陳舸 鄭超 雷楊

摘 要：通過(guò)對(duì)特種工藝零件生產(chǎn)模式和生產(chǎn)體系的分析，該文設(shè)計(jì)并建立了特種工藝零組件生產(chǎn)過(guò)程中的鑒定程序，包括預(yù)鑒定、生產(chǎn)前審核、生產(chǎn)鑒定三部分，以及每個(gè)程序中的鑒定項(xiàng)目。其中生產(chǎn)鑒定中的首件鑒定是核心程序和過(guò)程。此鑒定程序能夠確定承包商的特種工藝生產(chǎn)能力、特種工藝水平和零件生產(chǎn)穩(wěn)定性。這個(gè)鑒定程序是先進(jìn)質(zhì)量控制的組成部分。

關(guān)鍵詞：鑒定 ?過(guò)程確認(rèn) ?特種工藝 ?質(zhì)量控制

中圖分類號(hào)：TM924 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? 文章編號(hào)：1674-098X（2015）10（c）-0097-03

1 特種工藝及其鑒定概述

特種工藝是指零組件或者裝配件經(jīng)過(guò)嚴(yán)格控制的特定工序處理或者加工而成，用這種方法制造或者加工的產(chǎn)品，會(huì)發(fā)生物理、化學(xué)或者金相變化，不經(jīng)破壞，無(wú)法使用常規(guī)檢驗(yàn)方法或者儀器設(shè)備最終判明質(zhì)量[1]。國(guó)內(nèi)通常把它們稱為特殊過(guò)程、冶金工藝，或者新材料、新技術(shù)工藝，在各個(gè)工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中均有應(yīng)用，尤其是航空、航天等高科技領(lǐng)域。特種工藝包括熱處理、表面處理、鍛造、鑄造、焊接、膠接和復(fù)合材料制造、特種加工等多種工藝類型，當(dāng)然也包括密封、粉末冶金、無(wú)損檢驗(yàn)等材料處理技術(shù)[2]。經(jīng)過(guò)近半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，特種工藝的質(zhì)量控制已發(fā)展成較為完整的控制體系，即生產(chǎn)前鑒定，生產(chǎn)過(guò)程控制和生產(chǎn)后的檢測(cè)，以及工藝質(zhì)量控制體系的保證[3]。盡管有了這些控制措施，但對(duì)某些特種工藝，如冷脹工藝，依然會(huì)出現(xiàn)殘余應(yīng)力導(dǎo)致疲勞裂紋的問(wèn)題[4]。同樣，對(duì)于特定要求的特種工藝零組件，如整合了梁和肋的復(fù)合材料壁板[5]，需要通過(guò)鑒定的過(guò)程形成制造能力。國(guó)內(nèi)通常把特種工藝鑒定稱為特殊過(guò)程確認(rèn)，只是沒(méi)有一個(gè)完整的程序，也沒(méi)有形成體系[6-7]。因此，需要研究、建立適用于所有特種工藝過(guò)程的特種工藝鑒定體系，使用戶能夠確定特種工藝生產(chǎn)者的生產(chǎn)能力、工藝能力和生產(chǎn)穩(wěn)定性水平。

文中的鑒定指用戶在承包商（也可稱為承制廠，下文中統(tǒng)稱承包商）處采購(gòu)包含特種工藝的零組件產(chǎn)品，采購(gòu)商給出了工程圖紙、工藝規(guī)范等工程依據(jù)，要求產(chǎn)品滿足特種工藝要求，并對(duì)承包商的工藝能力、生產(chǎn)水平、生產(chǎn)穩(wěn)定性評(píng)價(jià)的過(guò)程。此處的采購(gòu)包括用戶的采購(gòu)，也包括中間商的采購(gòu)（即轉(zhuǎn)包）。在轉(zhuǎn)包過(guò)程中，相對(duì)于零組件而言，特種工藝的要求并沒(méi)有改變。因此，鑒定的要求都是一致的。文中鑒定體系包含了鑒定的全部過(guò)程，適用于所有特種工藝的生產(chǎn)。

