应用"三F"技术提高航天型号产品的质量和可靠性

杰罗姆

文摘：介绍了某型武器系统在两发飞行试验失利后，应用FTA, FMECA进行 设计质量复查，查找隐患，改进设计，提高产品固有质量与可靠性的具休做法以及 应用FRACAS抓问题归零，进行闭环管理的情况，并根据实践提出了"三F"技术是提高航天型号产品质量与可靠性的有效工具等几点体会和建议。

主题词 产品质量、可靠性工程、"三F"技米、质量复查

"三F"技术是可靠性工程中应用广泛且实用有效的三种工具，现已在大型复杂系统研制中，广泛用于分析、监控和改进设计，对保证产品的质量与可靠性有极其重要的作用。航天产品的使用环境和特点需要其具有高可靠性，而高可靠性的获得是通过设计确立和制造保证的，把"三F"技术用于航天型号产品的研制，能有效地改进传统的设计和制造过程，从而经济有效地提高产品的质量与可靠性。

一、某型武器系统应用"三F"技术概况

某型武器系统在其研制工作全面展开后，整个研制战线在很困难的条件下团结奋战，经三年多的努力，完成了初样和试样的各种地面试验和设备的试制生产，并顺利完成了地面设备的改装和研制任务。当1992年进入试样飞行试验阶段时，不幸的是，lYl和1Y2两发弹均在起飞后不到5秒自毁坠地。事故的原因都与设计有关，具体地说，与管路热设计和电路抗干扰设计等可靠性设计不周有关。连续失利使研制工作陷入了严重的困难局面。


在这种情况下，全系统一方面深入进行事故原因分析，研究技术措施，总结经验教训;另一方面开展设计质量复查和质量整顿。在设计质量复查中，以可靠性分析为中心，全面应用FTA, FMECA等可靠性分析方法，查找设计隐患和薄弱环节，提高设计质量。在管理上，狠抓间题归零，对以前发生的问题进行了彻底清理，不处理清楚不得下图。总师明确提出要运用FRACAS，在整个研制过程中坚持问题反馈和归零制度，搞闭环管理。

二、以FTA, FMECA为工具，深人开展设计质量复查

1.明确运用FTA, FMECA开展设计质量复查的目的

FMECA是一种系统化的故障预想技术，它是运用归纳的方法，系统地分析产品设计中可能存在的每一种故障模式及其产生的后果和危害程度，通过全面分析找出设计薄弱环节，实施重点改进和控制，也就是把 "预想"工作做到了设计环节。

FTA是一种系统化的详细的故障调查办法，它运用演绎法寻找导致某种故障的各种可能原因，追溯原因的原因，直到最基本的原因，从而构造一个连接故障因果关系的逻辑结构图--故障树。

为了把复查工作落到实处，避免走过场，真正达到查找薄弱环节、改进设计的目的，两总(总指挥、总师)系统决定全面应用FTA,FMECA在全线进行设计质量复查。为真正把工作做得深入扎实，我们从下列基础工作做起:

(1)分析产品(全弹、分系统、整机)所有可能的故障状态、故障原因，找出产品的薄弱环节以及现在未被认识的潜在故障因素，以便改进设计和工艺或采取其它措施，最终确保飞行成功。

(2)对于地面设备，通过FTA，在发射过程中确保其功能处于良好状态，并成功地进行发射。

(3)为产品的故障分析、质量复查和双想活动提供科学的系统的资料。

(4)使不曾直接参与设计、生产的管理指挥人员，对产品的设计、生产和试验全过程实行有效的管理。

(5)、操作、使用和维修保养人员提供直观形象的教材和产品维修指南。

2，认真组织实施质量复查，不走过场

为把质量复查引向深入并使改进设计能够建立在可靠性分析的基础上，要求全线普遍进行FTA, FMECA可靠性分析，并硬性规定，不做FTA及FMEA的，不得下图，不能投入生产。为指导各单位开展工作，我们制定了《XXX故障树分析提纲》，对工作目的、范围和重点、方法与步骤、报告内容等规定了具体要求。 　


在导弹设计中，如此大规模的开展FTA,FMECA实属首次。这项工作尽管是初步的，工作中仍有不少不足之处，但毕竟全面开展起来了，收到了比预想要好的结果。它充分调动了设计人员的积极性，变要我查为我要查，提高了设计人员的可靠性意识，普及了可靠性知识，使大家体会到，FTA,FMECA并不是什么神秘的东西，也不是强加的工作，而是搞好设计必须的科学的方法和手段。

这项工作历时半年多，作出了大量故障分析图，明确了设计中的薄弱环节和改进方向，提出了多项有针对性的改进措施。对弹上计算机等重要设备不但作了设计FTA,FMECA，而且作了工艺FTA, FMECA。作为这次活动的成果，总体部汇总编印了《XXX故障树分析文件》，共收录了各单位分析报告27份，内容包括系统总体、各分系统和主要整机的分析报告。

这次活动是广大设计人员运用可靠性分析方法的一次有益实践，有力地促进了质量复查的深化，对保证改进设计的正确性起到了重要作用。

三、应用FRACAS，狠抓问题归零和闭环管理

FRACAS是一种规范化的故障报告、分析和处理的管理技术。在系统发生故障后，运用FRACAS对故障有计划、有组织地按程序进行调查分析和纠正工作，保证故障原因分析的准确性和纠正措施的有效性，对故障实行闭环控制，彻底消除故障产生的原因，实现问题归零。
继续研制工作开展以后，我们把过去在总装测试和在基地合练、飞试过程中发生的故障和质量问题进行了清理，进一步明确完善了故障收集、登记、建帐、反馈制度，并在以后的工作中始终加以贯彻，把宏观管理和具体问题的处理都纳入FRACAS的轨道。

