航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)的研究與實(shí)踐

■ 鄭冬梅 沈麗娟/中國(guó)航發(fā)動(dòng)力所

航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造標(biāo)準(zhǔn)體系與一般產(chǎn)品相比，受產(chǎn)品復(fù)雜、研制周期長(zhǎng)、承研承制單位多等影響，具有標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量多、涉及范圍廣、新舊標(biāo)準(zhǔn)過渡期管理需求突出、標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)分歧處理難度大等特點(diǎn)，其建設(shè)應(yīng)針對(duì)上述特殊性加以充分考慮。

航空發(fā)動(dòng)機(jī)是復(fù)雜系統(tǒng)。先進(jìn)、規(guī)范的制造標(biāo)準(zhǔn)是航空發(fā)動(dòng)機(jī)合格零件的保證，驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)更是發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)狀態(tài)的重要組成部分。航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造標(biāo)準(zhǔn)的完善性、合理性和標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的可控性以及標(biāo)準(zhǔn)貫徹實(shí)施的有效性對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的質(zhì)量保證極為重要。航空發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)涉及的標(biāo)準(zhǔn)包括制造管理標(biāo)準(zhǔn)、材料標(biāo)準(zhǔn)、工藝標(biāo)準(zhǔn)和檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)等，除少數(shù)一般工藝和材料采用行業(yè)級(jí)以上通用標(biāo)準(zhǔn)外，對(duì)關(guān)鍵材料和特種工藝一般執(zhí)行企業(yè)內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)，以滿足研制需要。依托重點(diǎn)型號(hào)的研制，航空發(fā)動(dòng)機(jī)基本建立起了適合我國(guó)國(guó)情的制造標(biāo)準(zhǔn)體系，但在標(biāo)準(zhǔn)體系完整性、結(jié)構(gòu)合理性、標(biāo)準(zhǔn)完善性、標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施管理有效性等方面仍需進(jìn)一步提升和發(fā)展。中國(guó)航發(fā)動(dòng)力所航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造標(biāo)準(zhǔn)體系創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)（簡(jiǎn)稱“創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)”）以一型發(fā)動(dòng)機(jī)研制為平臺(tái)，積極發(fā)揮總師系統(tǒng)牽頭引領(lǐng)作用，協(xié)同其他成員單位，對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造標(biāo)準(zhǔn)體系進(jìn)行了系統(tǒng)改進(jìn)和優(yōu)化。

建設(shè)制造標(biāo)準(zhǔn)體系完整性

圖1 航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造標(biāo)準(zhǔn)體系總體框架

以保證設(shè)計(jì)符合性為出發(fā)點(diǎn)，以提質(zhì)增效為目標(biāo)，基于對(duì)先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)的學(xué)習(xí)和對(duì)薄弱環(huán)節(jié)的分析，貫穿航空發(fā)動(dòng)機(jī)主體生產(chǎn)制造全鏈條，圍繞管理標(biāo)準(zhǔn)、材料標(biāo)準(zhǔn)、工藝標(biāo)準(zhǔn)、檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)4個(gè)方面，創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)全面系統(tǒng)地構(gòu)建了航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造標(biāo)準(zhǔn)體系的總體框架，如圖1所示。

管理標(biāo)準(zhǔn)

在航空發(fā)動(dòng)機(jī)多單位承研承制、多級(jí)配套的生產(chǎn)模式中，創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)通過管理標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)形成生產(chǎn)鏈各結(jié)點(diǎn)約束機(jī)制，加強(qiáng)過程管控，建立生產(chǎn)鏈上下游結(jié)點(diǎn)之間的信任基礎(chǔ)，提高生產(chǎn)鏈運(yùn)行效率，保證產(chǎn)品質(zhì)量，支撐“小核心，大協(xié)作”戰(zhàn)略的推進(jìn)。在現(xiàn)有生產(chǎn)秩序的基礎(chǔ)上，創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)徹查生產(chǎn)全鏈條管理薄弱環(huán)節(jié)，有針對(duì)性地補(bǔ)充相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目。

加強(qiáng)對(duì)生產(chǎn)上游的控制，固化對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量有較大影響的上游生產(chǎn)工藝，規(guī)范原材料、毛坯的審核與批準(zhǔn)，控制主導(dǎo)工藝的變更，有效地保證原材料、毛坯的冶金質(zhì)量。

基于質(zhì)量體系的要求，規(guī)范對(duì)特殊過程的確認(rèn)工作。特殊過程是指與產(chǎn)品質(zhì)量特性相關(guān)且不易或無法經(jīng)濟(jì)性地驗(yàn)證其是否合格的過程。對(duì)特殊過程進(jìn)行確認(rèn)的目的是證實(shí)這些過程具備實(shí)現(xiàn)所策劃的結(jié)果的能力，有效識(shí)別特殊過程，規(guī)范特殊過程確認(rèn)的檢驗(yàn)項(xiàng)目和檢驗(yàn)要求對(duì)保證產(chǎn)品質(zhì)量有重要意義。

