通用質(zhì)量特性在航空裝備修理中的應(yīng)用研究*

■ 楊見山 唐洪霞 任飛 王曉燕 胡杰 吳建軍/ 石家莊海山實(shí)業(yè)發(fā)展總公司 凌云科技集團(tuán)有限責(zé)任公司 江蘇金陵機(jī)械制造總廠 襄陽航泰動力機(jī)器廠

質(zhì)量特性可分為專用質(zhì)量特性和通用質(zhì)量特性，專用質(zhì)量特性主要反映不同裝備類別和自身特點(diǎn)的個(gè)性特征，通用質(zhì)量特性是指不同武器裝備均具有的共同特征[1]，如可靠性、維修性、保障性、測試性、安全性和環(huán)境適應(yīng)性等（以下稱“六性”）。隨著航空裝備科技含量的提升和作戰(zhàn)任務(wù)需求的加大，數(shù)字融合、精密加工、余度技術(shù)等獲得廣泛應(yīng)用，航空裝備的通用質(zhì)量特性地位變得尤為突出。在GJB 9001C—2017《質(zhì)量管理體系要求》中，主要有6 處提及“通用質(zhì)量特性”，并對保障、交付提出要求。航空裝備修理行業(yè)如何正確理解、運(yùn)用“六性”是一個(gè)重要課題。本文結(jié)合各類標(biāo)準(zhǔn)，對于航空裝備的研制、使用和修理進(jìn)行綜合分析，從標(biāo)準(zhǔn)理解、修理行業(yè)貫徹與管理推進(jìn)等環(huán)節(jié)進(jìn)行解讀，也可被其他行業(yè)借鑒。

1 國軍標(biāo)主要涉及內(nèi)容

1.1 GJB 9001C—2017《質(zhì)量管理體系要求》涉及相關(guān)內(nèi)容

在“引言”第0.5 條“本標(biāo)準(zhǔn)裝備特殊要求的考慮”中，明確“質(zhì)量管理體系特殊要求突出裝備的可靠性、維修性、保障性、測試性、安全性和環(huán)境適應(yīng)性等通用質(zhì)量特性要求”[2]。

在“組織環(huán)境”第4.4.1 條中，“組織應(yīng)確定質(zhì)量管理體系所需的過程及其在整個(gè)組織中的應(yīng)用，且應(yīng)：j）根據(jù)產(chǎn)品的特點(diǎn)，建立并實(shí)施可靠性、維修性、保障性、測試性、安全性和環(huán)境適應(yīng)性等通用質(zhì)量特性工作過程”[2]。

在“運(yùn)行”第8.1 條運(yùn)行的策劃和控制中，“g）按照GJB 450，GJB 368，GJB 3872，GJB 2547，GJB 900，GJB 4239以及GJB 1909等標(biāo)準(zhǔn)的要求，確定通用質(zhì)量特性定性、定量要求及工作項(xiàng)目要求，制定通用質(zhì)量特性工作計(jì)劃；結(jié)合系統(tǒng)設(shè)計(jì)，綜合權(quán)衡、分解通用質(zhì)量特性定性定量要求，開展通用質(zhì)量特性分析、設(shè)計(jì)、驗(yàn)證，提出并落實(shí)預(yù)防和改進(jìn)措施”“注：通用質(zhì)量特性工作計(jì)劃、軟件質(zhì)量保證計(jì)劃、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化大綱、技術(shù)狀態(tài)管理計(jì)劃、風(fēng)險(xiǎn)管理計(jì)劃，可單獨(dú)編制也可包含在質(zhì)量計(jì)劃中”[2]。

在“運(yùn)行”第8.3.2 條設(shè)計(jì)和開發(fā)策劃中，“p）運(yùn)用產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計(jì)，以及通用質(zhì)量特性設(shè)計(jì)、人因工程設(shè)計(jì)等專業(yè)工程技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)和開發(fā)”“組織應(yīng)確定產(chǎn)品和服務(wù)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，包括通用質(zhì)量特性的相關(guān)要求”[2]。

