_矩阵式_质量管理体系在旋转传输系统产品研制过程的实践

SHANGHAI QUALITY 2024 年 第 1 期 January 2024 59 摘 要针对旋转传输系统产品在研发设计、生产和检验过程中，质量管理过程缺乏对数字化设 计和极限加严验证的质量控制手段的问题，通过构建并实施“矩阵式”质量管理体系，包括制定质量 制度流程、明确组织机构、设计“矩阵式”质量检查方法等，优化设置覆盖设计、生产和试验全过程 的质量控制节点，增强产品质量管理效能，提高产品的磨损寿命。 关键词“矩阵式”质量管理；旋转传输系统；磨损寿命 许彬 王祥 余华昌 郭氢文 “矩阵式”质量管理体系 在旋转传输系统产品研制过程的实践 0 引言 旋转传输系统是现代智能制造中的重要组成部 分，能够在旋转状态下传输数字信号、模拟信号、 视频信号、功率等，被广泛应用于医疗设备中的 CT 扫描系统、工业领域中的智能机械手和自动化生产 线、能源领域中的风力发电系统、工程机械中的旋 转装置，以及海底探测扫描系统等。该产品主要由 导电环、刷丝、刷板、刷架等多种材质的零件组成。 其产品质量直接影响各类智能工业设备的转台、离 心机和贯导等关键传输装置的性能和可靠性。 随着产品研发手段不断优化，结合数字化设计 和极限加严验证，新一代旋转传输系统形成了系统 化、精细化、通用化的新型研发模式。然而，近几 年基于使用方的反馈，结合对旋转传输系统产品在 研制、生产、售后和维护阶段质量数据的分析，发 现产品存在关键部件磨损量大、寿命短等问题，严 重影响了产品的使用性能。因此，如何提高旋转传 输系统的质量成为亟待解决的问题。 1 旋转传输系统质量管控的新要求 上海电控研究所一直以来遵循 GJB 9000C 质 January 2024 60 Q Quality s 质量方法 量管理体系流程进行产品研发、 生产和维护。 然而， 随着技术的发展和新型产品的出现，传统的管理 模式逐渐暴露出其局限性，比如数字化平台工具 缺失、产品质量控制节点设置不合理、部分节点 缺少充分的质量控制、部分节点有质量控制但覆 盖范围过宽、颗粒度较粗等，从而形成质量管控 不利或质量管理盲区，导致出现以下情况一是 随着新研项目设计模式的转变，现有的质量节点 设置和控制方法造成产品数据缺失；二是质量管 理数据和流程没有形成信息化、数据化，造成质 量统计数据准确性下降且存在滞后性，导致影响 后续的有效分析和决策。最终，无法满足新型产 品研制的需求，制约了核心产品在关键领域的高 质量发展。面对市场要求的变化，迫切需要改进 现有质量管理模式，融合构建新型旋转传输系统 产品质量管理模式，根据产品特性和研发阶段， 重新合理设置质量控制节点，确保全过程的覆盖。 同时， 引入先进的工具和平台， 强化技术状态管理， 实现数据的实时采集和分析，提高质量控制效率， 进而突破技术瓶颈，有效提升产品质量。 2 融合构建新型产品质量管理体系 以 GJB 9001C 理论为指导，树立全面质量管 理理念。围绕旋转传输系统质量提升技术路线（图 1）创新建立“矩阵式”质量管理模式，对数字 化样机和物理样机，开展模拟仿真、设计、工艺、 装配、验证的全过程质量管控。依据旋转传输系统 产品数字化设计结合传统设计孪生双流程设计模式 任务特点，开展质量阶段控制、关键环节质量检 查、全过程质量检查等方面的研究，形成了“矩阵 式”质量管理体系，解决了多维度数据交互下技术 状态难以管理的问题。同时，结合旋转传输项目知 识数据库构建项目质量管理平台，实施质量管理信 息化，实现对旋转传输系统产品研发和生产的全过 程控制。 