通用质量特性在航空装备修理中的应用研究*

■ 杨见山 唐洪霞 任飞 王晓燕 胡杰 吴建军/ 石家庄海山实业发展总公司 凌云科技集团有限责任公司 江苏金陵机械制造总厂 襄阳航泰动力机器厂

质量特性可分为专用质量特性和通用质量特性，专用质量特性主要反映不同装备类别和自身特点的个性特征，通用质量特性是指不同武器装备均具有的共同特征[1]，如可靠性、维修性、保障性、测试性、安全性和环境适应性等（以下称“六性”）。随着航空装备科技含量的提升和作战任务需求的加大，数字融合、精密加工、余度技术等获得广泛应用，航空装备的通用质量特性地位变得尤为突出。在GJB 9001C—2017《质量管理体系要求》中，主要有6 处提及“通用质量特性”，并对保障、交付提出要求。航空装备修理行业如何正确理解、运用“六性”是一个重要课题。本文结合各类标准，对于航空装备的研制、使用和修理进行综合分析，从标准理解、修理行业贯彻与管理推进等环节进行解读，也可被其他行业借鉴。

1 国军标主要涉及内容

1.1 GJB 9001C—2017《质量管理体系要求》涉及相关内容

在“引言”第0.5 条“本标准装备特殊要求的考虑”中，明确“质量管理体系特殊要求突出装备的可靠性、维修性、保障性、测试性、安全性和环境适应性等通用质量特性要求”[2]。

在“组织环境”第4.4.1 条中，“组织应确定质量管理体系所需的过程及其在整个组织中的应用，且应：j）根据产品的特点，建立并实施可靠性、维修性、保障性、测试性、安全性和环境适应性等通用质量特性工作过程”[2]。

在“运行”第8.1 条运行的策划和控制中，“g）按照GJB 450，GJB 368，GJB 3872，GJB 2547，GJB 900，GJB 4239以及GJB 1909等标准的要求，确定通用质量特性定性、定量要求及工作项目要求，制定通用质量特性工作计划；结合系统设计，综合权衡、分解通用质量特性定性定量要求，开展通用质量特性分析、设计、验证，提出并落实预防和改进措施”“注：通用质量特性工作计划、软件质量保证计划、产品标准化大纲、技术状态管理计划、风险管理计划，可单独编制也可包含在质量计划中”[2]。

在“运行”第8.3.2 条设计和开发策划中，“p）运用产品优化设计，以及通用质量特性设计、人因工程设计等专业工程技术进行产品设计和开发”“组织应确定产品和服务的设计准则，包括通用质量特性的相关要求”[2]。

在“运行”第8.3.4 条设计和开发控制中，“h）开展通用质量特性和计算机软件的评审、验证和确认活动”[2]。

在“运行”第8.3.5 条设计和开发输出中，“h）包括通用质量特性设计报告”[2]。

其他描述：在第8.2.1 条顾客沟通中，“f）产品使用、维修和保障的需求”；在第8.3.2 的设计和开发策划中，“s）确定并提出产品交付时需要配置的保障资源”；在第8.5.5 条交付后的活动中，“f）对交付后活动采取以下控制措施：1）按规定完成产品使用和维修的技术培训；2）确保与产品使用和维护相关的技术文件得到控制和更新”；在第8.6 条产品和服务的放行中，“交付的产品和服务应经顾客验收合格。组织应按规定要求提供有效技术文件、配套备附件、测量设备和其他保障资源”[2]。

如图1 所示，《质量体系管理要求》主要对组织要求建立“六性”工作环境或机构，运行“六性”管理；通过前期策划确定相应要求和工作计划，组织运行“六性”设计、分析，并在过程中开展评审、验证、确认，通过过程监控，指导提升“六性”执行效果，最后输出相关“六性”设计报告；在其他章节主要对测量设备、技术文件、维修培训、配套附件等提出保障配套要求，也是装备保障性的重要体现。

