采用QC活動(dòng)提高民機(jī)系統(tǒng)支架減重效率

魏熾亮

[摘要]QC小組活動(dòng)是廣大員工參與組織的質(zhì)量改進(jìn)的一種有效方式，因其遵循著一種科學(xué)的活動(dòng)程序，使QC小組活動(dòng)以較短的時(shí)間、較少的投入獲得較好的效果。這個(gè)科學(xué)的活動(dòng)程序就是PDCA循環(huán)，即策劃一實(shí)施一檢查一處理四個(gè)階段的循環(huán)。采用QC活動(dòng)可以較好地提高民機(jī)系統(tǒng)支架減重效率。

[關(guān)鍵詞]QC；系統(tǒng)支架；減重

0引言

民機(jī)系統(tǒng)支架是用于安裝全機(jī)各個(gè)系統(tǒng)的設(shè)備和管路，包括燃油管路、液壓管路、空氣管理系統(tǒng)的管路、電纜、航電設(shè)備、電氣設(shè)備等，全機(jī)支架數(shù)量龐大。例如，某型民用客機(jī)的全機(jī)支架數(shù)量龐大，達(dá)兩萬多個(gè)，支架形式多，達(dá)上千多種。見圖1。重量對(duì)飛機(jī)的航程、油耗、商載影響很大，為了提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，民用飛機(jī)支架須減重，原有保守粗略的批量的計(jì)算方法可以保證支架強(qiáng)度安全，但為了減重，則必須對(duì)每個(gè)支架、每個(gè)工況進(jìn)行細(xì)致的分析，而全機(jī)有兩萬多個(gè)支架，載荷工況多，計(jì)算量大，耗費(fèi)人力和時(shí)間，減重效率低。故采用oc方法來提高支架減重效率。

1現(xiàn)狀調(diào)查

對(duì)民機(jī)支架減重流程進(jìn)行了現(xiàn)狀調(diào)查，首先由相關(guān)部門提供材料性能、界面載荷、支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)這三個(gè)輸入，到了強(qiáng)度專業(yè)后，進(jìn)行查找材料屬性、查找支架載荷、支架數(shù)模下載的初步工作，然后進(jìn)行有限元建模、提交計(jì)算、提取結(jié)果。如果結(jié)果顯示還有減重余量則反饋給支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)專業(yè)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)：如果沒有減重余量，則該支架減重完成。流程中可以看出來有限元建模是關(guān)鍵的必經(jīng)的步驟之一，見圖2。

QC小組對(duì)支架減重各個(gè)步驟的耗時(shí)進(jìn)行了調(diào)查和統(tǒng)計(jì)，見圖3，根據(jù)每組支架平均耗時(shí)可以看出每組支架的減重工作中，總耗時(shí)167分鐘，有限元建模耗時(shí)136分鐘，占比達(dá)81%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他步驟的耗時(shí)。

2設(shè)定目標(biāo)

據(jù)項(xiàng)目研制進(jìn)度要求，我們的目標(biāo)是支架減重總耗時(shí)應(yīng)從原耗時(shí)4.43個(gè)月減到2個(gè)月，減少54.9%。見圖4。

3目標(biāo)可行性分析

QC小組對(duì)有限元建模進(jìn)一步分解，得到了畫網(wǎng)格、網(wǎng)格質(zhì)量檢查、賦材料、建約束、載荷數(shù)據(jù)輸入、節(jié)點(diǎn)連接共6個(gè)步驟，發(fā)現(xiàn)載荷數(shù)據(jù)輸入和節(jié)點(diǎn)連接兩個(gè)步驟耗時(shí)分別占有限元建模時(shí)間的51%和39%，這兩個(gè)步驟完全是人工操作的，經(jīng)模擬測(cè)試，只要這兩步驟得到優(yōu)化，使其實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，可以使減重降至1.91個(gè)月，因此認(rèn)為目標(biāo)可行。

4原因分析

針對(duì)載荷數(shù)據(jù)輸入和節(jié)點(diǎn)連接這兩步驟，QC小組按照關(guān)聯(lián)圖進(jìn)行了細(xì)致的原因分析，見圖5。

載荷數(shù)據(jù)輸入慢的原因是載荷數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)格式多樣、人工輸入大量數(shù)據(jù)太慢、軟件不合適，進(jìn)一步分析得到缺少數(shù)據(jù)預(yù)處理和缺少批量輸入數(shù)據(jù)的方法這兩個(gè)原因。

