質(zhì)量控制方法細化在航空發(fā)動機設計中的應用

葛雪利，高東武，王光耀

（沈陽發(fā)動機設計研究所，沈陽110015）

1 引言

作為質(zhì)量管理手段的重要組成部分之一,質(zhì)量控制在航空發(fā)動機產(chǎn)品研制過程中發(fā)揮著巨大作用，是確保產(chǎn)品設計研制質(zhì)量得以圓滿實現(xiàn)的過程。在航空發(fā)動機設計過程中，如何利用有效的質(zhì)量控制方法提升產(chǎn)品設計質(zhì)量，并為實現(xiàn)這些質(zhì)量控制提供便捷、準確的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，一直是質(zhì)量管理研究和探索的問題。

本文結(jié)合航空發(fā)動機總體設計工作的實際需要，開發(fā)建立了一系列質(zhì)量管理平臺系統(tǒng)，通過應用該系統(tǒng)細化了質(zhì)量過程控制，使得控制對象的數(shù)據(jù)便于統(tǒng)計分析，發(fā)動機設計質(zhì)量和水平得到了較大提高。

2 質(zhì)量控制概述

質(zhì)量控制是為達到質(zhì)量要求所采取的作業(yè)技術和活動，包括監(jiān)控特定的結(jié)果，確保它們遵循相關質(zhì)量標準，并識別提高整體質(zhì)量的途徑。質(zhì)量控制的對象是過程，目的是預防。通過采取相應的預防措施來消除質(zhì)量各環(huán)節(jié)產(chǎn)生的問題，確保產(chǎn)品的質(zhì)量。

質(zhì)量控制要始終貫徹到設計的全過程中。產(chǎn)品由過程實現(xiàn)，其質(zhì)量、成本等也在過程中形成。做好過程控制，從而使事后處理變?yōu)槭孪阮A防，即抓住了質(zhì)量的根本。

沈陽發(fā)動機設計研究所按照GJB 9001A-2001和KJB 9001-2006的要求,結(jié)合承擔的實際工作建立了質(zhì)量管理體系，并形成了質(zhì)量手冊、質(zhì)量體系程序、質(zhì)量文件以及相關質(zhì)量記錄，加以實施和保持，并不斷改進其有效性。航空發(fā)動機設計中的質(zhì)量管理活動都是在研究所的質(zhì)量管理體系框架下進行的。發(fā)動機型號研制是創(chuàng)新的過程，包含著設計-試驗-改進設計的反復。此過程的質(zhì)量要通過各種質(zhì)量管理方法來保證。質(zhì)量控制范圍包括文件資料的控制、產(chǎn)品標識、追朔性、技術狀態(tài)控制、不合格品控制和質(zhì)量記錄控制等。

細化質(zhì)量過程管理質(zhì)量管理體系是實現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量和提高產(chǎn)品可靠性水平的最重要保證手段。如何將質(zhì)量管理體系運用到型號科研工作中，將質(zhì)量體系文件要求和必須執(zhí)行的標準與設計工作緊密結(jié)合，并在研制過程更好地應用，使之最大程度發(fā)揮作用，是基層技術管理人員需要認真思考的問題。

在發(fā)動機設計質(zhì)量管理過程中，有很多過程的控制都容易出現(xiàn)問題，如文件的技術狀態(tài)管理、科研過程中所產(chǎn)生問題的記錄與跟蹤、研制過程質(zhì)量的控制等。采取什么樣的手段，既滿足質(zhì)量管理體系要求，又能夠提高質(zhì)量控制的能力，最終達到更佳的質(zhì)量管理效果，是細化質(zhì)量控制管理的目標。

3 細化質(zhì)量過程管理，提高總體設計水平

3.1 查找可細化工作的方法

通過深入專業(yè)組，與設計人員進行溝通和探討，收集具體設計工作過程中需要完善和補充的控制過程的方式和方法。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，記錄作為1種特殊類型的文件，能夠為采取糾正、預防措施及持續(xù)改進質(zhì)量管理體系提供信息，也是保證產(chǎn)品及其產(chǎn)生過程可追溯的重要依據(jù)。并且對產(chǎn)品的技術狀態(tài)管理也要確保全過程數(shù)據(jù)正確、完整、惟一、可追溯，確保各方技術狀態(tài)明確、清晰、受控。因此初步認為通過細化記錄過程管理和技術狀態(tài)管理的控制，能夠達到提高產(chǎn)品設計質(zhì)量和工作效率的目的。