在“運(yùn)行”第8.3.4 條設(shè)計(jì)和開發(fā)控制中，“h）開展通用質(zhì)量特性和計(jì)算機(jī)軟件的評審、驗(yàn)證和確認(rèn)活動”[2]。

在“運(yùn)行”第8.3.5 條設(shè)計(jì)和開發(fā)輸出中，“h）包括通用質(zhì)量特性設(shè)計(jì)報(bào)告”[2]。

其他描述：在第8.2.1 條顧客溝通中，“f）產(chǎn)品使用、維修和保障的需求”；在第8.3.2 的設(shè)計(jì)和開發(fā)策劃中，“s）確定并提出產(chǎn)品交付時(shí)需要配置的保障資源”；在第8.5.5 條交付后的活動中，“f）對交付后活動采取以下控制措施：1）按規(guī)定完成產(chǎn)品使用和維修的技術(shù)培訓(xùn)；2）確保與產(chǎn)品使用和維護(hù)相關(guān)的技術(shù)文件得到控制和更新”；在第8.6 條產(chǎn)品和服務(wù)的放行中，“交付的產(chǎn)品和服務(wù)應(yīng)經(jīng)顧客驗(yàn)收合格。組織應(yīng)按規(guī)定要求提供有效技術(shù)文件、配套備附件、測量設(shè)備和其他保障資源”[2]。

如圖1 所示，《質(zhì)量體系管理要求》主要對組織要求建立“六性”工作環(huán)境或機(jī)構(gòu)，運(yùn)行“六性”管理；通過前期策劃確定相應(yīng)要求和工作計(jì)劃，組織運(yùn)行“六性”設(shè)計(jì)、分析，并在過程中開展評審、驗(yàn)證、確認(rèn)，通過過程監(jiān)控，指導(dǎo)提升“六性”執(zhí)行效果，最后輸出相關(guān)“六性”設(shè)計(jì)報(bào)告；在其他章節(jié)主要對測量設(shè)備、技術(shù)文件、維修培訓(xùn)、配套附件等提出保障配套要求，也是裝備保障性的重要體現(xiàn)。

圖1 GJB 9001C—2017關(guān)于通用質(zhì)量特性總體要求框架

1.2 其他相關(guān)國軍標(biāo)

其他涉及國軍標(biāo)的有GJB 450A—2004 裝備可靠性工作通用要求、GJB 368B—2009 裝備維修性工作通用要求、GJB 3872—1999 裝備綜合保障通用要求、GJB 2547A—2012 裝備測試性工作通用要求、GJB 900A—2012 裝備安全性工作通用要求、GJB 4239—2001 裝備環(huán)境工程通用要求、GJB 1909A—2009 裝備可靠性維修性保障性要求論證、GJB 1371—1992 裝備保障性分析、GJB 451A—2005 可靠性維修性保障性術(shù)語、GJB 1405A—2006 裝備質(zhì)量管理術(shù)語等。上述10 項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)對裝備“六性”進(jìn)行了詳細(xì)分析，編制了指導(dǎo)說明，指導(dǎo)裝備研制和修理，在分析使用時(shí)應(yīng)認(rèn)真研讀、判斷、裁剪。通過對10 項(xiàng)國軍標(biāo)的研究，有利于更好理解裝備通用質(zhì)量特性，對航空修理行業(yè)研究“六性”具有重要作用。

