六西格瑪管理在波音737飛機(jī)故障分析中的應(yīng)用

程永超

摘 要：本文以現(xiàn)代六西格瑪質(zhì)量管理思想和方法為理論背景，分析了民航飛機(jī)維修行業(yè)反推鎖手柄故障的產(chǎn)生原因并提出了相應(yīng)的質(zhì)量改進(jìn)方法。利用DMAIC改進(jìn)流程（定義，測量，分析，改進(jìn)，控制）判斷維修過程是否處于受控狀態(tài)，進(jìn)而針對上述質(zhì)量問題提出了改進(jìn)方法。

關(guān)鍵詞：飛機(jī)維修；六西格瑪質(zhì)量管理（DMAIC）；因果圖

1.六西格瑪及因果圖理論

1.1 六西格瑪理論

1.1.1 六西格瑪管理概述

六個西格瑪?shù)墓芾矸椒ㄖ攸c(diǎn)是將所有的工作作為一種流程，采用量化的方法分析流程中影響質(zhì)量的因素，找出最關(guān)鍵的因素加以改進(jìn)從而達(dá)到更高的客戶滿意度。量化是六西格瑪?shù)幕A(chǔ)，量化的指標(biāo)必須客觀地反映現(xiàn)狀，從而引起人們的注意。六西格瑪通過對真實(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)分析得出結(jié)論并找出問題的癥結(jié)所在。

1.1.2 六西格瑪管理的過程

六西格瑪過程即圍繞Y=f（X）的方程式進(jìn)行展開，分六西格瑪改進(jìn)（DMAIC）

和六西格瑪設(shè)計（DFSS），是系統(tǒng)地解決問題的方法和工具。目前六西格瑪改進(jìn)

（DMAIC）的項(xiàng)目占85%，本文主要應(yīng)用六西格瑪改進(jìn)流程（DMAIC）：

（1）界定（Define）

定義是過程的第一步。在界定階段團(tuán)隊(duì)關(guān)注的主要是Y=f （X）中的Y這一步，其中的重點(diǎn)是確定客戶的關(guān)鍵需求并識別需要改善的產(chǎn)品或過程，將改善項(xiàng)目界定在合理的范圍內(nèi)。

（2）測量（Measure）

測量階段關(guān)注的是Y=F（ X）中的X因子，它有兩個主要目的：一是收集數(shù)據(jù)，確認(rèn)問題和機(jī)會并進(jìn)行量化；二是梳理數(shù)據(jù)，為查找原因提供線索。其中因果圖作為這一階段的有效工具可以對產(chǎn)生問題或缺陷的區(qū)域進(jìn)行定位，識別不增值步驟以便加以改進(jìn)。

（3）分析（Analyze）

分析階段關(guān)注的是Y=F（ X）中的F因子，它是DMAIC各個階段中最難以“預(yù)見”的階段。分析階段非常重要的是確定相互關(guān)系及影響因素之間的因果關(guān)系。如果想了解如何解決一個問題，理清原因和后果的關(guān)系是十分必要的，必須予以考慮。

（4）改進(jìn)（Improve）

改進(jìn)階段重點(diǎn)關(guān)注的是Y的最佳值以及X的最理想組合，它是DMAIC過程顯示效果的關(guān)鍵步驟，該步驟要獲得解決的方案。在改進(jìn)階段，關(guān)鍵是對潛在問題的原因進(jìn)行分析，并且使解決方案的提議為具體操作者所接受，而且一旦發(fā)現(xiàn)新建議，就必須進(jìn)行測試，精煉和實(shí)施。

（5）控制（Control）

控制的含義包含了對實(shí)際情況（真實(shí)的Y）的測量，并將其與期望實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)（目標(biāo)X）進(jìn)行比較，然后根據(jù)兩者之間的差異采取措施?？刂齐A段是六西格瑪項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)保持改進(jìn)成果的重要步驟。

1.2 因果圖理論

因果圖，作為六西格瑪質(zhì)量改進(jìn)流程中測量階段的有效工具，是用來表示質(zhì)量特性與有關(guān)質(zhì)量因素之間的關(guān)系圖。該圖由日本質(zhì)量管理專家石川馨于1943年提出，稱為石川圖。因果圖是將造成某種結(jié)果的眾多原因，以系統(tǒng)的方式圖解之，即以圖來表述結(jié)果與原因之間的關(guān)系。其形狀酷似魚骨，也稱魚骨圖，如圖所示。

