渦軸16 發(fā)動機(jī)注重過程的質(zhì)量控制

■ 黃紅艷 盛莉 蔡明 /中國航發(fā)東安

在渦軸16發(fā)動機(jī)的11年研制歷程中，中國航發(fā)東安將質(zhì)量管理融入項目研制全過程，尤其重視民機(jī)質(zhì)量體系的建立、注重精細(xì)化過程控制和程序化流程管理，為其適航取證奠定了堅實的基礎(chǔ)，也為后續(xù)國際合作項目提供了寶貴經(jīng)驗。

隨著航空產(chǎn)業(yè)和技術(shù)的發(fā)展，航空發(fā)動機(jī)用戶對產(chǎn)品的質(zhì)量要求從注重產(chǎn)品的一般性能發(fā)展為更加注重產(chǎn)品的耐久性、可靠性、安全性、維修性和經(jīng)濟(jì)性等，這也對航空發(fā)動機(jī)研制的質(zhì)量管理提出了更高的要求。作為我國航空發(fā)動機(jī)領(lǐng)域中外合作的典范，在渦軸16（WZ16）發(fā)動機(jī)研制的全過程，中國航發(fā)東安借鑒吸收國際先進(jìn)經(jīng)驗，結(jié)合自身企業(yè)特點，運用系統(tǒng)思維和以人為本的理念，嚴(yán)把各個流程的質(zhì)量關(guān)，總結(jié)出一套行之有效的質(zhì)量管理方法。

建立民機(jī)質(zhì)量管理體系

質(zhì)量管理體系是組織內(nèi)部建立的，為實現(xiàn)質(zhì)量目標(biāo)所必需的、系統(tǒng)的質(zhì)量管理模式。為了使制造過程規(guī)范、有效、順利地實施和改進(jìn)，建立運行有效的質(zhì)量管理體系是至關(guān)重要的。WZ16項目的成功與運行優(yōu)良的質(zhì)量管理體系是分不開的。

項目初期，為更好地適應(yīng)民機(jī)質(zhì)量管理的需要，按照中國民航適航規(guī)章和民用航空產(chǎn)品質(zhì)量管理體系的綱領(lǐng)性文件《民用航空產(chǎn)品質(zhì)量手冊》的要求，結(jié)合由中國航發(fā)東安、動研所及賽峰直升機(jī)發(fā)動機(jī)公司三方簽署的質(zhì)量管理計劃(QMP)及研制生產(chǎn)實際，公司質(zhì)量部門編制了《WZ16發(fā)動機(jī)質(zhì)量計劃》，規(guī)定了研制過程中的質(zhì)量保證要求和質(zhì)量控制內(nèi)容。

以《民用航空產(chǎn)品質(zhì)量手冊》和《WZ16發(fā)動機(jī)質(zhì)量計劃》為基礎(chǔ)，針對WZ16民用產(chǎn)品專有程序要求，編制專用程序文件，結(jié)合公司原有程序文件，從上至下，形成一套完善的WZ16項目的質(zhì)量管理體系。在程序文件的指導(dǎo)下，質(zhì)量部門編制了相關(guān)的作業(yè)文件和操作規(guī)范，用于指導(dǎo)現(xiàn)場操作。

按照適航規(guī)章和《WZ16發(fā)動機(jī)合格審定符合性驗證計劃》的要求，中國民航WZ16發(fā)動機(jī)審查組對公司的質(zhì)量保證體系進(jìn)行了審查，并對WZ16發(fā)動機(jī)制造符合性和試驗驗證過程進(jìn)行現(xiàn)場審查。審查結(jié)論證明了WZ16發(fā)動機(jī)研制過程中質(zhì)量管理體系的有效性。

嚴(yán)格控制外購件和原材料的質(zhì)量

供應(yīng)商的選擇與管理

供應(yīng)商的選擇與管理對航空發(fā)動機(jī)質(zhì)量穩(wěn)定是非常重要的。WZ16發(fā)動機(jī)外購件和原材料共涉及33個供應(yīng)商，除生產(chǎn)燃油泵的中國航空工業(yè)北京長空機(jī)械有限公司為國內(nèi)供應(yīng)商外，其余均為國外供應(yīng)商。按照新供應(yīng)商和合格供應(yīng)商選擇、審查與考核程序，公司供應(yīng)商管理部門編制并持續(xù)更新合格供應(yīng)商名錄，作為外購件和原材料采購和入廠復(fù)驗的依據(jù)。