2 特種工藝鑒定的程序

鑒定體系中的鑒定程序就是要求工藝過(guò)程獲得的結(jié)果與工程要求相符的過(guò)程。完整的鑒定體系不僅在生產(chǎn)前進(jìn)行，同時(shí)與零件的批生產(chǎn)完美結(jié)合在一起。它糅合到批產(chǎn)過(guò)程中，與過(guò)程控制和隨爐試樣一起完成對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中特種工藝能力的控制。同時(shí)，鑒定程序中的結(jié)論可以形成批產(chǎn)過(guò)程中零件偏差處理的依據(jù)。設(shè)計(jì)一個(gè)完整的特種工藝鑒定程序除了要求包含各種類型的特種工藝特點(diǎn)之外，還要納入概率論、數(shù)理統(tǒng)計(jì)等基礎(chǔ)學(xué)科的研究成果。

文中列出了特種工藝鑒定的完整程序，包括預(yù)鑒定、生產(chǎn)前審核、生產(chǎn)鑒定三部分。預(yù)鑒定包括工藝鑒定、設(shè)備鑒定和人員鑒定三部分，它表明承包商具有相應(yīng)的工藝能力;生產(chǎn)前審核包括生產(chǎn)前鑒定和生產(chǎn)前制造兩部分，它表明承包商具有相應(yīng)的零組件制造能力;生產(chǎn)鑒定包括首件鑒定、重復(fù)鑒定、首件檢驗(yàn)、周期鑒定等內(nèi)容，它保證承包商在制造過(guò)程中特種工藝的水平和穩(wěn)定性。當(dāng)然，針對(duì)不同特種工藝的特點(diǎn)和特種工藝的成熟度，可以對(duì)本程序進(jìn)行適當(dāng)?shù)膭h減，也可以獲得滿意的實(shí)踐效果。

2.1 預(yù)鑒定

預(yù)鑒定包含工藝鑒定、設(shè)備鑒定和人員鑒定三部分。預(yù)鑒定的作用是初步審核承包商人、機(jī)、料、法、環(huán)等各方面的能力，尤其是核心工藝裝備、制造人員和工藝實(shí)施的能力。

2.1.1 工藝鑒定

工藝鑒定是對(duì)生產(chǎn)零件的核心工藝過(guò)程進(jìn)行鑒定，確保承包商能夠依據(jù)工藝文件，制造出合格的零件。工藝鑒定中使用的方法是通過(guò)機(jī)械性能試樣、工藝性能試樣的實(shí)施驗(yàn)證承包商的核心工藝制造能力。根據(jù)特種工藝的不同，需完成不同的性能試樣。例如：鍛造工藝中包括結(jié)構(gòu)鋼和不銹鋼鍛造、鈦合金鍛造、鋁合金鍛造和銅合金鍛造。工藝鑒定時(shí)制造小尺寸鍛件，觀察表面質(zhì)量，切取順纖維方向、橫向、厚度三個(gè)方向的試樣，測(cè)試抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、延伸率、收縮率。

工藝鑒定合格的制造商應(yīng)列入承包商目錄。采購(gòu)合同只能與合格的承包商簽訂，合同中應(yīng)標(biāo)注承包商目錄中的編號(hào)。

2.1.2 設(shè)備鑒定

設(shè)備鑒定是對(duì)關(guān)鍵設(shè)備能力的鑒定，不同工藝需要鑒定的設(shè)備不同。例如：鍛造工藝設(shè)備包括加熱爐和鍛壓機(jī)。

設(shè)備鑒定合格之后，關(guān)鍵設(shè)備的名稱、編號(hào)也要列入承包商目錄中。

2.1.3 人員鑒定

特種工藝是特殊的工藝過(guò)程，需要熟練的操作人員。因此，工程文件中通常要求鑒定合格的人員來(lái)完成操作。人員鑒定通常包括培訓(xùn)、訓(xùn)練、考核、認(rèn)證、發(fā)證、重新鑒定、資格證廢止等程序。人員鑒定的信息列在后續(xù)首件鑒定報(bào)告內(nèi)，不需要單獨(dú)提交。

2.2 生產(chǎn)前審核

生產(chǎn)前審核包括生產(chǎn)前鑒定和生產(chǎn)前制造兩部分。在這個(gè)階段，通常采購(gòu)合同已經(jīng)簽訂，用戶或者采購(gòu)商完成對(duì)承包商生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的考察、制造依據(jù)交付和工藝支持。

