基于流程管理的特种工艺生产厂质量预控模式

0 引言

    在现代航空制造中，许多重要承力结构件都要经过特种工艺处理，特种工艺形成的质量特性是否稳定、可靠，直接影响到飞行安全和运营的经济性。

    本文选取典型热表处理特种工艺生产厂为研究对象，以电镀工艺为切入点，运用流程管理理论和技术，探索出适合西飞公司现状与未来发展的、基于流程管理的特种工艺质量预控模式，保证了零件实物质量，加快生产流程运行效率，满足了飞机研制生产需求，促进公司年度经营目标的实现，全方位地增强特种工艺生产厂的竞争力。

1 基于流程管理的特种工艺生产厂质量预控技术简述

    基于流程管理的特种工艺生产厂质量预控技术是运用流程管理方法识别、筛选关键流程作为切入点，通过统一调动资源、打破职能分割的方式，使流程所有参与者集思广益，充分地发现或预知流程变异实质，在工艺流程发生变异以及质量事故发生之前及时采取必要的预控措施，系统化地规范组织的各种经营活动，从而快速解决当务之急的短板问题，更好地实现和满足客户要求。其具体实施步骤如下：

    步骤1现状分析：收集、汇总历史数据，运用柏拉图等流程管理理论和分析手段，查找影响产品实物质量和生产效率的“瓶颈”问题，确定其关键流程，作为解决问题的切入点。

    步骤2流程建模：采用图形化建模技术直观、形象地描述和表达流程结构及其关系。

    步骤3流程分析：在流程模型基础上，采用因果图等简单形象图形化流程分析工具进一步发现流程运行的瓶颈，并提出改进方案。

    步骤4流程实施：实施改进后流程，确保流程按计划正常运行与控制，并及时解决突发事件。

    步骤5流程评价：建立并通过评价体系，对流程的运行质量进行测评，依据评价结果确定是否通过轻微改进来完善流程，或者通过流程再造方式来改善。

2 实施应用

    2．1现状分析

    担负高强度钢热表处理的特种工艺生产厂是西飞公司主要且典型的特种工艺生产厂，主要承担国内军民机和国际合作项目零件热表处理科研生产任务，所涉及的工艺种类多而杂，众多工艺流程构成了图1所示的生产线框架结构，其管理运作是通过各业务部门按如图2所示的组织结构依据既定规范、运用相关资源、协调与配合来完成的，从而保证了其经营目标和客户的实现。但随着顾客需求日益多样化、期望值日益提高以及西飞公司未来特种工艺规模与技术应用的扩大，这种主要从方便专业化管理和控制角度设置的传统运作模式，不仅不能带来整体的协调作业，而且还造成过程监控漏洞的时有发生、过程监控日益复杂化和整个运行效率的低下。

 
图1 典型热表处理特种工艺生产厂生产线框架

图2 典型热表处理特种工艺生产厂组织结构

    2．2流程建模采

    用图形化建模工具——流程图表述现行电镀工艺流程，为进一步分析、预测质量事故致因和诱因做好前提准备，如图3所示。

 
图3 现行电镀工艺流程

    2．3流程分析

    收集、汇总历史数据，采取柏拉图等分析手段，建立电镀工艺过程质量事故模型，见图4所示。

 
图4 电镀工艺过程质量事故模型

    在图4流程模型基础上，采用图5所示因果图等简单形象图形化流程分析工具并比对GJB480A-95《金属镀覆和化学覆盖工艺质量控制要求》文件，迸一步研究发现强度较高零件未消除应力、工艺表编制不细、电源波动未进行控制、没有规定测厚方法和未量化氢脆控制等流程运行瓶颈，确定其为监控重点，并采取了相应改进方案和措施。