3.2 過程控制的細化方法應用

3.2.1 現(xiàn)有過程控制存在的問題

在科研過程中，設計人員經(jīng)常遇到以下幾個問題：（1）對文件、圖紙發(fā)放的有效性不易控制；（2）外場跟飛、現(xiàn)場問題處理無記錄或記錄不規(guī)范，缺乏追溯性；（3）外場跟飛、現(xiàn)場問題處理信息記錄在不同的地方，缺少共享性。（4）統(tǒng)計數(shù)據(jù)的效率較低，不利于分析改進。

3.2.2 過程控制細化方法

根據(jù)存在的問題，有效利用計算機網(wǎng)絡平臺，設計開發(fā)出工作輸出管理系統(tǒng)、外場跟飛信息管理、現(xiàn)場問題處理管理系統(tǒng)，作為過程控制的細化手段，實現(xiàn)科研過程中工作輸出、外場跟飛、現(xiàn)場問題處理過程記錄和控制，并且實現(xiàn)資源共享，創(chuàng)造良好的溝通渠道。同時，利用該系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)工作中的問題并進行快速統(tǒng)計工作，提高科研效率。

（1）工作輸出管理系統(tǒng)

功能：記錄所有本部門形成的設計輸出，如：文件、圖紙、決定單、更改單等相關內(nèi)容，并可按照不同的查詢條件進行內(nèi)容過濾和查詢。

運作方式：由校對人員通過系統(tǒng)錄入文檔、圖紙的基本信息（名稱、版次、類型、型別、簽署流程、日期、是否歸檔等信息），并指定專人每周進行流程校核和歸檔檢查。

效果：有效地控制和避免由于流程丟失現(xiàn)象造成的工作延誤。通過系統(tǒng)的過濾功能，能方便快捷的對所需要的信息進行分類查詢，便于進行定期的統(tǒng)計、分析和改進工作，大大減少設計員的工作量，達到對部門輸出工作量數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理和控制，提高工作質(zhì)量和效率。系統(tǒng)主要功能如圖1所示。

（2）外場跟飛信息管理和現(xiàn)場問題處理管理系統(tǒng)

功能：記錄外場發(fā)動機試飛保障和生產(chǎn)現(xiàn)場發(fā)生的質(zhì)量問題、解決措施和處理情況等信息，并可按照不同的查詢條件進行內(nèi)容過濾和查詢。

運作方式：由跟飛、跟產(chǎn)人員通過系統(tǒng)錄入問題的基本信息（日期、發(fā)動機序號、問題具體內(nèi)容、解決措施、處理情況等信息）。并由專人定期對問題進行整理分析。

效果：能夠讓跟飛、跟產(chǎn)的問題記錄更加規(guī)范，使設計人員可以全面系統(tǒng)的了解和追蹤發(fā)動機的技術狀態(tài)。實現(xiàn)質(zhì)量信息的快速傳遞、有效管理和經(jīng)驗積累，保證跟飛、跟產(chǎn)工作交接的連續(xù)性，提高跟飛、跟產(chǎn)質(zhì)量，達到信息共享的目的。主要功能如圖2、3所示。

3.3 技術狀態(tài)管理的細化方法

技術狀態(tài)是指在技術文件中規(guī)定的并在產(chǎn)品中達到的物理特性和功能特性。技術狀態(tài)管理是應用技術和行政管理手段對產(chǎn)品技術狀態(tài)進行標識、控制、審核和紀實的活動。

發(fā)動機型號研制過程復雜，更改多、改型多，研發(fā)數(shù)據(jù)量具大，要對發(fā)動機的技術狀態(tài)進行有效管理和控制更需要對管理方法進行細化。結(jié)合發(fā)動機總體設計工作的具體實際，增加了2個細化的技術狀態(tài)管理系統(tǒng)：不合格品及代料管理系統(tǒng)和發(fā)動機狀態(tài)管理系統(tǒng)。