2 通用質(zhì)量特性在裝備研制與裝備修理中的差異性

通用質(zhì)量特性是裝備的固有屬性，由論證提出、設(shè)計(jì)賦予、生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)、管理保證并在測試和使用保障中體現(xiàn)出來[3]。《質(zhì)量管理體系要求》中裝備通用質(zhì)量特性最初針對的是裝備的研制階段，裝備通用質(zhì)量特性分析也更加適用于裝備的研制生產(chǎn)。航空裝備修理是對研制裝備后的繼承，“六性”表面上屬于固有屬性，但裝備修理的從業(yè)者對通用質(zhì)量特性裁剪、量取、運(yùn)用等相關(guān)要求存在著不同的理解和誤區(qū)。

裝備修理行業(yè)應(yīng)從管理控制和特性識別兩個(gè)維度進(jìn)行差異性分析、針對性策劃。航空裝備研制是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，尤其是主裝備，在研制之初已經(jīng)成立一個(gè)專門機(jī)構(gòu)或系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)籌、協(xié)調(diào)，實(shí)施相關(guān)計(jì)算、分析、驗(yàn)證，有專項(xiàng)計(jì)劃、評審，對轉(zhuǎn)承制和供方等均需嚴(yán)格控制；這些在裝備修理時(shí)可以簡化、合并甚至取消。在具體特性控制上，研制和修理也存在較大差異，如電路板研制時(shí)，需考慮余度、器件選型、熱電路、電容分布、接地、屏蔽、防腐等，且需要通過一系列的篩選、應(yīng)力考核、高低溫、振動試驗(yàn)等進(jìn)行論證，保證其具有足夠的壽命和可靠性；在航空修理作業(yè)中，由于相關(guān)工作已經(jīng)成型，修理時(shí)可以剔除無關(guān)項(xiàng)目，根據(jù)使用磨損、消耗、壽命狀態(tài)等識別控制研制中相關(guān)通用質(zhì)量特性，關(guān)注航空裝備測試、使用、保障過程中的相關(guān)問題，分析論證偏離、讓步、代料等對通用質(zhì)量特性的影響。

航空裝備修理行業(yè)不僅關(guān)注研發(fā)、使用中的“六性”，更需要結(jié)合航空裝備修理的特點(diǎn)，重新識別“六性”，保障航空裝備的“六性”得到恢復(fù)與提高，確保裝備穩(wěn)定、可靠的狀態(tài)和較高的技戰(zhàn)能力。

3 識別裝備修理中“六性”涉及內(nèi)容

3.1 安全性識別

安全性是指裝備（產(chǎn)品）所具有的不會導(dǎo)致人員傷亡、系統(tǒng)損壞、重大財(cái)產(chǎn)損失或不危及人員健康和環(huán)境的能力[3]。裝備修理時(shí)安全性識別主要考慮是否改變或調(diào)整機(jī)械安全、健康安全性、電氣安全、過熱保護(hù)、運(yùn)行安全、材料安全等。主要涉及：電路的漏電、斷路、短路、過流、欠壓、保險(xiǎn)、良好接地等電氣安全因素，電連接防差錯(cuò)（如型號、安裝方向、左右件等），標(biāo)牌方向（如左右標(biāo)識、流向進(jìn)出標(biāo)識等），標(biāo)記標(biāo)識（如油量傳感器內(nèi)部A、B、C 接線標(biāo)識與飛機(jī)裝配1、2、3 號線接線標(biāo)識等），機(jī)械防傷圓倒角等機(jī)械安全因素；大功率件散熱保護(hù)（如安裝位置選擇、靠金屬殼體安裝、導(dǎo)熱脂、散熱風(fēng)扇等），高溫防護(hù)保護(hù)（如預(yù)留間隙、加裝隔熱棉等），屏幕測溫與超溫防護(hù)等過熱保護(hù)，材料安全性選擇與代用，出現(xiàn)異常后緊急處理功能的改變。裝備修理過程中經(jīng)常出現(xiàn)印制電路覆銅線與金屬殼體間沒有絕緣搭地、左右件串裝、流向反裝、散熱脂漏涂覆等，這些情況在修理中識別不到位均會導(dǎo)致裝備的安全性降低。