材料標(biāo)準(zhǔn)

材料標(biāo)準(zhǔn)是規(guī)范生產(chǎn)對(duì)象的標(biāo)準(zhǔn)，包括原材料標(biāo)準(zhǔn)、毛坯標(biāo)準(zhǔn)和半成品標(biāo)準(zhǔn)等。航空發(fā)動(dòng)機(jī)研制過程中，隨著新材料、新工藝攻關(guān)工作的開展，創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)積極推進(jìn)新材料攻關(guān)成果向標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范固化，為了進(jìn)一步提升標(biāo)準(zhǔn)體系的完整性，創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)牽頭各承研承制單位全面開展了缺項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的深度梳理。

保證發(fā)動(dòng)機(jī)主體采用原材料全部有標(biāo)可依、標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)有效，補(bǔ)充在研制階段成果固化時(shí)遺漏的材料標(biāo)準(zhǔn)，以及在故障攻關(guān)、狀態(tài)改變時(shí)實(shí)施的新材料標(biāo)準(zhǔn)。另外，細(xì)化標(biāo)準(zhǔn)體系層次，針對(duì)關(guān)鍵件和重要件補(bǔ)充制定專用原材料和毛坯標(biāo)準(zhǔn)，以及鑄造型殼等輔助材料標(biāo)準(zhǔn)，支撐關(guān)鍵件和重要件的質(zhì)量持續(xù)提升。

為了積極推進(jìn)先進(jìn)技術(shù)在航空發(fā)動(dòng)機(jī)上的工程化應(yīng)用，充分發(fā)揮標(biāo)準(zhǔn)對(duì)技術(shù)進(jìn)步的引領(lǐng)作用，針對(duì)增材制造等工藝補(bǔ)充新材料標(biāo)準(zhǔn)和制件標(biāo)準(zhǔn)，解決原材料利用率低、變形量大、加工周期長(zhǎng)等問題。

工藝標(biāo)準(zhǔn)

工藝標(biāo)準(zhǔn)一般包括工藝執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)、工藝控制標(biāo)準(zhǔn)和工藝驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)等。通常，航空發(fā)動(dòng)機(jī)的承制單位較多，各單位間又相對(duì)獨(dú)立，研制過程中工藝標(biāo)準(zhǔn)以執(zhí)行企業(yè)內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)為主，各單位企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是在長(zhǎng)期生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和應(yīng)用驗(yàn)證的基礎(chǔ)上固化形成，難免存在差異，從而影響了產(chǎn)品質(zhì)量的一致性，尤其在多流水配套產(chǎn)品上質(zhì)量隱患尤為突出。另外，標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目的重復(fù)還造成了標(biāo)準(zhǔn)體系的臃腫和不統(tǒng)一。對(duì)此，創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)大力協(xié)作，充分發(fā)揮總師系統(tǒng)牽頭作用，探索交付接口統(tǒng)一和供應(yīng)商末端靈活性之間的合理平衡，在保證有序生產(chǎn)的基礎(chǔ)上形成廣泛統(tǒng)一的意見。

統(tǒng)一建設(shè)工藝控制標(biāo)準(zhǔn)和工藝驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，在工藝執(zhí)行類標(biāo)準(zhǔn)方面以特種工藝標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)為主，其他工藝的執(zhí)行類標(biāo)準(zhǔn)仍以實(shí)施企業(yè)內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)為主，并施行有條件的、漸進(jìn)的兼容建設(shè)方案，強(qiáng)化對(duì)制造過程和結(jié)果的管控，如圖2所示。

結(jié)合航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造和使用過程中暴露的問題，分析制造過程薄弱環(huán)節(jié)，補(bǔ)充清潔度量化控制、典型零件先進(jìn)工藝等缺項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，推進(jìn)先進(jìn)工藝技術(shù)的工程化應(yīng)用，進(jìn)一步提升航空發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量。

圖2 工藝標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)思路

檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)是規(guī)定原材料/半成品/成品等缺陷、理化性能檢查和試驗(yàn)方法的標(biāo)準(zhǔn)，通常作為材料標(biāo)準(zhǔn)和制造標(biāo)準(zhǔn)的嵌套標(biāo)準(zhǔn)使用。航空發(fā)動(dòng)機(jī)成本高、工藝復(fù)雜、可靠性和耐久性要求高，行業(yè)通用檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)基本能夠滿足一般件的缺陷檢測(cè)和性能試驗(yàn)要求，創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)對(duì)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)的重點(diǎn)主要集中在關(guān)鍵件和重要件的專用無損檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)方面，提升微缺陷的檢測(cè)能力和產(chǎn)品質(zhì)量控制水平，為發(fā)動(dòng)機(jī)安全可靠使用提供技術(shù)支持。