（1）不合格品及代料管理系統(tǒng)

功能：記錄發(fā)動機總體設計部門涉及的外涵機匣和外部管路等硬件在生產(chǎn)加工、裝配過程發(fā)生的代料審理單和不合格品審理單的內(nèi)容，并可按照不同的查詢條件進行內(nèi)容過濾和查詢。

運作方式：由代料和不合格品審理人員進行審理單具體內(nèi)容的錄入（包括：編號、零組件號、名稱、審理人、情況描述、糾正措施、審理結(jié)論等信息）。并由專人定期對問題進行整理分析。

效果：能夠避免設計部門由于不保存審理單，而無法對產(chǎn)品真實的技術狀態(tài)進行全面的了解和有效的控制的問題。使設計人員可以很容易的了解和跟蹤一段時間內(nèi)的發(fā)動機相關零部件的技術狀態(tài)，并且能便捷的獲取相關信息進行階段性的統(tǒng)計分析，對提高產(chǎn)品的設計質(zhì)量大有益處。主要功能如圖4所示。

（2）發(fā)動機狀態(tài)管理系統(tǒng)

功能：詳細的記錄和顯示不同序號動機總體和部件每次裝配、分解等技術狀態(tài)情況，并可按照不同的查詢條件進行內(nèi)容過濾和查詢。

運作方式：由型號主管人員進行發(fā)動機每1次裝配、分解和試驗相關數(shù)據(jù)序內(nèi)容的記錄（包括發(fā)動機號、裝配次、裝配分解文件及補充單據(jù)、試驗結(jié)果等信息）。

效果：通過系統(tǒng)能夠使總體設計人員較為全面的掌握不同臺份發(fā)動機裝配、試驗、分解的技術狀態(tài)情況，對其進行有效的管理和控制。主要功能如圖5所示。

3.4 質(zhì)量管理平臺系統(tǒng)的應用效果和展望

3.4.1 應用效果

系統(tǒng)運行1年多以來，通過質(zhì)量管理平臺系統(tǒng)共形成記錄7000余條，運行情況良好，取得的成效如下。

（1）工作效率全面提升

所有的分系統(tǒng)都具備按照不同的查詢條件進行過濾和查詢的功能，使得各種統(tǒng)計工作變得方便快捷，降低了人力消耗。例如：在進行設計更改原因統(tǒng)計分析工作時，以往是通過PDM系統(tǒng)檢索到本單位在1段時間內(nèi)發(fā)出的更改單，打開每個更改單的屬性表或更改單正文來查看更改原因，來統(tǒng)計信息。而每半年發(fā)出的更改單少則上百，多則幾百，這種統(tǒng)計方式耗費大量的時間，造成了人力資源的浪費。在工作管理系統(tǒng)中進行統(tǒng)計就相當容易，只要按照日期、型別和更改原因輸入查詢條件，系統(tǒng)就可以很快得到我們需要的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，大大縮短了統(tǒng)計時間，提高了工作效率和準確性。

（2）工作質(zhì)量顯著提高

a.信息共享，增強溝通

質(zhì)量管理平臺系統(tǒng)的最大進步就是實現(xiàn)了信息的網(wǎng)絡共享，使得系統(tǒng)中的所有質(zhì)量信息都變得公開，任何1名型號設計人員都可以便捷的了解所關心的信息，進行追蹤和控制，增強了內(nèi)部的溝通的效果，有利于質(zhì)量問題的解決與預防。例如：外場跟飛信息管理和現(xiàn)場問題處理管理系統(tǒng)的使用增強了質(zhì)量問題信息的傳遞，通過網(wǎng)絡共享，讓各型號主管人員及時了解相關情況，進行溝通交流，并對所管型號進行預案處理，實現(xiàn)了問題聯(lián)動。并且根據(jù)系統(tǒng)中的內(nèi)容整理編寫了《外場跟飛人員排故情況匯總》文件并歸檔，使得相關人員都可以了解學習其中的內(nèi)容，提高了型號科研工作的效率與質(zhì)量。