3.2 環(huán)境適應(yīng)性識別

環(huán)境適應(yīng)性是指裝備（產(chǎn)品）在其壽命周期預(yù)計(jì)可能遇到的各種環(huán)境作用下能實(shí)現(xiàn)其所有預(yù)定功能和性能和（或）不被破壞的能力[3]。裝備修理時(shí)環(huán)境適應(yīng)性識別主要考慮是否改變或調(diào)整振動與防沖擊防護(hù)設(shè)計(jì)措施、防潮設(shè)計(jì)措施、防鹽霧防腐蝕設(shè)計(jì)措施、防霉設(shè)計(jì)措施、耐熱設(shè)計(jì)措施等，主要涉及發(fā)熱源的布局（如距離儀表玻璃較近引起起霧等），通風(fēng)間隙與冷卻，器件的安裝（如安裝高度高易斷脫、振動時(shí)導(dǎo)電體間距小的器件易短路等），器件焊接，隔減振器（如彈簧、橡膠、緩沖面積等），防潮灌注、密封，非金屬材料、浸漬涂覆、錫鐐鍍層、等電位、避光設(shè)置、防霧玻璃，干燥劑、皮革、棉花、羊毛的選材等。例如，沿海裝備使用密封電位計(jì)或修理時(shí)灌注硅橡膠，防霧及透光玻璃安裝方向，裝備干燥劑識別與更換，防腐層等電位處理，更換電子器件高度對抗振影響等，這些均是裝備修理過程中應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注的環(huán)節(jié)，該類問題識別不到位均會影響裝備質(zhì)量，應(yīng)防止未識別、未管控因素導(dǎo)致的裝備環(huán)境適應(yīng)性降低。

3.3 可靠性識別

可靠性是指裝備（產(chǎn)品）在規(guī)定的條件下和規(guī)定時(shí)間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力[3]。裝備修理時(shí)的可靠性識別主要考慮是否改變或調(diào)整簡化設(shè)計(jì)、軟件可靠性設(shè)計(jì)、余度設(shè)計(jì)、環(huán)境防護(hù)設(shè)計(jì)、降額設(shè)計(jì)、成熟設(shè)計(jì)、熱設(shè)計(jì)以及元器件控制優(yōu)選、電磁兼容設(shè)計(jì)等，主要涉及多余度功能檢測與保持，方向、支架、緊固、間距、沙塵、密封防護(hù)等，高溫、低氣壓、振動環(huán)境防護(hù)控制，兼容性健壯性軟件的保持恢復(fù)，線束的綁扎、保險(xiǎn)使用、器件安裝成熟方法使用，器件的篩選、老煉與磨合，布線、接地、屏蔽等。例如，裝備修理中識別增減電容對信號影響，電機(jī)與齒輪磨合影響（如油量表極限位置打滑空轉(zhuǎn)、組合陀螺齒輪磨損掉屑等），高空氣壓變化影響（如高空低氣壓影響滑油壓力傳感器誤差等），軟件版本影響，器件使用國軍標(biāo)及七專，接地抗干擾對通信影響，腐蝕液氣泄漏區(qū)防護(hù)，鎖緊間隙對裝備影響（如小規(guī)格鎖針導(dǎo)致座椅自動開鎖器異常開鎖等），線束捆扎與摩擦影響，飛行過程產(chǎn)生碰撞或短路影響等。裝備修理中均需根據(jù)實(shí)際情況識別相關(guān)影響、制定措施，以保持、提升裝備的可靠性裕度。