明確要求與定期走訪

公司和動研所與所有供應(yīng)商簽訂了采購合同及技術(shù)協(xié)議，明確了采購件研制的技術(shù)指標(biāo)和質(zhì)量要求。按照技術(shù)協(xié)議要求，對供應(yīng)商進(jìn)行走訪及現(xiàn)場驗收，確保重要外購件交付質(zhì)量。

入廠驗收

公司質(zhì)量部門編制外購成附件入廠驗收檢驗技術(shù)文件，工藝技術(shù)部編制原材料入廠驗收檢驗技術(shù)文件，明確入廠驗收具體要求。依據(jù)公司外購器材的驗證程序，質(zhì)量部門按照技術(shù)文件對外購成附件和原材料進(jìn)行各項目入廠復(fù)驗，對產(chǎn)品“驗明正身”，確保產(chǎn)品符合技術(shù)文件要求。

建立精細(xì)化過程管理方法

在WZ16項目研制過程中，為了細(xì)化過程操作、規(guī)范過程管理、保證產(chǎn)品質(zhì)量，公司采取了一系列舉措，建立了精細(xì)化過程管理方法。

一是細(xì)化工藝規(guī)程，加入詳細(xì)的操作步驟和加工參數(shù)，提高工藝現(xiàn)場指導(dǎo)性和可操作性，有利于保證產(chǎn)品質(zhì)量。

二是提前識別重要過程，編制圖文并茂、指導(dǎo)性強的工藝規(guī)范、檢驗規(guī)范，便于操作者理解和遵守，保證操作一致性。

三是關(guān)鍵過程和特殊過程固化了工序參數(shù)和工藝流程，首件鑒定批準(zhǔn)后不允許隨意調(diào)整設(shè)備、程序或工裝等可能影響產(chǎn)品質(zhì)量的各種環(huán)節(jié)。

四是進(jìn)行過程能力（CPK）分析、過程失效模式及影響分析（FPMEA）、刀具壽命統(tǒng)計分析等，確定過程保證能力、提高過程控制能力。

五是注重過程中的零件防護(hù)，嚴(yán)格控制產(chǎn)品清潔度，清洗后化驗清洗液的顆粒度，量化指標(biāo)，便于控制。

特種工藝過程控制

WZ16項目特種工藝的控制包括特種工藝的鑒定和特殊過程的確認(rèn)。在產(chǎn)品生產(chǎn)前識別出特種工藝項目，WZ16特種工藝項目除熱處理、表面加工、焊接、無損檢測等工藝，還包括了激光切割、彎管、鈦合金磨削等。在零件加工前要進(jìn)行特種工藝鑒定工作，鑒定文文相符性，鑒定工作包括所涉及到的人員、設(shè)備、材料、工藝、檢測等各方面資料。在生產(chǎn)過程中，根據(jù)零件類別和特種工藝類別按需對試件進(jìn)行特殊過程確認(rèn)，確認(rèn)工藝要求能否確保生產(chǎn)出符合要求的零件。

規(guī)范化產(chǎn)品檢驗

從WZ16項目開始，公司正式全面使用氣泡圖、檢驗計劃和檢驗規(guī)范，使檢驗檢測真正實現(xiàn)規(guī)范化、程序化，保證檢驗檢測一致性和規(guī)范性。

WZ16項目氣泡圖是在設(shè)計圖樣上標(biāo)注圈項，避免繪圖錯誤，減少重復(fù)勞動。在檢驗計劃中列明所有需檢測項目的規(guī)定值、公差，并標(biāo)注測量工具，包括工具的量程、精度、專用測具的編號、數(shù)控測量的測量程序號等相關(guān)信息（示例見表1）。氣泡圖和檢驗計劃均有版次控制技術(shù)狀態(tài)，氣泡圖與設(shè)計圖樣同步的版次管理，可避免設(shè)計更改漏貫。

