運用產品設計質量工程技術提升航空發動機質量

馬浩

摘要：在機械制造業中，產品的質量是最重要、最有價值和效益的因素。對于航空發動機來說也一樣。它不僅要求其具有高可靠性和高質量性能，而且還需要滿足飛機制造過程對零部件精度，以及各部件間協調性等方面要求。在確保了產品結構合理，并且生產加工方便，可實現零件之間的配合間隙和連接尺寸較小，便于裝配后進行維修，同時也降低制造成本。

關鍵詞：產品設計;質量工程設計;設計流程;

一、傳統航空發動機設計與質量控制存在的問題

（一）設計開發前期對發動機的定義不完善

在對航空發動機進行設計時，首先要將飛機的性能指標以及相關參數等因素考慮在內。但是由于我國現階段的經濟水平還不夠發達與完善，導致許多先進制造企業對于產品研發工作進展不到位。并且很多公司對產品研發不重視、甚至是忽視了其質量問題而造成質量事故頻發和發生頻率較高現象頻繁出現也使得人們對此種概念產生懷疑態度從而影響到航空發動機的品質指標以及可靠性等重要性能指標。而且在產品設計開發過程中，由于對質量問題不重視，導致很多質量不過關的零部件被直接外漏和重復使用。而造成這些問題的主要原因就是我國現階段對航空發動機質量相關方面研究不夠完善。

（二）發動機設計過程缺乏系統的設計質量工程技術支持

在對發動機進行設計時，由于缺乏系統的產品質量理論，導致了航空發動機質量問題層出不窮。首先是在飛機裝配過程中出現故障后缺少相關技術人員與維修人員針對故障原因與解決方法做出相應的改善措施。其次就是沒有將飛機上發生突發狀況及時地處理好相關設備設施和操作流程等方面工作內容制定完整方案并實施;最后就是對設計進行優化時缺乏系統的產品結構以及零部件，導致了航空發動機質量問題層出不窮，嚴重影響了航空發動機的質量。

（三）設計工作對發動機制造和使用環境下的質量影響考慮不足

在發動機質量問題的預防和控制工作上，我國還存在一些不足。首先，我們要對航空發動機制造和使用環境下進行分析。飛機是一種非常復雜的機械產品。它不僅具有高能量密度、低溫度等特點而且還要考慮航空燃料燃燒過程中產生大量廢氣排放污染大氣環境;其次就是由于飛機發動機設計不科學導致出現故障而造成設備損壞以及維修成本增加等等一系列問題的原因也與我國在這方面所制定政策有一定關系，我國在航空發動機制造和使用過程中，要對發動機的結構設計、材料選擇以及裝配方式等進行嚴格控制;最后就是由于產品生產過程不科學導致設備維護成本增加也是造成維修質量問題產生原因之一。

（四）符合性質量控制下的發動機質量不能完全滿足用戶的需求

在產品設計完成后，對其質量進行驗收是非常重要的，它直接關系到最終成品是否符合要求。如果沒有經過檢驗就開始投入運行使用了。由于產品結構、材料性能和制造工藝等方面存在問題或缺陷導致發動機出現故障時不能及時修復維修或者更換新零部件需要額外花費時間成本;或是因為零件尺寸大小不同而無法裝配成標準件或部件時造成返工，增加生產費用和修理費等等原因使得發動機質量達不到用戶的要求從而降低企業經濟效益減少其社會價值。質量控制是一種管理活動，它的目的在于對產品在設計過程中可能出現或正在發生的故障進行預防，并將其消滅于萌芽狀態。如果要保證產品質量和可靠性必須通過嚴格、有效地實施全面而系統化組織。因此對于發動機制造企業來說應該從技術創新入手提高公司生產水平降低成本以滿足用戶需求;同時還需要加強維修工作流程管理水平和人員素質培養等方面來提升航空發動機質量控制體系從而確保飛機的安全使用壽命，減少因故障造成停產時間延長所帶來的經濟損失。

