飛機制造工藝規(guī)范體系建設要素研究

李長慶 姜春玉 回艷

摘要：飛機制造工藝規(guī)范是飛機研制的的重要生產(chǎn)指令性文件，一套代表著先進性、規(guī)范性、可操作性、符合適航要求的工藝規(guī)范，關(guān)鍵在于前期系統(tǒng)、合理、科學的規(guī)劃。從設計輸入到配套人力資源、從經(jīng)驗提煉到配套工藝文件，從技術(shù)層面構(gòu)建到管理層面規(guī)劃。正文主要從設計需求、人力建設以及體系管理、配套方面進行了詳細分析，研究了前期策劃工作的關(guān)重要素。

關(guān)鍵詞：工藝規(guī)范;考慮要素;重點解析

中圖分類號：TB472 文獻標識碼：A

文章編碼：1672-7053（2018）05-0133-02

工藝規(guī)范是規(guī)定產(chǎn)品加工環(huán)節(jié)的制造技術(shù)及制造要求的一類標準，是對工藝技術(shù)的總結(jié)、提煉和提高^[1]，是支撐飛機型號研制的重要生產(chǎn)指令性文件，是確保能夠持續(xù)、穩(wěn)定按既定標準生產(chǎn)出始終完好的結(jié)構(gòu)、且保證該結(jié)構(gòu)能夠滿足設計性能、質(zhì)量要求的保障。因此，在飛機型號研制之初，有必要對飛機制造工藝規(guī)范體系進行系統(tǒng)策劃，只有這樣才能確保型號研制順利、成功。

1 工藝規(guī)范體系建設考慮要素

1.1 設計輸入是工藝規(guī)范體系建設的源頭

工藝規(guī)范作為飛機研制不可缺少的指導文件，是同型號設計密不可分的，屬于工程文件的一部分。工藝規(guī)范體系要結(jié)合型號任務和特點進行系統(tǒng)策劃，其策劃是以滿足設計要求為前提的。因此有什么樣的設計，原則上就必須有與之對應的工藝規(guī)范相配套：

1.1.1 材料選擇因素

工藝和材料不分家。特定類型的材料對應特定的工藝方法。因此針對飛機研制，在研制前期首先就要建立一整套成熟的、適用于型號的《材料庫》。型號所有結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)零部件的材料選用均從該《材料庫》里進行選用。

《材料庫》構(gòu)建完成，飛機材料選用不經(jīng)審批則不能超出該《材料庫》，尤其對于新材料的引入需慎重，因為新材料會導致新工藝。對于新材料引入，必須開展新工藝方法的驗證，以探索新材料加工工藝參數(shù)。這對于以周期、市場和客戶為導向的通用航空來說是一大挑戰(zhàn)。因此，從材料選用角度，在滿足飛機性能要求的情況下，盡量選用國際或國內(nèi)（主要是國內(nèi)）成熟穩(wěn)定的材料納入飛機研制材料庫，也即通過借助成熟、穩(wěn)定的工藝方法構(gòu)建工藝規(guī)范體系、最大限度降低成本并快速地將產(chǎn)品投放市場。

1.1.2 結(jié)構(gòu)形式因素

不同的結(jié)構(gòu)形式，對應的加工方法也不盡相同，進而影響成本、周期。在飛機結(jié)構(gòu)設計時，要最大程度考慮產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的可制造性。產(chǎn)品的可制造性是設計出容易制造產(chǎn)品的一種理念，也是對于設計好壞的一種評判法則，它從制造可能性和經(jīng)濟性來檢驗一項設計。它是對設計變量、工藝參數(shù)和功能要求之間的一個全面的權(quán)衡，主要從技術(shù)和經(jīng)濟兩個方面進行考量。

通用飛機的競爭主要是研制周期的競爭、成本的競爭，這就要求飛機設計時同時融入并全面考量工藝的因素，在不影響飛機強度、性能、空氣動力學性能的前提下，盡可能選用簡單的結(jié)構(gòu)設計方式。確保產(chǎn)品制造時盡量采用成熟的、穩(wěn)定的、簡單的工藝方法，以最大程度降低成本、縮短研制周期。

1.2 研制經(jīng)驗是工藝規(guī)范體系策劃的基礎(chǔ)

飛機制造工藝規(guī)范體系的構(gòu)建，基本是依托于行業(yè)內(nèi)多年的經(jīng)驗積累和技術(shù)傳承而建立。國內(nèi)各型號軍機采用的大都還是行業(yè)標準，主要是在軍用飛機的研制過程中發(fā)展起來的國軍標和航空行業(yè)工藝標準，經(jīng)過幾十年的努力，已經(jīng)形成較完整的軍用飛機工藝標準體系。在民用飛機制造領(lǐng)域，尚未形成一套完整的行業(yè)標準體系，但是目前民用飛機從材料選擇或者零部件結(jié)構(gòu)形式上，均未脫離前期軍機研制時期的相關(guān)積累;同時，國內(nèi)航空制造企業(yè)通過轉(zhuǎn)包生產(chǎn)在民用飛機制造技術(shù)和管理上積累了不少經(jīng)驗，在借鑒國內(nèi)外研究成果的基礎(chǔ)上，為我國民用飛機制造工藝的技術(shù)發(fā)展和創(chuàng)新提供了很大支撐。