升級(jí)制造標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)

受航空發(fā)動(dòng)機(jī)早期行業(yè)布局和產(chǎn)學(xué)研合作模式等因素影響，在航空發(fā)動(dòng)機(jī)前期研制過程中，承制單位在制造標(biāo)準(zhǔn)體系中掌握主要話語權(quán)，總師系統(tǒng)對(duì)制造標(biāo)準(zhǔn)體系的控制不全面、不充分，容易出現(xiàn)技術(shù)狀態(tài)不受控的問題。另外，航空發(fā)動(dòng)機(jī)是典型的技術(shù)密集型、資本密集型產(chǎn)業(yè)，承研承制單位之間既是合作關(guān)系也是競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，單位內(nèi)部存在技術(shù)保護(hù)且技術(shù)交流溝通和載體傳遞也受諸多限制，這就造成了各承制單位傾向于更多地采用企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

為了從根本上解決上述問題，總師系統(tǒng)必須在制造標(biāo)準(zhǔn)體系中掌握話語權(quán)，在滿足設(shè)計(jì)要求的條件下，為了有利于降低成本、拓展供應(yīng)鏈，一般件使用的標(biāo)準(zhǔn)以行業(yè)級(jí)以上標(biāo)準(zhǔn)為主，關(guān)鍵件、重要件使用的標(biāo)準(zhǔn)則由總師系統(tǒng)牽頭制定型號(hào)專用標(biāo)準(zhǔn)，將承制單位掌握話語權(quán)的分散型制造標(biāo)準(zhǔn)體系轉(zhuǎn)變?yōu)榭値熛到y(tǒng)掌握話語權(quán)的集中型制造標(biāo)準(zhǔn)體系。

構(gòu)建多單位協(xié)同建設(shè)機(jī)制

我國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)過了60多年的發(fā)展，已基本建立起了滿足型號(hào)研制需要的制造標(biāo)準(zhǔn)體系。但要徹底改變標(biāo)準(zhǔn)體系原有生態(tài)模式必然涉及到各單位的利益變化，阻力大、難度高。為了扎實(shí)有效地推進(jìn)工作，創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)建立了制造標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)同建設(shè)機(jī)制，保證每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)編制組的完整性和權(quán)威性，識(shí)別后續(xù)標(biāo)準(zhǔn)貫徹風(fēng)險(xiǎn)，做好貫標(biāo)預(yù)案。

承制單位內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)的淘汰和所面對(duì)的困難主要來源于承制單位個(gè)體的差異性。各單位在標(biāo)準(zhǔn)顆粒度、結(jié)構(gòu)完整性，甚至工藝分類上都存在不同的解讀方式，標(biāo)準(zhǔn)在實(shí)際應(yīng)用中的不同程度的裁剪也增加了情況的復(fù)雜性。創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)從標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)完整性出發(fā)，自上而下規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目，然后識(shí)別新標(biāo)準(zhǔn)和舊標(biāo)準(zhǔn)的銜接關(guān)系，形成標(biāo)準(zhǔn)關(guān)聯(lián)方案，作為標(biāo)準(zhǔn)編制和貫徹的基礎(chǔ)輸入，并在標(biāo)準(zhǔn)編制過程中不斷調(diào)整迭代。

不同單位工藝設(shè)備、工藝細(xì)節(jié)要求往往存在差異，平衡標(biāo)準(zhǔn)的先進(jìn)性、完整性和可行性，在保證驗(yàn)收要求以及關(guān)鍵過程和參數(shù)控制要求符合設(shè)計(jì)指標(biāo)的前提下，創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)積極協(xié)調(diào)和處理相關(guān)單位訴求，在各單位達(dá)成廣泛共識(shí)、經(jīng)過必要的驗(yàn)證后固化標(biāo)準(zhǔn)，多單位協(xié)同建設(shè)機(jī)制的大力推進(jìn)有效提升了標(biāo)準(zhǔn)編制質(zhì)量和后續(xù)標(biāo)準(zhǔn)貫徹執(zhí)行效率。

