碳纖維復(fù)合材料航空產(chǎn)品的質(zhì)量管理信息化系統(tǒng)研究

張皓彧 楊紹昌 王天立 張維斌

摘要：隨著航空產(chǎn)品制造技術(shù)的日趨發(fā)展，復(fù)合材料因具有比模高、重量輕、可設(shè)計(jì)性強(qiáng)等能滿足航空產(chǎn)品結(jié)構(gòu)要求的一系列優(yōu)異特點(diǎn)，在航空產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與應(yīng)用中越來越受到重視。本文在閱讀大量國(guó)內(nèi)外技術(shù)資料的基礎(chǔ)上，研究了碳纖維復(fù)合材料制件的質(zhì)量控制理論、質(zhì)量控制方法、質(zhì)量控制數(shù)據(jù)的系統(tǒng)分析等方面內(nèi)容。通過對(duì)碳纖維復(fù)合材料制件的故障分類，對(duì)復(fù)合材料制造的工裝材料準(zhǔn)備、制造過程控制、最終檢驗(yàn)交付等進(jìn)行全過程、系統(tǒng)化分析，總結(jié)碳纖維復(fù)合材料制件的質(zhì)量控制要點(diǎn)，根據(jù)控制要點(diǎn)進(jìn)行質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)提前識(shí)別、預(yù)防及控制。最終實(shí)現(xiàn)航空產(chǎn)品優(yōu)化工藝過程、質(zhì)量控制手段有效、穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量的目的 [1-2]。

關(guān)鍵詞：復(fù)合材料;質(zhì)量控制;質(zhì)量管理;數(shù)據(jù)分析

引言

從復(fù)合材料制件的審圖到制造準(zhǔn)備以及投產(chǎn)過程最終檢驗(yàn)交付全過程都需要監(jiān)控及管理，本文旨在對(duì)碳纖維復(fù)材產(chǎn)品故障進(jìn)行梳理分類、原因分析、制定糾正措施的基礎(chǔ)上，對(duì)零件制造過程中產(chǎn)生的故障進(jìn)行事先預(yù)防，做到風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別、預(yù)判以及規(guī)避。使制造過程僅受隨機(jī)因素監(jiān)控，能夠及時(shí)地發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的異常因素，排除系統(tǒng)因素從而減少或防止不合格品的產(chǎn)生，降低企業(yè)的質(zhì)量損失，達(dá)到控制質(zhì)量的成本，提高企業(yè)的效益和競(jìng)爭(zhēng)力。

1碳纖維復(fù)合材料航空產(chǎn)品質(zhì)量管理系統(tǒng)需求分析

復(fù)合材料產(chǎn)品質(zhì)量控制是一項(xiàng)多學(xué)科、多專業(yè)領(lǐng)域的綜合技術(shù)，應(yīng)當(dāng)全面綜合地考慮各方面的影響作用。隨著航空領(lǐng)域?qū)︼w行器復(fù)合材料質(zhì)量控制越來越重視，針對(duì)飛行器復(fù)合材料的全壽命周期質(zhì)量控制也形成了一系列標(biāo)準(zhǔn)（文件），其中，以制備過程標(biāo)準(zhǔn)和檢驗(yàn)測(cè)試控制標(biāo)準(zhǔn)為主，這些標(biāo)準(zhǔn)在很大程度上保障了航空器復(fù)合材料產(chǎn)品的可靠性。但在產(chǎn)品制造過程中因技術(shù)、工裝、技能等影響因素導(dǎo)致產(chǎn)品不合格的問題仍然制約了復(fù)材產(chǎn)業(yè)向高效、低成本等領(lǐng)域發(fā)展。

1.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理需求分析

生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)許多問題為重復(fù)問題反復(fù)發(fā)生得不到根本解決，或是發(fā)生問題后不知道如何解決，更或是在工藝策劃階段可以避免發(fā)生的問題。各種管理過程控制要素的需求亟待解決。

1.2 缺陷原因分析

內(nèi)部缺陷：孔隙密集、分層缺陷，外部缺陷：尺寸超差、表面質(zhì)量。

使用魚骨圖，從人機(jī)料法環(huán)測(cè)六方面分析產(chǎn)生缺陷的原因：

由上分析，造成缺陷的主要因素由：人員質(zhì)量意識(shí)淡薄，工裝材料不合格，現(xiàn)場(chǎng)管理不到位，工藝策劃不合理，環(huán)境不達(dá)標(biāo)，檢測(cè)方法不正確以及自檢專檢不到位等7大因素。

1.3 解決措施分析

針對(duì)7大因素制定相應(yīng)的解決措施，人員質(zhì)量意識(shí)淡?。哼M(jìn)行質(zhì)量意識(shí)培訓(xùn)及警示教育，提高員工質(zhì)量意識(shí)。工裝材料不合格：嚴(yán)控工裝材料不合格，禁止開工?，F(xiàn)場(chǎng)管理不到位：編制管理辦法，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)加嚴(yán)管控。工藝策劃不合理：嚴(yán)格實(shí)行工藝方案評(píng)審制度，對(duì)編、校、審履職進(jìn)行考核。環(huán)境不達(dá)標(biāo)：產(chǎn)品制造的環(huán)境必須嚴(yán)格符合相關(guān)要求。檢測(cè)方法不正確：工藝方案制定包括檢測(cè)方案，經(jīng)評(píng)審后實(shí)施，充分發(fā)掘數(shù)字化檢測(cè)手段及設(shè)備的應(yīng)用。自檢專檢不到位：制定考核制度約束操作人員制造完成后的自檢、復(fù)檢以及專檢履職情況。

