民機(jī)項(xiàng)目研制過程中關(guān)鍵特性的識(shí)別研究

梁 娟

（中國(guó)商用飛機(jī)有限責(zé)任公司， 上海 200120）

AS 9100C《質(zhì)量管理體系要求——航空、航天和國(guó)防組織的要求》已于2009年1月發(fā)布實(shí)施，與AS 9100B版標(biāo)準(zhǔn)相比，在關(guān)鍵特性以及和其相關(guān)的一些方面從定義、要求方面有了進(jìn)一步的闡述。其中標(biāo)準(zhǔn)增加了“特殊要求（Special requirements）”、“關(guān)鍵項(xiàng)（Critical item）”的定義，進(jìn)一步闡明了“關(guān)鍵特性（Key characteristic）”的定義，7.2.2d）條增加了“產(chǎn)品的特殊要求已得到確定”，7.3.3e）條進(jìn)一步要求“規(guī)定任何關(guān)鍵項(xiàng)、包括關(guān)鍵特性，以及對(duì)這些項(xiàng)目所采取的特定的措施”，7.5.1條要求“建立、實(shí)施和保持適當(dāng)?shù)倪^程來管理關(guān)鍵項(xiàng)，包括對(duì)已識(shí)別出關(guān)鍵特性的過程進(jìn)行控制”[1]，標(biāo)準(zhǔn)還有其他條款有相關(guān)要求，在此不詳盡列出。

目前，在關(guān)鍵特性控制方面出臺(tái)了包括AS 9103–2001《關(guān)鍵特性波動(dòng)管理》在內(nèi)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)其研究也已經(jīng)較為深入，但在關(guān)鍵特性識(shí)別方面的研究相對(duì)較少。在這方面，國(guó)內(nèi)民機(jī)項(xiàng)目研制過程中也存在一定程度的不清晰、不確定之處。這對(duì)關(guān)鍵特性控制以及最終產(chǎn)品質(zhì)量有較大的影響。針對(duì)該問題，本文通過對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的研究分析，結(jié)合民用飛機(jī)項(xiàng)目研制特點(diǎn)，提出了民機(jī)項(xiàng)目研制過程不同階段關(guān)鍵特性的識(shí)別過程和識(shí)別的方法。

1 關(guān)鍵特性的分類定義及相互關(guān)系

1.1 關(guān)鍵特性的分類定義

AS 9100C提出關(guān)鍵特性是一種屬性或特征，其變差將對(duì)產(chǎn)品配合、外形、功能（3F）以及性能、服務(wù)壽命或者可生產(chǎn)性產(chǎn)生重大影響的特性[1]，由此而來可知特性是一種屬性或特征，是某產(chǎn)品或某過程所特有的，可以將特性分為產(chǎn)品特性和過程特性兩大類，關(guān)鍵特性同樣可分為關(guān)鍵產(chǎn)品特性（PRKC）和關(guān)鍵過程特性（PKC）兩大類。

GJB 9001A–2001《質(zhì)量管理體系要求》對(duì)關(guān)鍵特性進(jìn)行了進(jìn)一步細(xì)分，根據(jù)特性變差的影響程度將AS 9100中定義的關(guān)鍵特性進(jìn)一步分為關(guān)鍵特性和重要特性兩類。將如果不滿足要求，將危及人身安全并導(dǎo)致產(chǎn)品不能完成主要任務(wù)的特性定義為關(guān)鍵特性，將如果不滿足要求，將導(dǎo)致產(chǎn)品不能完成主要任務(wù)的特性定義為重要特性[2]。

綜上所述，特性分類情況見表1。

表1 特性分類情況

1.2 關(guān)鍵特性的相互關(guān)系

產(chǎn)品特性形成于產(chǎn)品規(guī)劃階段，在設(shè)計(jì)、制造、裝配、服務(wù)等階段不斷傳遞與細(xì)化。影響一個(gè)關(guān)鍵產(chǎn)品特性的因素很多，用來制造產(chǎn)品的人員、設(shè)備、材料、方法、環(huán)境等發(fā)生變化都可能影響其特性，因此可以理解為通過控制“過程特性”來保證最終的“產(chǎn)品特性”?！斑^程特性”一般為過程的特殊要求或過程參數(shù)，例如：某道工序的特殊要求、特種工藝的工藝參數(shù)（溫度、壓力等）等。圖1給出了“關(guān)鍵產(chǎn)品特性”和“關(guān)鍵過程特性”之間的關(guān)系。