2. 維修故障因素分析

因果圖作為質(zhì)量改進(jìn)流程（DMAIC）中的測量階段的有效工具，是一種利用統(tǒng)計學(xué)工具對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而在影響產(chǎn)品質(zhì)量的許多因素中找到主要因素，從而為針對性的質(zhì)量改進(jìn)提供決策依據(jù)。本章所進(jìn)行反推鎖手柄的描述實(shí)際上是質(zhì)量改進(jìn)流程（DMAIC）中第一步：定義，因果圖的分析及建立實(shí)際上是質(zhì)量改進(jìn)流程中的第二步：測量。

2.1 反推鎖手柄概述

反推鎖是用來防止飛機(jī)反推在空中錯誤打開而設(shè)計的保險裝置，以下由飛機(jī)維修手冊（AMM）第78章中查到的帶反推鎖的反推作動筒的局部圖，圖中指示的就是反推作動筒上的人工解鎖手柄，當(dāng)需要人工給反推解鎖時，通過向前搬動解鎖手柄就可以達(dá)到解鎖的目的，在地面進(jìn)行反推維修工作時，會時常進(jìn)行人工解鎖這項(xiàng)操作。

2.2 反推鎖手柄斷裂故障分類及原因

2.2.1 飛機(jī)部件設(shè)計

現(xiàn)代的民航客機(jī)采用了大量的高新技術(shù)，這些高新技術(shù)的應(yīng)用一方面提高了飛機(jī)及其部件的可維護(hù)性，同時也對飛機(jī)的及其部件的可靠性和壽命等問題提出了挑戰(zhàn)，與這種先進(jìn)技術(shù)帶來的便利相對應(yīng)的另一方面是飛機(jī)的機(jī)載設(shè)備日趨復(fù)雜，波音737NG客機(jī)有大大小小幾十個系統(tǒng)、幾十萬個部件組成 。這就給飛機(jī)的設(shè)計制造和維修帶來了巨大的困難。反推解鎖手柄只是這幾十萬個零部件中的一個，想在設(shè)計和制造以及維修過程中都保證有較高的可維護(hù)性，壽命及可靠性有一定困難，在部件的使用和維修過程中不免發(fā)生這樣和那樣的問題。

2.2.2 維修人員

飛機(jī)的故障往往表現(xiàn)為某一系統(tǒng)的工作狀態(tài)在駕駛艙內(nèi)指示為“不工作”或者是“不正?！倍鴮?shí)際上系統(tǒng)是由許許多多部件組成的，其中任何一個部件的故障都會造成該系統(tǒng)工作的不正常。維修工作是一項(xiàng)非常嚴(yán)謹(jǐn)、細(xì)致的工作，飛機(jī)部件的安裝都有其嚴(yán)格的位置、角度、固定力矩、連接規(guī)范等要求。這就要求維修人員要嚴(yán)格按照維修手冊的規(guī)定進(jìn)行操作。常年的倒班工作會造成生物鐘紊亂，同時來自工作和家庭的巨大壓力一起作用，這樣就很容易引起疲勞，對維修人員的注意力集中提出很大的挑戰(zhàn)。這就要求維修工作人員不僅具有很高的技術(shù)知識水平，還要經(jīng)過嚴(yán)格的基本技能訓(xùn)練和一絲不茍的工作態(tài)度。如果在部件正常的拆裝過程中出現(xiàn)諸如錯、漏、忘等問題，這些問題積聚到一起，就將會導(dǎo)致諸多維修故障，比如施加在反推鎖手柄上的力超過設(shè)計值而發(fā)生斷裂。

2.2.3 器材儲備

現(xiàn)代民航飛機(jī)由幾十萬個部件組成，且其價格相當(dāng)昂貴，航材的儲備占用了航空公司和飛機(jī)維修企業(yè)的大量資金。同時航材的引進(jìn)需要多部門的配合以及國際合作，很容易造成引進(jìn)渠道不暢，任何一家航空公司的任何一個維修基地也不可能儲備所有的部件和器材。在全球范圍內(nèi)航空公司的航材儲備問題都是個大問題?？紤]到這種特殊性，CCAR- 145中只是要求有常用工具和使用率較高的設(shè)備，對于不常用的特殊設(shè)備工具，維修企業(yè)可以采用租借的方式。如果工具不足或使用了錯誤的工具就可能造成反推鎖手柄斷裂。

