民用飛機研制階段設計質量問題歸零方法的探索與應用

曾蕾

摘 要：針對民用飛機研制階段需要進行技術歸零的質量問題，探討在技術歸零過程中采用的質量管理方法，介紹實際應用過程中的流程控制。

關鍵詞：民用飛機 質量管理 技術歸零

中圖分類號：V267 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）03（b）-0068-02

設計研發階段的質量控制是民用飛機全壽命周期質量控制的源頭，對飛機的性能，安全，持續適航及成本有著深遠的影響。就民用飛機而言，在主制造商加多層級的機體和系統供應商體系背景下，民用飛機項目的高度復雜性，所涉及的專業領域以及規模空前的協調范圍要求我們在飛機設計研發階段必須運用高效且與設計過程及項目研制計劃全面兼容的質量管理手段來排除在設計過程中出現的各類質量問題。

飛機設計研發階段的各類試驗試飛過程是檢驗主制造商及其供應商產品設計質量一個重要的階段，這一過程中發生的產品設計質量問題會對飛機研制過程中的成熟度，研制周期以及成本帶來不良的后果。為了正確高效的組織和引導質量問題歸零，防止相同或類似故障重復發生，民用飛機主制造商對于需要技術歸零的問題按“定位準確、機理清楚、問題復現、措施有效、舉一反三”的五項要求從技術層面實施閉環管理。

1 技術歸零過程質量控制

一個完整的技術歸零管理過程原則上包括六個階段：歸零責任主體確認、歸零實施計劃制定、歸零進展跟蹤、歸零報告準備、歸零評審及評審意見落實。

1.1 歸零責任主體確認

對于民用飛機這類超大型的研發項目，試驗試飛中出現的設計質量問題往往涉及多個專業，歸零責任主體的確認需要高度專業化的質量管理團隊基于故障現象以及故障初步原因并進行判斷。對于責任主體不是十分清楚的問題，原則上按照專業業務范圍確認責任主體。涉及到供應商產品質量問題，由工作包責任專業負責。

1.2 歸零實施計劃制定

責任單位確定后，需要制定質量問題歸零實施計劃，并納入項目計劃管理。歸零實施計劃應基于對問題的初步分析結果制定，質量管理團隊和質量問題責任專業都應介入計劃的確定。歸零實施計劃內容應包括針對問題本身需采取的臨時措施和最終措施。一般來講，歸零實施計劃應包含并不限于以下幾個方面內容的時間控制點：

a）數值仿真、理論計算結果提交；

b）故障件理化分析結果提交；

c）故障件退返/返修；

d）系統供應商/機體制造商相關證明材料提交；

e）研發/驗證試驗試驗件制造/交付；

f）研發/驗證試驗開試/結束；

g）升級版本軟件提交/裝機驗證；

h）設計更改方案評審；

i）設計更改工程指令發出；

j）歸零評審；

k）驗證技術條件滿足。

上述工作的順序在很大程度上可以相互重疊，應該從項目整體出發對上述工作的優先次序進行優化。假如在某部件的疲勞與損傷容限試驗中，某緊固件在最后的極限載荷試驗中斷裂，下面得甘特圖是針對這一典型質量問題所制定的歸零計劃。

1.3 歸零工作實施和監控

歸零實施計劃確認后即轉入計劃實施和監控階段，通過對質量問題狀態進行跟蹤，了解問題定位、機理分析以及糾正和糾正措施的相關內容，對歸零實施計劃中各個里程碑的落實情況進行跟蹤確認。其中應重點關注：

a）問題原因和工程更改方案的確定；

b）供應商不合格項的糾正通知發起和答復；

c）工程更改指令的發放；

d）工程更改的貫徹。

1.4 歸零報告編寫

歸零報告是對整個歸零活動的完整記錄，主要包括七個部分：問題現象概述、問題定位、機理分析、問題復現、采取的措施及驗證、舉一反三以及結論。

a）問題現象概述

在對問題現象進行概述時，需要清晰的描述時間、地點以及過程。例如故障發生時地面試驗或者飛行試驗環境條件（氣象條件，溫度及濕度等）、飛機狀態（高度、俯仰、偏轉以及馬赫數等）以及所屬試驗項目（疲勞，損傷容限）或試飛科目（失速、顫振、高溫高寒、最大可用速率以及自然結冰等）。對于屬重復故障，需要完整的描述各次故障，包括故障發生的時間順序，故障發生的架次統計數據以及歷次故障的處理措施等。

b）問題定位

問題定位過程需要采用故障樹分析法，包括各個事件符號和邏輯符號的使用，例如底事件符號、底事件和中間事件的邏輯歸屬關系、底事件的完整性等。同時需關注故障樹內容與定位過程描述內容需要相互呼應，底事件與定位分析的小標題原則上需一一對應。