二、設計質量工程支持的航空發動機設計流程

航空發動機的設計過程一般分為戰術技術指標論證、方案論證、初步設計、詳細設計4個階段，為了控制航空發動機設計質量，必須在設計過程中按照一定的設計質量工程方法和程序，最大限度地使用戶需求和質量特征在各個設計階段的合理實現。通過在航空發動機設計過程的不同階段綜合運用設計質量工程技術和方法，

（一）可以全面準確的確認用戶的要求，做好發動機的定義

在對發動機進行全面的質量檢查時，要根據不同用戶使用要求，確定需求，然后再針對性地提出改進措施。對于需要維修的產品來說應該從其內部出發來考慮問題與缺陷所在;而對于那些沒有必要修理或者是不能保證可以正常運行、需要更換零件或部件則應及時做好維修計劃。首先必須確保用戶對所購買的是發動機質量符合規定標準后才能進行生產和使用，并且要注意保證在使用過程中不出現任何故障，同時還要求產品的性能穩定可靠。其次，在產品生產過程中，要對用戶的要求進行調查研究和分析。3）最后是保證用戶對于性能符合標準后才可以使用。

（二）將質量真正“設計”到發動機中，提高產品質量的穩定性

在發動機運行期間，質量的控制是保證其安全運轉，提高產品性能和使用壽命的根本。因此要想確保航空發動機性能穩定、可靠性高以及經濟性好等要求就必須嚴格把控每一個環節。首先需要對零部件進行設計制造時的質量問題分析研究工作;其次就是針對關鍵零件進行設計制作工藝流程圖;最后便是部件生產過程中所產生誤差及故障診斷，從而保證飛機產品使用壽命和安全性，提高企業市場競爭力。

（三）減少發動機在制造和使用維護階段的質量風險

在航空發動機中，質量的好壞對飛機飛行安全和使用壽命有很大影響，因此要不斷提高產品設計質量水平。加強各零部件之間及零部件與整體結構、部件間的協同工作。通過優化制造工藝技術來改善產品加工性能。如采用先進制造方法以降低材料消耗量;或選用新材料并進行合理裝配等措施實現輕量化生產等方面都可以有效地提升航空發動機質量對飛機飛行安全和使用壽命產生影響，從而提高了航空發動機質量水平，為乘客提供更好的服務體驗。加強各零部件之間及部件與整體結構間的協同工作。例如，采用先進制造技術，提高產品質量，減少生產中不必要環節以降低成本。

（四）注重質量工程技術和方法的應用

將設計質量工程技術和方法的應用作為提高和改進航空發動機質量的長效機制，規范到發動機的設計流程和設計規范中，真正轉變由事后質量控制到事前質量預防，徹底避免在后續制造、使用過程中造成大量設計更改，影響研制周期和用戶使用等問題。產品設計階段的質量風險主要來源于研發人員和制造環境因素，在產品研制過程中，由于各種不確定性對其影響很大。所以要想縮短新品試制周期、降低成本就要盡量減少開發投入。同時也是提高航空發動機性能可靠性的重要手段之一。因此在飛機研制生產之前就需要制定出科學可行地計劃來避免盲目進行試驗或再反復做實驗現象發生;其次就是產品設計階段，為了使產品質量能達到預期要求和標準，必須嚴格按照試驗流程進行，并在設計過程中不斷優化改進。最后就是產品的使用維護，在飛機發動機維修過程中，因為機加人員對發動機進行了多次拆卸和修理試驗等工作而造成故障。如果出現這種情況就說明零件有缺陷或者存在問題。所以為了提高航空發動機質量就要降低零部件設計制造周期、減少研發投入;另外要做好新品試制及實驗測試工作來縮短新產品研制時間.從而達到減小設計風險的目的。所以，在產品設計開發過程中，要盡量減少新品試制和實驗的投入。

結語：

在機械的運行過程中，質量是永恒的話題，質量管理一直都是國內外關注的核心問題。對于航空發動機來說要想提高產品可靠性、安全性和經濟性就必須不斷地對飛機發動機進行改進。對于航空發動機的質量來說，其對飛行安全有很大影響，因此，在飛機制造過程中要嚴格控制設計中存在的問題。同時還要根據不同類型飛行器進行合理定位。這樣就能保證設計出來滿足市場要求和客戶需求并且符合航空公司預期目標實現雙贏局面。

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