運(yùn)用產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量工程技術(shù)提升航空發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量

馬浩

摘要：在機(jī)械制造業(yè)中，產(chǎn)品的質(zhì)量是最重要、最有價(jià)值和效益的因素。對(duì)于航空發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)也一樣。它不僅要求其具有高可靠性和高質(zhì)量性能，而且還需要滿足飛機(jī)制造過(guò)程對(duì)零部件精度，以及各部件間協(xié)調(diào)性等方面要求。在確保了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)合理，并且生產(chǎn)加工方便，可實(shí)現(xiàn)零件之間的配合間隙和連接尺寸較小，便于裝配后進(jìn)行維修，同時(shí)也降低制造成本。

關(guān)鍵詞：產(chǎn)品設(shè)計(jì);質(zhì)量工程設(shè)計(jì);設(shè)計(jì)流程;

一、傳統(tǒng)航空發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)與質(zhì)量控制存在的問(wèn)題

（一）設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)前期對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的定義不完善

在對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，首先要將飛機(jī)的性能指標(biāo)以及相關(guān)參數(shù)等因素考慮在內(nèi)。但是由于我國(guó)現(xiàn)階段的經(jīng)濟(jì)水平還不夠發(fā)達(dá)與完善，導(dǎo)致許多先進(jìn)制造企業(yè)對(duì)于產(chǎn)品研發(fā)工作進(jìn)展不到位。并且很多公司對(duì)產(chǎn)品研發(fā)不重視、甚至是忽視了其質(zhì)量問(wèn)題而造成質(zhì)量事故頻發(fā)和發(fā)生頻率較高現(xiàn)象頻繁出現(xiàn)也使得人們對(duì)此種概念產(chǎn)生懷疑態(tài)度從而影響到航空發(fā)動(dòng)機(jī)的品質(zhì)指標(biāo)以及可靠性等重要性能指標(biāo)。而且在產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)過(guò)程中，由于對(duì)質(zhì)量問(wèn)題不重視，導(dǎo)致很多質(zhì)量不過(guò)關(guān)的零部件被直接外漏和重復(fù)使用。而造成這些問(wèn)題的主要原因就是我國(guó)現(xiàn)階段對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量相關(guān)方面研究不夠完善。

（二）發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)過(guò)程缺乏系統(tǒng)的設(shè)計(jì)質(zhì)量工程技術(shù)支持

在對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，由于缺乏系統(tǒng)的產(chǎn)品質(zhì)量理論，導(dǎo)致了航空發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量問(wèn)題層出不窮。首先是在飛機(jī)裝配過(guò)程中出現(xiàn)故障后缺少相關(guān)技術(shù)人員與維修人員針對(duì)故障原因與解決方法做出相應(yīng)的改善措施。其次就是沒(méi)有將飛機(jī)上發(fā)生突發(fā)狀況及時(shí)地處理好相關(guān)設(shè)備設(shè)施和操作流程等方面工作內(nèi)容制定完整方案并實(shí)施;最后就是對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化時(shí)缺乏系統(tǒng)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)以及零部件，導(dǎo)致了航空發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量問(wèn)題層出不窮，嚴(yán)重影響了航空發(fā)動(dòng)機(jī)的質(zhì)量。

（三）設(shè)計(jì)工作對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)制造和使用環(huán)境下的質(zhì)量影響考慮不足

在發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量問(wèn)題的預(yù)防和控制工作上，我國(guó)還存在一些不足。首先，我們要對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造和使用環(huán)境下進(jìn)行分析。飛機(jī)是一種非常復(fù)雜的機(jī)械產(chǎn)品。它不僅具有高能量密度、低溫度等特點(diǎn)而且還要考慮航空燃料燃燒過(guò)程中產(chǎn)生大量廢氣排放污染大氣環(huán)境;其次就是由于飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)不科學(xué)導(dǎo)致出現(xiàn)故障而造成設(shè)備損壞以及維修成本增加等等一系列問(wèn)題的原因也與我國(guó)在這方面所制定政策有一定關(guān)系，我國(guó)在航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造和使用過(guò)程中，要對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料選擇以及裝配方式等進(jìn)行嚴(yán)格控制;最后就是由于產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程不科學(xué)導(dǎo)致設(shè)備維護(hù)成本增加也是造成維修質(zhì)量問(wèn)題產(chǎn)生原因之一。

（四）符合性質(zhì)量控制下的發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量不能完全滿足用戶的需求