定位過程實質上是一個用證據表明符合性的過程，因此相關證據的完整性至關重要。例如，在排除制造過程因素時，是否有制造偏離清單（超差，超重等）。

在逐項排查底事件的過程中，每排查掉一個底事件，需要有結論性的語言來闡明該事件不是故障發生的原因。“問題定位”章節應以章小結的形式給出明確的定位結果結論，結論中必須明確指出定位出的故障原因。

c）機理分析

機理分析針對定位的結果進一步確認問題發生的直接原因、間接原因和根本原因，是通過對故障部位工作機理、受力/應力分析、軟件算法/邏輯等理論分析或試驗驗證來對“問題定位”章節結論進行進一步的分析確認。此部分中所使用的分析方法合理性和試驗結果或分析結果與故障現象間因果關系的邏輯嚴密性。若在分析過程引用了第三方的檢測數據，應確保數據來源可靠，相關的支持報告名稱及關鍵結論需要在報告中體現。

d）問題復現

通過試驗或其他驗證方法，確認質量問題發生的現象，驗證定位的準確性和機理分析的正確性。在采用模擬或數值仿真等方式對問題發生的過程及故障現象進行復現時，需要給出故障發生相似條件的證明材料。對于無法進行復現的質量問題，應說明原因。endprint

e）采取的措施及驗證

對于不同構型狀態：疲勞試驗機、試飛機、在制品以及設計構型下的工程更改，工程部門需要對更改的技術細節做出全面描述，并就更改的后續影響進行評估說明，尤其需要說明相關零、組件更改前后的差異。

同時需要完整表述各項更改措施的驗證結果，對于暫時無法驗證的措施應有相應的說明和應對方法。需后續繼續驗證觀察的措施應給出驗證通過的判據，如疲勞試驗起落循環次數、飛行架次數或驗證飛行科目等。

f）舉一反三

舉一反三需要著眼整個項目，必要時應擴展至其他飛機項目。檢查有無可能發生類似模式或機理的問題，并采取預防措施針對質量問題發生的原因。

g）結論

結論中需要簡要說明歸零活動的全過程，包括定位的結果、故障發生的機理，故障復現的情況，采取的主要措施，措施的驗證情況，舉一反三的范圍和結果，同時需要明確給出問題可以歸零的結論。

歸零報告是技術歸零活動的重要記錄，在歸零報告編寫完成并通過審簽后，就可以提請歸零評審專家組評審。

1.5 歸零評審

在歸零評審召開前，需要確認下述條件是否已經滿足：

a）歸零報告已通過檢查，同時簽署完整；

b）相關工程更改已經落實（包括不同構型下各架次，批次更改落實情況）；

c）措施得到一定程度的驗證。

在確認上述條件滿足后，可以開始組織專家對質量問題進行歸零評審。

1.6 歸零確認

評審專家根據歸零報告內容以及對工程人員的現場質詢來判斷歸零過程是否滿足技術歸零過程的五項要求。在專家組確認歸零通過后，質量管理團隊開始對評審專家意見跟蹤落實，同時將問題轉入待驗證狀態。待專家意見落實及驗證條件滿足后確認歸零。

2 結語

民用飛機研發在許多方面表現出了在大多數其他復雜項目中不可預測的復雜性，對于民用飛機設計研發階段質量管理需要什么樣的條件和應該采取哪些做法做一些分析研究是特別有意義的。民用飛機主制造商在目前項目研發階段采取的技術歸零的方法被證明是一種高效而且徹底的技術問題歸零手段，通過設定與項目進度匹配的歸零實施計劃，并對歸零全過程監控跟蹤，保證工程研發階段的技術類質量問題得到有效的解決。

參考文獻

[1] 盛寶忠.質量工程學[M].上海：上海交通大學出版社，1988.

[2] 謝暉，李明.把握實質準確歸零-提高質量問題歸零有效性研究[J].質量與可靠性，2010（4）.

[3] （德）漢斯-亨利奇·阿爾特菲爾德.民用飛機項目-復雜高端產品的研發管理[M].北京：航空工業出版社，2013.

[4] 彭劍鋒.波音：全球整合，集成飛翔[M] .北京：機械工業出版社，2013.endprint

e）采取的措施及驗證

對于不同構型狀態：疲勞試驗機、試飛機、在制品以及設計構型下的工程更改，工程部門需要對更改的技術細節做出全面描述，并就更改的后續影響進行評估說明，尤其需要說明相關零、組件更改前后的差異。

同時需要完整表述各項更改措施的驗證結果，對于暫時無法驗證的措施應有相應的說明和應對方法。需后續繼續驗證觀察的措施應給出驗證通過的判據，如疲勞試驗起落循環次數、飛行架次數或驗證飛行科目等。

f）舉一反三

舉一反三需要著眼整個項目，必要時應擴展至其他飛機項目。檢查有無可能發生類似模式或機理的問題，并采取預防措施針對質量問題發生的原因。

g）結論

結論中需要簡要說明歸零活動的全過程，包括定位的結果、故障發生的機理，故障復現的情況，采取的主要措施，措施的驗證情況，舉一反三的范圍和結果，同時需要明確給出問題可以歸零的結論。