 
图5 电镀流程与质量事故因果分析图

    2．4流程实施

    2．4．1优化工艺流程

    改进电镀工艺流程，对热处理强度大于1500MPa钢制件，增加消除应力操作，并对相关工艺文件进行更改。

    2．4．2细化工艺表

    电镀工艺表是操作人员进行实际操作直接依据的工艺文件，其编制质量的优劣直接影响电镀零件的实物质量。针对现有电镀零件工艺表仅标注了成品镀层厚度。不能对需加大镀层厚度零件的实际操作起指导作用问题，对现有电镀零件工艺表进行梳理，依据零件图纸成品尺寸、相关机加生产厂磨床设备精度，制定合理的零件加大镀层厚度范围，并对670项需加大镀层厚度零件的工艺表进行优化，使工艺表能够真正指导零件的电镀实际操作，从源头上减少了需加大镀层厚度零件质量事故的发生几率。

    2．4．3控制电源波动

    为控制电源波动，对电镀电源交流／直流纹波电压和纹波系数进行测定，使电源纹波系数控制在10％的波动范围内。

    2．4．4规范测厚方法

    由于航空零件外形复杂，采用常规量具和测量方法，零件部分区域只能进行镀层的间接测量，无法保证镀层厚度的测量精度。因此，依据相关国标和航空零件外形实际状况，选择采用显微镜测量法、磁性测量法、阳极溶解库仑法和量具测量法为镀层厚度测量方法，并纳入相关工艺文件。

    2．4．5量化氢脆性能控制

    现行零件氢脆性能控制仅通过检查除氢记录来实现的，没有对氢脆进行有效的量化控制。通过比对GJB480A一95《金属镀覆和化学覆盖工艺质量控制要求》发现，其规定的氢脆测定试样、方法与西飞公司工艺应用现状严重不符，通过查阅国外资料、结合零件特点并考虑西飞公司工艺应用现状，制定了氢脆性能测定试样、方法与判定标准，并进行了试验论证，将结论纳入相关工艺文件。具体如下：

    ①制定氢脆性能测定试样、方法与判定标准，为董化氧脆性能控制提供可靠依据。采取ASTM F519的la型或ASTM F519的Ⅱ型缺口拉伸试样，按ASTM F519规定测试方法进行加载试验。连续加载最少200小时不出现断裂或裂纹，则氢脆性能合格，否则氢脆性能不合格。

    ②改进试验条件，确保测试试验顺利进行。由于现有电镀电源电流数值输出大、测试规定采用的电流数值较小以及电流指示仪表仅能显示到个位数等因素的影响，在测试试验过程中无法将电流稳定控制在规定范围内，造成试棒电镀测试试验无法正常进行。因此，对现有电源进行改造，在电镀槽上加载2个阴极棒，其中1个加载适当试件起分流作用，另1个阴极棒两端绝缘，其上加载拉伸试棒，并串联量程为O一50A的电流数显表用于读取测试电流数值，从而保证了测试试验的顺利进行。

    2．4．6提升人员素质保证操作正确性针对人员存在不规范操作现象，对操作和检验人员进行电镀工艺理论与实际操作培训，提升人员素质，保证操作正确性。

    优化前后电镀工艺流程比较如图6所示。

 
图6 优化前后电镀工艺流程比较

    2．5流程评价

    ①通过基于流程管理质量预控技术的实施运用，流程运行平稳，无氢脆事故发生。零件电镀缺陷发生率与上年相比，由4．5％下降为O．8％，实物质量得到提高，相关生产流程运行效率明显加快，同时节省了发生质量事故所引起的返工、返修费用。

    ②通过基于流程管理质量预控技术的实施运用，可准确找出管理的重点与薄弱环节，变事后控制为事前预防，使整个管理更合理、有序和有的放矢，减少了问题发生几率，持续提高了整体管理水平。

    ③通过基于流程管理质量预控技术的实施运用，便于及时统一调配人力资源，协调各职能部门相互关系，实现快捷的动态管理。

    ④通过基于流程管理质量预控技术的实施运用，使员工价值观发生变化，从维护型变为开拓型，从保守型到具有创新意识，顾客满意度得到提高。

3 结论

    特种工艺生产厂的组织结构、工艺生产线分布以及特种工艺专业特点决定了提高和稳定特种工艺加工质量是一个系统工程。涉及整个特种工艺生产厂管理的方方面面，需要采用先进的管理方法和手段对特种工艺生产广生产管理和质量控制模式进行系统优化改进。

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