借鑒PPAP提升航空制造技術

溫南方

（中國航發南方工業有限公司，湖南 株洲 412002）

生產件批準程序Production Part Approval Process簡稱PPAP，是一種顧客對供方過程的控制管理模式，其目的是用來確定供應商是否已經正確理解了顧客工程設計記錄和規范的所有要求，以及其生產過程是否具有潛在的能力，在實際生產過程中按規定的生產節拍滿足顧客要求的產品。完善的PPAP有助于確保滿足顧客的要求，提升供應商的質量信譽且降低不合格品的成本。

1 航空制造業中PPAP應用現狀

在航空制造業，有的公司是采用全球采購的策略，為保證交付周期和產品質量，從2010年開始向供方提出PPAP要求，正逐步推廣。如聯合技術公司（簡稱UTC）在PPAP基礎上加入航空產業的特點提出UPPAP概念，并制定UTC自己的標準：ASQR-09-2。完成一份UPPAP包，需要做十九項內容，具體見表1。

表1 UPPAP包含的項目表

表1中很多項目與工藝息息相關，也只有對加工產品的每一道工序熟悉，才能做好PPAP包含的各個項目。在實際完成PPAP的過程中，工程師擔負著大部分工作，需要投入大量精力。

在國產航空產業中，基本采用的是分工合作的形式，暫時沒有明文提出PPAP的整體要求。為了趕超世界先進水平，建設航空強國，也在部分項目上進行試點，如工藝失效模式分析、工藝成熟度分析、特種工藝確認。

2 PPAP中值得借鑒的工具

完成PPAP的過程中，實際也是不斷完善工藝文件的過程，能夠起到提高加工質量，縮短加工周期，提升航空制造技術的作用。在國產航空產業中，在沒有全面推廣PPAP的要求之前，選擇其中部分項目做為提升制造水平的工具。事實上，國內與國外航空制造存在差異，沒有必要照搬國際航空企業的PPAP，應該根據生產實際，借鑒PPAP的工具。可從PPAP中借鑒的工具有以下幾個。

2.1 工藝流程圖

工藝流程圖可作為價值流程圖（VSM）的一部分，幫助管理人員、工程師、生產制造人員確定浪費機會提供方法，為持續改進和改變指明方向。工藝流程圖列出從毛坯到產品的所有工序，在圖中，關鍵工序和瓶頸工序可以醒目列出。解決了關鍵或瓶頸的問題，就是解決了一大難題，就能大大提高效能。

2.2 工藝失效模式分析

失效即不能完成既定功能，如尺寸超差、無法裝配、發動機壽命降低、發生飛行事故等，如果產生失效，會產生重大損失，因此如何預防航空產品不發生失效是生產過程必須要考慮的。工藝失效模式分析（PFMEA）是一種分析技術，用以最大限度地保證各種潛在的失效模式及其相關的起因、機理已得到充分的考慮和論述。

在工藝失效模式分析中采用風險優先數（RPN）量化的方式進行。有三個打分項：嚴重度S、發生頻率O、可發現程度D。計算公式如下：

嚴重度是假設產生失效，會造成哪種程度的后果。分值為1～10，1分是影響最輕，如外觀缺陷，10分是影響最嚴重，如發動機停車。

發生頻率是發生失效的可能性大小。分值為1～10，1分是很難出現，如百萬分之一，10分是經常發生，如每批發生。

可發現程度是加工完成后，是否能及時發現。分值為1～10，1分是一定可以檢測出，如尺寸超差較大，10分是不破壞產品就不可能檢測出，如內部金相不合格。

根據計算公式及分值設定，風險優先數最小為1，最大為1000。工藝失效模式分析可以在投入生產前完成，利用頭腦風暴，確定產品制造過程中潛在的失效模式。對于風險優先數較高的，制定預防措施，保證產品的最終質量。通常情況下，風險優先數≥100的潛在失效模式需要制定行動計劃。

