飛機修理企業(yè)失效分析的現(xiàn)狀與發(fā)展

楊寶林 李建輝 姜濤 李士樂 張欣 馮志浩 安凱歌

摘要：飛機修理企業(yè)失效分析是確保飛機安全性、穩(wěn)定性的一項重要的工作。本文闡述了現(xiàn)階段國內(nèi)相關(guān)行業(yè)失效分析的發(fā)展現(xiàn)狀，介紹了國內(nèi)失效分析的技術(shù)特點、數(shù)據(jù)管理，以及其標準化程序化進展，并將國內(nèi)失效分析與飛機修理企業(yè)失效分析的分析能力進行了對比。指出了飛機修理企業(yè)失效分析現(xiàn)階段及發(fā)展中存在的不足，進而對飛機修理企業(yè)失效分析的發(fā)展趨勢進行了展望。

關(guān)鍵詞：飛機修理企業(yè);失效分析;標準化;程序化

中圖分類號：V263.6? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）14-0121-02

0? 引言

失效分析是指判斷失效的模式，查找失效原因和機理，提出預(yù)防再失效對策的技術(shù)活動和管理活動[1]。失效分析內(nèi)容主要包括：明確分析對象，確定失效模式，研究失效機理，判定失效原因，提出預(yù)防措施（包括設(shè)計改進）等[2]。飛機修理企業(yè)的失效分析則是針對各企業(yè)所承擔的修理機型的機載附件、飛機結(jié)構(gòu)件、加工零件的功能故障所展開的原因分析，其目的是提出改進措施，改善產(chǎn)品質(zhì)量，提高產(chǎn)品壽命，確保修理飛機的安全性、穩(wěn)定性[3]。飛機修理企業(yè)歷史悠久，但其失效分析的發(fā)展只能追溯到近二十年，而失效分析發(fā)展與行業(yè)承修（制）產(chǎn)品技術(shù)水平息息相關(guān)。

1? 國內(nèi)失效分析發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 國內(nèi)失效分析領(lǐng)先行業(yè)

失效分析目前主要集中于產(chǎn)業(yè)鏈上游的研制院所、航空工業(yè)、大型企業(yè)（如華為）以及裝備研究所失效分析中心等。這些系統(tǒng)基本是針對本系統(tǒng)領(lǐng)域的產(chǎn)品開展失效分析，建立失效分析中心，同時具有高層次人才儲備，因此失效分析能力和經(jīng)驗較為豐富。但因運行體制、人員配備、故障件種類的不同，這些系統(tǒng)又存在較大差別。另外，作為公認的第三方失效分析中心，比如中國航發(fā)失效分析中心（即中航工業(yè)失效分析中心）主要進行航空領(lǐng)域結(jié)構(gòu)及零部件的失效分析，廣州賽寶實驗室則主要進行電子元器件的失效分析[4]。

1.2 國內(nèi)失效分析的技術(shù)特點

經(jīng)過幾十年的發(fā)展，國內(nèi)失效分析能力迅速提高，定性失效分析已由感性分析轉(zhuǎn)變?yōu)闄C理研究，且部分單位已建有數(shù)據(jù)庫;而起步較晚的定量分析技術(shù)也逐漸發(fā)展至可與定性分析相媲美的程度。然而，隨著國內(nèi)失效分析能力的迅猛發(fā)展，國內(nèi)基礎(chǔ)工業(yè)大數(shù)據(jù)積累普遍偏弱的問題也日漸暴露。另外，對于失效分析新技術(shù)的應(yīng)用，也在不斷打破常規(guī)、取得突破，如將無損檢測用于電子元器件的故障分析和監(jiān)控，將橋聯(lián)理論與有限元模型應(yīng)用于材料結(jié)構(gòu)失效分析，將原子發(fā)射光譜技術(shù)應(yīng)用于磨損失效分析等[5，6]。

