采用QC活动提高民机系统支架减重效率

魏炽亮

[摘要]QC小组活动是广大员工参与组织的质量改进的一种有效方式，因其遵循着一种科学的活动程序，使QC小组活动以较短的时间、较少的投入获得较好的效果。这个科学的活动程序就是PDCA循环，即策划一实施一检查一处理四个阶段的循环。采用QC活动可以较好地提高民机系统支架减重效率。

[关键词]QC；系统支架；减重

0引言

民机系统支架是用于安装全机各个系统的设备和管路，包括燃油管路、液压管路、空气管理系统的管路、电缆、航电设备、电气设备等，全机支架数量庞大。例如，某型民用客机的全机支架数量庞大，达两万多个，支架形式多，达上千多种。见图1。重量对飞机的航程、油耗、商载影响很大，为了提高市场竞争力，民用飞机支架须减重，原有保守粗略的批量的计算方法可以保证支架强度安全，但为了减重，则必须对每个支架、每个工况进行细致的分析，而全机有两万多个支架，载荷工况多，计算量大，耗费人力和时间，减重效率低。故采用oc方法来提高支架减重效率。

1现状调查

对民机支架减重流程进行了现状调查，首先由相关部门提供材料性能、界面载荷、支架结构设计这三个输入，到了强度专业后，进行查找材料属性、查找支架載荷、支架数模下载的初步工作，然后进行有限元建模、提交计算、提取结果。如果结果显示还有减重余量则反馈给支架结构设计专业进行优化设计：如果没有减重余量，则该支架减重完成。流程中可以看出来有限元建模是关键的必经的步骤之一，见图2。

QC小组对支架减重各个步骤的耗时进行了调查和统计，见图3，根据每组支架平均耗时可以看出每组支架的减重工作中，总耗时167分钟，有限元建模耗时136分钟，占比达81%，远远大于其他步骤的耗时。

2设定目标

据项目研制进度要求，我们的目标是支架减重总耗时应从原耗时4.43个月减到2个月，减少54.9%。见图4。

3目标可行性分析

QC小组对有限元建模进一步分解，得到了画网格、网格质量检查、赋材料、建约束、载荷数据输入、节点连接共6个步骤，发现载荷数据输入和节点连接两个步骤耗时分别占有限元建模时间的51%和39%，这两个步骤完全是人工操作的，经模拟测试，只要这两步骤得到优化，使其实现自动化，可以使减重降至1.91个月，因此认为目标可行。

4原因分析

针对载荷数据输入和节点连接这两步骤，QC小组按照关联图进行了细致的原因分析，见图5。

载荷数据输入慢的原因是载荷数据数据格式多样、人工输入大量数据太慢、软件不合适，进一步分析得到缺少数据预处理和缺少批量输入数据的方法这两个原因。

对于节点选取慢，是因为节点重复选取重复劳动、人工选择大量节点太慢，进一步分析是因为容易出错返工，未重复利用已选取的节点。

经梳理，得到了5个末端因素，分别是：软件不合适、缺少数据预处理、缺少批量输入数据的方法、易出错返工、未重复利用已选取的节点。

5要因确认

QC小组对5个末端因素进行了逐一分析和确认，得到了3个要因：缺少数据预处理、缺少批量输入数据的方法、未重复利用已选取的节点。

6制定对策

针对3个要因，QC小组用5W1H方法制定了对策见表1。

7实施对策

对策1：实施数据预处理

措施A：统一数据单位。将供应商界面载荷中所有物理量的单位进行了统一。措施的目标达到。

对策2：编写批量输入数据的程序

OC小组通过研究Nastran软件的输入文件bdf的规律，编写了MATLAB程序，实现了批量输入数据的功能，使得载荷输入时间减少了92%，对策的目标达到。

对策3：节点一次选取，重复利用

支架与主结构连接的坐标、支架与系统的连接点的坐标进行统一整理，以减少重复选取节点的重复劳动。

8效果检查

随着对策的实施，减重效率逐渐提高，支架减重耗时逐渐减少，平均每组支架减重耗时（分钟）的变化图见图7和图8，可以看出，平均每组支架减重耗时逐渐降低，从活动前的167分钟，最后稳定在41分钟，使得支架减重耗时从4.43个月减少到了1.09个月。QC活动的目标达到。

有形效果：

1）飞机系统支架减重效率提升，保证了项目进度

2）节约了人力成本：（4.43月-1.09月）*1万/人/月*10人*4轮=133.6万元

无形效果：

团队精神、质量意识、QC方法等得到提升，具体见图9。

9巩固措施

1）规范文件：《系统支架批量有限元分析自动化流程》

2）统一格式：固定了载荷数据顺序、单位；

3）EXCEL模板：固定了节点选取方式，确保可重复使用；

4）MATLAB程序：固定了数据批量处理方法

10结束语

通过QC活动，系统支架减重效率显著提升75%，若此项目外协，需要数百万元，现在完全靠我们自己基本完成，为公司节约了数百万元，取得很好的经济效应。通过此次活动，小组成员对QC活动的流程更加熟悉，遇到其他问题时能参考Oc活动的流程和方法来解决。

QC小组活动是一种经过国内外大量实践证明的群众性的质量改进活动。尤其是在航空业，将有着越来越广泛的应用。

[责任编辑：王伟平]