图1 GJB 9001C—2017关于通用质量特性总体要求框架

1.2 其他相关国军标

其他涉及国军标的有GJB 450A—2004 装备可靠性工作通用要求、GJB 368B—2009 装备维修性工作通用要求、GJB 3872—1999 装备综合保障通用要求、GJB 2547A—2012 装备测试性工作通用要求、GJB 900A—2012 装备安全性工作通用要求、GJB 4239—2001 装备环境工程通用要求、GJB 1909A—2009 装备可靠性维修性保障性要求论证、GJB 1371—1992 装备保障性分析、GJB 451A—2005 可靠性维修性保障性术语、GJB 1405A—2006 装备质量管理术语等。上述10 项标准对装备“六性”进行了详细分析，编制了指导说明，指导装备研制和修理，在分析使用时应认真研读、判断、裁剪。通过对10 项国军标的研究，有利于更好理解装备通用质量特性，对航空修理行业研究“六性”具有重要作用。

2 通用质量特性在装备研制与装备修理中的差异性

通用质量特性是装备的固有属性，由论证提出、设计赋予、生产实现、管理保证并在测试和使用保障中体现出来[3]。《质量管理体系要求》中装备通用质量特性最初针对的是装备的研制阶段，装备通用质量特性分析也更加适用于装备的研制生产。航空装备修理是对研制装备后的继承，“六性”表面上属于固有属性，但装备修理的从业者对通用质量特性裁剪、量取、运用等相关要求存在着不同的理解和误区。

装备修理行业应从管理控制和特性识别两个维度进行差异性分析、针对性策划。航空装备研制是一项系统工程，尤其是主装备，在研制之初已经成立一个专门机构或系统进行统筹、协调，实施相关计算、分析、验证，有专项计划、评审，对转承制和供方等均需严格控制；这些在装备修理时可以简化、合并甚至取消。在具体特性控制上，研制和修理也存在较大差异，如电路板研制时，需考虑余度、器件选型、热电路、电容分布、接地、屏蔽、防腐等，且需要通过一系列的筛选、应力考核、高低温、振动试验等进行论证，保证其具有足够的寿命和可靠性；在航空修理作业中，由于相关工作已经成型，修理时可以剔除无关项目，根据使用磨损、消耗、寿命状态等识别控制研制中相关通用质量特性，关注航空装备测试、使用、保障过程中的相关问题，分析论证偏离、让步、代料等对通用质量特性的影响。

航空装备修理行业不仅关注研发、使用中的“六性”，更需要结合航空装备修理的特点，重新识别“六性”，保障航空装备的“六性”得到恢复与提高，确保装备稳定、可靠的状态和较高的技战能力。

3 识别装备修理中“六性”涉及内容

3.1 安全性识别

安全性是指装备（产品）所具有的不会导致人员伤亡、系统损坏、重大财产损失或不危及人员健康和环境的能力[3]。装备修理时安全性识别主要考虑是否改变或调整机械安全、健康安全性、电气安全、过热保护、运行安全、材料安全等。主要涉及：电路的漏电、断路、短路、过流、欠压、保险、良好接地等电气安全因素，电连接防差错（如型号、安装方向、左右件等），标牌方向（如左右标识、流向进出标识等），标记标识（如油量传感器内部A、B、C 接线标识与飞机装配1、2、3 号线接线标识等），机械防伤圆倒角等机械安全因素；大功率件散热保护（如安装位置选择、靠金属壳体安装、导热脂、散热风扇等），高温防护保护（如预留间隙、加装隔热棉等），屏幕测温与超温防护等过热保护，材料安全性选择与代用，出现异常后紧急处理功能的改变。装备修理过程中经常出现印制电路覆铜线与金属壳体间没有绝缘搭地、左右件串装、流向反装、散热脂漏涂覆等，这些情况在修理中识别不到位均会导致装备的安全性降低。