圖1 PRKC和PKC之間的關(guān)系

2 關(guān)鍵特性識(shí)別過程

2.1 民機(jī)項(xiàng)目研制各階段關(guān)鍵特性識(shí)別的層次

典型的民用飛機(jī)項(xiàng)目研制階段劃分為：立項(xiàng)論證階段、定義階段、研制階段和批生產(chǎn)階段[3]。關(guān)鍵特性隨著研制過程的不斷深入在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的各個(gè)階段逐步分解、轉(zhuǎn)化并逐步細(xì)化，最終落實(shí)到具體零件以及其實(shí)現(xiàn)過程中，以便得到控制。關(guān)鍵特性隨研制階段逐步拓展可分為以下幾級(jí)：飛機(jī)級(jí)——系統(tǒng)級(jí)——部件級(jí)——零件級(jí)——產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)過程。

2.2 立項(xiàng)論證階段—關(guān)鍵特性的初步產(chǎn)生

2.2.1 關(guān)鍵特性來源

前文提到特性形成于產(chǎn)品規(guī)劃階段，在設(shè)計(jì)、制造、裝配、服務(wù)等階段不斷傳遞與細(xì)化。AS 9100C標(biāo)準(zhǔn)中引入了“特殊要求”和“關(guān)鍵項(xiàng)”的定義，并在注中說明了“特殊要求是在確定和評(píng)審與產(chǎn)品有關(guān)的要求時(shí)識(shí)別的”，還提及“特殊要求可能要求識(shí)別關(guān)鍵項(xiàng)”以及“某些關(guān)鍵項(xiàng)由于需要對(duì)其變差進(jìn)行控制被進(jìn)一步劃分為關(guān)鍵特性”[1]。由此得出：特殊要求→關(guān)鍵項(xiàng)→關(guān)鍵特性。

可知關(guān)鍵特性的初步產(chǎn)生是在立項(xiàng)論證階段（產(chǎn)品要求確定階段），從顧客處或組織自己分析確定的特殊要求中映射而來。此階段識(shí)別的特殊要求映射而來的關(guān)鍵特性一般為飛機(jī)級(jí)的關(guān)鍵特性。

2.2.2 識(shí)別方法—通過識(shí)別特殊要求來識(shí)別關(guān)鍵特性

2.2.2.1 確定特殊要求

識(shí)別特殊要求主要包括識(shí)別顧客要求和產(chǎn)品性能要求，組織對(duì)識(shí)別出的特殊要求進(jìn)行評(píng)審，并最終確定特殊要求。

識(shí)別顧客要求包括通過市場(chǎng)需求分析等手段獲得一般客戶的要求，通過對(duì)特定客戶的訪談獲得特定客戶的要求。將要求轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品或系統(tǒng)的定義，可利用質(zhì)量功能展開（QFD）來完成該工作。

識(shí)別產(chǎn)品性能方面的特殊要求通過分析組織能力，識(shí)別出組織內(nèi)部因經(jīng)驗(yàn)不足、能力有限等較難達(dá)到的或達(dá)到存在高風(fēng)險(xiǎn)的產(chǎn)品性能要求，可利用專家團(tuán)隊(duì)、頭腦風(fēng)暴來完成此項(xiàng)工作。

2.2.2.2 由特殊要求進(jìn)一步識(shí)別關(guān)鍵產(chǎn)品特性

將顧客的特殊要求設(shè)計(jì)進(jìn)入產(chǎn)品，需要將顧客要求轉(zhuǎn)換和映射為產(chǎn)品特性。特殊要求具體體現(xiàn)到設(shè)計(jì)活動(dòng)中為分析確定“關(guān)鍵項(xiàng)”，包括功能的“關(guān)鍵項(xiàng)”和性能的“關(guān)鍵項(xiàng)”。

為保證“關(guān)鍵項(xiàng)”得以實(shí)現(xiàn)，需要進(jìn)一步識(shí)別出影響其實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵產(chǎn)品特性和關(guān)鍵過程特性，并將關(guān)鍵特性逐步分解、轉(zhuǎn)化和落實(shí)到產(chǎn)品設(shè)計(jì)的各個(gè)階段并加以控制，以此來確保顧客的特殊要求得以實(shí)現(xiàn)。