國內(nèi)大型水陸兩用救援機工藝規(guī)范體系的建立，在充分了解、調(diào)研、分析、論證國內(nèi)首款大型客機工藝規(guī)范體系構(gòu)架模式的基礎(chǔ)上，結(jié)合自身型號研制技術(shù)需求，按照成型技術(shù)、切削技術(shù)、熱加工技術(shù)、表面處理技術(shù)、非金屬和復合材料制件制造技術(shù)、連接技術(shù)、裝配技術(shù)、檢測技術(shù)、標識技術(shù)等十大技術(shù)分類，建立了滿足大型特種飛機型號研制的工藝規(guī)范體系。

1.3 系統(tǒng)規(guī)劃是工藝規(guī)范體系建設的重點

飛機工藝規(guī)范體系構(gòu)建，不應僅僅是從技術(shù)層面思考如何去構(gòu)建，更應該偏重于管理層面，也即支撐整套工藝規(guī)范體系構(gòu)建從無到有、從初始到成熟的全壽命、全過程規(guī)劃。從工藝規(guī)范框架搭建、人力資源建設再到工藝規(guī)范建設基礎(chǔ)等主體問題解決后，要考慮如何按部就班、有效填充骨架、充實工藝規(guī)范體系，讓工藝規(guī)范體系有血有肉。

大型特種飛機工藝規(guī)范，在體系構(gòu)建之初，就定位了通過借助行業(yè)內(nèi)各相關(guān)主機單位的力量，開展“主制造商——供應商”模式支撐下的工藝規(guī)范體系策劃和編制方案，作為主制造商的我們系統(tǒng)策劃工藝規(guī)范體系框架和實施方案，選定合作供應商，由供應商分專業(yè)的進行規(guī)范編制，配合完成體系建設工作，同步配合后期的工藝規(guī)范適航驗證和適航審定工作。

1.4 人力資源是工藝規(guī)范體系建設的保障

飛機制造工藝規(guī)范是一項專業(yè)化程度極高的專業(yè)，它囊括了飛機制造的所有專業(yè)，主要包含切削加工技術(shù)、成形技術(shù)、熱加工技術(shù)、表面處理技術(shù)、連接技術(shù)、裝配技術(shù)、檢驗測量技術(shù)、產(chǎn)品保護和標識技術(shù)，是一項指導飛機生產(chǎn)、非常嚴格的指令性文件，具有很強的技術(shù)性和嚴格的專業(yè)劃分，其策劃、編制到維護必須由專門的技術(shù)團隊執(zhí)行，編制規(guī)范的部門和執(zhí)行規(guī)范的部門必須嚴格分開。主管部門所從事的工作主要包括工藝規(guī)范的策劃、編制、驗證以及適航審定、技術(shù)維護等工作。各大飛機制造企業(yè)的實踐證明，一支敬業(yè)的、有著良好專業(yè)素養(yǎng)的專業(yè)團隊是工藝規(guī)范體系成功建立的保障。

2 工藝規(guī)范體系建設工作重點解析

工藝規(guī)范體系構(gòu)建工作必須滿足研制階段進度需要。工藝規(guī)范編制工作全面展開后，主制造商不僅要組織各供應商按計劃節(jié)點完成編制工作，還要協(xié)調(diào)工藝規(guī)范相互之間的技術(shù)內(nèi)容，即每份工藝規(guī)范中技術(shù)指標、工藝參數(shù)、質(zhì)量控制要求等標準是否協(xié)調(diào)一致，確保規(guī)范可執(zhí)行。

2.1 工藝規(guī)范體系建設工作階段劃分及要求

2.1.1 工藝規(guī)范目錄策劃階段

工藝規(guī)范策劃之初，由主管部門相關(guān)專業(yè)人員協(xié)同設計人員，以型號設計《材料選用目錄》以及型號結(jié)構(gòu)特點所決定的工藝方法為基礎(chǔ)，進行工藝規(guī)范總體框架搭建。確定該框架下所包含工藝規(guī)范專業(yè)類別、涉及的材料范疇，并以此梳理對應的制造、裝配、檢驗、標識等方法。進而梳理出詳細的《工藝規(guī)范體系目錄清單》，包括專業(yè)大類、專業(yè)小類、專業(yè)細類、工藝規(guī)范項目名稱^[2]，為后期開展工藝規(guī)范編制做好鋪墊。

