航空产品制造质量波动管理的研究

刘国君

【摘 要】本文对航空产品的关键特性波动管理的起源进行了研究，通过对关键特性概念、理论基础的分析，结合国际标准，阐述了关键特性波动管理的实施途径和特点，论证了关键特性波动管理的有效性。

【关键词】关键特性；波动管理；统计控制

1 波动管理起源与综述

基于航空航天产品在恶劣工作环境下执行工作任务所要求的高可靠性，就要求自身产品具有高度的质量稳定性，通过多年的工业管理实践，国际航空航天质量集团（IAQG），发布了标准AS9103《关键特性波动管理》，在标准中详尽的规定了关键特性波动管理要求。从企业自身的角度来分析，通过有效的关键特性波动管理，可以降低浪费，提高经济效益。

多年来，经过多位质量大师和专家的研究推广，统计控制在企业得到了广泛的应用，在不同行业，结合自身的特点产生了各种系统管理方法，包括统计技术、6西格玛、8D、也包括对于航天、航空这样集成度高的系统产品行业的关键特性波动控制，这些方法都是基于不同制造领域产品特点形成的，其实质的理论基础都是统计技术。本文对航空制造领域实践性更强的关键特性波动管理进行了研究。

2 关键特性波动管理的相关概念

AS9100《航空质量管理体系要求》中的关键特性定义为：其波动对产品的装配、性能、使用寿命或可制造性产生重大影响的材料、过程或零件的特性。[1]

一个组件、分组件、部件、或零件的每一个特征都有波动，然而，仅仅这些特征（产品的关键特性）中的一小部分就有可以很大程度影响最终产品的装配、性能、使用寿命的波动。这些特性非常有害并且导致损失，波音公司认为：关键特性的波动导致了巨大的损失，如果关键特性选择的恰当，控制和降低关键特性的波动，产品将有很高的质量，损失会降低，顾客会更加满意。[2]

3 关键特性波动控制理论的理论基础

3.1 帕累托法则是关键特性的理论基础

帕累托法则，也称为80/20法则，它指的是80%的结果来自于20%的原因的很多现象。质量大师朱兰通过研究和分析，帕累托法则在发现产品质量范畴也是适用的，在产品质量发生问题时，问题数量和原因一般不存在排他性一一对应关系，而是反映了帕累托法则，即少数几个原因导致了大多数的恶劣后果。

3.2 波动管理的理论基础是统计过程控制技术

在现代工业制造历史过程中，经研究发现，很难批量的生产出完完全全一樣的产品，即使产品制造设备再精良也无济于事，而这是质量的一种固有特性-质量波动性。美国科学家休哈特进过研究发现这种质量波动性变现出统计的规律性，即在观察个体的质量特性时，往往带有随机性，没有规律性，但如果把同一特性大量个体放在一起，大量个体的随机现象就经过数学工具，如控制图的描述就表现出了出整体性的规律，也就是统计规律。[3]因此我们可以通过控制图来说明整个过程是否处于正常的波动状态还是异常的波动状态，进而通过这种途径，我们可以遵循其规律监测制造系统的稳定性并提前预警，实施改进以确保产品质量。

3.3 关键特性波动管理理论基础

帕累托法则和统计过程控制理论是关键特性波动管理理论的核心，帕累托法则和统计过程控制理论都是成熟的通过了科学验证的理论，通过对这两种理论的整合，形成了关键特性波动管理理论。

4 关键特性波动管理的特点和实施途径

4.1 关键特性有以下几个特点：

（1）关键特性应该，也希望是少量的。在一个产品或过程中关键特性的数量不应该超过5个。

（2）关键特性是那些制造的波动会成本过高或有害的特征。

（3）关键特性应该拥有陡峭的与波动有关的损失函数，通过改进可明显地减少成本。

（4）重复进行的工作。

（5）过程具体且明确，范围适当。

（6）关键特性有适当的测量方法，不能简单定性的如：好、坏，来评估关键特性。

（7）对顾客满意影响较大的特性或过程。

（8）影响安全的特性或过程。

4.2 关键特性的波动管理的实施路径

关键特性的波动管理按照AS9103《关键特性波动管理》的规定，从宏观来说包含关键特性的识别、关键特性的监控、关键特性过程改进3个阶段，同时又可以分为关键特性识别、关键特性控制文件制定、数据测量和绘制控制图、测量系统分析、寻找波动源、波动源的改进、过程重新监控7个步骤。[4]同时整个过程又被设计成循环往复的结构，这体现对关键特性持续改进关注的观点，持续改进是关键特性波动管理的灵魂，只有对关键特性的波动持续改进，力求关键特性的统计稳定性，就可以有效的提高产品质量，增加顾客的满意度。

在整个流程中也存在着不同部门的配合，往往需要构建围绕关键特性波动管理的松散型结合的机构，波音公司的经验是构建职能小组，包括设计、工艺、工装、质量、制造等等部门一线人员组成的小组来完成这项任务。

同时，有效利用各种波动管理平台系统，提高波动管理大数据的处理，快速找到改进方向。产品关键特性波动管理的软件平台系统经过发展，一般来说可以在以下几方面对企业开展产品关键特性的波动管理提供了支持。一是持续的在线监控，这有利于快速发现关键特性的波动情况。二是可以实现分布式的数据采集功能而统一的数据管理分析方式，便于数据的采集、整理、分析。三是优化了基于波动控制理论的管理过程，用户可以方便的实施关键特性波动管理。四是质量工具应用方便，用户可以直接得出数据分析的结果，减轻用户在数据分析的过程和复杂的运算过程所投入的精力。[5]

4.3 采取关键特性波动管理的时机

实施关键特性波动管理需要有动力和目标，对于实施关键特性波动管理的驱动力有以下5个方面：

（1）顾客要求在产品上降低波动

（2）产品（过程、零件）有问题

（3）需要或渴望改善过程

（4）需要或渴望改进产品质量

（5）新设计的产品

如果有条件的话，应当在设计阶段就确定关键特性， 将产品的功能根据工程经验由各部门组成的小组选择关键特性，设计人员首先确定产品结构， 工艺人员再确定结构的工艺性，选取合适的工艺方案，在此过程中结合以往经验以及历史数据选定关键特性，并制定控制计划，在项目制造过程中就可以有效的实施关键特性波动管理，同时如果在项目实施后发现所选用的关键特性波动较小，而在制造过程中又出现新的特性波动较大，也可以对原有特性进行调整。如果现有产品在设计制造之初没有采用关键特性波动控制方式，也完全可以参照这种方式进行关键特性选取，并进行统计过程控制改进。[6]

5 结束语

本文介绍了关键特性的定义，阐述了关键特性的本质，总结了产品的关键特性波动控制的方法和特点。近年来，由于智能化、大数据的不断发展，由智能控制的设备已经成为发展的必由之路，有效的解决了长期困扰人们的大量人为波动问题，质量的稳定性大为提高。企业要想长盛不衰，提高产品质量，增加用户的满意度，就必须将企业的注意力集中到产品的关键特性上来，采取倾斜性措施，确保资源在关键特性上的供应，利用科学的方法挑选关键特性和监控、改进关键特性，进而以重点带全面，取得企业经营的整体进步。

【参考文献】

[1]波音公司，D1-9000，先进质量体系[S].中国航空综合技术研究所译，航空工业总公司301研究所内部资料，1996.

[2]于献忠主编，2004年质量专业综合知识[M].中国人事出版社，2004.

[3]SAE，AS9103，Variation Management of Key Characteristics[S].2001.

[责任编辑：朱丽娜]