六西格瑪管理在航空發(fā)動機質量控制中的應用

趙立寧 陳養(yǎng)兵 王 歡

（中國航發(fā)沈陽黎明航空發(fā)動機有限責任公司，遼寧 沈陽 110043）

0 前言

六西格瑪管理工具是20世紀80年代由摩托羅拉公司所發(fā)起應用的一種質量管理與改進方法，通過長期的發(fā)展與完善，六西格瑪管理工具已經(jīng)在多個行業(yè)的生產(chǎn)管理中得到了較為廣泛的應用并取得了良好的應用效果。六西格瑪管理工具是一種極為靈活的綜合性管理方法，其通過對生產(chǎn)流程中所出現(xiàn)的問題進行數(shù)據(jù)建模分析并采取對生產(chǎn)過程進行持續(xù)改進的方式來提高生產(chǎn)過程中的質量、降低生產(chǎn)成本。

1 六西格瑪管理工具的特點

六西格瑪管理方法是一種建立在以往管理理念基礎上的一種實踐活動，其屬于一種靈活的綜合性系統(tǒng)管理方法，六西格瑪管理方法應用過程中通過對生產(chǎn)中的各項數(shù)據(jù)進行記錄、分析，并在統(tǒng)計數(shù)據(jù)的基礎上持續(xù)對生產(chǎn)流程進行管理優(yōu)化，實現(xiàn)對于產(chǎn)品生產(chǎn)的最優(yōu)化管理。六西格瑪管理方法主要分為DMAIC方法和DFSS方法兩大形式，DMAIC方法是對現(xiàn)有流程進行持續(xù)改進的一種管理方法，而DFSS方法則是對新產(chǎn)品、新流程進行改進設計的一種方法。在DMAIC方法的應用中主要分為定義、測量、分析、改進和控制五大關鍵階段。在定義階段，需要確定生產(chǎn)過程中需要改進的環(huán)節(jié)或是過程。在測量階段，在對生產(chǎn)過程中現(xiàn)有生產(chǎn)質量數(shù)據(jù)進行測量分析進而確定過程基線希望達到的目標，并對測量系統(tǒng)的有效性做出相應的評價。在分析階段，對航空發(fā)動機生產(chǎn)過程中的各項數(shù)據(jù)進行分析并確定生產(chǎn)過程中的關鍵性影響因素。改進階段，尋求優(yōu)化和改進措施降低生產(chǎn)過程的缺陷或是波動。控制階段，對改進后的生產(chǎn)流程進行程序化控制并采取積極有效的措施與檢測方法來保持過程改進成果。

2 六西格瑪管理工具在航空發(fā)動機生產(chǎn)質量管理中的應用

六西格瑪管理工具在生產(chǎn)管理中有著良好的應用，下文將以某實例就六西格瑪管理工具在航空發(fā)動機生產(chǎn)制造中的質量管理進行分析介紹，從六西格瑪管理工具的定義、測量、分析、改進、控制五大階段入手就如何做好六西格瑪管理工具在航空發(fā)動機生產(chǎn)質量管理中的應用進行分析介紹。

2.1 六西格瑪管理工具的定義階段

航空發(fā)動機零部件生產(chǎn)階段在某一工段遭遇一個問題：在對某內徑為φ48+0.018mm孔進行加工時，在完成了前期粗加工后將使用內圓磨進行最后工序的加工。在實際的加工中，除了需要控制好內孔的加工直徑外還需要保證所加工內孔與基準A之間的跳動控制在0.02mm以內，通過對所加工出來的內孔進行測量后發(fā)現(xiàn)，有近4成的零部件無法滿足要求，且大多數(shù)是由于內孔與基準之間的跳動超差所致，大部分零件的內孔滿足相關精度要求，為提高航空發(fā)動機的加工質量需要就跳動超差問題進行分析，使用六西格瑪管理工具來做好原因分析與改進控制，提高加工質量。