3.2 环境适应性识别

环境适应性是指装备（产品）在其寿命周期预计可能遇到的各种环境作用下能实现其所有预定功能和性能和（或）不被破坏的能力[3]。装备修理时环境适应性识别主要考虑是否改变或调整振动与防冲击防护设计措施、防潮设计措施、防盐雾防腐蚀设计措施、防霉设计措施、耐热设计措施等，主要涉及发热源的布局（如距离仪表玻璃较近引起起雾等），通风间隙与冷却，器件的安装（如安装高度高易断脱、振动时导电体间距小的器件易短路等），器件焊接，隔减振器（如弹簧、橡胶、缓冲面积等），防潮灌注、密封，非金属材料、浸渍涂覆、锡镣镀层、等电位、避光设置、防雾玻璃，干燥剂、皮革、棉花、羊毛的选材等。例如，沿海装备使用密封电位计或修理时灌注硅橡胶，防雾及透光玻璃安装方向，装备干燥剂识别与更换，防腐层等电位处理，更换电子器件高度对抗振影响等，这些均是装备修理过程中应重点关注的环节，该类问题识别不到位均会影响装备质量，应防止未识别、未管控因素导致的装备环境适应性降低。

3.3 可靠性识别

可靠性是指装备（产品）在规定的条件下和规定时间内，完成规定功能的能力[3]。装备修理时的可靠性识别主要考虑是否改变或调整简化设计、软件可靠性设计、余度设计、环境防护设计、降额设计、成熟设计、热设计以及元器件控制优选、电磁兼容设计等，主要涉及多余度功能检测与保持，方向、支架、紧固、间距、沙尘、密封防护等，高温、低气压、振动环境防护控制，兼容性健壮性软件的保持恢复，线束的绑扎、保险使用、器件安装成熟方法使用，器件的筛选、老炼与磨合，布线、接地、屏蔽等。例如，装备修理中识别增减电容对信号影响，电机与齿轮磨合影响（如油量表极限位置打滑空转、组合陀螺齿轮磨损掉屑等），高空气压变化影响（如高空低气压影响滑油压力传感器误差等），软件版本影响，器件使用国军标及七专，接地抗干扰对通信影响，腐蚀液气泄漏区防护，锁紧间隙对装备影响（如小规格锁针导致座椅自动开锁器异常开锁等），线束捆扎与摩擦影响，飞行过程产生碰撞或短路影响等。装备修理中均需根据实际情况识别相关影响、制定措施，以保持、提升装备的可靠性裕度。

3.4 维修性识别

维修性是指装备（产品）在规定的条件下和规定时间内，按规定的程序和方法进行维修时，保持或恢复到规定状态的能力[3]。装备修理时的维修性识别主要考虑是否改变或调整可达性、互换性、设备布局、防差错与识别标志、人素工程、安全要求、口盖设计、测试等。主要涉及装配调整的难易、安装拆卸时间（如涂覆环氧树脂与硅橡胶的重复分解等），使用合理容差，左右件布局，预防人为差错标识、方向、图案、颜色，排故后恢复（如内外接线、导管布局规范化等），耐高温、高压、毒性等修理影响，测试的兼容性、通用性等。例如，修理工序顺序，布局分工交叉作业，零件容差优化与选择，易损部位、空间狭窄部位、高温部位施工等，均会对维修性产生影响。装备修理需识别相关环节，优化修理工序，提升工作效率，提升维修质量，减少后续非必要施工。