1.3 國內(nèi)失效分析的標準化進展

現(xiàn)在國內(nèi)失效分析的特點主要是各行業(yè)失效分析中心以服務(wù)于本行業(yè)為主。產(chǎn)品標準化是對其質(zhì)量預(yù)先控制的重要手段，盡管失效分析行業(yè)推崇應(yīng)規(guī)范失效分析方法、分析流程等內(nèi)容，但并未形成統(tǒng)一并被廣泛認可的失效分析標準[7]。如國際電工委員會（IEC）發(fā)布的《IEC 61945 集成電路-生產(chǎn)線批準-技術(shù)和故障分析方法》標準對集成電路失效分析方法和技術(shù)進行了規(guī)定，但標準中僅羅列了可能用到的失效分析方法，對具體的失效分析工作并無實際指導(dǎo)意義。目前國內(nèi)失效分析標準化、程序化仍在不斷地發(fā)展中，如航空行業(yè)標準《HB7874-2014 航空裝備失效分析人員的資格鑒定與認證》對從事航空裝備失效分析的人員資格進行了規(guī)定，從人員管理的角度提升失效分析的水平與質(zhì)量[8]。

1.4 國內(nèi)失效分析的數(shù)據(jù)管理

失效分析可以說是材料檢測機構(gòu)能力的最高表現(xiàn)形式。失效分析是一個復(fù)雜過程，不僅涉及到分析方案確定、信息收集、分析測試等大量工作，同時也依賴于分析者的知識水平和經(jīng)驗積累。在實際工作中，失效分析往往是通過觀察和測試獲得的，其中不免夾雜許多不完整、不精確的數(shù)據(jù)，這對分析失效的成因造成了干擾。目前，已開始研究和應(yīng)用數(shù)據(jù)庫來發(fā)現(xiàn)失效分析知識，并將專家系統(tǒng)引進失效分析領(lǐng)域[9]。

2? 飛機修理企業(yè)失效分析現(xiàn)狀

飛機修理企業(yè)的失效分析處于產(chǎn)業(yè)鏈下游，起步較晚。且由于各企業(yè)承修產(chǎn)品類別不一、技術(shù)發(fā)展水平差異等原因，導(dǎo)致發(fā)展不均衡，同時缺乏系統(tǒng)管理、合力發(fā)展的平臺。

2.1 飛機修理企業(yè)失效分析管理

飛機修理企業(yè)的失效分析一般為質(zhì)量或者檢測部門所管，這與實際工作的進行存在嚴重的不匹配性，主要表現(xiàn)為：①失效分析的具體工作缺乏系統(tǒng)的驗證性，且與生產(chǎn)一線脫節(jié);②企業(yè)質(zhì)量管理嚴苛的追責制度及失效分析服務(wù)定位的偏差，造成失效分析信息收集有所偏差，且耗費失效分析人員大量精力;③飛機修理企業(yè)處于產(chǎn)業(yè)鏈末端，相對缺乏話語權(quán)，且技術(shù)層次較低，導(dǎo)致失效分析工作缺乏足夠的技術(shù)支撐。然而，失效分析能力的建設(shè)對于質(zhì)量問題的查處歸零意義重大，根據(jù)某企業(yè)失效分析能力形成前后的質(zhì)量查處周期統(tǒng)計列表（表1）即可見一斑。

2.2 飛機修理企業(yè)失效分析技術(shù)

目前，受限于質(zhì)量管理體系，各企業(yè)失效分析在技術(shù)層次和經(jīng)驗積累方面相對落后;同時，各企業(yè)承修裝備的不同也造成了技術(shù)上存在諸多差異，加大了失效分析技術(shù)的發(fā)展差距。盡管如此，相較于單一特長院所，飛機修理企業(yè)具有專業(yè)的產(chǎn)品修理線和完整的修理流程，使得其在失效分析技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用方面具有得天獨厚的優(yōu)勢。并且，各修理企業(yè)也在不斷地完成技術(shù)深化和企業(yè)核心能力提升，進而在某些產(chǎn)品失效分析能力方面表現(xiàn)出特有的優(yōu)勢。據(jù)不完全統(tǒng)計，某幾個典型飛機修理企業(yè)失效分析指標如圖1所示。