2.3 工藝控制計劃

工藝控制計劃是針對工藝失效模式分析中風險較高的潛在模式制定的控制方法，也可以針對曾經發生過的質量問題制定的改進計劃。

過去航空產業疲于處理質量問題，往往是出現超差進行事后分析原因，發生飛行事故進行質量學習和停產整頓。工藝控制計劃做細做實后，在制造過程中出現質量問題的概率至少降低80%。為了達到航空產品的高質量要求，大力推廣工藝控制計劃就非常有必要。

工藝控制計劃的形式可以不拘一格，只要有可執行性就可以。常用的形式有：改進工藝、防錯、工藝攻關、目視化管理、關鍵工序三定表、影子工具箱。

2.4 工藝成熟度分析

工藝成熟度是工藝細化程度的量化分析。分析用來確保加工工藝滿足計劃的全部需求情況下的生產要求，一般包括以下內容。

（1）加工工藝穩定性—工裝、夾具、設備和量具。

（2）工序操作說明。

（3）工藝控制方法。

（4）量具適用性。

（5）全面生產維護計劃。

（6）供應鏈管理。

工藝成熟度分析的過程是以現有的工藝資料、管理方式、實物、工作計劃為基礎進行逐項打分，最終計算出工藝成熟度得分。滿分為100分，在各個階段有不同的達標分值，例如：在新品試制前，工藝成熟度達標分是60；在小批生產前，工藝成熟度達標分是80；在生產定型前，工藝成熟度達標分是90。

2.5 測量系統分析

測量系統分析是使用數理統計和圖表的方法對測量系統的分辨率和誤差進行分析，以評估測量系統的分辨率和誤差對于測量的要素是否合適。

測量系統的分辨率應該為測量對象公差的十分之一以內，如測量一個公差0．1mm的尺寸，采用游標卡尺和千分尺就有區別：游標卡尺的最小刻度為0．02mm，容易產生漏檢或錯判。千分尺的最小刻度為0．01，千分位可以估讀，測量更精確。

測量系統的誤差可通過量具的重復性和再現性。量具重復性和再現性須包含一個精準度與公差（P/T）比率小于等于20%。

2.6 首件檢驗報告

首件檢驗報告在國內有文件規定，在試制過程、設計變更、工藝變更、兩年未投產等情況下需要進行首件檢驗，往往只指定一件產品來完成。在PPAP中，要求提交至少完成五件產品的所有尺寸報告，至少25件關鍵尺寸的結果。這樣的要求更為合理，五件產品的所有尺寸可以證明按工藝資料進行加工可以得出與設計圖紙相符的產品，25件產品的關鍵尺寸可以保證后續生產中關鍵尺寸的質量保證。

3 實施建議

結合國內航空產業的實際情況，在借鑒PPAP來提升航空產品制造水平的方面，建議如下。

（1）轉變管理思維，將技術水平、生產能力、質量水平從定性管理轉變為定量分析，讓數據說話。

（2）選擇合身工具進行借鑒并實施。國際航空企業的PPAP要求是其管理全球供應商的工作方式，并不是每項內容都適用于國內。

（3）靈活運用，了解PPAP需要達到的目的，根據實際情況制訂實施方案、數據類型和表格形式。如果只是簡單照搬照做，往往只是事倍功半。

（4）首先在小范圍內進行嘗試，不斷完善，逐步制訂流程和標準，全面推廣。

（5）結合中國智造2025、網絡化、智能化，利用大數據與管理工具相融合，降低工程師負擔。

4 結語

把我國建設成為航空強國是我們的使命和責任，積極借鑒國外經驗是縮短國內外差距的途徑之一。在借鑒PPAP其部分工具后，不斷完善工藝文件，可以提升航空制造水平，可以提高航空產品質量，可以減少加工過程的浪費，可以實現降本增效。

[1]楊齡．航空機械失效案例選編[M]．北京：科學出版社，1988．

[2]馬宗獻．論QS-9000的生產件批準程序[J]．制造技術與機床，2006，（4）．