歸零報告是技術歸零活動的重要記錄，在歸零報告編寫完成并通過審簽后，就可以提請歸零評審專家組評審。

1.5 歸零評審

在歸零評審召開前，需要確認下述條件是否已經滿足：

a）歸零報告已通過檢查，同時簽署完整；

b）相關工程更改已經落實（包括不同構型下各架次，批次更改落實情況）；

c）措施得到一定程度的驗證。

在確認上述條件滿足后，可以開始組織專家對質量問題進行歸零評審。

1.6 歸零確認

評審專家根據歸零報告內容以及對工程人員的現場質詢來判斷歸零過程是否滿足技術歸零過程的五項要求。在專家組確認歸零通過后，質量管理團隊開始對評審專家意見跟蹤落實，同時將問題轉入待驗證狀態。待專家意見落實及驗證條件滿足后確認歸零。

2 結語

民用飛機研發在許多方面表現出了在大多數其他復雜項目中不可預測的復雜性，對于民用飛機設計研發階段質量管理需要什么樣的條件和應該采取哪些做法做一些分析研究是特別有意義的。民用飛機主制造商在目前項目研發階段采取的技術歸零的方法被證明是一種高效而且徹底的技術問題歸零手段，通過設定與項目進度匹配的歸零實施計劃，并對歸零全過程監控跟蹤，保證工程研發階段的技術類質量問題得到有效的解決。

參考文獻

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[2] 謝暉，李明.把握實質準確歸零-提高質量問題歸零有效性研究[J].質量與可靠性，2010（4）.

[3] （德）漢斯-亨利奇·阿爾特菲爾德.民用飛機項目-復雜高端產品的研發管理[M].北京：航空工業出版社，2013.

[4] 彭劍鋒.波音：全球整合，集成飛翔[M] .北京：機械工業出版社，2013.endprint

e）采取的措施及驗證

對于不同構型狀態：疲勞試驗機、試飛機、在制品以及設計構型下的工程更改，工程部門需要對更改的技術細節做出全面描述，并就更改的后續影響進行評估說明，尤其需要說明相關零、組件更改前后的差異。

同時需要完整表述各項更改措施的驗證結果，對于暫時無法驗證的措施應有相應的說明和應對方法。需后續繼續驗證觀察的措施應給出驗證通過的判據，如疲勞試驗起落循環次數、飛行架次數或驗證飛行科目等。

f）舉一反三

舉一反三需要著眼整個項目，必要時應擴展至其他飛機項目。檢查有無可能發生類似模式或機理的問題，并采取預防措施針對質量問題發生的原因。

g）結論

結論中需要簡要說明歸零活動的全過程，包括定位的結果、故障發生的機理，故障復現的情況，采取的主要措施，措施的驗證情況，舉一反三的范圍和結果，同時需要明確給出問題可以歸零的結論。

歸零報告是技術歸零活動的重要記錄，在歸零報告編寫完成并通過審簽后，就可以提請歸零評審專家組評審。

1.5 歸零評審

在歸零評審召開前，需要確認下述條件是否已經滿足：

a）歸零報告已通過檢查，同時簽署完整；

b）相關工程更改已經落實（包括不同構型下各架次，批次更改落實情況）；

c）措施得到一定程度的驗證。

在確認上述條件滿足后，可以開始組織專家對質量問題進行歸零評審。

1.6 歸零確認

評審專家根據歸零報告內容以及對工程人員的現場質詢來判斷歸零過程是否滿足技術歸零過程的五項要求。在專家組確認歸零通過后，質量管理團隊開始對評審專家意見跟蹤落實，同時將問題轉入待驗證狀態。待專家意見落實及驗證條件滿足后確認歸零。

2 結語

民用飛機研發在許多方面表現出了在大多數其他復雜項目中不可預測的復雜性，對于民用飛機設計研發階段質量管理需要什么樣的條件和應該采取哪些做法做一些分析研究是特別有意義的。民用飛機主制造商在目前項目研發階段采取的技術歸零的方法被證明是一種高效而且徹底的技術問題歸零手段，通過設定與項目進度匹配的歸零實施計劃，并對歸零全過程監控跟蹤，保證工程研發階段的技術類質量問題得到有效的解決。

參考文獻

[1] 盛寶忠.質量工程學[M].上海：上海交通大學出版社，1988.

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[3] （德）漢斯-亨利奇·阿爾特菲爾德.民用飛機項目-復雜高端產品的研發管理[M].北京：航空工業出版社，2013.

[4] 彭劍鋒.波音：全球整合，集成飛翔[M] .北京：機械工業出版社，2013.endprint