鱼雷抽样验收有关问题探讨

李卫民

鱼雷抽样验收有关问题探讨

李卫民

(海军装备部驻广州地区军事代表局, 云南 昆明, 650031)

受制于装备订货规模和鱼雷行业质量建设水平的影响, 批产阶段抽样验收的研究尚处于探索阶段, 对可接收质量水平(AQL)值的选取、抽样验收的条件等关键问题在行业内尚无统一的思路和科学的方法, 制约了抽样验收工作的深入开展。经对抽样方法研究, 文中建立了基于可靠性要求和先验试验数据的AQL值确定方法, 基于2、检验和可靠性要求的全数验收转抽样验收的条件, 完善了行业规范的相关内容, 研究和改进了抽样验收质量管理办法, 提出了相关建议, 为开展鱼雷抽样验收提供了借鉴。

鱼雷; 抽样验收; 可接收质量水平

0 引言

受鱼雷操雷可回收特性和鱼雷行业习惯做法影响, 国内鱼雷验收试验长期采取全数实航试验的方式进行。在试验中重点关注单条鱼雷的条次航行质量, 出现质量问题时, 经排故后允许再次提交试验, 直至产品实航合格。传统验收方式下, 试验周期长、成本高, 装备建设费效比不高, 对行业长远发展不利。经过多年发展, 鱼雷可靠性水平、批产质量一致性等得到了较大的提高, 为抽样验收奠定了坚实的基础, 在生产连续且订货批量达到一定时, 完全有条件开展抽样验收, 提高装备建设效益。

20世纪90年代开始, 很多学者针对当时行业批产数量小的现实, 研究了在小子样条件下的抽样方法, 取得了丰硕成果。宋保维等[1]开展了基于二项分布的小子样产品可靠性一次抽样方法研究, 完善了鱼雷小子样抽样方法; 毛昭勇等[2]开展基于序贯验后加权检验的鱼雷抽样检验研究, 利用抽样试验前的先验信息, 有效减少了试验所需的样本容量。GJB179A-96《计数抽样检验程序及表》[3]颁布后, 随着订货数量的增加, 鱼雷抽样试验研究的重点从抽样方法转移到国军标参数的选择和实施方案的研究上, 杨立健[4]基于此开展了鱼雷批检抽样的方案, 提出了“陆上全数+实航抽样”的建议。

目前, 由于行业内对批抽检质量控制的研究不多, 且甲方对批次合格率、抽检条件等尚无明确要求, 造成可接收质量水平(acceptable quality level, AQL)值的选取、转抽样的条件等关键问题尚未形成统一的思路和方法。针对这一问题, 文中综合装备可靠性要求和连续批先验数据, 研究了AQL的制定方法以及由全数转入抽样的判定条件, 并提出了抽样验收中对质量管理的建议。

1 AQL值的确定

AQL值是指抽样检验中认为可以接收的过程质量水平的上限值。AQL值既是重要的质量指标, 又是按照GJB179A-96《计数抽样检验程序及表》检索抽样方案的依据, 同时还是控制抽样中使用方风险和接收方风险的重要参数, 只有选定符合实际的、甲乙双方共同认可的AQL值, 抽样检验的结果才能反映真实的质量水平。由于各型鱼雷研制总要求均未明确规定AQL值, 需由甲乙双方共同商定, 实际执行中存在较大的困难, 定高、定低都有问题, 需要结合装备质量要求和批产质量情况综合考虑, 合理确定。

1.1 基于可靠性要求的AQL值选择

装备采购中, 甲方最关心的是装备综合质量。可靠性指标作为表征装备综合质量的核心指标由设计确定, 批产保证。实航工作可靠度作为鱼雷的关键可靠性指标在鉴定阶段已进行过专门考核, 但在批产阶段一直没有明确的考核要求。由于装备制造过程中, 产品质量一致性控制的好坏对产品可靠性的实现起到十分重要作用, 因此, 验收试验应将实航工作可靠度作为批抽检试验的重要指标予以重点考核。由于实航工作可靠度是经典区间估计指标, 而AQL值是经典点估计指标, 二者之间无直接的对应关系, 给抽样方案设计带来较大困难, 必须研究得到两者间的转换关系, 才能在工程中实际应用。

鱼雷实航试验属于成败型贝努利试验, 当产品批量远大于抽样试验数量时服从二项分布, 即

GB/T 4087-2009[5]中明确对样本大小为, 失败数为, 置信度为时, 可靠度的单侧置信下限R区间估计按下式计算

而在不考虑置信度的情况下, 由极大似然法可得可靠度的点估计值为

若从批量为的产品中随机抽取个样本进行成败型试验,为试验的失败数, 设批次不合格率为, 其分布密度函数与式(1)一致。则根据文献[6]可得到抽样检验中产品的批次合格率为

图1 不同置信度下抽样数与产品批次合格率关系图

1.2 基于连续批条次试验数据的AQL值选择

AQL是衡量所有通过批条次的平均质量指标, 对于连续批产品进行逐批检验, 若接收了其中批, 对于非破坏性试验, 通过批产品的平均不合格百分数小于等于AQL值[7], 即