2.2.4 工作環(huán)境

首先，機(jī)場的噪音容易使維修人員煩躁，破壞工作人員注意力集中，干擾語言交流并掩蓋示警，損害維修人員聽力。航空維修人員工作環(huán)境中的噪音，可能會發(fā)生相當(dāng)大的變化。例如，在機(jī)場跑道或者停機(jī)坪，因?yàn)轱w機(jī)發(fā)動機(jī)和輔助動力裝置（APU）的運(yùn)轉(zhuǎn)，往返的車輛等顯然噪音比較大。一般的背景噪音可以通過大腦集中注意力而被“過濾”然而，當(dāng)問題更加嚴(yán)重時，就必須采取某些形式的聽力保護(hù)。其次，航空維修的工作性質(zhì)，使得工作中會接觸到各種液體和化學(xué)物質(zhì)，強(qiáng)烈的氣味會影響維修人員的正常呼吸，同時也會導(dǎo)致其他問題，比如刺激眼睛，造成錯誤操作。還有，惡劣氣候環(huán)境的刺激會對人員的操作帶來不便，比如，寒冷和高溫的條件會使人產(chǎn)生急躁的心理，從而影響正常的操作。還有工作平臺的移動和振動，會使維修人員不得不花更多的功夫保持平衡而不是工作上時，任何不穩(wěn)的感覺都可以使其分心。以上的因素都有可能造成機(jī)務(wù)人員注意力分散而操作失誤，造成反推鎖手柄斷裂。

2.2.5 維修管理

維修管理水平的高低將直接關(guān)系到維修質(zhì)量的好壞，比如派遣不熟悉反推鎖手柄的人員對反推鎖手柄進(jìn)行操作就很可能引起故障的發(fā)生。制定科學(xué)的維修計劃對于防止故障發(fā)生有很重要的作用。比如對反推鎖手柄的更換時限做相應(yīng)的規(guī)定，當(dāng)生產(chǎn)企業(yè)推出升級的新產(chǎn)品時，在制定維修計劃時應(yīng)使用新產(chǎn)品。這樣就可以有效的降低故障發(fā)生的概率。

2.3 因果圖分析

2.3.1 因果圖在反推手柄斷裂中的應(yīng)用

作為六西格瑪改進(jìn)（DMAIC）流程中測量階段的有效工具，因果圖按照人、機(jī)、料、法、測、環(huán)的質(zhì)量管理分析原則，分析反推手柄鎖斷裂維修故障的原因，確定其因果關(guān)系。因?yàn)橐蚬治鰣D是一種能把問題的特性（結(jié)果）與所認(rèn)為的影響該特性的技術(shù)上、實(shí)踐上、管理上的原因之間的關(guān)系整理出來的圖，所以可以將各種因素直觀的表現(xiàn)出來。飛機(jī)反推作動筒上的人工解鎖手柄斷裂是由多種主要和次要因素造成的，在制作因果圖的時候，要集思廣益，發(fā)揮集體的優(yōu)勢，最后確定主要原因。

2.3.2 建立因果圖

綜合以上分析，建立因果圖，如圖所示。

3.通過分析提出改進(jìn)措施和方法

3.1 分析

3.1.1 維修人員

在維修人員的影響因素中以人員培訓(xùn)問題最為突出。飛機(jī)維修人員的知識與素質(zhì)直接影響到維修企業(yè)和航空公司的安全飛行與經(jīng)濟(jì)效益，從目前的實(shí)際情況來看，維修人員的培訓(xùn)一直比較薄弱。技術(shù)和質(zhì)量控制人員水平欠缺，有些維修部門，不僅技術(shù)人員、質(zhì)量控制人員的數(shù)量不夠，而且往往存在技術(shù)經(jīng)驗(yàn)缺乏、處理故障的能力和水平偏低等問題，專家型人才嚴(yán)重缺乏。另外，工程技術(shù)人員往往疲于應(yīng)付生產(chǎn)，沒有足夠的時間和精力鉆研技術(shù)、研究故障、總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。這種情況已經(jīng)制約了維修水平和維修質(zhì)量的提高。由于工作緊張、連續(xù)工作時間長、夜間工作時間長等原因造成維修人員過于疲勞，容易導(dǎo)致維修差錯和勞動安全事故的頻繁發(fā)生。如果配套措施或保證維修的必要條件不具備，維修人員為了趕工期，就可能出現(xiàn)減少檢查時間，降低維修質(zhì)量的情況。在維修工作的后期，維修人員常常會因過度疲勞而感到厭煩，精力無法集中，就容易發(fā)生因“錯、忘、漏”所導(dǎo)致的人為差錯。

