AQS在波音飛機平尾肋零件上的應用

劉蓓蓓

（中國商飛上海飛機設計研究院，中國 上海200070）

AQS在波音飛機平尾肋零件上的應用

劉蓓蓓

（中國商飛上海飛機設計研究院，中國 上海200070）

AQS技術(shù)是先進質(zhì)量體系技術(shù)的簡稱，最早由波音公司提出，以解決日益突出的生產(chǎn)波動帶來的質(zhì)量問題。采用AQS技術(shù)對波音飛機平尾肋零件的外形數(shù)據(jù)測量點進行統(tǒng)計分析，查找波動原因，制定相應措施，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

AQS技術(shù)；關(guān)鍵特性；減少波動；控制圖

1 AQS基本介紹及其對應方法

AQS（Advance Quality System）先進質(zhì)量體系，即使用先進的質(zhì)量管理方法對產(chǎn)品質(zhì)量實施控制。而在飛機制造過程中，零件質(zhì)量特性的波動是生產(chǎn)成本居高不下的根本原因[1]。因此波音公司將“減少波動”的策略貫穿飛機制造過程的始終，并引入先進的質(zhì)量管理體系，與之相對應的具體方法就是關(guān)鍵特性及統(tǒng)計過程控制法，該方法是利用統(tǒng)計方法來分析產(chǎn)品關(guān)鍵特性的影響因素，不斷改進產(chǎn)品質(zhì)量，預防產(chǎn)品缺陷的發(fā)生，而不像傳統(tǒng)的質(zhì)量管理方法那樣注重處理已經(jīng)發(fā)生的產(chǎn)品缺陷。

2 控制關(guān)鍵特性的作

關(guān)鍵特性（Key Characteristics,KC）是材料，零部件或過程的特征。它們的變化對裝配、性能、服務壽命或可制造性影響最大。在AQS對關(guān)鍵特性的應用中，關(guān)注的重點是減少關(guān)鍵特性的波動。如果控制好關(guān)鍵特性將會產(chǎn)生如下效益：

2.1 在配合方面：大大提高產(chǎn)品裝配成功率，提高工作效率，降低偏差率，減少返工返修。

2.2 在性能方面：顯著改善產(chǎn)品性能，提高測試成功率。在波音公司的產(chǎn)品中，性能方面的關(guān)鍵特性數(shù)量最多，主要是對飛機氣動性能產(chǎn)生影響的關(guān)鍵特性。

2.3 在服務壽命方面：延長產(chǎn)品的壽命，從而降低航空公司的營運費用，有利于保證飛行安全[2]。

整個關(guān)鍵特性的實施過程是一個嚴格預防產(chǎn)品缺陷發(fā)生，是產(chǎn)品質(zhì)量在穩(wěn)定中不斷提高的過程。國際先進經(jīng)驗表明，預防產(chǎn)品發(fā)生缺陷所發(fā)費用比返修、修補產(chǎn)品缺陷要少一個數(shù)量級，比因質(zhì)量問題導致產(chǎn)品報廢而重新生產(chǎn)零件所花費用少更多，所以用統(tǒng)計方法分析控制關(guān)鍵特性有很大使用和推廣價值。

3 統(tǒng)計方法對關(guān)鍵特性應用的過程

應用統(tǒng)計過程控制法控制關(guān)鍵特性，一般遵循以下流程，如圖1所示[3]：

圖1 統(tǒng)計方法應用過程

3.1 確定需控制的關(guān)鍵特性

圖2 肋零件的關(guān)鍵特性

以波音公司轉(zhuǎn)包給國內(nèi)制造的某型號平尾前緣肋零件為例，如圖2，其關(guān)鍵特性有兩項，一項是面輪廓度，另一項是開口尺寸。其中，開口尺寸僅需通過游標卡尺即可測量，面輪廓度則需要借助檢驗模具輔助測量。如圖3，在零件上選取5個點，該5個點即為零件面輪廓度波動的測量點。故每個零件面輪廓度有5個數(shù)據(jù)，開口尺寸有1個數(shù)據(jù)。

圖3 測量點在肋零件上的位置

3.2 選用控制圖

控制圖的選用是AQS的重點，一般根據(jù)產(chǎn)品批量以及數(shù)據(jù)可量化等特點進行選擇。根據(jù)本文選定的案例，其中面輪廓度有5個數(shù)據(jù)，所以可以同時選取控制圖IX-IMr-R，即均值IX移動圖，均值移動極差值IMr移動圖以及極差值R移動圖。而開口尺寸只有1個數(shù)據(jù)，所以僅作移動極差值Mr移動圖?？刂茍D的基本形式如圖4所示，橫坐標是時間或樣本號，縱坐標是樣本質(zhì)量特性值。中心線一般用實線表示，記為CL（Control Limit），兩條控制界限線一般用虛線表示，在中心線上面的控制界限線為上控制線，記為UCL（Upper Control Limit）,在中心線下面的控制界限線為下控制線，記為（LCL）（Lower Control Limit）。

圖4 控制圖示例

3.3 制定抽樣方案并收集數(shù)據(jù)