3.5 测试性识别

测试性是指装备（产品）能及时并准确地确定其状态（可工作、不可工作或性能下降），并隔离其内部故障的能力[3]。装备修理时的测试性识别主要考虑是否改变或调整BIT 设计、虚警设计额定值、测试点、测试容差、测试可控性、测试观测性等。主要涉及BIT 功能、告警门限值的优化、测试点与装备系统需求的适应性、外场测试项目的内场控制性、内外场测试容差的统一性等，均需要在修理中根据不同需求进行过程监控，减少、避免返工。例如，修理时最优控制计算机“0 ～10V”告警门限，结合外场需求检查停机、收轮、正常刹车检测点，内场修理时增加外场电动机构反转控制项目，创造内外场测试条件使双方误差测试统一协调在5°内，将加速表电缆分离改善测试性等。装备修理应在预留测试性的基础上进行可靠性测试研究，以达到装备修理的全面性、统一性、可达性和观测性。

3.6 保障性识别

保障性是指装备（产品）的设计特性和计划的保障资源满足平时战备和战时使用要求的能力[3]。装备修理时保障性识别主要考虑是否改变或调整保障性设计。保障性和可靠性、维修性、运输性相关，如便于拆卸安装（调整刹车控制盒安装支架螺钉走向等）、模块化设计（控制盒15V 电源模块化代用等）、防差错设计、填充加挂资源需求、维护位置及环境等，装备修理主要涉及训练保障、储运、器材备件、技术资料、改装配套资源保障等，通过人机资源最优配置，采取保障性措施纠正设计和工艺缺陷。例如，关键周转件储备、易损件储备、保障设备配备、不同状态器材储备，装备及部附件的贮存与运输（工装、温湿度、无氧、防污染、防静电等），相关协助配套设备、备件的配送，研制单位联合保障等。停产后的物资器材、检测工装设备保障也是修理分析改善的重点。

4 识别装备修理对“六性”影响

在一定程度上，航空装备的通用质量特性是设计出来的，但是装备经过使用后的损耗、故障以及修理等环节会影响装备的通用质量特性，装备承修单位应根据装备修理技术要求，收集装备制造和使用期间产生的故障和处理情况，综合考虑产品的特点、复杂程度、使用条件等，重新识别、确定、保持产品的可靠性、维修性、保障性、测试性、安全性和环境适用性等要求[4]，分析论证修理过程对装备可靠性、安全性等通用质量特性可能产生的影响，提出修理中保持和恢复装备固有可靠性和安全性的措施要求，同时还应考虑器材代用、偏离、让步等技术状态变化对通用质量特性的影响。

修理单位应根据具体装备、系统、部附件的特点和使用情况，开展修理过程中“六性”影响分析，可借用FMECA 故障模式影响及危害性分析、FTA 故障树分析等手段，基于风险影响采取规避措施，明确目标和分工，切实保障修理装备有足够的剩余可靠性、安全性裕度。

5 “六性”分析管理与推进

5.1 规范“六性”分析与管理

组织单位需积极搭建、推进“六性”平台建设（数字化生产与维修性建设、计划与报告标准化），开展宣传指导，建立并实施“六性”工作过程，通过策划分类、分工，从整机装备到系统、从系统到成品，制定工作计划，确定工作项目、节点，明确相关要求，梳理流程与输入、编制范文，全方位、多维度综合性实施。通过运行“六性”设计，确定“六性”相关要求，并组织相关人员进行评审、验证，确保“六性”分析及相关措施得到针对性落实，最后形成“六性”设计报告。

5.2 加大管控力度，确保“六性”进度和质量

通过项目梳理、“六性”逐一甄别，有助于技术人员、专业骨干较为清晰、准确地认识主装备、系统、产品。“六性”分析是一项枯燥、宽泛的工作，为了防止工作不深入、分析浮于表面，针对项目情况需要积极制定控制措施，从分析问题深度和维度两个方向着手，严格控制过程与验收，确保项目按计划实施并达到预定效果。装备修理单位需要建立、完善“六性”规章制度，在修理策划环节率先贯彻落实，健全修理装备“六性”评价与监督机制，开展数据管理平台开发与利用，规范标准输出等管理模式变革，提升“六性”分析研究效率，促进通用质量特性有效落地。