2.3 定義階段—關(guān)鍵特性的全面形成

2.3.1 關(guān)鍵特性來源

AS 9100C標(biāo)準(zhǔn)7.3.3d）條要求“設(shè)計(jì)和開發(fā)輸出應(yīng)規(guī)定對(duì)產(chǎn)品的安全和正常使用所必需的產(chǎn)品特性”；e）條進(jìn)一步要求“適用時(shí)規(guī)定任何關(guān)鍵項(xiàng)、包括關(guān)鍵特性，以及對(duì)這些項(xiàng)目所采取的特定的措施”[1]。

由于現(xiàn)代民機(jī)系統(tǒng)高度綜合和復(fù)雜的特點(diǎn)，需要引入一種能夠減少研制錯(cuò)誤的方法，從飛機(jī)級(jí)到項(xiàng)目級(jí)的研制保證過程是很好的解決方法之一。研制保證過程中安全性分析和評(píng)估工作有十分重要的作用，見圖2[4]。在民機(jī)研制過程中，采用一系列安全性評(píng)估分析工作識(shí)別出影響產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)和產(chǎn)品使用的“關(guān)鍵項(xiàng)”，從而進(jìn)一步識(shí)別出關(guān)鍵特性。

此階段由識(shí)別的“關(guān)鍵項(xiàng)”映射而來的關(guān)鍵特性一般為系統(tǒng)級(jí)和部件級(jí)的關(guān)鍵特性。

2.3.2 識(shí)別方法—通過安全性評(píng)估分析和分析對(duì)產(chǎn)品性能的影響來識(shí)別關(guān)鍵特性

2.3.2.1 通過安全性評(píng)估分析來識(shí)別關(guān)鍵特性

通過安全性分析評(píng)估確定的功能危險(xiǎn)等級(jí)/失效狀態(tài)，依此來確定“關(guān)鍵項(xiàng)/關(guān)鍵特性”。安全性分析評(píng)估方法包括功能危險(xiǎn)性評(píng)估（FHA）（飛機(jī)級(jí)及系統(tǒng)級(jí)）、飛機(jī)/系統(tǒng)安全性評(píng)估（PASA/PSSA）、共因分析（CCA）、系統(tǒng)故障樹分析（FTA）、設(shè)計(jì)過程失效模式影響分析（DFMEA）等。

2.3.2.2 通過分析對(duì)產(chǎn)品性能的影響來識(shí)別關(guān)鍵特性

圖2 安全性與研制保證過程的相互關(guān)系

進(jìn)一步通過分析產(chǎn)品功能、配合、環(huán)境條件、5維修性、壽命、裕度等對(duì)產(chǎn)品性能和質(zhì)量的影響識(shí)別確定關(guān)鍵特性。識(shí)別一般以規(guī)范要求、工程經(jīng)驗(yàn)為主，可采取專家團(tuán)隊(duì)法來幫助識(shí)別此類關(guān)鍵特性。

在定義階段需要組織評(píng)審活動(dòng)來確保此階段關(guān)鍵特性識(shí)別的全面、完整和必要性。

2.4 研制階段—關(guān)鍵產(chǎn)品特性以及關(guān)鍵過程特性的最終形成

2.4.1 關(guān)鍵特性來源

這一階段，產(chǎn)品細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)工作全面展開。關(guān)鍵特性隨著細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)的展開而進(jìn)一步細(xì)化完善。此階段關(guān)鍵特性基本由前一階段識(shí)別的“關(guān)鍵項(xiàng)/關(guān)鍵特性”延伸而來，是為保證上一層次關(guān)鍵特性而衍生出來的。AS 9100C標(biāo)準(zhǔn)7.5.1條要求生產(chǎn)過程要“建立、實(shí)施和保持適當(dāng)?shù)倪^程來管理關(guān)鍵項(xiàng)，包括對(duì)已識(shí)別出關(guān)鍵特性的過程進(jìn)行控制”。

此階段識(shí)別的關(guān)鍵特性一般為“零件級(jí)”以及“產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)過程”的關(guān)鍵特性（一般是“關(guān)鍵過程特性”）。