b.記錄完整，便于分析改進質(zhì)量管理平臺系統(tǒng)是結(jié)合航空發(fā)動機設計工作的特點開發(fā)設計的，并且通過使用和實踐不斷進行改進。因此記錄格式和內(nèi)容比較合理完整，這樣也便于后期的統(tǒng)計分析，查找和解決問題。如：通過對不合格品及代料管理系統(tǒng)中記錄內(nèi)容的定期統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn)了產(chǎn)品質(zhì)量問題規(guī)律和共性，并通過一段時間數(shù)據(jù)和問題的積累，對其規(guī)律進行分析，制定有效手段加以改進。例如：設計人員在對審理單記錄統(tǒng)計分析的過程中發(fā)現(xiàn)，在2008年11、12月期間受理的多臺份復合材料外涵機匣不合格品審理中，有44%臺份的外涵機匣后段殼體翻邊處分層集中在前端面出現(xiàn)。此統(tǒng)計結(jié)果引起了設計員的注意，通過與承制廠反饋并進行溝通研究，發(fā)現(xiàn)由于加工模具設計存在問題，致使在外涵殼體加工時，外涵殼體兩端面受力不均，導致了前端翻邊處分層問題的頻繁發(fā)生。通過改進模具設計，此問題得到了有效解決，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。另外，因為復合材料外涵機匣在中國航空發(fā)動機上屬于初次應用，其驗收標準是通過借鑒飛機復合材料的檢驗標準制定的，還存在檢驗指標不全或控制不嚴、過嚴的問題，需要設計人員通過對不合格品的相關數(shù)據(jù)和現(xiàn)象進行長時間的積累、統(tǒng)計和分析，展開損傷容限的研究來不斷完善復合材料外涵機匣的驗收標準。而不合格品審理系統(tǒng)就為這個完善過程提供了有效的參考依據(jù)。

3.4.2 展望

實踐證明，質(zhì)量控制細化有利于產(chǎn)品質(zhì)量的提高。但要實現(xiàn)在更大范圍內(nèi)對發(fā)動機設計工作的質(zhì)量控制方法進行細化以全面提高設計質(zhì)量，作為基層質(zhì)量管理人員，首先應該更加深刻學習理解質(zhì)量管理體系包含的具體要求，才能更好的運用管理方法指導科研工作；其次，要深入結(jié)合具體的工作實際，了解發(fā)動機設計工作的工作流程，不能與設計工作脫節(jié)，多與設計人員溝通，才能發(fā)現(xiàn)管理的薄弱環(huán)節(jié)，并對其加以改進和提高。還要根據(jù)實施的實際效果對現(xiàn)行的質(zhì)量管理平臺系統(tǒng)進行升級和改進，逐漸增加室級設計評審等質(zhì)量控制方法的細化模塊，進一步提高設計質(zhì)量。

4 結(jié)束語

質(zhì)量管理其實就是由一系列的活動、環(huán)節(jié)和過程實現(xiàn)的，其工作流程也就是各PDCA循環(huán)過程，質(zhì)量控制也只是這個過程中的環(huán)節(jié)之一。本文所研究和介紹的細化質(zhì)量控制方法的經(jīng)驗也可以應用到質(zhì)量管理的其它方面。只要在設計和管理工作過程中按照PDCA循環(huán)不斷進行，每循環(huán)1次都有新的內(nèi)容和目標，工作就得到1次改進，質(zhì)量就提高1步。此外，要讓質(zhì)量管理在產(chǎn)品研制的全過程中發(fā)揮最大作用，必須全員參與。產(chǎn)品質(zhì)量取決于過程質(zhì)量，過程的有效性取決于各級人員的意識、能力和主動精神。不論何種管理方法，都需要靠人的配合和參與，只有每位參與設計研制的人員深刻理解質(zhì)量程序相關文件的內(nèi)容并且嚴格按程序執(zhí)行，充分發(fā)揮其才干及敬業(yè)、負責的精神，產(chǎn)品質(zhì)量才能得到有效保證。

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