應用6-SIGMA 改進航空器部件維修質量

黃乾華

0 引言

6-SIGMA 是一項以數據為基礎，追求幾乎完美的質量管理方法，其DAMIC 改進模式就是建立在PDCA 循環的基礎上。DMAIC 模式現在已被廣泛認可和使用，是實施6σ的一套更具操作性的模式。它代表了改進過程中的5 個階段：1.界定D（Define）；2.測量M（Measure）；3.分析A（Analyze）；4.改進I（Improve）；5.控制C（Control）。

航空器部件維修是航空維修業的重要組成部分，經航空維修業的實踐表明，飛機很大程度上的系統故障，是由于部件的可靠性低造成的。隨著飛機制造技術的提高和新工藝的出現，飛機構造日趨復雜，客觀上造成了飛機部件維修難度的提高，對維修質量改進也提出了新的課題，這就要求航空器部件維修公司的質量改進工作要不斷地發展和創新。為適應這些新的形式和新的變化，H 航空器部件

維修公司引入了當前國際上先進的6-SIGMA 管理方法，通過對影響部件維修質量的主要因素加以分析并改進，顯著提高部件的維修質量及效益。

1 6-SIGMA 在提高飛機咖啡壺維修質量中的應用

1.1 項目界定

在H 公司維修的航空器部件中，飛機廚房設備咖啡壺的維修質量一直不太理想，返回率逐年上升高居不下。經統計，2011年飛機咖啡壺的維修返回率為10.38%，2012年的返回率為14.04%，近兩年的返回率遠遠超過H 公司制定的年返回率5%的質量目標，較高的返回率降低了客戶的滿意度及送修量，保證不了

航班的正常使用，也造成大量的資源浪費。因此，本文以咖啡壺維修質量為項目，進行舉例說明如何應用6-SIGMA的DMAIC 模型改進飛機咖啡壺的維修質量。

注：年返回率=（全年因未達到保用時間客戶要求索賠修理的件數/年度送修的總件數）×100%。

本項目的缺陷定義為：咖啡壺返回一次即作為一個缺陷。項目目標為：將飛機咖啡壺的年返回率控制在5%以內，如圖1 和圖2所示：

圖1 各件號咖啡壺返回率對比Pareto 圖

圖2 各件號咖啡壺送修量對比

通過柏拉圖對近兩年返回的咖啡壺按件號分類統計發現，件號為 11225-3、411-0001-143、4510 系列及64753-001-003的咖啡壺返回率在5%以內，送修量也不是很大，而11050-11 與411-0001-137 幾乎沒有什么送修量，因此，都可以忽略不計，而件號為3510 系列的咖啡壺不僅裝機量及送修量大，而且近兩年的返回率已高達15.72%，及件號72011412的咖啡壺返回率也高達11.43%，但裝機送修量相對較小，因此本文將集中對3510 系列咖啡壺維修質量進行分析、流程改進。

1.2 測量階段

① 咖啡壺質量運行情況表現

如圖3所示：

圖3 近兩年咖啡壺質量運行情況

從圖3 中可以看出，近兩年咖啡壺質量運行長期表現和短期表現都不盡如人意，因此期待通過找到關鍵因素，使咖啡壺維修質量有一個質的提高。

② 測量系統分析（MSA）

本文研究數據來源于如圖4所示：

圖4 H 公司維修管理數據庫系統

H 公司維修管理數據庫系統，該數據系統的數據是由部件接收人員根據部件送修合同錄入的。因此MSA 主要對錄入數據庫的數據與部件送修合同的一致性進行抽樣對比分析。選擇2013年2 月份兩位部件接收人員各錄入的30 個樣本進行分析，結果錄入的準確性均為100%，說明數據庫系統提供的數據是真實有效的。

1.3 分析階段

一個質量問題的產生，往往不是一個因素造成的，而是多種復雜因素綜合作用的結果。魚骨圖為最主要也最有效的分析方法，如圖5所示：

圖5 咖啡壺返回分析魚骨圖

通過對咖啡壺返回原因的全面分析，確定以上可能影響Y 值的關鍵因素為使用方法、設計缺陷和季節因素，需要進一步重點分析。

①.設計缺陷的分析

3510 系列咖啡壺的排氣閥自身設計比較特殊，與其它件號的咖啡壺在排氣

原理方面有較大區別，目前很多其它件號的咖啡壺采用直排式排氣，無浮球，而3510 系列采用浮球密封。當進水時，通過放水閥門排氣如圖6所示：

圖6 放水閥門位置

等到水滿時，沖擊一個橡膠浮球向上堵住出氣孔，以達到密封效果，如圖7所示：

圖7 排氣原理圖

采用浮球式的缺陷是當排完咖啡壺內部熱水之后，溫度下降過快，由于金屬散熱快于橡膠，金屬件收縮的速度快于橡膠件，很容易導致橡膠浮球會粘/卡在不銹鋼閥體（見圖7 標號100）內殼里，無法自行脫落，導致咖啡壺內膽上部處于完全密封狀態，閥體無法排氣，在此條件下，若需加水，由于內外壓差的原因，就會加不進或者加不滿水，而在低水位時，水位探頭無法探測到水面，就無法供電加熱，就會發生“無法加熱”、“加不進/滿水”故障。但是當飛機起飛、飛行中或降落時發生振動后，橡膠浮球會自行脫落，咖啡壺性能可自動恢復正常，經統計，近兩年3510 系列咖啡壺故障比例如圖8所示：

