数字化环境下航空装备研制质量管理的思考

数字化环境下航空装备研制质量管理的思考

金凡深 石野 杨雄飞

航空工业哈尔滨飞机工业集团有限责任公司 黑龙江省哈尔滨市 150060

摘要：数字化设计制造技术的应用，引起航空装备 研制模式变革的同时，也带来了装备质量管理模式 的变革。数字化环境下的质量管理如何开展，近年 来已经成为质量工作面临的一项重要课题。建议重 点围绕数字化研制模式下标准规范体系建立、质量 管理关键技术突破、质量管理信息化平台建设等方 面，开展数字化环境下的质量管理研究和实践工 作，并逐步探索适应数字化研制特点的航空装备质 量管理新模式，进一步促进装备研制质量水平提 升。

关键词：数字化；航空装备；质量管理

我国自20世纪开始使用计算机进行飞机 零件数控编程，并逐步进行了较大规模的数字化改 造，一些航空厂所在“飞豹”、“枭龙”、ARJ21 等型号研制中都不同程度地采用了数字化设计制造 技术，初步实现产品数字化设计和制造。 数字化设计制造本质上是产品设计制造信息的 数字化，是将产品的结构特征、材料特征、制造特 征和功能特征统一起来，应用数字技术对涉及的对 象和活动进行表达、处理和控制，从而在数字空间 中完成产品设计制造过程。数字化研制模式的主要 特点包括：传统的串行研制流程变革为并行产品定 义流程，数字量传递代替模拟量传递，传统的生产 组织管理模式向机构扁平化、物流信息流同步配置 方向转变，数字化工艺装备得到广泛采用。

一、数字化环境下质量管理的现状

1、质量管理面临的挑战和需求。对标准规范的挑战和需求。在适用性方面，原有的质量管理国家军用标准、航空行业标准，基本上是针对传统研制模式的特点而制定，未充分考虑数字化研制的特点，需要对其作适应性修改。在新需求方面，数字化研制模式下数据的内容、形式，协同并行研制模式，以及对支撑环境的需求都对标准提出了新要求，需要增加针对性标准。对质量管理技术方法的挑战和需求。在数字化研制模式下，研制流程、控制要素、控制点的改变，基于数字样机的仿真分析、并行协同研制方法的采用，都对传统研制方式的质量管理技术方法提出了新的挑战和要求。对质量管理手段平台的挑战和需求。在数字化研制模式下，以传统的基于实物模型的人工方式为主到基于数字模型的自动化、信息化的转变，对开展设计、制造过程控制等质量管理活动的数字化平台提出了新需求。

2、质量管理面临的机遇。数字化研制模式为解决质量管理“两张皮” 问题提供了可能。在数字化研制模式下，可将质量管理流程嵌入到研制流程中，通过软件系统控制流 程的运行，保证研制过程中必须按照体系文件的规 定工作，只有完成程序所规定的要求，才能转入下 一环节。装备研制在协同平台的支持下，以产品数据管理系统（PDM）为核心，实现了产品 数据源的统一化管理；同时质量数据的采集从传统的手工方式测量转化为自动方式、数据的处理从离线事后检查逐渐过渡为在线实时检测，保证了质量数据的有效性和及时性。数字化研制模式为先进质量管理技术的推广应用提供了机遇。在传统研制模式下，由于质量管理技术方法本身较为复杂，或与产品研制生产系统分离，使用便利程度低，导致QFD（质量功能展 开）、FMEA（故障模式与影响分析）、DOE（实验 设计）、SPC（统计过程控制）等先进质量管理工具 一直没有得到广泛的应用。在数字化研制模式下， 可以实现先进质量管理技术方法的工具模块化，借 助协同工作信息化平台，方便地调用和使用。