強(qiáng)化總師系統(tǒng)集中管控模式

在新的制造標(biāo)準(zhǔn)體系中，總師系統(tǒng)要切實(shí)掌握話語權(quán)，牽頭型號(hào)標(biāo)準(zhǔn)的建設(shè)工作?？値焼挝粎f(xié)調(diào)各承研承制單位統(tǒng)一制訂標(biāo)準(zhǔn)編制計(jì)劃和要求，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展進(jìn)行監(jiān)督管理，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量、標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容進(jìn)行技術(shù)把關(guān)，型號(hào)標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)型號(hào)總師和用戶審批后發(fā)布實(shí)施。新的制造標(biāo)準(zhǔn)體系已經(jīng)在型號(hào)生產(chǎn)中平穩(wěn)運(yùn)行實(shí)施，為了保證制造標(biāo)準(zhǔn)體系的可持續(xù)發(fā)展，需要進(jìn)一步強(qiáng)化總師系統(tǒng)對(duì)制造標(biāo)準(zhǔn)的集中管控，采取有效措施進(jìn)一步完善制造標(biāo)準(zhǔn)體系、提升標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量，構(gòu)建健康、高效的制造標(biāo)準(zhǔn)體系生態(tài)系統(tǒng)，保證標(biāo)準(zhǔn)體系可持續(xù)發(fā)展的生命力。

首先，建立開放式標(biāo)準(zhǔn)體系，宣傳推廣標(biāo)準(zhǔn)資源，加強(qiáng)與各承研承制單位的溝通交流，培育優(yōu)勢(shì)標(biāo)準(zhǔn)。一方面要持續(xù)牽引先進(jìn)制造技術(shù)在航空發(fā)動(dòng)機(jī)研制中的發(fā)展和應(yīng)用，另一方面要積極固化技術(shù)改進(jìn)攻關(guān)成果，為航空發(fā)動(dòng)機(jī)后續(xù)型號(hào)發(fā)展提供技術(shù)資源。

其次，建立學(xué)習(xí)型制造標(biāo)準(zhǔn)體系，總師系統(tǒng)牽頭強(qiáng)化創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)和相關(guān)單位的“自省”能力，持續(xù)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)的先進(jìn)性和合理性，通過標(biāo)準(zhǔn)引領(lǐng)技術(shù)進(jìn)步，一方面對(duì)標(biāo)先進(jìn)制造標(biāo)準(zhǔn)，深入開展標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)比分析工作，識(shí)別不足和后續(xù)工作方向，有針對(duì)性地開展改進(jìn)提升工作，解決瓶頸問題。另一方面總師系統(tǒng)牽頭檢查標(biāo)準(zhǔn)的貫徹實(shí)施情況，建立通暢、高效的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施問題反饋和處理通道，持續(xù)提升標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量，切實(shí)履行歸口職能，促進(jìn)各承制單位與新標(biāo)準(zhǔn)體系的磨合適應(yīng)，做好標(biāo)準(zhǔn)體系運(yùn)行維護(hù)保障工作。

另外，制造標(biāo)準(zhǔn)體系中還有大量的行業(yè)級(jí)以上標(biāo)準(zhǔn)，存在新舊標(biāo)準(zhǔn)替代的狀態(tài)管理問題，管理不當(dāng)會(huì)造成標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施不受控。標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施有效性控制的關(guān)鍵是對(duì)標(biāo)準(zhǔn)選用范圍的控制，總師系統(tǒng)牽頭，通過對(duì)標(biāo)準(zhǔn)有效性的持續(xù)跟蹤、超范圍選用標(biāo)準(zhǔn)變更的審批以及新標(biāo)準(zhǔn)分析和貫徹的閉環(huán)控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的有序管理。各環(huán)節(jié)輸入輸出的閉環(huán)控制是標(biāo)準(zhǔn)選用控制的關(guān)鍵，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)變更必須經(jīng)過效益分析和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，當(dāng)新舊版本替代涉及性能、互換性、工藝方法和設(shè)備等重要變更時(shí)，要進(jìn)行細(xì)致全面的必要性和適用性分析，提出貫徹實(shí)施方案。

結(jié)束語

中國(guó)航發(fā)動(dòng)力所航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系的建設(shè)成果已在多個(gè)型號(hào)上得到應(yīng)用，取得了良好效果，完整有序的制造標(biāo)準(zhǔn)體系為航空發(fā)動(dòng)機(jī)研制提供了有力的資源支持，制造標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)在廣泛的協(xié)同工作中得到了鍛煉，最為重要的是建立起了總師系統(tǒng)集中管控的標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)和運(yùn)維機(jī)制，形成了有生命力的標(biāo)準(zhǔn)體系生態(tài)系統(tǒng)。但是，階段性成果的取得只是個(gè)開始，航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)需要持續(xù)發(fā)展，要利用信息化技術(shù)手段對(duì)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用和實(shí)施信息進(jìn)行分析和處理，保證設(shè)計(jì)使用標(biāo)準(zhǔn)的有效性和下游標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施的符合性。接下來，航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)工作需要形成更廣泛的統(tǒng)一陣線，牽引承研承制單位更深度的協(xié)同合作，才能進(jìn)一步擴(kuò)大成果、提升成果應(yīng)用價(jià)值。