1995年是靶场飞行试验的高峰年，继年初1Y3飞试成功，又进行了2Y1飞行试验、2Y2 3000公里跑车试验和飞行试验。1996年底2Y5飞行试验成功，研制工作顺利进入定型阶段。靶场飞行试验是考核导弹武器系统性能指标和产品质量与可靠性的关键环节。设备、人员、环境等因素是武器系统质量问题集中暴露的阶段，任何一个间题处理不慎都可能造成严重后果，甚至影响成败。在这一阶段我们对质量与可靠性的管理工作尤为重视。

在试验队领导特别是总师领导下，质量技术组严格遵守各种规章制度，按FRACAS的规范化程序方法处理试验过程中出现的问题，突出闭环控制原则，通过几发弹的管理实践，取得了良好效果。在靶场实践中，我们注意转变观念，将工作重点放在质量问题的处理上，狠抓间题归零，注重实效，不图形式。在管理工作中，我们将质量问题的处理分成三个层次，针对不同情况采取不同的处理方法和闭环措施。

1.进场遗留问题要逐一归零

在导弹和地面设备出厂时一般会遗留下一些需到靶场解决的问题。对这些问题，事先要做好登记工作，纳入质量监控范围，进场后及时了解、跟踪、检查每个问题的落实情况。问题归零时逐个注销，并将归零情况汇总后向领导汇报。

2.现场发生问题要做到五个清楚

在试验过程中总会出现各种质量问题，有些问题在分析后认为不影响飞试的可以反馈到后续研制中去，而有些问题则必须在现场解决好才能保证飞试的成功。对这些重要间题，领导及时召开技术质量分析会，组织有关人员分析现象，查找原因，统一认识，确定工作方案，使问题得到及时解决。在问题处理过程中，我们注意把握好工作中的几个重要节点，做到五个清楚:①故障现象清楚;②故障部位清楚;③故障机理清楚;④纠正措施清楚;⑤验证试验结果清楚有效。对质量问题的处理做到了上述的五清楚，就能使问题真正归零，实现闭环控制，消除隐患，提高产品质量与可靠性。对一时查不出原因的问题，必须有综合治理措施和不影响飞试的结论才能向下进行。在整个处理过程中，既严格按程序办事，又实事求是，使问题得到圆满解决，并注意举一反三，做到不带隐患上天，保证了试验成功。 　


3.试验遗留问题要有专题分析报告

有反馈才能称得上闭环控制。对靶场遗留下的问题，按规定由总体部汇总整理，由院质量处下发至各单位并具体负责跟踪检查质量问题的分析处理情况，重要问题都要有专题分析报告，最后编写归零情况汇总报告，报送有关领导和机关，并作为下次进场审查材料之一。

通过在管理中实施FRACAS，强化了管理，实践证明有利于分析问题，解决问题，可防止重复故障发生，对提高产品的质量与可靠性有重要意义。

四、体会及建议

1.任何一种技术和方法都不是万能的，必须要把"三F"技术与经过长时期实践总结出来的行之有效的质量复查、双想、技术分析等管理方法结合起来，才能把工作做好。

2.要充分依靠广大工程技术人员，发挥设计师系统主渠道的作用。质量技术问题的分析解决最终要依靠技术人员，管理工作不能代替技术工作，而要与之配合，在工作方法和措施落实上把好关。我们过去许多工作措施不落实，就是因为没有把措施落实到一线设计人员身上。

3设计决定了产品的固有质量与可靠性，因此在产品设计开始阶段就应该进行可靠性分析工作，并列为产品设计工作的一部分，采取可靠性会签、评审等方法加以保证。应用包括"三F"技术在内的可靠性技术，配合可靠性试验，及时发现和纠正设计缺陷，保证和提高产品的质量与可靠性。

4.应用"三F"技术必须与质量、可靠性信息工作相结合.充分利用信息资源，并不断把设计人员"口袋"中的东西装进信息库。产品质量与可靠性的分析、评价和改进都离不开可靠性数据.要建立统一的运转良好的质量与可靠性信息系统，丰富翔实的数据和信息资料是产品的历史档案，是应用"三F"技术进行分析和管理的基础。设计人员在进行故障树分析时普遍感到缺乏原始数据，难以进行定量分析，求得的最小割集的数量较大。

5.分析和管理手段有待进一步提高，突出表现在计算机辅助分析方面做得还不够，缺乏技术先进、数据资源丰富的分析软件。国内在质量与可靠性计算机辅助分析软件开发应用上与发达国家相比还存在很大差距。

6.充分理解FRACAS的精神实质，应用其反馈控制和闭环管理的原理做好管理工作，而不要拘泥于形式，特别不要拘泥于一些教科书和标准中的各种表格，要坚持一切从实际出发，实事求是，一切为了试验的原则。

通过工程和管理实践，我们进一步认识到"三F"技术确实是有效的分析和管理工具，对解决现实问题和预防重复故障起到了很好的作用，有利于提高分析和管理水平.