應(yīng)用6-SIGMA 改進(jìn)航空器部件維修質(zhì)量

黃乾華

0 引言

6-SIGMA 是一項(xiàng)以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，追求幾乎完美的質(zhì)量管理方法，其DAMIC 改進(jìn)模式就是建立在PDCA 循環(huán)的基礎(chǔ)上。DMAIC 模式現(xiàn)在已被廣泛認(rèn)可和使用，是實(shí)施6σ的一套更具操作性的模式。它代表了改進(jìn)過(guò)程中的5 個(gè)階段：1.界定D（Define）；2.測(cè)量M（Measure）；3.分析A（Analyze）；4.改進(jìn)I（Improve）；5.控制C（Control）。

航空器部件維修是航空維修業(yè)的重要組成部分，經(jīng)航空維修業(yè)的實(shí)踐表明，飛機(jī)很大程度上的系統(tǒng)故障，是由于部件的可靠性低造成的。隨著飛機(jī)制造技術(shù)的提高和新工藝的出現(xiàn)，飛機(jī)構(gòu)造日趨復(fù)雜，客觀上造成了飛機(jī)部件維修難度的提高，對(duì)維修質(zhì)量改進(jìn)也提出了新的課題，這就要求航空器部件維修公司的質(zhì)量改進(jìn)工作要不斷地發(fā)展和創(chuàng)新。為適應(yīng)這些新的形式和新的變化，H 航空器部件

維修公司引入了當(dāng)前國(guó)際上先進(jìn)的6-SIGMA 管理方法，通過(guò)對(duì)影響部件維修質(zhì)量的主要因素加以分析并改進(jìn)，顯著提高部件的維修質(zhì)量及效益。

1 6-SIGMA 在提高飛機(jī)咖啡壺維修質(zhì)量中的應(yīng)用

1.1 項(xiàng)目界定

在H 公司維修的航空器部件中，飛機(jī)廚房設(shè)備咖啡壺的維修質(zhì)量一直不太理想，返回率逐年上升高居不下。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，2011年飛機(jī)咖啡壺的維修返回率為10.38%，2012年的返回率為14.04%，近兩年的返回率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)H 公司制定的年返回率5%的質(zhì)量目標(biāo)，較高的返回率降低了客戶的滿意度及送修量，保證不了

航班的正常使用，也造成大量的資源浪費(fèi)。因此，本文以咖啡壺維修質(zhì)量為項(xiàng)目，進(jìn)行舉例說(shuō)明如何應(yīng)用6-SIGMA的DMAIC 模型改進(jìn)飛機(jī)咖啡壺的維修質(zhì)量。

注：年返回率=（全年因未達(dá)到保用時(shí)間客戶要求索賠修理的件數(shù)/年度送修的總件數(shù)）×100%。

本項(xiàng)目的缺陷定義為：咖啡壺返回一次即作為一個(gè)缺陷。項(xiàng)目目標(biāo)為：將飛機(jī)咖啡壺的年返回率控制在5%以內(nèi)，如圖1 和圖2所示：

圖1 各件號(hào)咖啡壺返回率對(duì)比Pareto 圖

圖2 各件號(hào)咖啡壺送修量對(duì)比

通過(guò)柏拉圖對(duì)近兩年返回的咖啡壺按件號(hào)分類統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，件號(hào)為 11225-3、411-0001-143、4510 系列及64753-001-003的咖啡壺返回率在5%以內(nèi)，送修量也不是很大，而11050-11 與411-0001-137 幾乎沒(méi)有什么送修量，因此，都可以忽略不計(jì)，而件號(hào)為3510 系列的咖啡壺不僅裝機(jī)量及送修量大，而且近兩年的返回率已高達(dá)15.72%，及件號(hào)72011412的咖啡壺返回率也高達(dá)11.43%，但裝機(jī)送修量相對(duì)較小，因此本文將集中對(duì)3510 系列咖啡壺維修質(zhì)量進(jìn)行分析、流程改進(jìn)。

1.2 測(cè)量階段

① 咖啡壺質(zhì)量運(yùn)行情況表現(xiàn)

如圖3所示：

圖3 近兩年咖啡壺質(zhì)量運(yùn)行情況

從圖3 中可以看出，近兩年咖啡壺質(zhì)量運(yùn)行長(zhǎng)期表現(xiàn)和短期表現(xiàn)都不盡如人意，因此期待通過(guò)找到關(guān)鍵因素，使咖啡壺維修質(zhì)量有一個(gè)質(zhì)的提高。