2.4.2 識(shí)別過程及方法

研制階段主要工作包括了詳細(xì)設(shè)計(jì)、研制生產(chǎn)、總裝以及試驗(yàn)、試飛，此階段通過對(duì)各類設(shè)計(jì)、生產(chǎn)細(xì)節(jié)的分析來識(shí)別關(guān)鍵特性。主要包括分析以下3方面細(xì)節(jié)。

一是通過分析材料性能、工藝要求、互換性、協(xié)調(diào)性對(duì)產(chǎn)品性能和質(zhì)量的影響來識(shí)別關(guān)鍵特性；二是通過分析產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)的過程進(jìn)一步識(shí)別關(guān)鍵特性，可采用制造過程失效模式影響分析（PFMEA）、缺陷預(yù)防分析（FPA）、故障樹分析（FTA）等方法來分析；三是通過編制產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)過程流程圖，應(yīng)用因果分析識(shí)別“關(guān)鍵過程特性”。

2.5 批生產(chǎn)階段—關(guān)鍵特性控制及持續(xù)改進(jìn)

關(guān)鍵特性控制應(yīng)從產(chǎn)品研制生產(chǎn)開始，持續(xù)至批生產(chǎn)活動(dòng)。關(guān)鍵特性控制是推動(dòng)制造過程持續(xù)改進(jìn)的有效方法之一。對(duì)于確定的關(guān)鍵特性（關(guān)鍵產(chǎn)品特性和關(guān)鍵過程特性）開展控制活動(dòng)，使其處于受控狀態(tài)并逐步具備過程能力[5]，在具備過程能力之后關(guān)鍵特性可以取消。標(biāo)準(zhǔn)AS 9103給出了關(guān)鍵特性波動(dòng)管理指南，本文不作為重點(diǎn)對(duì)此過程進(jìn)行描述。

3 結(jié)論

關(guān)鍵特性的識(shí)別從“特殊要求”及安全性分析入手，分級(jí)（飛機(jī)、系統(tǒng)、部件、零件、產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)過程）、分階段（立項(xiàng)論證階段、定義階段、研制階段、批生產(chǎn)階段）進(jìn)行，在研制過程中不斷衍生、細(xì)化，并貫穿于民機(jī)項(xiàng)目研制的全過程。

關(guān)鍵特性識(shí)別和控制工作是民機(jī)項(xiàng)目研制工作的一項(xiàng)重點(diǎn)工作。

3.1 它是推動(dòng)設(shè)計(jì)過程持續(xù)改進(jìn)的一種有效手段，幫助我們?cè)谘兄瞥跗诳紤]顧客及安全等要求，通過考慮預(yù)期的偏差影響使設(shè)計(jì)合理化，幫助我們消除或減少失效模式及影響，進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化。

3.2 它是提高制造過程能力的一種有效方法。 “關(guān)鍵過程特性”將過程能力和關(guān)鍵產(chǎn)品特性聯(lián)系了起來，我們可以通過優(yōu)化過程、完善流程圖、過程控制計(jì)劃以及研制計(jì)劃等提高過程能力，以此來保證關(guān)鍵產(chǎn)品特性。

3.3 它是進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)控制的一種有效輸入。關(guān)鍵特性關(guān)注了“特殊要求”，關(guān)注了“關(guān)鍵項(xiàng)”，這些都與風(fēng)險(xiǎn)控制不謀而合。對(duì)關(guān)鍵特性采取的特定措施也恰恰就是風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)措施。

3.4 它真正做到了以顧客為關(guān)注焦點(diǎn)，提高了顧客滿意度。因?yàn)殛P(guān)鍵特性識(shí)別及控制要求我們?cè)谠O(shè)計(jì)、制造過程中充分考慮顧客要求。

總之，關(guān)鍵特性識(shí)別和控制工作作為提高產(chǎn)品及管理質(zhì)量的一種重要手段，隨著我國(guó)民機(jī)項(xiàng)目的研制，需在實(shí)踐中不斷深入，不斷完善。

[1] SAE AS 9100C Quality Management Systems—Requirements for Aviation, Space and Defense Organizations[S].

[2] GJB 9001 質(zhì)量管理體系要求 [S].

[3] 李勇，鄭朔昉.民用飛機(jī)研制階段劃分若干問題探析[J].航空標(biāo)準(zhǔn)化與質(zhì)量，2008，3:8-11.

[4] ARP4754A Guidelines for Development of Civil Aircraft and Systems [S].

[5] AS9103 Variation management of key characteristics[S].