采用QC活動提高民機系統(tǒng)支架減重效率

魏熾亮

[摘要]QC小組活動是廣大員工參與組織的質(zhì)量改進的一種有效方式，因其遵循著一種科學的活動程序，使QC小組活動以較短的時間、較少的投入獲得較好的效果。這個科學的活動程序就是PDCA循環(huán)，即策劃一實施一檢查一處理四個階段的循環(huán)。采用QC活動可以較好地提高民機系統(tǒng)支架減重效率。

[關鍵詞]QC；系統(tǒng)支架；減重

0引言

民機系統(tǒng)支架是用于安裝全機各個系統(tǒng)的設備和管路，包括燃油管路、液壓管路、空氣管理系統(tǒng)的管路、電纜、航電設備、電氣設備等，全機支架數(shù)量龐大。例如，某型民用客機的全機支架數(shù)量龐大，達兩萬多個，支架形式多，達上千多種。見圖1。重量對飛機的航程、油耗、商載影響很大，為了提高市場競爭力，民用飛機支架須減重，原有保守粗略的批量的計算方法可以保證支架強度安全，但為了減重，則必須對每個支架、每個工況進行細致的分析，而全機有兩萬多個支架，載荷工況多，計算量大，耗費人力和時間，減重效率低。故采用oc方法來提高支架減重效率。

1現(xiàn)狀調(diào)查

對民機支架減重流程進行了現(xiàn)狀調(diào)查，首先由相關部門提供材料性能、界面載荷、支架結構設計這三個輸入，到了強度專業(yè)后，進行查找材料屬性、查找支架載荷、支架數(shù)模下載的初步工作，然后進行有限元建模、提交計算、提取結果。如果結果顯示還有減重余量則反饋給支架結構設計專業(yè)進行優(yōu)化設計：如果沒有減重余量，則該支架減重完成。流程中可以看出來有限元建模是關鍵的必經(jīng)的步驟之一，見圖2。

QC小組對支架減重各個步驟的耗時進行了調(diào)查和統(tǒng)計，見圖3，根據(jù)每組支架平均耗時可以看出每組支架的減重工作中，總耗時167分鐘，有限元建模耗時136分鐘，占比達81%，遠遠大于其他步驟的耗時。

2設定目標

據(jù)項目研制進度要求，我們的目標是支架減重總耗時應從原耗時4.43個月減到2個月，減少54.9%。見圖4。

3目標可行性分析

QC小組對有限元建模進一步分解，得到了畫網(wǎng)格、網(wǎng)格質(zhì)量檢查、賦材料、建約束、載荷數(shù)據(jù)輸入、節(jié)點連接共6個步驟，發(fā)現(xiàn)載荷數(shù)據(jù)輸入和節(jié)點連接兩個步驟耗時分別占有限元建模時間的51%和39%，這兩個步驟完全是人工操作的，經(jīng)模擬測試，只要這兩步驟得到優(yōu)化，使其實現(xiàn)自動化，可以使減重降至1.91個月，因此認為目標可行。

4原因分析

針對載荷數(shù)據(jù)輸入和節(jié)點連接這兩步驟，QC小組按照關聯(lián)圖進行了細致的原因分析，見圖5。

載荷數(shù)據(jù)輸入慢的原因是載荷數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)格式多樣、人工輸入大量數(shù)據(jù)太慢、軟件不合適，進一步分析得到缺少數(shù)據(jù)預處理和缺少批量輸入數(shù)據(jù)的方法這兩個原因。

對于節(jié)點選取慢，是因為節(jié)點重復選取重復勞動、人工選擇大量節(jié)點太慢，進一步分析是因為容易出錯返工，未重復利用已選取的節(jié)點。

經(jīng)梳理，得到了5個末端因素，分別是：軟件不合適、缺少數(shù)據(jù)預處理、缺少批量輸入數(shù)據(jù)的方法、易出錯返工、未重復利用已選取的節(jié)點。

5要因確認

QC小組對5個末端因素進行了逐一分析和確認，得到了3個要因：缺少數(shù)據(jù)預處理、缺少批量輸入數(shù)據(jù)的方法、未重復利用已選取的節(jié)點。

6制定對策

針對3個要因，QC小組用5W1H方法制定了對策見表1。

7實施對策

對策1：實施數(shù)據(jù)預處理

措施A：統(tǒng)一數(shù)據(jù)單位。將供應商界面載荷中所有物理量的單位進行了統(tǒng)一。措施的目標達到。

對策2：編寫批量輸入數(shù)據(jù)的程序

OC小組通過研究Nastran軟件的輸入文件bdf的規(guī)律，編寫了MATLAB程序，實現(xiàn)了批量輸入數(shù)據(jù)的功能，使得載荷輸入時間減少了92%，對策的目標達到。

對策3：節(jié)點一次選取，重復利用

支架與主結構連接的坐標、支架與系統(tǒng)的連接點的坐標進行統(tǒng)一整理，以減少重復選取節(jié)點的重復勞動。

8效果檢查

隨著對策的實施，減重效率逐漸提高，支架減重耗時逐漸減少，平均每組支架減重耗時（分鐘）的變化圖見圖7和圖8，可以看出，平均每組支架減重耗時逐漸降低，從活動前的167分鐘，最后穩(wěn)定在41分鐘，使得支架減重耗時從4.43個月減少到了1.09個月。QC活動的目標達到。

有形效果：

1）飛機系統(tǒng)支架減重效率提升，保證了項目進度

2）節(jié)約了人力成本：（4.43月-1.09月）*1萬/人/月*10人*4輪=133.6萬元

無形效果：

團隊精神、質(zhì)量意識、QC方法等得到提升，具體見圖9。

9鞏固措施

1）規(guī)范文件：《系統(tǒng)支架批量有限元分析自動化流程》

2）統(tǒng)一格式：固定了載荷數(shù)據(jù)順序、單位；

3）EXCEL模板：固定了節(jié)點選取方式，確保可重復使用；

4）MATLAB程序：固定了數(shù)據(jù)批量處理方法

10結束語

通過QC活動，系統(tǒng)支架減重效率顯著提升75%，若此項目外協(xié)，需要數(shù)百萬元，現(xiàn)在完全靠我們自己基本完成，為公司節(jié)約了數(shù)百萬元，取得很好的經(jīng)濟效應。通過此次活動，小組成員對QC活動的流程更加熟悉，遇到其他問題時能參考Oc活動的流程和方法來解決。

QC小組活動是一種經(jīng)過國內(nèi)外大量實踐證明的群眾性的質(zhì)量改進活動。尤其是在航空業(yè)，將有著越來越廣泛的應用。

[責任編輯：王偉平]