2 質(zhì)量管理系統(tǒng)總體功能設(shè)計(jì)

質(zhì)量管理系統(tǒng)是在基于風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別與預(yù)判決策的質(zhì)量改進(jìn)模型研究的基礎(chǔ)上，以質(zhì)量管理部?jī)?nèi)部管理過程現(xiàn)有系統(tǒng)內(nèi)積累的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，搭建過程可視、管理規(guī)范的質(zhì)量管理看板，為質(zhì)量數(shù)據(jù)平臺(tái)建設(shè)提供支撐。質(zhì)量看板業(yè)務(wù)范圍分為質(zhì)量目標(biāo)及指標(biāo)、質(zhì)量管理體系、產(chǎn)品質(zhì)量管理、質(zhì)量改進(jìn)及質(zhì)量考核5大業(yè)務(wù)模塊。

在質(zhì)量管理中，各層領(lǐng)導(dǎo)可利用收集到的業(yè)務(wù)質(zhì)量信息進(jìn)行分析，以做出正確的判斷和決策，從而落實(shí)到具體質(zhì)量控制及部門基礎(chǔ)工作管理中。所以

打造系統(tǒng)化質(zhì)量管理系統(tǒng)平臺(tái)是質(zhì)量管理部門對(duì)質(zhì)量業(yè)務(wù)管理的重要支撐。全面深入的系統(tǒng)應(yīng)用和準(zhǔn)確規(guī)范的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)是提升質(zhì)量精益化管理的先決條件，是質(zhì)量管理數(shù)據(jù)分析應(yīng)用的基本保證。

2.1 缺陷分類管理

內(nèi)部缺陷：孔隙密集、分層缺陷，外部缺陷：尺寸超差、表面質(zhì)量。輸入復(fù)材零件壁板、梁、肋、U型件等繼續(xù)故障分析。

2.2管理模型的應(yīng)用

通過輸入不同類型的零件并進(jìn)行判斷進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別及預(yù)防，降低復(fù)材零件的不合格率。

3碳纖維復(fù)合材料航空產(chǎn)品質(zhì)量管理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

3.1 碳纖維復(fù)合材料航空產(chǎn)品質(zhì)量管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

通過輸入碳纖維復(fù)合材料零件類型進(jìn)行航空產(chǎn)品質(zhì)量管理風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防，故障識(shí)別及規(guī)避，達(dá)到最終產(chǎn)品合格交付的目標(biāo)。

3.1.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理功能實(shí)現(xiàn)

本質(zhì)量管理系統(tǒng)是基于大數(shù)據(jù)技術(shù)架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量相關(guān)數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、處理、服務(wù)、反饋和管理。

3.1.2 故障分類功能實(shí)現(xiàn)

故障分類功能基于故障零件經(jīng)過檢測(cè)及判斷，對(duì)輸入故障明晰且可判斷。

3.1.3 故障原因管理功能實(shí)現(xiàn)

故障原因管理通過對(duì)故障產(chǎn)生的原因進(jìn)行分類、在故障庫中對(duì)比問題從而判斷，要求前期故障庫的數(shù)據(jù)建立需要覆蓋全面、詳實(shí)，故障原因判斷準(zhǔn)確并且為根本原因。

4結(jié)論

質(zhì)量管理系統(tǒng)使質(zhì)量業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)顯性化，從源頭和動(dòng)態(tài)過程上打下了高效執(zhí)行的基礎(chǔ)。與此同時(shí)，數(shù)據(jù)顯性化通過實(shí)時(shí)監(jiān)控和反饋、糾偏，減少了執(zhí)行過程中的錯(cuò)誤和返工，從而降低執(zhí)行的人力、時(shí)間、資源等成本，能夠更好地實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)，提高執(zhí)行效率。碳纖維復(fù)合材料質(zhì)量管理系統(tǒng)不僅在質(zhì)量管理相關(guān)管理過程中運(yùn)用，還可以延伸到企業(yè)其他經(jīng)營(yíng)管理過程，大大提升管理決策效率。

參考文獻(xiàn)

[1]林海波，周靜怡，徐珊，等.我國(guó)航天器復(fù)合材料質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)分析與探討[J].中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化，2020（S01）：6.

[2]凌日文，朱林.復(fù)合材料航空產(chǎn)品制造過程質(zhì)量控制的應(yīng)用研究[J].質(zhì)量與可靠性，2013（3）：25-28.

作者簡(jiǎn)介：張皓彧（1993-），女，漢族，陜西西安人，工程師，本科，主要研究方向?yàn)閺?fù)合材料零件制造及過程控制等方面。