2.3 飛機修理企業(yè)失效分析對象

飛機修理企業(yè)失效分析對象較為固定，即主要針對所在工廠的各修理車間以及修理企業(yè)的固定客戶，而失效分析的故障件則主要是修理企業(yè)所修飛機的零部件、結(jié)構(gòu)件。失效分析技術(shù)層次主要集中于發(fā)展較為成熟的金屬或非金屬結(jié)構(gòu)件、零部件的簡單失效模式判定，對于技術(shù)專業(yè)化程度和專業(yè)設(shè)備要求較高的復(fù)合材料以及電子元器件的失效分析，往往局限于宏觀觀察、痕跡分析等相對簡單的失效分析前期工作[10]。失效原因大致分為三類：①飛機原始缺陷：包括設(shè)計缺陷、材料缺陷等;②大修過程帶來的故障：工廠自制零部件產(chǎn)品缺陷、大修過程中造成的系統(tǒng)故障等;③飛機使用過程中的故障：客戶超放飛指導(dǎo)書作業(yè)、飛機使用過程造成的疲勞腐蝕等。

2.4 飛機修理企業(yè)失效分析發(fā)展

理論指導(dǎo)實踐，是飛機修理系統(tǒng)失效分析人員快速提高綜合能力的捷徑，包括：失效學(xué)認識論-世界觀、失效學(xué)的矛盾論-法則、失效學(xué)的方法論等。鐘群鵬等人就是采用“理論指導(dǎo)實踐”這一核心理論提出了失效學(xué)的哲學(xué)理念及其技術(shù)體系和關(guān)鍵技術(shù)，極大地開闊了失效分析人員和管理人員的思維[11]。盡管修理企業(yè)失效分析受限于制度和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，但隨著修理技術(shù)程度的不斷深化和失效分析發(fā)展需求的不斷增加，各企業(yè)失效分析發(fā)展勢頭良好，其主要表現(xiàn)為：①基礎(chǔ)較為扎實;②立足于工廠優(yōu)勢，集中力量形成產(chǎn)業(yè)突圍。隨著失效分析發(fā)展的需求，各工廠須要有自己的失效分析職能，同時要有實踐證明，修理企業(yè)的失效分析要有自己的特長。

3? 飛機修理企業(yè)失效分析前景展望

隨著國內(nèi)經(jīng)濟發(fā)展結(jié)構(gòu)的不斷調(diào)整，近幾年飛機修理企業(yè)發(fā)展迅速，企業(yè)技術(shù)發(fā)展持續(xù)深化，各企業(yè)失效分析的發(fā)展既要抓緊機遇，更要迎接挑戰(zhàn)。當前飛機修理企業(yè)失效分析發(fā)展趨勢為：①各企業(yè)對失效分析的定位和發(fā)展極為重要，失效分析不僅是企業(yè)的法官，更是推動企業(yè)發(fā)展的助力劑，同時其發(fā)展建立于工廠的技術(shù)基礎(chǔ)和有效管理，以保障企業(yè)的獨立運行;②各修理系統(tǒng)的失效分析各有所長，建立起系統(tǒng)內(nèi)的失效分析技術(shù)交流平臺極為重要;③飛機修理企業(yè)也應(yīng)追溯上游產(chǎn)業(yè)鏈，不斷向研發(fā)院所、制造廠以及民航學(xué)習(xí)先進分析經(jīng)驗，盡快完成技術(shù)升級;④借助于先進的失效分析發(fā)展理念，完善產(chǎn)業(yè)鏈全流程的信息收集、反饋和保障機制，完成失效分析驗證和預(yù)警等，不斷融合發(fā)展失效分析技術(shù)。

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