② 測(cè)量系統(tǒng)分析（MSA）

本文研究數(shù)據(jù)來(lái)源于如圖4所示：

圖4 H 公司維修管理數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)

H 公司維修管理數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，該數(shù)據(jù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)是由部件接收人員根據(jù)部件送修合同錄入的。因此MSA 主要對(duì)錄入數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)與部件送修合同的一致性進(jìn)行抽樣對(duì)比分析。選擇2013年2 月份兩位部件接收人員各錄入的30 個(gè)樣本進(jìn)行分析，結(jié)果錄入的準(zhǔn)確性均為100%，說(shuō)明數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)是真實(shí)有效的。

1.3 分析階段

一個(gè)質(zhì)量問(wèn)題的產(chǎn)生，往往不是一個(gè)因素造成的，而是多種復(fù)雜因素綜合作用的結(jié)果。魚骨圖為最主要也最有效的分析方法，如圖5所示：

圖5 咖啡壺返回分析魚骨圖

通過(guò)對(duì)咖啡壺返回原因的全面分析，確定以上可能影響Y 值的關(guān)鍵因素為使用方法、設(shè)計(jì)缺陷和季節(jié)因素，需要進(jìn)一步重點(diǎn)分析。

①.設(shè)計(jì)缺陷的分析

3510 系列咖啡壺的排氣閥自身設(shè)計(jì)比較特殊，與其它件號(hào)的咖啡壺在排氣

原理方面有較大區(qū)別，目前很多其它件號(hào)的咖啡壺采用直排式排氣，無(wú)浮球，而3510 系列采用浮球密封。當(dāng)進(jìn)水時(shí)，通過(guò)放水閥門排氣如圖6所示：

圖6 放水閥門位置

等到水滿時(shí)，沖擊一個(gè)橡膠浮球向上堵住出氣孔，以達(dá)到密封效果，如圖7所示：

圖7 排氣原理圖

采用浮球式的缺陷是當(dāng)排完咖啡壺內(nèi)部熱水之后，溫度下降過(guò)快，由于金屬散熱快于橡膠，金屬件收縮的速度快于橡膠件，很容易導(dǎo)致橡膠浮球會(huì)粘/卡在不銹鋼閥體（見(jiàn)圖7 標(biāo)號(hào)100）內(nèi)殼里，無(wú)法自行脫落，導(dǎo)致咖啡壺內(nèi)膽上部處于完全密封狀態(tài)，閥體無(wú)法排氣，在此條件下，若需加水，由于內(nèi)外壓差的原因，就會(huì)加不進(jìn)或者加不滿水，而在低水位時(shí)，水位探頭無(wú)法探測(cè)到水面，就無(wú)法供電加熱，就會(huì)發(fā)生“無(wú)法加熱”、“加不進(jìn)/滿水”故障。但是當(dāng)飛機(jī)起飛、飛行中或降落時(shí)發(fā)生振動(dòng)后，橡膠浮球會(huì)自行脫落，咖啡壺性能可自動(dòng)恢復(fù)正常，經(jīng)統(tǒng)計(jì)，近兩年3510 系列咖啡壺故障比例如圖8所示：

圖8 近兩年3510 系列咖啡壺故障比例

可以看出設(shè)計(jì)缺陷是引起咖啡壺返修的重要因素。

②.季節(jié)因素的分析

3510 系列咖啡壺在部件維修手冊(cè)（CMM）中要求的水源溫度為16～22℃，見(jiàn)圖9 CMM 相關(guān)要求，如圖9所示：

圖9 CMM 對(duì)3510 系列咖啡壺水源的溫度要求

大家都知道，在上海地區(qū)，每年11 月份下旬基本就進(jìn)入了冬天，到來(lái)年2 月底，常態(tài)水溫一般都低于16 攝氏度。如果進(jìn)水溫度過(guò)低，橡膠浮球易硬化，會(huì)無(wú)法準(zhǔn)確地堵住閥體上的排氣孔，造成流水不止，“放滿水不能停止放水”的故障也就發(fā)生了。

從H 公司數(shù)據(jù)庫(kù)里的返修件數(shù)據(jù)上可以知道，3510系列咖啡壺拆自同一架飛機(jī)較為常見(jiàn)（如從返回的自B5368、B5369 飛機(jī)拆下的多件咖啡壺），如圖10所示：

圖10 “放滿水不能停止放水”故障在不同季節(jié)的比例

此類故障主要集中在年底前后天氣寒冷的季節(jié)，其它3 個(gè)季節(jié)很少出現(xiàn)此類故障。因此季節(jié)原因是引起咖啡壺該故障返修的重要因素。