3.4 維修性識別

維修性是指裝備（產(chǎn)品）在規(guī)定的條件下和規(guī)定時(shí)間內(nèi)，按規(guī)定的程序和方法進(jìn)行維修時(shí)，保持或恢復(fù)到規(guī)定狀態(tài)的能力[3]。裝備修理時(shí)的維修性識別主要考慮是否改變或調(diào)整可達(dá)性、互換性、設(shè)備布局、防差錯(cuò)與識別標(biāo)志、人素工程、安全要求、口蓋設(shè)計(jì)、測試等。主要涉及裝配調(diào)整的難易、安裝拆卸時(shí)間（如涂覆環(huán)氧樹脂與硅橡膠的重復(fù)分解等），使用合理容差，左右件布局，預(yù)防人為差錯(cuò)標(biāo)識、方向、圖案、顏色，排故后恢復(fù)（如內(nèi)外接線、導(dǎo)管布局規(guī)范化等），耐高溫、高壓、毒性等修理影響，測試的兼容性、通用性等。例如，修理工序順序，布局分工交叉作業(yè)，零件容差優(yōu)化與選擇，易損部位、空間狹窄部位、高溫部位施工等，均會對維修性產(chǎn)生影響。裝備修理需識別相關(guān)環(huán)節(jié)，優(yōu)化修理工序，提升工作效率，提升維修質(zhì)量，減少后續(xù)非必要施工。

3.5 測試性識別

測試性是指裝備（產(chǎn)品）能及時(shí)并準(zhǔn)確地確定其狀態(tài)（可工作、不可工作或性能下降），并隔離其內(nèi)部故障的能力[3]。裝備修理時(shí)的測試性識別主要考慮是否改變或調(diào)整BIT 設(shè)計(jì)、虛警設(shè)計(jì)額定值、測試點(diǎn)、測試容差、測試可控性、測試觀測性等。主要涉及BIT 功能、告警門限值的優(yōu)化、測試點(diǎn)與裝備系統(tǒng)需求的適應(yīng)性、外場測試項(xiàng)目的內(nèi)場控制性、內(nèi)外場測試容差的統(tǒng)一性等，均需要在修理中根據(jù)不同需求進(jìn)行過程監(jiān)控，減少、避免返工。例如，修理時(shí)最優(yōu)控制計(jì)算機(jī)“0 ～10V”告警門限，結(jié)合外場需求檢查停機(jī)、收輪、正常剎車檢測點(diǎn)，內(nèi)場修理時(shí)增加外場電動機(jī)構(gòu)反轉(zhuǎn)控制項(xiàng)目，創(chuàng)造內(nèi)外場測試條件使雙方誤差測試統(tǒng)一協(xié)調(diào)在5°內(nèi)，將加速表電纜分離改善測試性等。裝備修理應(yīng)在預(yù)留測試性的基礎(chǔ)上進(jìn)行可靠性測試研究，以達(dá)到裝備修理的全面性、統(tǒng)一性、可達(dá)性和觀測性。

3.6 保障性識別

保障性是指裝備（產(chǎn)品）的設(shè)計(jì)特性和計(jì)劃的保障資源滿足平時(shí)戰(zhàn)備和戰(zhàn)時(shí)使用要求的能力[3]。裝備修理時(shí)保障性識別主要考慮是否改變或調(diào)整保障性設(shè)計(jì)。保障性和可靠性、維修性、運(yùn)輸性相關(guān)，如便于拆卸安裝（調(diào)整剎車控制盒安裝支架螺釘走向等）、模塊化設(shè)計(jì)（控制盒15V 電源模塊化代用等）、防差錯(cuò)設(shè)計(jì)、填充加掛資源需求、維護(hù)位置及環(huán)境等，裝備修理主要涉及訓(xùn)練保障、儲運(yùn)、器材備件、技術(shù)資料、改裝配套資源保障等，通過人機(jī)資源最優(yōu)配置，采取保障性措施糾正設(shè)計(jì)和工藝缺陷。例如，關(guān)鍵周轉(zhuǎn)件儲備、易損件儲備、保障設(shè)備配備、不同狀態(tài)器材儲備，裝備及部附件的貯存與運(yùn)輸（工裝、溫濕度、無氧、防污染、防靜電等），相關(guān)協(xié)助配套設(shè)備、備件的配送，研制單位聯(lián)合保障等。停產(chǎn)后的物資器材、檢測工裝設(shè)備保障也是修理分析改善的重點(diǎn)。

