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航空发动机故障归零管理研究

发布时间:2020-03-09 17:47所属平台:学报论文发表浏览:

摘要介绍了航天、民机适航、核电设备、航空装备维修等项目中对于故障归零管理的方法,分析了航空发动机研制特点,提出了航空发动机故障归零管理的建议。 关键词航空发动机故障归零管理 航空方向论文投稿刊物:《 航空学报 》是中国航空学会主办的综合性航空

  摘要介绍了航天、民机适航、核电设备、航空装备维修等项目中对于故障归零管理的方法,分析了航空发动机研制特点,提出了航空发动机故障归零管理的建议‍‌‍‍‌‍‌‍‍‍‌‍‍‌‍‍‍‌‍‍‌‍‍‍‌‍‍‍‍‌‍‌‍‌‍‌‍‍‌‍‍‍‍‍‍‍‍‍‌‍‍‌‍‍‌‍‌‍‌‍。

  关键词航空发动机故障归零管理

航空学报

  航空方向论文投稿刊物:《航空学报》是中国航空学会主办的综合性航空航天学科学技术期刊,长期在我国航空航天类中文核心期刊排名第一。主要栏目有论文、综述、研究简报及简讯等。办刊宗旨是及时反映中国航空航天领域科学技术发展水平,交流国内外科技新成果,促进学术进步和人才成长,推动新理论、新技术的发展。

  航空发动机属于高度复杂和精密的热动力机械,评价指标主要包括性能、可靠性、安全性及经济性‍‌‍‍‌‍‌‍‍‍‌‍‍‌‍‍‍‌‍‍‌‍‍‍‌‍‍‍‍‌‍‌‍‌‍‌‍‍‌‍‍‍‍‍‍‍‍‍‌‍‍‌‍‍‌‍‌‍‌‍。与航天火箭发动机相比,航空发动机结构更为复杂,部件工作负荷更为严酷,并且要求长寿命、多次重复使用,由于上述差异,航空发动机比航天火箭发动机技术更复杂、研发难度更大‍‌‍‍‌‍‌‍‍‍‌‍‍‌‍‍‍‌‍‍‌‍‍‍‌‍‍‍‍‌‍‌‍‌‍‌‍‍‌‍‍‍‍‍‍‍‍‍‌‍‍‌‍‍‌‍‌‍‌‍。

  在航空发动机研制过程中,产品即使通过鉴定/定型,批量装备用户/部队后,也会出现故障或问题,这种情况在国内外军机、民机研制中普遍存在,且不可避免。在研制/保障中,只有加大考核力度、全面收集信息、及时有效处置,才能保障其安全性、可靠性。

  当前,我国军用航空发动机型号研制对于故障或问题的管理中,践行航天型号研制的“双五归零”方法(技术归零五条:定位准确、机理清楚、问题复现、措施有效、举一反三;管理归零五条:过程清楚、责任明确、措施落实、严肃处理、完善规章)。一方面,该方法较为成熟和有效,已升级为国际标准;另一方面,航空发动机与航天型号研制的差异,使得该方法在贯彻中存在一些问题。

  下面就航天“双五归零”的发展,民机适航、核电设备等相关问题处理方法进行研究,并提出航空发动机故障管理的建议。

  1航天“双五归零”的发展

  航天“归零”概念的提出最早可追溯到1990年,原航空航天部在上海5073厂召开学习麦道飞机管理经验研讨会上,会议总结的飞机制造管理经验中的重要一条是“闭环归零”。这里的归零,具体指TO(ToolOrder)、FO(FabricateOrder)、AO(AssembleOrder),抓三个“O”的闭环管理。TO指工具、工装要保证,否则不能发出生产指令;FO指如何加工、用什么工具加工、要达到什么质量标准,都要严格规定,经过核实没有问题才可以生产。AO指装配指令归零,要求在没有任何问题的情况下才能开始装配。

  1991年,中国运载火箭技术研究院在总装车间,对长征三号某总装产品开展了麦道质量管理经验的试点工作,并同步对总装过程进行归零管理,“归零”概念首次在国内产品研制中实施。

  1995年,原航天工业总公司发布了《质量问题归零管理办法》,第一次明确提出质量问题归零概念,从定位、机理、性质、责任、措施等方面明确了质量问题“归零五条”的最初模型。