2.1.2 工藝規(guī)范文件編制階段

確定工藝規(guī)范框架后，結(jié)合設計給定的輸入條件，如《材料選用清單》、各結(jié)構(gòu)/系統(tǒng)《技術(shù)要求》等，由各工藝規(guī)范專業(yè)組組織開展工藝規(guī)范編制工作。

工藝規(guī)范編制主要是將國內(nèi)、國外或企業(yè)成熟的工藝方法進行提煉、總結(jié)，特點是引進了國內(nèi)外先進的工藝技術(shù)和工藝方法、工藝程序;總結(jié)了公司在生產(chǎn)、制造、加工過程中用到的各類工藝方法和工藝技術(shù)，并將各類經(jīng)驗和操作技巧進行去粗存精;吸收了新材料、新技術(shù)應用對應的新工藝技術(shù)和工藝方法。采用外包編制或自編等形式，最終形成指導型號研制的工藝規(guī)范體系。

2.1.3 工藝規(guī)范驗證適航階段

—個新工藝方法轉(zhuǎn)化為一項工藝規(guī)范，應具備兩個基礎(chǔ)條件。一是新工藝按照質(zhì)量管理體系規(guī)定的新工藝驗證程序（民機要符合適航管理規(guī)定）要求完成工藝驗證，并將工藝驗證的結(jié)果通過分析、優(yōu)化、整理后達到能夠形成工藝規(guī)范的狀態(tài)，按照相關(guān)的要求進行工藝規(guī)范編制;二是這項新工藝是在大飛機研制中已經(jīng)被工程設計選用的項目。主要是對在研制過程中工藝規(guī)范使用所產(chǎn)生的技術(shù)問題進行解釋、維護。同時，在后期需同適航審查方共同確認需要進行工藝驗證的工藝規(guī)范項目，以期盡早開展工藝驗證各項工作，保障型號研制進程。

2.2 工藝規(guī)范體系建設各階段管理核心

1） 工藝規(guī)范編制。制定工藝規(guī)范編制管理規(guī)范、確認編制標準。明確工藝規(guī)范編制、評審、發(fā)布的標準和要求。一般需要生成《工藝規(guī)范編制規(guī)定》、《工藝評審程序》等管理程序。

2） 工藝規(guī)范驗證。涉及到新材料、新工藝、新技術(shù)需要開展工藝驗證工作的工藝規(guī)范，確認好判定驗證的原則、驗證的方式方法和標準，一般要生成《工藝驗證試驗管理規(guī)定》、《工藝過程適航工作程序》、《工藝偏離控制要求》等管理程序。

3） 工藝規(guī)范使用、管控、培訓方面。工藝規(guī)范發(fā)布后，要規(guī)劃各類更改需求如何實施和貫徹，如何進行更改評估，以及如何有效使用工藝規(guī)范，尤其是涉及到特殊過程的特種工藝規(guī)范等，一般要生成《工藝規(guī)范更改管理程序》、《工藝規(guī)范使用規(guī)定》等管理程序。

4） 工藝規(guī)范適航審定方面。對包括通用飛機在內(nèi)的民用飛機而言，工藝規(guī)范均需通過民航局認可或批準，工藝規(guī)范適航審定是工藝規(guī)范建設中最為關(guān)鍵也是最為艱難的環(huán)節(jié)。要同對應的適航審定部門確認工藝規(guī)范適航審定的具體計劃安排、審定的方式和標準等。一般生成《工藝規(guī)范適航審定管理程序》。

5） 工藝規(guī)范策劃管理。為更好的推進工藝規(guī)范建設工作，在工藝規(guī)范建設的全過程中，要系統(tǒng)梳理各階段工作綱要，規(guī)劃各階段工作要素、人員配置、達成目標以及輸入輸出等，為更好推進工藝規(guī)范建設工作做好保障。在體系策劃初期，一般要生成《工藝規(guī)范歸口管理程序》以指導各專業(yè)如何開展各項工作，如技術(shù)維護、適航審查、更改管控等。

3 結(jié)語

飛機制造工藝規(guī)范是支撐飛機研制的的重要生產(chǎn)指令性文件，工藝規(guī)范體系建設工作若要順利開展，關(guān)鍵在于前期要有一個系統(tǒng)、合理、科學的策劃。本文通過某型號工藝規(guī)范體系建設全過程，進行經(jīng)驗提取，總結(jié)了再體系建設過程中的關(guān)鍵點和關(guān)鍵要素，從設計輸入到配套人力資源建立、從編制原則到配套工藝管理程序建立，進行了詳細的解析。以此指導飛機制造企業(yè)對制造技術(shù)經(jīng)驗進行規(guī)范、沉淀，更好的去建設工藝規(guī)范體系，制造出讓客戶滿意、讓市場放心的產(chǎn)品。

參考文獻

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