在產(chǎn)品設(shè)計(jì)完成后，對(duì)其質(zhì)量進(jìn)行驗(yàn)收是非常重要的，它直接關(guān)系到最終成品是否符合要求。如果沒(méi)有經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)就開(kāi)始投入運(yùn)行使用了。由于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、材料性能和制造工藝等方面存在問(wèn)題或缺陷導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)不能及時(shí)修復(fù)維修或者更換新零部件需要額外花費(fèi)時(shí)間成本;或是因?yàn)榱慵叽绱笮〔煌鵁o(wú)法裝配成標(biāo)準(zhǔn)件或部件時(shí)造成返工，增加生產(chǎn)費(fèi)用和修理費(fèi)等等原因使得發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量達(dá)不到用戶的要求從而降低企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益減少其社會(huì)價(jià)值。質(zhì)量控制是一種管理活動(dòng)，它的目的在于對(duì)產(chǎn)品在設(shè)計(jì)過(guò)程中可能出現(xiàn)或正在發(fā)生的故障進(jìn)行預(yù)防，并將其消滅于萌芽狀態(tài)。如果要保證產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性必須通過(guò)嚴(yán)格、有效地實(shí)施全面而系統(tǒng)化組織。因此對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)制造企業(yè)來(lái)說(shuō)應(yīng)該從技術(shù)創(chuàng)新入手提高公司生產(chǎn)水平降低成本以滿足用戶需求;同時(shí)還需要加強(qiáng)維修工作流程管理水平和人員素質(zhì)培養(yǎng)等方面來(lái)提升航空發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量控制體系從而確保飛機(jī)的安全使用壽命，減少因故障造成停產(chǎn)時(shí)間延長(zhǎng)所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失。

二、設(shè)計(jì)質(zhì)量工程支持的航空發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)流程

航空發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)過(guò)程一般分為戰(zhàn)術(shù)技術(shù)指標(biāo)論證、方案論證、初步設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)4個(gè)階段，為了控制航空發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)質(zhì)量，必須在設(shè)計(jì)過(guò)程中按照一定的設(shè)計(jì)質(zhì)量工程方法和程序，最大限度地使用戶需求和質(zhì)量特征在各個(gè)設(shè)計(jì)階段的合理實(shí)現(xiàn)。通過(guò)在航空發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)過(guò)程的不同階段綜合運(yùn)用設(shè)計(jì)質(zhì)量工程技術(shù)和方法，

（一）可以全面準(zhǔn)確的確認(rèn)用戶的要求，做好發(fā)動(dòng)機(jī)的定義

在對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行全面的質(zhì)量檢查時(shí)，要根據(jù)不同用戶使用要求，確定需求，然后再針對(duì)性地提出改進(jìn)措施。對(duì)于需要維修的產(chǎn)品來(lái)說(shuō)應(yīng)該從其內(nèi)部出發(fā)來(lái)考慮問(wèn)題與缺陷所在;而對(duì)于那些沒(méi)有必要修理或者是不能保證可以正常運(yùn)行、需要更換零件或部件則應(yīng)及時(shí)做好維修計(jì)劃。首先必須確保用戶對(duì)所購(gòu)買(mǎi)的是發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量符合規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)后才能進(jìn)行生產(chǎn)和使用，并且要注意保證在使用過(guò)程中不出現(xiàn)任何故障，同時(shí)還要求產(chǎn)品的性能穩(wěn)定可靠。其次，在產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中，要對(duì)用戶的要求進(jìn)行調(diào)查研究和分析。3）最后是保證用戶對(duì)于性能符合標(biāo)準(zhǔn)后才可以使用。

（二）將質(zhì)量真正“設(shè)計(jì)”到發(fā)動(dòng)機(jī)中，提高產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性

在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行期間，質(zhì)量的控制是保證其安全運(yùn)轉(zhuǎn)，提高產(chǎn)品性能和使用壽命的根本。因此要想確保航空發(fā)動(dòng)機(jī)性能穩(wěn)定、可靠性高以及經(jīng)濟(jì)性好等要求就必須嚴(yán)格把控每一個(gè)環(huán)節(jié)。首先需要對(duì)零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)制造時(shí)的質(zhì)量問(wèn)題分析研究工作;其次就是針對(duì)關(guān)鍵零件進(jìn)行設(shè)計(jì)制作工藝流程圖;最后便是部件生產(chǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生誤差及故障診斷，從而保證飛機(jī)產(chǎn)品使用壽命和安全性，提高企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

（三）減少發(fā)動(dòng)機(jī)在制造和使用維護(hù)階段的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)