  1996年,原航天工业总公司在卫星发射计划动员会上,要求质量问题归零符合“定位准确、机理清楚、问题复现、措施有效、举一反三”。在此,航天质量管理创造性地、明确地提出了“技术归零”五条要求。

  1997年,原航天工业总公司下发了《关于认真做好质量问题在管理上归零工作的通知》,至此,航天质量管理全面提出了“双五归零”要求。

  随着航天产品研制的不断发展,在其研制中也面临着批产管理模式与单件管理模式的不同。“十一·五”以来,航天卫星发射的频率、数量大幅增加,对火箭研制生产部门的交付能力提出了新的要求,以往采取的火箭单发研制生产模式已不适应高密度发射任务的需要,需要运载火箭批量生产交付。

  在运载火箭研制过程中,同样存在边研制、边生产的情况,研制中出现故障/问题时,主要从技术状态和批生产质量管理两方面进行控制。

  技术状态控制是火箭批产过程的重要问题,包括设计技术状态管理和工艺技术状态管理。产品批产前,应根据任务需求明确本批组的技术状态基线和生产工艺基线、工艺状态控制要求。对进入批产的产品,其技术状态更改要严格控制,提高审批级别,通过论证分析、试验验证、专家评审等手段进行控制。

  批生产质量管理中,重点是抓好批次控制与交付验收工作,做好批次的标识和原始记录,并按技术文件的要求进行严格验收。

  2民机适航相关问题处理方法

  民用航空产品在设计生产和投入运行后,不可避免地发生各类故障、缺陷和失效事件,研究故障信息的收集、分析和处理流程,是确保航空器持续适航和安全运行的重要前提。

  在国外,波音公司和空客公司对民机故障收集、处理建立了各自的方法。

  波音公司针对民机故障、失效信息建立了持续运行安全评估(COS)体系。波音公司在全球机队收集的问题事件中,按美国民航规章的有关规定筛选出COS报告,并在24h内提交美国联邦航空局(FAA),再经工程调查委员会(EIB)每周一次或安全评估委员会(SRB)每月一次的评估,依据风险管理、机队经验和事件调查分析等确定是否为安全相关事件。针对安全事件,启动安全问题处理程序,制定基本解决方案,纠正措施、实施计划和服务文件,同时向FAA提交服务通告和建议,在获得FAA批准后正式发布服务通告。其中EIB/SRB会议成员有机队主管、首席项目工程师、飞机安全工程师等。波音公司故障事件收集分析流程。

  空客公司主要从空客系统内部信息、空客产品在役运行信息、适航当局发布的信息三个渠道收集信息,收集到的信息按照空客内部的相关标准判定是在役事件、工程事件还是生产事件,将事件划分为绿色、黄色和红色,对不同分类的事件采取不同的处理方法。空客公司故障事件收集分析流程。

  3核电设备相关问题处理方法

  核电设备研制中,有人对航天质量“双五归零”在核电设备质量管理中的应用进行了分析,认为航天行业的“双五归零”管理是针对单个企业的一种有效模式,而核电设备质量管理是一种产业组织的管理模式,是一个网络化、跨企业质量管理体系。质量管理的终极和理想目标是实现整个核电产业中各个企业质量管理的高度规范和统一,形成质量共同体,有利于管理和提升。核电设备质量问题一般较为简单,就事件本身很容易分析判断其原因机理,不需要逐一进行“问题复现”。对于人为或管理原因导致的质量事件,总体单位无法直接落实对责任人的处理,对供应商内部管理问题也无法直接采取有效措施予以纠正。因此,航天“双五归零”模式无法直接复制和应用于核电设备质量管理。

  对于核电设备质量问题的处理,提出应该按照问题本身的影响进行差异化处理——分级处理,避免一刀切造成的资源浪费,抓不住重点。所有问题在理论上是可以消除的,但是对于制造业的普遍规律来说,有些问题是概率发生的,无法彻底避免。对于没有重大影响的一般质量问题按照就事论事的方法进行返修、接受、报废等方式处理,不会对电站安全和建设造成影响。

  分析认为,核电设备相关问题处理过程中,关注不符合项的处理结果,要确保核电设备性能和质量指标满足要求,又不能一刀切,在满足要求的前提下,可以采取返修、接受、报废等方式处理并对问题进行关闭。