在以往的鱼雷验收试验中, 由于对独立批条次实航试验质量水平没有要求, 条次合格率仅作为参考。但对于抽样试验, 连续批条次合格率有重要的参考价值。在正式开展抽样检验前, 统计连续批条次合格情况, 得出比较准确的产品平均质量水平点估计值, 在此基础上确定的AQL值比较合理, 甲乙双方均能接受。

1) 数据甄别和选择

为保证数据的准确性, 统计前要进行数据甄别和处理。对于批数据的选择, 要考虑是否是稳定生产的连续批, 对于孤立批数据或产品技术状态、生产条件不稳定的批数据, 不能反映产品真实的平均质量水平, 要审慎选择或直接剔除; 对于批内单条次试验数据的甄别, 一是要剔除二次交验、重复进行的条次; 二是要剔除考核功能不完整、实航工作界面不全面的条次, 如直航试验、航向偏差试验、尾流自导反向跟踪试验等; 三是要剔除存在一定不确定性的条次, 如复杂对抗试验等。

2) 产品真实平均质量水平分类统计

3) 不同类别AQL值合理确定

根据关键项目不合格率和一般项目不合格率, 分别得出关键项目AQL值(A)、和一般项目AQL值(B)。参照GB/T2828.1-2012《计数抽样检验程序第1部分: 按接收质量限(AQL)检索的逐批检验抽样计划》[9]的推荐, AQL值应略高于过程平均质量水平。

在最终确定鱼雷抽样验收AQL值时, 应综合分析基于可靠性要求选择的AQL和基于连续批试验数据选择的A和B。对于A类抽样, 若A高于AQL时, 可以选择A, 也可放宽要求选择AQL, 若A低于AQL, 乙方应采取质量改进措施, 提高质量, 达到可靠性要求后, 选择AQL开展抽样验收。对于B类抽样, 可直接依据B值确定抽样方案。实际抽样考核时, 可在同一批抽样样本中分别进行A、B两类抽样评判, 均满足要求则整批接收。

2 抽样条件设置

关于是否具备由全数验收转入抽样验收的条件, 很多标准规范均有描述, 一般认为产品技术状态稳定、批产质量一致性较好并达到一定水平才满足抽样验收条件, 否则甲乙双方风险均较高, 若抽样子样数较小, 则进一步增加双方风险。

1) 全数验收转抽样验收的时机

一般情况下, 装备由小批量试生产转入大批量生产阶段, 由于受元器件批产质量、工艺稳定性、设计问题遗留等各种因素的影响, 产品的可靠性往往会低于设计定型阶段已达到的水平。随着问题的逐步解决, 使批产装备的可靠性恢复增长, 才能逐步达到规定的可靠性水平。图2是不同型号装备可靠性增长情况, 以图中A型装备为例, 其研制阶段可靠性增长至设计鉴定时达到最大值, 转批产后首批可靠性下降明显, 经过3批不断暴露问题并整改提高后, 可靠性才逐步增长至鉴定时水平[10]。

图2 不同装备可靠性增长曲线

式中:为质量稳定性趋势检验统计量;为累计的失败条次数;为累计的总条次数;F为每次失败发生的时机。

2) 全数验收转抽样验收的标准

3 抽样验收管理工作

3.1 完善批产阶段故障报告、分析和纠正措施系统

鱼雷抽样验收工作不是孤立的甲方验收考核, 而是建立在甲乙双方对批产质量工作进行有效管理的基础上。目前, 批产阶段的故障报告、分析和纠正措施系统(failure report analysis and corrective action system, FRACAS)对质量信息的统计没有规划, 也不成系统, 对甲乙双方有效评估批产质量、提供决策依据, 还存在较大差距。应该进一步完善FRACAS, 建立起从零件、组件、系统至全雷的批质量信息统计规划, 定期收集汇总各生产单位的质量信息, 及时记录在批产阶段出现的各类故障, 并开展统计分析, 发现质量风险并提前化解, 正确评估批产质量既是做好抽样验收工作的基础, 更是做好抽样验收工作要求。

3.2 构建以批次质量为中心的考核体系

调整目前鱼雷质量逐条交验模式下的考核内容, 以批次质量考核为中心, 构建质量一致性检验和批次抽验2个层级考核体系。

1) 质量一致性考核。按批产阶段质量一致性考核要求, 识别目前研制总要求或合同规定的考核指标, 并分组归类。对功能性指标, 以陆上试验考核为主, 全数检测; 对性能指标, 若陆上无法充分考核(如自导作用距离、导航定位精度等指标), 以批次为单位抽取一定比例进行实航检测, 质量一致性考核由乙方组织, 甲方视情参加。

2) 抽样验收考核。抽样验收由甲方组织, 在乙方完成质量一致性考核, 证明批次质量和指标满足合同要求, 质量问题均已处理完毕后进行。抽样验收内容按部队实战背景和环境条件设置, 以攻击任务的可靠实现为考核内容, 不再强调单项指标的符合性, 但抽样验收不通过则整批拒收。