③.使用方法的分析

在H 公司返修的咖啡壺部件中，常見(jiàn)的故障有“繼電器變形”、“保險(xiǎn)燒壞”和“插針燒蝕現(xiàn)象”等，而這些幾乎都是人為因素導(dǎo)致的，如圖8所示，人為損壞的故障也相對(duì)較高，因此也是引起咖啡壺發(fā)現(xiàn)的一大因素。

1.4 改進(jìn)階段

經(jīng)過(guò)分析階段，可以得出結(jié)論：造成咖啡壺返回的關(guān)鍵原因包括排氣閥設(shè)計(jì)缺陷和氣溫因素。改進(jìn)階段將采取的針對(duì)性改進(jìn)措施，如表1所示：

表1 改進(jìn)措施

以上改進(jìn)措施已于2013年1 月初開(kāi)始實(shí)施。

1.5 控制階段

我們對(duì)2013年1 月至3 月的咖啡壺每月送修情況進(jìn)行持續(xù)的統(tǒng)計(jì)監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)咖啡壺的返修率都控制在5%以下，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)異常，如有，將立即進(jìn)行原因分析，并采取針對(duì)性措施消除影響，確?？Х葔鼐S修質(zhì)量獲得持續(xù)改進(jìn)。本改進(jìn)項(xiàng)目取得了實(shí)效，如圖11所示：

圖11 改進(jìn)后3510 咖啡壺的運(yùn)行圖

1.6 項(xiàng)目實(shí)施評(píng)估

通過(guò)對(duì)本項(xiàng)目的實(shí)施，可將咖啡壺的返回率降至一個(gè)較低的水平，從而大大提高客戶的滿意度，保證航班的正常使用，并預(yù)計(jì)產(chǎn)生以下的直接效益和間接效益：

① 減少的返回件換件成本

（原年均返回率-改進(jìn)后年返回率）×年均送修量×平均換件價(jià)格：

（12%-5%）×244×800=13664（元）

② 節(jié)省的資源產(chǎn)生新增的維修產(chǎn)值

（原年均返回率-改進(jìn)后年返回率）×年均送修量×維修均價(jià)：

（12%-5%）×244×3000=51240（元）

③ 質(zhì)量提高后預(yù)計(jì)客戶增長(zhǎng)的送修量帶來(lái)的新增產(chǎn)值

客戶送修預(yù)計(jì)增長(zhǎng)率×年均送修量×維修均價(jià)

10%×244×3000=73200（元）

④年預(yù)期收益：共約近14 萬(wàn)元

2 小結(jié)

通過(guò)以上的DMAIC 步驟，我們從改進(jìn)結(jié)果看出該項(xiàng)目獲得了重大的成果，縱觀整個(gè)DMAIC 步驟循序漸進(jìn)，環(huán)環(huán)緊扣，利用了大量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，與現(xiàn)代管理方法綜合起來(lái)，持續(xù)改進(jìn)航空器部件的維修質(zhì)量。因此，除了繼續(xù)開(kāi)展部件維修質(zhì)量的改進(jìn)項(xiàng)目外，還可以考慮以下一些項(xiàng)目：

在加大高價(jià)件的修理深度，降低客戶成本；

加快器材庫(kù)存的循環(huán)，減少積壓和呆滯；

擴(kuò)大送修客戶及相應(yīng)的送修量，推動(dòng)效益較快增長(zhǎng)。

[1]孫磊.質(zhì)量管理實(shí)戰(zhàn)全書[M].北京：人民郵電出版社，2011

[2]CCAR-145R3，民用航空器維修單位合格審定規(guī)定.[S]

[3]黎雪榮，高博軒，申正遠(yuǎn)，等.2013-2017年飛機(jī)制造及修理行業(yè)投資分析及前景預(yù)測(cè)報(bào)告[R].北京：中投顧問(wèn)，2012

[4]馬逢時(shí)等.六西格瑪管理統(tǒng)計(jì)指南——MINITAB 使用指導(dǎo)[M].北京：中國(guó)人民大學(xué)出版社，2013

[5]B/E AEROSPACE,INC. COFFEE MAKER P/N:3510-0039,Component Maintenance Manual[P].美國(guó)專利：ECCN 9E991，12 Aug 2011

[6]民用航空器部件修理項(xiàng)目培訓(xùn)教材編寫組.電氣部件修理——ELC04 機(jī)上電器設(shè)備與附件修理[M].北京：中國(guó)民航出版社，2009