  4航空装备维修质量问题归零过程

  与航天领域不同,航空兵部队更加注重航空装备使用阶段维修时的质量问题,在这个阶段中,航空装备维修质量问题可以归为维修差错和故障,维修差错和故障是必然发生的,针对维修差错和故障的处理,目前在航空兵机务部队大多采取卡片归零的方式来管理。卡片归零是一个将维修工作从计划、到执行、再到检验,最后根据结果又重新生成计划的过程,其实质上是维修管理信息的归零。

  航空维修质量问题归零程序以飞行员反映问题为例,结合当前航空兵部队工作实际,给出维修质量问题归零的程序。

  机务保障部门组织各专业人员对飞行员反映的问题进行初步定性,对重大问题上报机关和上级质量控制部门,对非重大问题进行进一步研究分析,并制定处理方案和质量改进计划,对具有普遍性的质量问题上报机关,由上级机关发文普查或全面整治,在这个基础上对质量问题制定措施,并将问题反馈给飞行员,实现问题归零。

  分析认为,对于一般问题机务保障部门更加关注问题的及时有效解决,对于重大问题和普遍性问题,需要上报机关进行归零。

  5航空发动机故障管理的建议

  通过分析航天“双五归零”方法的发展和民机适航、核电设备、航空装备维修等相关问题处理方法,虽然管理方法有所不同,但对于故障/问题处理归零/闭环的要求是一致的。

  航天产品研制中,以往多为单件生产,产品价值高、风险大,但使用寿命短,不要求多次重复使用,在研制中贯彻“双五归零”(尤其是技术五归零)便于实现,但随着航天产品批量生产的需求越来越大,其对批产产品故障/问题的管理也进行了研究,控制方法主要集中在技术状态控制和生产过程控制。

  民机产品技术状态较为固定,批量生产的数量非常庞大,用户遍布世界各地,因此其在批产过程中,不论是空客还是波音公司,均通过相应级别委员会的定期评审,对故障/问题进行了分类处理,对影响安全性的问题及时采取强制措施,目的是确保安全,对于不影响安全性的问题,也可提出非强制措施‍‌‍‍‌‍‌‍‍‍‌‍‍‌‍‍‍‌‍‍‌‍‍‍‌‍‍‍‍‌‍‌‍‌‍‌‍‍‌‍‍‍‍‍‍‍‍‍‌‍‍‌‍‍‌‍‌‍‌‍。

  在核电设备和航空装备维修中,对问题均提出了分级处理的要求,对于一般问题应避免一刀切,在满足要求的前提下,采取适宜的处置措施后,产品可以继续使用。

  在航空发动机研制过程中,以上做法均值得借鉴,但结合发动机所处的不同阶段,可以各有侧重。

  1)在发动机研制过程中,要坚持“双五归零”的方法。“双五归零”要求较全面,做到“定位准确、机理清楚、问题复现、措施有效、举一反三”,是保证型号研制质量的基础。但对于在研发动机和批产发动机,故障/问题处理过程中要各有侧重。

  2)对于正在研制阶段的发动机,对于故障/问题的归零管理,要在符合归零程序的前提下,尽快完成技术归零,定位故障/问题原因,认可排故措施,并将排故措施落实到技术状态中,以便安排后续的考核验证,保证型号研制按计划完成。对于排故措施的贯彻,可作为举一反三的一部分,不影响安全性的问题,可逐步安排落实排故措施,影响安全性的问题,必须待排故措施落实后才能使用。举一反三工作安排的合理性,可由专家评审组在技术归零评审时进行审查,举一反三工作安排,可在技术归零评审后,按照评审意见执行。

  3)处于批产阶段的发动机,对于故障/问题的归零管理,可借鉴波音公司、空客公司在民机上的管理方法,必须将发动机使用安全放在第一位,对影响发动机安全性的故障/问题及时采取强制处置措施,对不影响发动机安全性的故障/问题可采取监控或建议等非强制措施。对于需要采取强制处置措施的问题,可通过故障评审(非归零评审)确认强制处置措施的合理性、可行性,待强制处置措施执行后,可组织技术归零评审。对于不需采取强制处置措施的故障/问题,在做好技术通报、技术状态控制、生产过程控制后,可组织召开技术归零评审。

  4)航天系统的“归零”方法在经历从无到有的过程中,也在不断丰富和完善,说明其方法也不是一成不变的。可对航空发动机行业内贯彻执行“双五归零”方法的适宜性进行进一步的研究,并在此基础上,制定更加符合航空发动机实际的“归零”方法。

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《航空发动机故障归零管理研究》

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