2.2.1 生產(chǎn)前鑒定

生產(chǎn)前鑒定是驗(yàn)證生產(chǎn)中全部要素，包括工裝、工具、輔助設(shè)備是否完好、材料獲取能力、質(zhì)量體系完備程度、運(yùn)輸能力、輔助人員的支持水平、工藝文件轉(zhuǎn)化能力、工藝文件完備程度等。生產(chǎn)前鑒定可以包括前期工藝鑒定中的試樣的制造，尤其是對(duì)工程文件中規(guī)定沒(méi)有隨爐試樣的零組件。因?yàn)樵囼?yàn)的數(shù)量與制造工藝的偏差（生產(chǎn)過(guò)程的穩(wěn)定程度）直接相關(guān)，相關(guān)內(nèi)容在后面的抽樣計(jì)劃中介紹。生產(chǎn)前鑒定是由用戶組織完成，內(nèi)容包括文件審查和現(xiàn)場(chǎng)審核等部分。

2.2.2 生產(chǎn)前制造

生產(chǎn)前制造是指承包商要按照工程圖紙的要求制造完整的零組件，確定能否滿足工程圖紙上所有的要求。生產(chǎn)前制造的關(guān)鍵點(diǎn)是檢驗(yàn)生產(chǎn)流程中工藝控制能力、檢驗(yàn)零組件外觀和零組件性能。承包商可以在本階段完成工程上工藝、材料的偏離。生產(chǎn)前制造通常由承包商完成，用戶只審核制造的結(jié)果。依據(jù)生產(chǎn)前制造的報(bào)告，由用戶確定是否進(jìn)入到生產(chǎn)鑒定的過(guò)程。

生產(chǎn)前制造的項(xiàng)目與工藝鑒定的項(xiàng)目并不完全一致。工藝鑒定制造試板或者小樣件測(cè)試性能，生產(chǎn)前制造應(yīng)在零組件上切取試樣，并測(cè)試性能。盡管性能測(cè)試的項(xiàng)目一致，但是數(shù)值可能會(huì)有較大的差異?？梢酝ㄟ^(guò)試樣的性能推算出零組件性能。除了機(jī)械性能之外，外觀、尺寸、形態(tài)等物理性能也是生產(chǎn)前制造的重點(diǎn)內(nèi)容。

2.3 生產(chǎn)鑒定

生產(chǎn)鑒定包括首件鑒定、重復(fù)鑒定、首件檢驗(yàn)、周期鑒定幾個(gè)部分，其中最為重要的過(guò)程是首件鑒定。首件鑒定或者重復(fù)鑒定過(guò)程完成之后，用戶將出具鑒定結(jié)論。這個(gè)結(jié)論是能否批生產(chǎn)的依據(jù)。

2.3.1 首件鑒定

首件鑒定是鑒定程序中最重要的環(huán)節(jié)，也是不可或缺的環(huán)節(jié)。首件鑒定的過(guò)程是對(duì)零組件生產(chǎn)進(jìn)行全面審查的過(guò)程，是雙方共同參與的過(guò)程。生產(chǎn)過(guò)程中的參數(shù)、程序、數(shù)量（同時(shí)生產(chǎn)的零件個(gè)數(shù)）、周期等在這個(gè)階段確定下來(lái)。工藝與生產(chǎn)條件的融合都應(yīng)在這個(gè)階段完成。同時(shí)，這個(gè)階段的工藝文件、工藝要素經(jīng)過(guò)用戶的批準(zhǔn)，將成為批產(chǎn)過(guò)程中的依據(jù)。

首件鑒定與生產(chǎn)前制造是兩個(gè)既相似，又有區(qū)別的過(guò)程。相似的地方在于制造的零組件和試驗(yàn)項(xiàng)目基本一致，區(qū)別表現(xiàn)在兩個(gè)方面：其一在于生產(chǎn)前制造由承包商實(shí)施，檢驗(yàn)自我加工能力;首件鑒定由用戶主導(dǎo)，確定承包商制造能力。其二在于生產(chǎn)前制造偏重于零組件成型和解決工藝過(guò)程中的問(wèn)題;首件鑒定偏重于零組件的檢驗(yàn)和破壞之后展現(xiàn)出來(lái)的零組件性能。當(dāng)然，由于這兩個(gè)過(guò)程內(nèi)容上基本一致，可以根據(jù)需要，將兩個(gè)過(guò)程統(tǒng)一到首件鑒定中。是否能夠結(jié)合到一起，取決于工藝的難易程度，以及承包商對(duì)此工藝的熟練程度。