4 識別裝備修理對“六性”影響

在一定程度上，航空裝備的通用質(zhì)量特性是設(shè)計(jì)出來的，但是裝備經(jīng)過使用后的損耗、故障以及修理等環(huán)節(jié)會影響裝備的通用質(zhì)量特性，裝備承修單位應(yīng)根據(jù)裝備修理技術(shù)要求，收集裝備制造和使用期間產(chǎn)生的故障和處理情況，綜合考慮產(chǎn)品的特點(diǎn)、復(fù)雜程度、使用條件等，重新識別、確定、保持產(chǎn)品的可靠性、維修性、保障性、測試性、安全性和環(huán)境適用性等要求[4]，分析論證修理過程對裝備可靠性、安全性等通用質(zhì)量特性可能產(chǎn)生的影響，提出修理中保持和恢復(fù)裝備固有可靠性和安全性的措施要求，同時(shí)還應(yīng)考慮器材代用、偏離、讓步等技術(shù)狀態(tài)變化對通用質(zhì)量特性的影響。

修理單位應(yīng)根據(jù)具體裝備、系統(tǒng)、部附件的特點(diǎn)和使用情況，開展修理過程中“六性”影響分析，可借用FMECA 故障模式影響及危害性分析、FTA 故障樹分析等手段，基于風(fēng)險(xiǎn)影響采取規(guī)避措施，明確目標(biāo)和分工，切實(shí)保障修理裝備有足夠的剩余可靠性、安全性裕度。

5 “六性”分析管理與推進(jìn)

5.1 規(guī)范“六性”分析與管理

組織單位需積極搭建、推進(jìn)“六性”平臺建設(shè)（數(shù)字化生產(chǎn)與維修性建設(shè)、計(jì)劃與報(bào)告標(biāo)準(zhǔn)化），開展宣傳指導(dǎo)，建立并實(shí)施“六性”工作過程，通過策劃分類、分工，從整機(jī)裝備到系統(tǒng)、從系統(tǒng)到成品，制定工作計(jì)劃，確定工作項(xiàng)目、節(jié)點(diǎn)，明確相關(guān)要求，梳理流程與輸入、編制范文，全方位、多維度綜合性實(shí)施。通過運(yùn)行“六性”設(shè)計(jì)，確定“六性”相關(guān)要求，并組織相關(guān)人員進(jìn)行評審、驗(yàn)證，確?！傲浴狈治黾跋嚓P(guān)措施得到針對性落實(shí)，最后形成“六性”設(shè)計(jì)報(bào)告。

5.2 加大管控力度，確?！傲浴边M(jìn)度和質(zhì)量

通過項(xiàng)目梳理、“六性”逐一甄別，有助于技術(shù)人員、專業(yè)骨干較為清晰、準(zhǔn)確地認(rèn)識主裝備、系統(tǒng)、產(chǎn)品?！傲浴狈治鍪且豁?xiàng)枯燥、寬泛的工作，為了防止工作不深入、分析浮于表面，針對項(xiàng)目情況需要積極制定控制措施，從分析問題深度和維度兩個(gè)方向著手，嚴(yán)格控制過程與驗(yàn)收，確保項(xiàng)目按計(jì)劃實(shí)施并達(dá)到預(yù)定效果。裝備修理單位需要建立、完善“六性”規(guī)章制度，在修理策劃環(huán)節(jié)率先貫徹落實(shí)，健全修理裝備“六性”評價(jià)與監(jiān)督機(jī)制，開展數(shù)據(jù)管理平臺開發(fā)與利用，規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)輸出等管理模式變革，提升“六性”分析研究效率，促進(jìn)通用質(zhì)量特性有效落地。