對(duì)于節(jié)點(diǎn)選取慢，是因?yàn)楣?jié)點(diǎn)重復(fù)選取重復(fù)勞動(dòng)、人工選擇大量節(jié)點(diǎn)太慢，進(jìn)一步分析是因?yàn)槿菀壮鲥e(cuò)返工，未重復(fù)利用已選取的節(jié)點(diǎn)。

經(jīng)梳理，得到了5個(gè)末端因素，分別是：軟件不合適、缺少數(shù)據(jù)預(yù)處理、缺少批量輸入數(shù)據(jù)的方法、易出錯(cuò)返工、未重復(fù)利用已選取的節(jié)點(diǎn)。

5要因確認(rèn)

QC小組對(duì)5個(gè)末端因素進(jìn)行了逐一分析和確認(rèn)，得到了3個(gè)要因：缺少數(shù)據(jù)預(yù)處理、缺少批量輸入數(shù)據(jù)的方法、未重復(fù)利用已選取的節(jié)點(diǎn)。

6制定對(duì)策

針對(duì)3個(gè)要因，QC小組用5W1H方法制定了對(duì)策見表1。

7實(shí)施對(duì)策

對(duì)策1：實(shí)施數(shù)據(jù)預(yù)處理

措施A：統(tǒng)一數(shù)據(jù)單位。將供應(yīng)商界面載荷中所有物理量的單位進(jìn)行了統(tǒng)一。措施的目標(biāo)達(dá)到。

對(duì)策2：編寫批量輸入數(shù)據(jù)的程序

OC小組通過研究Nastran軟件的輸入文件bdf的規(guī)律，編寫了MATLAB程序，實(shí)現(xiàn)了批量輸入數(shù)據(jù)的功能，使得載荷輸入時(shí)間減少了92%，對(duì)策的目標(biāo)達(dá)到。

對(duì)策3：節(jié)點(diǎn)一次選取，重復(fù)利用

支架與主結(jié)構(gòu)連接的坐標(biāo)、支架與系統(tǒng)的連接點(diǎn)的坐標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)一整理，以減少重復(fù)選取節(jié)點(diǎn)的重復(fù)勞動(dòng)。

8效果檢查

隨著對(duì)策的實(shí)施，減重效率逐漸提高，支架減重耗時(shí)逐漸減少，平均每組支架減重耗時(shí)（分鐘）的變化圖見圖7和圖8，可以看出，平均每組支架減重耗時(shí)逐漸降低，從活動(dòng)前的167分鐘，最后穩(wěn)定在41分鐘，使得支架減重耗時(shí)從4.43個(gè)月減少到了1.09個(gè)月。QC活動(dòng)的目標(biāo)達(dá)到。

有形效果：

1）飛機(jī)系統(tǒng)支架減重效率提升，保證了項(xiàng)目進(jìn)度

2）節(jié)約了人力成本：（4.43月-1.09月）*1萬/人/月*10人*4輪=133.6萬元

無形效果：

團(tuán)隊(duì)精神、質(zhì)量意識(shí)、QC方法等得到提升，具體見圖9。

9鞏固措施

1）規(guī)范文件：《系統(tǒng)支架批量有限元分析自動(dòng)化流程》

2）統(tǒng)一格式：固定了載荷數(shù)據(jù)順序、單位；

3）EXCEL模板：固定了節(jié)點(diǎn)選取方式，確?？芍貜?fù)使用；

4）MATLAB程序：固定了數(shù)據(jù)批量處理方法

10結(jié)束語

通過QC活動(dòng)，系統(tǒng)支架減重效率顯著提升75%，若此項(xiàng)目外協(xié)，需要數(shù)百萬元，現(xiàn)在完全靠我們自己基本完成，為公司節(jié)約了數(shù)百萬元，取得很好的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。通過此次活動(dòng)，小組成員對(duì)QC活動(dòng)的流程更加熟悉，遇到其他問題時(shí)能參考Oc活動(dòng)的流程和方法來解決。

QC小組活動(dòng)是一種經(jīng)過國(guó)內(nèi)外大量實(shí)踐證明的群眾性的質(zhì)量改進(jìn)活動(dòng)。尤其是在航空業(yè)，將有著越來越廣泛的應(yīng)用。

[責(zé)任編輯：王偉平]