首件鑒定的程序是首先由承包商編制首件鑒定計(jì)劃，并提交用戶批準(zhǔn)，內(nèi)容包括生產(chǎn)計(jì)劃、工藝流程、工藝參數(shù)、檢驗(yàn)計(jì)劃、工裝設(shè)備準(zhǔn)備等。首件鑒定計(jì)劃被批準(zhǔn)之后，承包商應(yīng)制造一件完整的零組件（即首件）和工藝驗(yàn)證試樣，包括工藝鑒定中所有的機(jī)械性能試樣。用戶或者中間商將成立鑒定小組，或者委托第三方，全程參與到首件的制造過(guò)程中。鑒定小組有權(quán)決定零組件生產(chǎn)中的狀況，包括首件零組件是否被破壞。制造完成之后，承包商編制首件鑒定報(bào)告，交用戶批準(zhǔn)。首件鑒定報(bào)告應(yīng)包含了制造指令、制造原始記錄、零組件檢驗(yàn)結(jié)果、試驗(yàn)性能指標(biāo)和結(jié)果、生產(chǎn)設(shè)備情況、工裝、工具狀況、人員鑒定結(jié)果、生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)審查狀況、糾正措施等內(nèi)容。用戶根據(jù)首件鑒定報(bào)告，出具首件鑒定合格或者失敗的結(jié)論。首件鑒定報(bào)告的結(jié)論中應(yīng)列出所有對(duì)工程文件、工藝要素的一致性。不符合工程的要求將導(dǎo)致首件鑒定失效，應(yīng)進(jìn)行重復(fù)鑒定。

首件鑒定的結(jié)論可以作為整個(gè)鑒定過(guò)程的結(jié)論。

2.3.2 重復(fù)鑒定

重復(fù)鑒定是與首件鑒定對(duì)應(yīng)的過(guò)程，在首件鑒定失敗或者首件鑒定失效時(shí)進(jìn)行。重復(fù)鑒定的程序與首件鑒定的程序一致，但應(yīng)編制重復(fù)鑒定報(bào)告。重復(fù)鑒定報(bào)告除了首件鑒定報(bào)告相應(yīng)的內(nèi)容之外，應(yīng)列出首件鑒定失敗的原因、分析和糾正措施，必要時(shí)加入生產(chǎn)穩(wěn)定性分析的內(nèi)容。用戶依據(jù)合格的重復(fù)鑒定報(bào)告出具鑒定結(jié)論，這個(gè)結(jié)論也可以成為零組件批生產(chǎn)的依據(jù)。

在下列任意一種情形發(fā)生后，也應(yīng)立即停產(chǎn)，進(jìn)行重復(fù)鑒定：生產(chǎn)線搬遷（關(guān)鍵設(shè)備移動(dòng)），或者轉(zhuǎn)移到另外的地方生產(chǎn);采用了新的工裝、關(guān)鍵設(shè)備，或者工裝、設(shè)備有了改變;制造工藝發(fā)生改變，且對(duì)零件最終質(zhì)量產(chǎn)生影響;原材料的更改（包括主要原材料供應(yīng)廠商改變和材料牌號(hào)的改變）。

2.3.3 首件檢驗(yàn)

首件檢驗(yàn)是檢查零組件與工程圖紙符合性，通常在批產(chǎn)的第一個(gè)零組件上進(jìn)行首件檢驗(yàn)（破壞試驗(yàn)的零組件除外）。首件檢驗(yàn)確定了零組件生產(chǎn)檢驗(yàn)的程序和范圍，以及檢驗(yàn)關(guān)鍵點(diǎn)、關(guān)鍵參數(shù)等。通常在首件檢驗(yàn)之前分解工程圖紙和工藝規(guī)范的要求，編制檢驗(yàn)計(jì)劃。依據(jù)檢驗(yàn)計(jì)劃對(duì)生產(chǎn)的第一個(gè)零組件進(jìn)行檢查，合格之后編制首件檢驗(yàn)報(bào)告，交用戶審核。首件檢驗(yàn)報(bào)告可以作為批產(chǎn)過(guò)程中零組件檢驗(yàn)的依據(jù)。