二、数字化环境下航空装备研制质量管理

1、规范航空装备研制数字化设计标准。数字化环境下航空装备研制在内容、形势、方式等方面的变化对治疗管理标准提出了更高要求，按照传统航空装备设计与制造特征制定的各项标准，其应用不可避免产生局限性，需要根据数字化设计制造特征进行适当调整与修改。例如，波音公司根据数字化设计制造要求制定的标准，在航空装备数字化研制质量管控中发挥着重要作用。随着近些年我国数字化设计制造事业的高速发展，为有效控制数字化设计与制造质量，围绕“产品数字化定义”、“数字化预装配”、“数字化工艺”、“数字管理”、“数字化工装”等进行了相关标准制定，为航空装备研制质量管理规范化、标准化发展提供了标准支持。基于此，在进行航空装备研制质量管理创新过程中，可在经验（包括航空装备设计经验、航空装备制造经验、产品数据模型构建经验等）归纳与总结的基础上，加强基于数字化设计标准的航空装备设计规范与要求制定，并将其融入到航空装备数字化设计流程中，成为评价产品设计质量的重要工具。与此同时，根据标准与规范，结合专家设计意见，加快数字化设计模板库建设，提高航空装备设计输出质量。

2、加强数字化质量管理核心技术。在数字化环境下，航空装备研制质量管理工作的顺利开展离不开质量管理技术的支撑。对此，在质量管理创新过程中应加大数字化质量管理技术研究。例如：（1）加强航空装备制造原材料供应商、零部件供应商评价技术研究，在该技术支撑下构建科学且完善的供应商评价指标系统，以提高航空装备采购质量。（2）能够根据GJB9001C-2017质量管理体系标准要求，针对制造过程中可能存在的问题，进行相关质量控制技术研究，如工艺流程控制、生产状态控制、生产流程控制、生产过程资源配置控制、合格产品检测控制等。从而将质量管理流程与产品生产流程有机结合，以提高航空装备制造质量。（3）根据数字化环境下航空装备研制协同作业特征，加强质量信息采集技术研究，在该技术支撑下保证质量管理信息来源准确、内容丰富、类型全面，从而为航空装备制造各阶段各环节质量管理提供充足信息依据。

3、实施航空装备研制问题精细化审查数字化环境下的航空装备质量管理应具备全过程、全方位、动态化、精细化特征，保证质量管理各要点在设计制造流程中的有效融入。在此过程中，一要对航空装备研制问题具有全面了解，将研制问题科学分类后，落实问题追责制度，将问题管理细化到部门、到个人，从而实现问题动态监控，降低问题发生概率。二要根据数字化环境下航空装备研制特征，建立装备研制质量问题应急处理预案，能够从制度、技术、审查、组织等方面落实质量管理要求与规定，达到装备研制问题归零管理目的。三要根据航空装备设计要求、技术管理标准、质量控制规范等，依托先进科学技术制定质量审查表，将其嵌入到航空装备数字化设计协同工作平台中，提高航空装备质量审查能力。

4、加快适应性质量管理信息系统建设。在数字化环境下，基于数据集成要求，质量管理信息系统的建设存在必然性与基础性。而在质量管理信息系统建设过程中，为保证系统应用的实用性、适应性，应将相关质量管理标准与相关质量管理技术有效结合，提高质量管理流程的规范性、质量管理方法的科学性、质量管理内容的准确性。与此同时，在系统建设过程中，为保证数据信息能够有效共享，需要依托先进科学技术将质量管理信息系统与其他系统互联互通。在此过程中，可引入模块化设计理念，让航空装备研制质量管理功能有效融入到研制流程中，一方面为研制流程质量管控提供服务，另一方面为研制流程优化提供服务。例如，过程管理模式，能够对航空装备研制过程进行质量监督与管控，让航空装备设计与制造能够根据质量管理标准要求操作；业务管理模块，能够对研制过程中涉及到的基础性业务进行管理，通过提升基础性业务工作质量与效率，达到航空装备研制质量管理目标。

总之，质量管理在航空装备研制质量提升上发挥着至关重要的作用。在对新时代数字化环境下航空装备研制质量管理特征具有全面了解与准确认识的基础上，应不断提高装备研制质量管理能力，善于利用数字化技术将质量管理落实到整个研制与生产过程中，从多层面、多角度实现对装备研制各阶段、各环节治疗的有效检测、监督与管控，为航空装备质量达标提供管理保障。

参考文献：

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[2] 徐 锐,范强,岑和平.加强发动机研制阶段可靠性工程质量监督的思考[J].航空标准化与质量,2019(1):42-45.

[3]丁 磊.数字化环境下的复杂装备质量管控体系质量管理[J].上海质量,2020(2):32-37.