上述考核体系明确了甲方质量建设的导向, 既保证了装备质量考核的全面性, 也大幅降低了试验条次, 提高了试验效益。乙方若在质量一致性考核阶段发现产品质量满足不了合同要求, 必将自主整改, 主动提升质量, 激励作用明显。

3.3 完善陆上试验和实航试验手段

构建起以批次质量为中心的考核体系后, 乙方将主动采取措施完善陆上和实航试验手段, 通过仿真程度更高的检测手段, 充分暴露缺陷, 剔除早期不合格批次, 实现批产抽样合格的最终目标, 这对双方都是有益的。在陆上和实航试验条件的建设上, 应从全雷协同动作功能的完整性检测和环境条件设置的逼真性等方面进一步研究, 逐步改变目前陆上和实航考核手段不足的局面。

4 结束语

文中针对鱼雷批产抽样验收中遇到的AQL值选取、全数验收转抽样验收的条件等工程问题开展研究, 提出基于可靠性要求和连续批试验数据的AQL值确定方法, 基于2、检验和可靠性要求的全数验收转抽样验收条件, 完善了行业规范的相关内容, 并提出了开展抽样验收工作的质量管理建议, 为开展鱼雷抽样验收工作提供了借鉴。后续需深入研究放宽和加严抽样的转移方法, 进一步完善鱼雷批检抽样方案。

[1] 宋保维, 徐德民, 秦英孝. 小子样产品可靠性一次抽样方法研究[J]. 机械科学与技术, 1999, 18(2): 218-220.

Song Bao-wei, Xu De-min, Qin ying-xiao. Study on Reliability Primary Sampling Method Small Sample Products [J]. Mechanical Science and Technology, 1999, 18(2): 218-220.

[2] 毛昭勇, 宋保维, 胡海豹. 基于序贯验后加权检验的鱼雷抽样检验分析[J]. 机械强度, 2009, 31(2): 231-235.

Mao Zhao-yong, Song Bao-wei, Hu Hai-bao. Sampling Inspection Analysis Based on Sequential Posterior Odd Test Model for Torpedo System[J]. Journal of Mechanical Strength, 2009, 31(2): 231-235.

[3] 国防科学技术工业委员会. 计数抽样检验程序及表: GJB179A-96[S]. 国防科学技术工业委员会, 1996.

[4] 杨立健. 关于鱼雷批检验收试验的思考[J]. 海军装备, 2020(12): 28-30.

[5] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会. 数据的统计处理和解释二项分布可靠度单侧置信下限: GB/T 4087-2009[S]. 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会, 2019.

[6] 游宁, 马宝华. 成败型可靠性数据点估计与区间估计关系研究[J]. 探测与控制学报, 1999, 21(3): 3-8.

You Ning, Ma Bao-hua. The Research on the Relationship between Point Estimation and Interval Estimation for Success or Failure Model Reliability Data[J]. Journal of Detection & Control, 1999, 21(3): 3-8.

[7] 信海红. 抽样检验技术[M]. 2版. 北京: 中国质检出版社, 2015: 88-94.

[8] US Department of Defense. Department of Defense Test Method Standard DOD Preferred Methods for Acceptance of Product: MIL-STD-1916[S]. USA: DoD, 1996.

[9] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会. 计数抽样检验程序第1部分: 按接收质量限(AQL)检索的逐批检验抽样计划: GB/T2828. 1-2012[S]. 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会, 2012.

[10] 李卫民. 关于加强鱼水雷装备批产阶段可靠性工作的思考[J]. 海军装备, 2017(10): 1-6.

[11] 中国人民解放军总装备部. 鱼雷通用规范: GJB531B- 2012[S]. 中国人民解放军总装备部, 2012.

[12] 龚庆祥, 赵宇, 顾长鸿. 型号可靠性工程手册[M]. 北京: 国防工业出版社, 2007: 411-417.

Torpedo-Sampling Inspection Issues

LI Wei-min

(Guangzhou Representative Bureau, Naval Equipment Department, Kunming 650031, China)

Affected by the armament order numbers and torpedo quality construction level, torpedo-sampling inspection is still in the exploratory phase. Unified thinking and scientific approaches are not employed in the selection of an acceptable quality level(AQL) and conditions of sampling inspection, thereby restricting further development of torpedo-sampling inspection. In this study on torpedo-sampling inspection, a method for identifying AQL parameters is established on the basis of reliability and test data, a method for determining the conditions of sampling inspection is developed based on reliability and2andinspection, the torpedo general standard content is improved, evaluation and improvement of the quality management of sampling inspection are performed, and more effective support for torpedo-sampling inspection is provided.

torpedo; sampling inspection; acceptable quality level(AQL)

李卫民. 鱼雷抽样验收有关问题探讨[J]. 水下无人系统学报, 2021, 29(5): 628-632.

TJ630

A

2096-3920(2021)05-0628-05

10.11993/j.issn.2096-3920.2021.05.017

2020-04-16;

2021-04-30.

李卫民(1973-), 男, 硕士, 高级工程师, 主要研究方向为水中兵器质量监督管理.

(责任编辑: 陈 曦)