2.2 六西格瑪管理工具的測量階段

六西格瑪管理方法的應用是建立在大量的數(shù)據(jù)測量、分析的基礎上。六西格瑪管理工具應用時，通過對內孔加工后的內孔相對于基準A的實際跳動值與各影響因素進行記錄分析，要了解現(xiàn)在過程能力、控制狀況、運用Minitab軟件繪制出圖形后結合圖形就參數(shù)進行定型和定量的分析。在這一階段為確保測量數(shù)據(jù)的準確性需要就各測量結果進行反復測量。

2.3 六西格瑪管理工具的分析階段

在這一階段其主要目的是在大量數(shù)據(jù)的基礎上找出影響航空發(fā)動機零部件加工質量的影響因素。在應用六西格瑪管理工具時，通過找出具有與輸出相關的輸入并就兩者之間的相互關系進行分析，并借助于假設檢驗、回歸分析用以驗證輸入與輸出之間關系的存在以及兩者之間關系的大小，通過找出影響輸出的少數(shù)關鍵輸入，從而為航空發(fā)動機生產(chǎn)質量的提升提供改進的方向。借助于因果圖來對相關影響因素進行分析，通過對生產(chǎn)過程進行分析可以初步確定4個主要的影響因素：磨削參數(shù)、定位基準面、夾具以及磨床自身精度。在確定影響因素方向的基礎上，需要對其進行驗證，通過修改機床加工作業(yè)時的磨削參數(shù)、修正定位基準面、更換夾具或是裝夾方式以及對機床精度進行檢測等的方式來記錄在不同加工狀態(tài)下所生產(chǎn)的零部件的相關精度數(shù)據(jù)，為后期分析做好準備。

2.4 六西格瑪管理工具中的改進

六西格瑪管理方法強調數(shù)據(jù)，即各種結果都需要以數(shù)據(jù)為依托進行證實，并以此為基礎來設計改進方案。對影響因素建立起定性分析，利用盒線圖查看輸入與輸出之間關系的存在性，并進行相應的定性分析。借助于Minitab軟件所輸出的圖形可以發(fā)現(xiàn)夾具定位結構對加工特性值分布有著較大的影響，基準面調整也會對工件的加工特性值造成較為明顯的分布差異，此外，磨削參數(shù)以及機床定位精度也顯示出較為明顯的差異。因此，上述4個影響因素都會對工件的加工質量產(chǎn)生影響。對于各因素的定量分析則可以借助于One-Way-ANOVA這一工具，通過對P值的判定，確定上述影響因素中何種因素的占比較大，通過分析后發(fā)現(xiàn)，夾具因素所造成的P＜0.05，這意味著不同的夾具對工件加工后的跳動值都會產(chǎn)生影響，可以判定出夾具為主要影響因素。在改進方案中，應當結合數(shù)控設備的特點固化磨削參數(shù)，消除人為因素對其所造成的影響，通過對不同磨削用量的組合分析對比確定最優(yōu)化的磨削參數(shù)。在基準面的選取上，最大限度地確保定位基準面的平面度，減小變形對定位基準的影響。持續(xù)改進加工工裝，合理選取適宜的裝夾方法與裝夾量，確保裝夾效果，將裝夾定位更改為3點定位，利用固定壓板壓緊的整體壓緊方式均衡施加于工件上的壓緊力，用以減少壓緊力過大所帶來的變形量，提高加工質量。

2.5 六西格瑪管理工具中的控制

在使用六西格瑪管理工具完成了對航空發(fā)動機零部件加工質量的改進后需要做好后期的質量控制，用以確保零部件加工質量的穩(wěn)定性。根據(jù)六西格瑪管理工具的控制結果修改零部件加工相關作業(yè)文件，建立起SPC重點控制，控制加工質量。

結語

六西格瑪管理中的DMAIC方法其主要是借助于相關數(shù)據(jù)對加工流程中的各影響因素進行分析找出影響加工質量的關鍵性因素，并尋求對關鍵因素的最佳改進和控制方案，從而實現(xiàn)對于生產(chǎn)質量的控制。六西格瑪管理方法是系統(tǒng)性、結構化的解決方法，本文在分析六西格瑪管理方法特點的基礎上對六西格瑪管理工具的應用流程及應用方法進行了分析介紹。