嚴(yán)格控制不合格品

按照《WZ16發(fā)動機(jī)質(zhì)量計劃》的要求，質(zhì)量部門編制了不合格品控制程序文件。不合格品一經(jīng)發(fā)現(xiàn)便實施不合格品的標(biāo)識、隔離、控制。不合格品審理過程包括分析不合格原因，申報不合格品審理單,并經(jīng)授權(quán)人員審理方可下轉(zhuǎn)工序。WZ16項目不合格品控制的嚴(yán)謹(jǐn)性體現(xiàn)在不合格品原因分析和不符合情況描述兩方面。

RCCA在不合格品原因分析的應(yīng)用

根本原因和糾正措施（Root Cause and Corrective Actions，RCCA）是公司在承擔(dān)轉(zhuǎn)包任務(wù)時引入的分析方法，它從不合格的現(xiàn)象入手，利用故障樹圖的原理，通過分析根本原因逐步制定遏制措施、糾正措施和預(yù)防措施等，最終達(dá)到解決質(zhì)量問題、杜絕不合格現(xiàn)象復(fù)現(xiàn)的目的。公司在WZ16項目中對每一個重大超差項目都舉行了專題分析會議并運用RCCA工具進(jìn)行分析。實踐證明，RCCA是實現(xiàn)過程穩(wěn)定的有效工具，避免了大量重復(fù)性的不合格品的產(chǎn)生。

不符合情況描述的嚴(yán)謹(jǐn)性

不符合情況描述的嚴(yán)謹(jǐn)性體現(xiàn)在兩個方面：一是不合格品審理單中超差項的描述，每個超差項注明超差項在設(shè)計圖中的位置，截取設(shè)計圖高亮顯示此超差項，需要時拍攝實物照片；二是超差項相關(guān)的其他尺寸的提供，一處特性的一個尺寸超差需將其他相關(guān)尺寸具體情況均列出，以便審理人員分析。對于位置度及輪廓度超差情況，須測量報告并畫出理論值與實際值進(jìn)行對比，必要時將測量點作為不合格品審理單附件。

表1 檢驗計劃表示例

圖1 RCCA分析示例圖

首件鑒定

公司質(zhì)量部門按照《WZ16發(fā)動機(jī)質(zhì)量計劃》具體要求，參照賽峰直升機(jī)發(fā)動機(jī)公司首件鑒定制度，編制了首件鑒定程序文件。公司對WZ16零組件、部件均開展首件鑒定批準(zhǔn)工作。對設(shè)計狀態(tài)、制造狀態(tài)發(fā)生了更改的零部件均重新提交首件鑒定工業(yè)化驗證文檔（DVI）并通過批準(zhǔn)。

與原有的首件鑒定程序不同的是，該工作將首件鑒定的部分工作（材料供應(yīng)、工藝規(guī)程、特種工藝、檢驗計劃等）安排在投產(chǎn)之前進(jìn)行，而將制造過程驗證安排在生產(chǎn)之后進(jìn)行。所做工作更加細(xì)致，更有利于控制科研產(chǎn)品的質(zhì)量，即后續(xù)的批產(chǎn)質(zhì)量。

DVI工作的4個階段

DVI工作分為4個里程碑階段，貫穿在產(chǎn)品設(shè)計、制造到交付的全部過程。

第一階段（J1）：在制造準(zhǔn)備工作完成后，匯總所有制造準(zhǔn)備資料，包括設(shè)計圖紙、工藝規(guī)程（MOS）、檢驗氣泡圖（B-B Drawing），并以固定表格格式提交，提交表格中還包括原材料（含外購器材）、特種工藝等信息，以上的提交用以證明既定的制造過程具備交付符合設(shè)計的零件的能力。

第二階段（J2）：對第一階段提交的DVI進(jìn)行審查、批準(zhǔn)，認(rèn)可制造準(zhǔn)備工作并同意進(jìn)行生產(chǎn)。

第三階段（J3）：在零件制造完成后，將所有原始質(zhì)量記錄（包括隨件單、特種工藝過程記錄、探傷記錄、檢測記錄、超差信息）進(jìn)行匯總，掃描成電子版格式，并須完善DVI表格，將制造過程信息進(jìn)行添加，一并提交。

第四階段（J4）：對提交的DVI第三階段進(jìn)行審查、批準(zhǔn)，認(rèn)可制造過程及結(jié)果，并同意將零件交付裝機(jī)，及其以后按照此制造過程進(jìn)行該零件的批生產(chǎn)。