在航空發(fā)動(dòng)機(jī)中，質(zhì)量的好壞對(duì)飛機(jī)飛行安全和使用壽命有很大影響，因此要不斷提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量水平。加強(qiáng)各零部件之間及零部件與整體結(jié)構(gòu)、部件間的協(xié)同工作。通過(guò)優(yōu)化制造工藝技術(shù)來(lái)改善產(chǎn)品加工性能。如采用先進(jìn)制造方法以降低材料消耗量;或選用新材料并進(jìn)行合理裝配等措施實(shí)現(xiàn)輕量化生產(chǎn)等方面都可以有效地提升航空發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量對(duì)飛機(jī)飛行安全和使用壽命產(chǎn)生影響，從而提高了航空發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量水平，為乘客提供更好的服務(wù)體驗(yàn)。加強(qiáng)各零部件之間及部件與整體結(jié)構(gòu)間的協(xié)同工作。例如，采用先進(jìn)制造技術(shù)，提高產(chǎn)品質(zhì)量，減少生產(chǎn)中不必要環(huán)節(jié)以降低成本。

（四）注重質(zhì)量工程技術(shù)和方法的應(yīng)用

將設(shè)計(jì)質(zhì)量工程技術(shù)和方法的應(yīng)用作為提高和改進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量的長(zhǎng)效機(jī)制，規(guī)范到發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)流程和設(shè)計(jì)規(guī)范中，真正轉(zhuǎn)變由事后質(zhì)量控制到事前質(zhì)量預(yù)防，徹底避免在后續(xù)制造、使用過(guò)程中造成大量設(shè)計(jì)更改，影響研制周期和用戶使用等問(wèn)題。產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)主要來(lái)源于研發(fā)人員和制造環(huán)境因素，在產(chǎn)品研制過(guò)程中，由于各種不確定性對(duì)其影響很大。所以要想縮短新品試制周期、降低成本就要盡量減少開(kāi)發(fā)投入。同時(shí)也是提高航空發(fā)動(dòng)機(jī)性能可靠性的重要手段之一。因此在飛機(jī)研制生產(chǎn)之前就需要制定出科學(xué)可行地計(jì)劃來(lái)避免盲目進(jìn)行試驗(yàn)或再反復(fù)做實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象發(fā)生;其次就是產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段，為了使產(chǎn)品質(zhì)量能達(dá)到預(yù)期要求和標(biāo)準(zhǔn)，必須嚴(yán)格按照試驗(yàn)流程進(jìn)行，并在設(shè)計(jì)過(guò)程中不斷優(yōu)化改進(jìn)。最后就是產(chǎn)品的使用維護(hù)，在飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)維修過(guò)程中，因?yàn)闄C(jī)加人員對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行了多次拆卸和修理試驗(yàn)等工作而造成故障。如果出現(xiàn)這種情況就說(shuō)明零件有缺陷或者存在問(wèn)題。所以為了提高航空發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量就要降低零部件設(shè)計(jì)制造周期、減少研發(fā)投入;另外要做好新品試制及實(shí)驗(yàn)測(cè)試工作來(lái)縮短新產(chǎn)品研制時(shí)間.從而達(dá)到減小設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)的目的。所以，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)過(guò)程中，要盡量減少新品試制和實(shí)驗(yàn)的投入。

結(jié)語(yǔ)：

在機(jī)械的運(yùn)行過(guò)程中，質(zhì)量是永恒的話題，質(zhì)量管理一直都是國(guó)內(nèi)外關(guān)注的核心問(wèn)題。對(duì)于航空發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)要想提高產(chǎn)品可靠性、安全性和經(jīng)濟(jì)性就必須不斷地對(duì)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行改進(jìn)。對(duì)于航空發(fā)動(dòng)機(jī)的質(zhì)量來(lái)說(shuō)，其對(duì)飛行安全有很大影響，因此，在飛機(jī)制造過(guò)程中要嚴(yán)格控制設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題。同時(shí)還要根據(jù)不同類(lèi)型飛行器進(jìn)行合理定位。這樣就能保證設(shè)計(jì)出來(lái)滿足市場(chǎng)要求和客戶需求并且符合航空公司預(yù)期目標(biāo)實(shí)現(xiàn)雙贏局面。

參考文獻(xiàn)：

[1] 徐俊恩. 運(yùn)用產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量工程技術(shù)提升航空發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量[J]. 航空標(biāo)準(zhǔn)化與質(zhì)量，2011（4）：10-13，30.

[2] 湯姝. 產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段的目標(biāo)成本管理策略實(shí)例研究--基于航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造A企業(yè)[D]. 上海：上海財(cái)經(jīng)大學(xué)，2020.

[3] 郭榮飛，陳偉，李曉艷. 航空發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)過(guò)程設(shè)計(jì)制造協(xié)同研究與應(yīng)用[J]. 內(nèi)燃機(jī)與配件，2020（5）：16-18.