2.1 设计产品全过程质量控制流程 采用全过程质量检查的方式，从产品设计、生 产到试验测试等环节进行全面把控。通过实时监测 产品质量，确保产品在整个研发过程中始终符合规 定标准。 2.2 设计关键环节质量检查流程 在产品设计定型、工艺制定和试验验证等不同 阶段，依据研制特点设置具体过程。将不同阶段结 合相应过程， 明确产品研制、 生产和试验的关键环节， 并依据关键环节进行严格的质量检查，确保产品过 程质量管控全覆盖、关键环节不遗漏。 2.3 制定个性化质量检查表 针对旋转传输系统产品的特点，结合产品积累 的数据信息，制定详细的个性化质量检查表。检查 表涵盖从产品设计、仿真验证到试验测试等各个阶 段的所有过程。质量检查表可让产品质量师客观、 有效地对质量关键环节进行检查和评价。 2.4 构建项目质量管理平台 结合旋转传输项目知识数据库，该平台可以记 录和分析产品研发过程中产生的数据，帮助研发团 队及时发现并解决问题。 图 1 旋转传输系统质量提升技术路线图 SHANGHAI QUALITY 2024 年 第 1 期 January 2024 61 3 “矩阵式”质量管理体系的主要做法 3.1 融合设计一种“矩阵式”质量管理体系 深入研究旋转连接产品数字化设计和传统设计 的双流程特点， 依据质量管控全流程、 全覆盖思路， 通过制定制度流程、明确组织机构、设计“矩阵式” 质量管控方法和构建质量管理终端平台搭建“矩阵 式”质量管理模式，对产品数据、技术状态、试验 和仿真进行全过程检查和把控。构建一个集数据采 集、 分析、 反馈于一体的质量管理终端数字化平台， 实现质量数据的实时分析，为决策提供有力支持。 数字化平台采用模块化质量管控流程，分成质量管 控模块和配置管理模块（图 2）。其中，质量管控 模块设置成三个子模块过程检查工作模块、关键 环节检查模块、不符合项处理模块；配置管理模块 能对产品的技术状态进行全面管理，完成技术状态 管理流程和文档体系， 确保所有更改得到有效控制。 图 2 “矩阵式”质量管理体系图 3.1.1 制定质量制度流程 用来指导各个流程按照标准规范，正常有序开 展质量管控。主要内容包括制定质量保证大纲、 依据阶段和过程确定关键环节的质量检查完成全过 程质量检查、跟踪并确保解决不符合项和管理质量 保证活动记录。 制定各个流程的主要质量工作内容， 覆盖项目研制全阶段、全流程。 3.1.2 明确组织机构 建立质量保证工作和配置管理机构。 质量保证机构形成项目级和组织级二级质量保 证管理模式。研发部门设置项目质量保证人员，独立 开展质量保证工作。依据软件质量保证大纲开展过程 和工作产品审核。对审核发现的问题和不符合项进行 跟踪直至关闭；对无法关闭的不符合项向组织级质量 保证人员汇报。质量管理部门设置组织级质量保证人 员，负责监督研制过程的实施，检查项目质量保证人 员的工作，确保项目按照要求开展工作。 配置管理机构设置独立配置人员，进行产品技 术状态控制。 3.1.3 创新设计“矩阵式”质量检查模型 该技术形成了“矩阵式”质量管控体系的思路、 方法和实施方案。依据旋转连接项目数字化设计结 合传统设计孪生双流程设计特点，搭建“矩阵式” 质量管理模型。按照项目研制阶段，确定 3 个质量 检查阶段零件设计与实现阶段、部件设计与实现 阶段、验证阶段。梳理不同阶段的相同过程，归纳 总结出 5 个过程数字化仿真过程、文档编写过程、 评审过程和实物过程等。依据每个过程再划分出 15 个关键环节数字设计、实物设计、工艺设计、仿 真验证和试验验证等。接着，对 1