DVI工作的特點

DVI程序的4個階段，貫穿在研制過程中的各個階段和環(huán)節(jié)，總結(jié)起來有4個特點：全、細(xì)、嚴(yán)、實（詳見表2）。

交付質(zhì)量評審

整機(jī)裝配檢驗合格之后，交付之前須按交付評審程序文件，由設(shè)計部門、技術(shù)部門和質(zhì)量部門共同組成評審組進(jìn)行質(zhì)量評審，審查發(fā)動機(jī)是否達(dá)到交付要求。評審主要分3部分內(nèi)容。

一是評審裝配車間的裝配情況，包括：裝配依據(jù)及裝配過程、設(shè)計更改和技術(shù)通知貫徹情況、裝配過程問題處理、裝配過程符合情況等。

二是評審工藝部門的工藝技術(shù)，包括：工藝文件與設(shè)計文件狀態(tài)的一致性、工藝總方案和工藝評審結(jié)論、設(shè)計更改在工藝文件貫徹情況等。

三是評審質(zhì)量部門的制造符合性情況，包括：質(zhì)量保證大綱執(zhí)行情況、首件鑒定開展情況、不合格品處理情況等。

制造符合性檢查和控制

根據(jù)《民用航空產(chǎn)品和零部件合格審定規(guī)定》（CCAR-21）和《航空器型號合格審定程序》（AP-21-03），公司編制了《WZ16發(fā)動機(jī)制造符合性檢查管理程序》，以指導(dǎo)、規(guī)范WZ16發(fā)動機(jī)型號合格審定階段的制造符合性檢查管理工作。

在審查過程中，審查組深入公司生產(chǎn)現(xiàn)場，對WZ16發(fā)動機(jī)零部件的制造、試驗、組裝和發(fā)動機(jī)分解、裝配等進(jìn)行了70余次制造符合性檢查和現(xiàn)場目擊。審查結(jié)論證明，公司保障WZ16發(fā)動機(jī)符合經(jīng)批準(zhǔn)的設(shè)計的手段是受控的、有效的。

表2 DVI的具體特點

結(jié)束語

在WZ16研制過程中，項目團(tuán)隊付出了艱辛努力，對過程質(zhì)量控制由最初的不理解和被迫接受，到最后主動推進(jìn)工作，公司的質(zhì)量管理經(jīng)歷了質(zhì)的飛躍，也收獲了如下的寶貴經(jīng)驗。

一是制度至上。任何人、任何事不能凌駕于制度之上，從操作者、技術(shù)主管到項目經(jīng)理，都不應(yīng)有超越程序的想法和行動。當(dāng)現(xiàn)場執(zhí)行與制度不符合時，唯一的解決途徑是：研究問題，制定措施，滿足制度。所有人員各司其職，嚴(yán)格按照各項制度，按部就班、有條不紊。

二是計劃先行。在首件鑒定審批、特種工藝鑒定、檢驗計劃編制等工作開展前，均結(jié)合項目、生產(chǎn)計劃制訂詳細(xì)的專項計劃，具體到每一天，每項工作甚至每一個件號均有負(fù)責(zé)人。實時跟蹤，及時補救，工作有的放矢，扎實推進(jìn)。

三是以人為本?，F(xiàn)場操作工作以人為本。指導(dǎo)現(xiàn)場操作者工作的工藝規(guī)程、工藝規(guī)范、檢驗計劃、檢驗規(guī)范等，均有詳細(xì)的操作步驟和加工參數(shù)，不給現(xiàn)場發(fā)揮留余地。任何具有資格證的操作者均能按要求完成工作，能保證操作一致性。

四是保證適航。在WZ16發(fā)動機(jī)取證過程中，東安深入學(xué)習(xí)、消化、吸收適航規(guī)章和程序，建立運行優(yōu)良、滿足適航要求的質(zhì)量管理體系。多次邀請專家對技術(shù)、管理人員進(jìn)行培訓(xùn)，且派遣包括質(zhì)量檢查人員在內(nèi)的專業(yè)人員參加委任代表培訓(xùn)，營造了適航學(xué)習(xí)氛圍，形成了東安的適航文化，建立了一支理解規(guī)章、敬畏規(guī)章的質(zhì)量保證隊伍。