3.3.1 抽樣方案

針對本案例中的零件，現(xiàn)實采取的方法是100%檢驗，并且每個同號零件測得的數(shù)據(jù)為一組樣本，以每24組樣本為集體作分析。

3.3.2 數(shù)據(jù)測量方法

首先，在檢驗模具上布置有5個基準點，將零件放入檢驗模具，在保證零件表面盡可能多的接觸模具測量點的前提下，用一個或多個0.05mm的塞尺，插入未接觸模具測量點的位置，得出間隙值，從而得出該零件的第一項關(guān)鍵特性——面輪廓度的波動值。接著，用游標卡尺測量開口尺寸，得到該零件的第二項關(guān)鍵特性——開口尺寸的值。

3.3.3 數(shù)據(jù)收集

數(shù)據(jù)測量是繪制控制圖的基礎，為得到準確數(shù)據(jù)，模具、量具應定期進行檢驗，廠房溫度應控制在適宜溫度，而測量人員需經(jīng)過嚴格培訓并通過測試，并且在填寫完測量數(shù)據(jù)后由質(zhì)保檢驗并蓋章，以此保證數(shù)據(jù)的準確性及真實可靠。

3.4 作分析控制圖并計算能力指數(shù)

將同一圖號的肋零件每24件的數(shù)據(jù)為一組，將測量數(shù)據(jù)輸入到EXCEL表格中，利用數(shù)理統(tǒng)計公式，在不同的圖上得到相應的各個點，再將圖上的點連接起來，就得到所需的IX-IMr-R圖及Mr圖。下面是繪制IX-IMr-R圖及Mr圖所需的各種指標以及能力指數(shù)Cpk值的計算方法。

3.4.1 繪制均值IX移動圖所需公式：

3.4.2 繪制均值移動極差值Mr移動圖所需公式：

3.4.3 繪制極差值R移動圖所需公式：

3.4.4 繪制移動極差值Mr移動圖所需公式：

3.4.5 能力指數(shù)Cpk值的計算公式：

3.5 過程非受控或能力不足夠

觀察不同的圖表中數(shù)據(jù)點是否落在上下限之間，若有異常點，且異常點較多，則需從“人、機、料、法、環(huán)”五方面查找原因，并制定措施。若出現(xiàn)偶發(fā)的異常點，則可剔除異常點，消除異常因素的影響。若過程能力不足，則需改進過程，提高過程能力。當然，整個的環(huán)節(jié)應保證為閉環(huán)。

3.6 過程受控并能力足夠

若觀察表格無異常點，并且能力足夠，則將分析用控制圖轉(zhuǎn)為控制用控制圖，同時，在后期的使用，可以根據(jù)實際情況對控制圖進行調(diào)整。在監(jiān)控階段如果發(fā)現(xiàn)過程失控，則必須尋找原因并盡快消除其影響。采用控制圖對過程進行監(jiān)控，可以充分體現(xiàn)AQS的預防控制作用。

4 結(jié)束語

運用AQS對波音平尾前緣肋零件的關(guān)鍵特性進行控制，并對企業(yè)生產(chǎn)過程的質(zhì)量狀況進行有效的分析，有利于質(zhì)量管理人員對零件的質(zhì)量狀況作出預測性的分析[4]。AQS在波音飛機上已被廣泛使用，并且可以顯著提高飛機制造的生產(chǎn)率和質(zhì)量。而今我國的民機制造業(yè)也開始逐步應用AQS，這是一項系統(tǒng)工程，需要全體領(lǐng)導和員工給予足夠重視和認識才能充分發(fā)揮作用。此外，AQS也可以在航天領(lǐng)域、機械制造業(yè)等其他行業(yè)發(fā)揮重要作用。

［1］劉志存，鄒冀華，范玉青．飛機制造中關(guān)鍵特性的定義與管理[J].計算機集成制造系統(tǒng)，2007（10）.

［2］劉志存，范玉青.飛機制造中新型質(zhì)量控制模式——關(guān)鍵特性統(tǒng)計過程控制[J].北京航空航天大學機械工程及自動化學院航空制造技術(shù),2007（11）.

［3］韓亞利.質(zhì)量統(tǒng)計過程控制技術(shù)SPC的應用及實現(xiàn)方法[J].空軍航空維修技術(shù)學院新技術(shù)新工藝,2009（5）.

［4］韓亞利.質(zhì)量統(tǒng)計過程控制SPC技術(shù)及其應用[J].空軍航空維修技術(shù)學院:長沙航空職業(yè)技術(shù)學院學報,2009（1）.

［責任編輯：田吉捷］

Application of AQS on horizontal tail rib parts of Boeing aircraft

AQS technology is short for advanced quality system，which is put forward by Boeing Co.to solve quality problem caused by increasingly prominent fluctuation of production.Contour data measuring points of horizontal tail rib parts of Boeing aircraft are analyzed by using AQS technology.The reasons of unstable product quality are determined.The corresponding measures are taken.The product quality is improved.

AQS technology;Key characteristics;Reduce fluctuations;Control Chart

劉蓓蓓，中國商飛上海飛機設計研究院，助理工程師。