圖8 近兩年3510 系列咖啡壺故障比例

可以看出設計缺陷是引起咖啡壺返修的重要因素。

②.季節因素的分析

3510 系列咖啡壺在部件維修手冊（CMM）中要求的水源溫度為16～22℃，見圖9 CMM 相關要求，如圖9所示：

圖9 CMM 對3510 系列咖啡壺水源的溫度要求

大家都知道，在上海地區，每年11 月份下旬基本就進入了冬天，到來年2 月底，常態水溫一般都低于16 攝氏度。如果進水溫度過低，橡膠浮球易硬化，會無法準確地堵住閥體上的排氣孔，造成流水不止，“放滿水不能停止放水”的故障也就發生了。

從H 公司數據庫里的返修件數據上可以知道，3510系列咖啡壺拆自同一架飛機較為常見（如從返回的自B5368、B5369 飛機拆下的多件咖啡壺），如圖10所示：

圖10 “放滿水不能停止放水”故障在不同季節的比例

此類故障主要集中在年底前后天氣寒冷的季節，其它3 個季節很少出現此類故障。因此季節原因是引起咖啡壺該故障返修的重要因素。

③.使用方法的分析

在H 公司返修的咖啡壺部件中，常見的故障有“繼電器變形”、“保險燒壞”和“插針燒蝕現象”等，而這些幾乎都是人為因素導致的，如圖8所示，人為損壞的故障也相對較高，因此也是引起咖啡壺發現的一大因素。

1.4 改進階段

經過分析階段，可以得出結論：造成咖啡壺返回的關鍵原因包括排氣閥設計缺陷和氣溫因素。改進階段將采取的針對性改進措施，如表1所示：

表1 改進措施

以上改進措施已于2013年1 月初開始實施。

1.5 控制階段

我們對2013年1 月至3 月的咖啡壺每月送修情況進行持續的統計監控，發現咖啡壺的返修率都控制在5%以下，沒有發現異常，如有，將立即進行原因分析，并采取針對性措施消除影響，確保咖啡壺維修質量獲得持續改進。本改進項目取得了實效，如圖11所示：

圖11 改進后3510 咖啡壺的運行圖

1.6 項目實施評估

通過對本項目的實施，可將咖啡壺的返回率降至一個較低的水平，從而大大提高客戶的滿意度，保證航班的正常使用，并預計產生以下的直接效益和間接效益：

① 減少的返回件換件成本

（原年均返回率-改進后年返回率）×年均送修量×平均換件價格：

（12%-5%）×244×800=13664（元）

② 節省的資源產生新增的維修產值

（原年均返回率-改進后年返回率）×年均送修量×維修均價：

（12%-5%）×244×3000=51240（元）

③ 質量提高后預計客戶增長的送修量帶來的新增產值

客戶送修預計增長率×年均送修量×維修均價

10%×244×3000=73200（元）

④年預期收益：共約近14 萬元

2 小結

通過以上的DMAIC 步驟，我們從改進結果看出該項目獲得了重大的成果，縱觀整個DMAIC 步驟循序漸進，環環緊扣，利用了大量數據進行分析，與現代管理方法綜合起來，持續改進航空器部件的維修質量。因此，除了繼續開展部件維修質量的改進項目外，還可以考慮以下一些項目：

在加大高價件的修理深度，降低客戶成本；

加快器材庫存的循環，減少積壓和呆滯；

擴大送修客戶及相應的送修量，推動效益較快增長。

[1]孫磊.質量管理實戰全書[M].北京：人民郵電出版社，2011

[2]CCAR-145R3，民用航空器維修單位合格審定規定.[S]

[3]黎雪榮，高博軒，申正遠，等.2013-2017年飛機制造及修理行業投資分析及前景預測報告[R].北京：中投顧問，2012

[4]馬逢時等.六西格瑪管理統計指南——MINITAB 使用指導[M].北京：中國人民大學出版社，2013

[5]B/E AEROSPACE,INC. COFFEE MAKER P/N:3510-0039,Component Maintenance Manual[P].美國專利：ECCN 9E991，12 Aug 2011

[6]民用航空器部件修理項目培訓教材編寫組.電氣部件修理——ELC04 機上電器設備與附件修理[M].北京：中國民航出版社，2009