3.1.2 工作環(huán)境

航空維修工作經(jīng)常是在不斷變化的環(huán)境中進(jìn)行的，天氣和氣象條件多種多樣，工作時間可能在白天也可能在夜晚。比如，在日常工作中，機(jī)務(wù)人員通常需要與同事討論與工作有關(guān)的問題，在倒班結(jié)束的時候需要向下一班的機(jī)務(wù)人員進(jìn)行交接，在這種情況下噪音都會削弱他們的交流能力，這就產(chǎn)生了安全問題。某些維修工作需要提供恰當(dāng)?shù)臒艄鈼l件，不恰當(dāng)?shù)幕蛘卟蛔愕墓饩€會導(dǎo)致工作中犯錯誤或者增加完成工作所需的時間。當(dāng)然這些因素就很可能引起包括反推鎖手柄斷裂等故障問題。

3.2 改進(jìn)措施

3.2.1 維修人員方面

在維修人員方面，不僅要有一次性的機(jī)型培訓(xùn)，還應(yīng)不斷強(qiáng)化復(fù)訓(xùn)，避免走過場，從本質(zhì)上提升業(yè)務(wù)水平。另一方面，以往的飛機(jī)維修人員根據(jù)飛機(jī)系統(tǒng)的不同分為機(jī)械、電子專業(yè)，現(xiàn)在飛機(jī)各系統(tǒng)間信號交聯(lián)程度不斷增加，這就對維修人員提出了新的要求。尤其是隨著電子計算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，目前即便是“純機(jī)械”作動系統(tǒng)內(nèi)也集成了微機(jī)控制部分，使得必須要進(jìn)行專業(yè)交叉的培訓(xùn)科目，培養(yǎng)維修人員各個方面的專業(yè)知識。其次，飛機(jī)維修人員由于常年倒班造成生物鐘混亂，影響維修質(zhì)量水平，應(yīng)盡量安排重大維修工作在白天進(jìn)行，同時盡量減少持續(xù)工作時間，避免因過度疲勞而造成誤操作。最后，要增加對機(jī)務(wù)維修人員的人文關(guān)懷，使得維修人員體會到維修單位對自己的重視，從而最大限度的提高工作的積極性，從而避免因消極怠工造成維修故障。

3.2.2 工作環(huán)境方面

在工作環(huán)境方面，應(yīng)制定嚴(yán)格細(xì)致的工作規(guī)范，比如噪音在超過85-90分貝時會對人的聽力造成影響，所以在噪音問題超過這一限定值時，無論是航線還是機(jī)庫的維修人員都要求必須采取某些形式的聽力保護(hù)（例如耳塞或耳罩）來幫助其集中注意力。還應(yīng)增加維修工作必需的硬件設(shè)施，比如增加夜間光線的強(qiáng)度及覆蓋范圍，維修人員在陰影處或光線不足的地方操作，急需局部照明，可能只需要一把工作良好的手電筒，但是手電筒會占用操作者的一只手，這時如果有可以固定在頭上的燈源就可以解決這個問題，有效減少誤操作。

3.3 控制方法

為了使改進(jìn)措施能夠得到有效的執(zhí)行，并能夠維修質(zhì)量水平達(dá)到持續(xù)改進(jìn)的目的，應(yīng)不斷地對改進(jìn)后的故障情況進(jìn)行統(tǒng)計和檢測，制定科學(xué)合理的規(guī)章制度。對于新產(chǎn)生的問題，用因果圖方法對引發(fā)問題的因素進(jìn)行識別定位，確定主要因素及不增值步驟。通過不斷的對新產(chǎn)生的故障問題進(jìn)行“定義，測量，分析，改進(jìn)和控制”這一循環(huán)來達(dá)到持續(xù)改進(jìn)的目的。

4.結(jié)論

因果圖理論作為六西格瑪管理中測量階段的一種有效工具，對反推鎖手柄斷裂故障的因果圖研究體現(xiàn)出了反推鎖手柄斷裂故障的各個主要因素和次要因素，為以后提出改進(jìn)措施提供了有力的依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]張弛，六西格瑪定義測量階段，廣東經(jīng)濟(jì)出版社

[2] 張公緒等，質(zhì)量工程師手冊，企業(yè)管理出版社

[3] 凱克？博特，世界級質(zhì)量管理工具，中國人民大學(xué)出版社

[4] 波音公司737NG AMM 手冊

[5] 范玉清，現(xiàn)代飛機(jī)制造技術(shù)第一版，北京航空航天大學(xué)出版社

[6] 《民用航空器維修單位合格審定規(guī)定》（CCAR-145） 中國民航局

[7] 王金德，上海質(zhì)量，上海質(zhì)量管理研究院，2001年04期