2.3.4 周期鑒定

周期鑒定是指在批產(chǎn)過(guò)程中進(jìn)行的周期性的鑒定過(guò)程。周期鑒定保證生產(chǎn)按照批產(chǎn)之前的工藝、設(shè)備、材料、人員、環(huán)境進(jìn)行，即保證生產(chǎn)的穩(wěn)定性。通常只包含文件資料的審查和生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的審查，其中生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的審查應(yīng)與批產(chǎn)零件結(jié)合到一起，觀察生產(chǎn)過(guò)程與首件鑒定過(guò)程的一致性。

周期鑒定中的問(wèn)題可分為一般偏差和嚴(yán)重偏差兩種。一般偏差的整改由承包商完成，提交整改報(bào)告。用戶對(duì)報(bào)告出具整改意見(jiàn)。嚴(yán)重偏差會(huì)導(dǎo)致首件鑒定失效，繼續(xù)生產(chǎn)之前應(yīng)進(jìn)行重復(fù)鑒定。

2.3.5 抽樣計(jì)劃

由于生產(chǎn)過(guò)程中不能直接檢測(cè)零組件性能，通常采用過(guò)程控制的方法控制產(chǎn)品和加工過(guò)程的質(zhì)量。過(guò)程控制就是在生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)關(guān)鍵特性用概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法進(jìn)行控制的方法。也就是說(shuō)，關(guān)鍵特性的水平和波動(dòng)范圍反應(yīng)出特種工藝生產(chǎn)過(guò)程的水平和穩(wěn)定性。在生產(chǎn)上，通常用關(guān)鍵特性的工藝能力值Cp和工藝過(guò)程能力指數(shù)Cpk值確定特種工藝的水平和穩(wěn)定性。

根據(jù)特種工藝的類型和工程圖紙的要求，可以選取相應(yīng)的指標(biāo)作為關(guān)鍵特性。這些指標(biāo)通常是指工藝鑒定過(guò)程中的技術(shù)性能指標(biāo)，例如，噴丸工藝中，可以將噴丸強(qiáng)度作為關(guān)鍵特性進(jìn)行生產(chǎn)控制。

由于計(jì)算工藝能力Cp和工藝過(guò)程能力Cpk需要大量的數(shù)據(jù)作為統(tǒng)計(jì)基礎(chǔ)，因此特種工藝的鑒定試驗(yàn)須多次重復(fù)進(jìn)行關(guān)鍵特性的試驗(yàn)、測(cè)試，積累性能數(shù)據(jù)。這就是該鑒定體系中工藝鑒定和生產(chǎn)前鑒定都需要進(jìn)行機(jī)械性能試樣、工藝性能試樣制造、測(cè)試的原因。

如果工藝過(guò)程能力值Cpk達(dá)到1.33以上，就可以進(jìn)行抽樣檢驗(yàn)。抽樣計(jì)劃也就是依據(jù)上述流程制定：先連續(xù)測(cè)試50組數(shù)據(jù)，合格之后計(jì)算Cpk值，達(dá)到1.33之后，間隔采樣測(cè)試。當(dāng)間隔數(shù)量超過(guò)5個(gè)，則應(yīng)隨機(jī)采樣測(cè)試。重復(fù)這個(gè)程序，直至出現(xiàn)不合格數(shù)據(jù)，或者Cpk值小于1.33，則返回最初的連續(xù)采樣測(cè)試狀態(tài)。單個(gè)不合格數(shù)據(jù)屬于一般偏差，連續(xù)的不合格數(shù)據(jù)屬于嚴(yán)重偏差，應(yīng)觸發(fā)重復(fù)鑒定程序。

3 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)特種工藝的生產(chǎn)，設(shè)計(jì)了一整套鑒定的流程（也被稱為特殊過(guò)程確認(rèn)程序），包括預(yù)鑒定、生產(chǎn)前審核、生產(chǎn)鑒定等部分，核心在首件鑒定過(guò)程。這套鑒定的程序適用于所有特種工藝零組件的生產(chǎn)，它與過(guò)程控制結(jié)合到一起，可以保證承包商的生產(chǎn)能力、生產(chǎn)水平和生產(chǎn)穩(wěn)定性。

該鑒定程序與特種工藝零組件生產(chǎn)聯(lián)系緊密，是特種工藝生產(chǎn)控制的組成部分，也是先進(jìn)質(zhì)量控制的組成部分。

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