了如何统计和报告飞机的状况;各大司令部对维修统计指标也有各自的规定。

根据统计的装备质量信息,就能够对该装备的持续保障情况和完好性作出评估,方法是考察一系列指标,以绿、黄、红三种评估级别的形式给出评估结果,绿色表示装备较好满足使用要求,黄色表示存在保障问题,但仍能满足计划的使用要求,红色表示有重大保障问题,制约甚至无法满足使用要求。评估结果反映出当年、下一年以至今后若干年的情况和趋势。

为了实现"21世纪敏捷保障"的目标,美空军开展了"红色是好的(red is good)"航空维修改革。在这种文化改革背景下,红色不再是故障或威胁的象征,而被看作是改进的机会。

2启示
2.1尊重质量形成规律,抓好备阶段质量,建立质量过程控制机制

"设计是源头,验证是手段,工艺是保证,体系是基础,人员工作质量是关键"的全面质量观是经过国内外众多武器装备质量管理实践得到的宝贵经验,是武器装备质量水平的保证。在航空装备质量工作中也必须树立这种全系统全寿命质量过程控制机制。

1)重视装备的论证质量,指标的可验证性及验证方法

论证是装备发展的首要工作,论证结论是装备研制和考核的依据。只有高质量的论证结果,才可能有高质量的装备。装备论证质量包括论证工作质量和论证成果质量两部分,而成果质量又是由工作质量决定的。健全的论证机制、科学的论证手段、高水平的论证人员是论证质量的保证。

2)从需求出发,做好装备设计过程中的质量控制

装备的设计质量是在装备的设计过程中形成的,质量特征随着设计过程的深入而逐渐细化,并最终形成装备的整体质量。因此,加强装备设计过程中的质量控制对于保证装备的设计质量具有重要意义。

3)严把原材料和元器件质量,紧抓装备生产过程中的质量监督

生产是装备质量的直接形成过程,生产过程就是将设计方案落实到实物上,既是设计阶段成果的实现过程,又给使用阶段提供用户所需的装备。生产质量主要体现为质量符合性和稳定性,由原材料、元器件、制造工艺等方面决定。作为军方,开展生产过程的质量监督是保证装备质量的重要环节。

4)落实装备使用和维修过程中的全面质量管理

使用和维修阶段是装备质量充分发挥、保持、恢复和改善的过程。装备使用质量由装备的固有质量和装备使用过程中的工作质量两个方面决定,固有质量即前面论述的由装备论证、设计、生产阶段决定的,而工作质量是指装备使用部门的装备管理、维修管理、人员素质以及保障资源等各项工作水平的综合,是影响装备使用质量的重要因素。

2.2加强装备质量信息的系统管理与应用,建立承制厂商与使用单位信息交换机制

在武器装备的研制、生产、使用及维修过程中会产生大量的质量信息,这些信息反映了装备在寿命周期过程中的产品质量和工作质量,是产品改进、质量提高的依据。加强质量信息系统和制度建设,增强质量信息工作人员的责任心,建立与承制厂商的信息交换机制。

2.3开展装备质量评价,坚持装备质量持续改进

完善装备全寿命周期的质量评价制度,开展装备全寿命周期的质量评价方法研究,尤其是军方主导的质量评价机制。进一步深化航空装备可靠性持续评价机制,完善可靠性持续评价内容和方法,形成独立于工业部门,以军方为主导的、客观公正的持续评价工作体系和闭环管理机制,做到发现问题及时反馈和解决,全面提升装备质量水平。

3结束语

借鉴美空军装备质量工作的成功做法,在装备论证阶段提出合理可行的质量要求、在装备研制生产阶段实施全面质量管理、在装备使用保障阶段收集质量信息并进行装备质量持续评价与改进,是促进我军装备质量不断提升的可行方法。

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