一种削减产品制造过程中质量波动的方法技术

本发明专利技术是一种削减产品制造过程中质量波动的方法，该方法以产品波动管理研究与实践为总体思路，以产品制造过程中关键特性的稳定性和受控性为切入点，开展产品制造过程波动源分析，逐步建立健全产品波动数据库，准确揭示典型加工过程的波动，削减最终影响型号实物质量、可靠性与性能稳定性的因素，促进形成波动辩识、测评和控制机制，准确揭示典型加工过程的波动，开发适合波动管理的步骤及评估系统，修正适合制造过程的关键特性的需要，削减最终影响复杂产品实物质量、可靠性与性能稳定性的因素，克服由小批量试制转入批生产阶段波动过大导致的质量问题，满足用户要求。

【技术实现步骤摘要】
一种削减产品制造过程中质量波动的方法
本专利技术是一种削减产品制造过程中质量波动的方法，属于质量与可靠性工程领域。
技术介绍
“波动(Variation)”丰富了人们的生活，给万物带来了无限生机和活力，波动、变异和更新推动着自然界和人类社会持续向前发展。然而，在产品制造过程中，“波动是客观现实和无法回避的工业事实(Juran等)”、“波动是质量的大敌(波音公司Barker等)”。武器装备质量与性能稳定性取决于制造过程总体波动水平的高低，特别是型号研制方案固化后，制造过程质量的一致性、稳定性和受控性，成为决定型号实物质量的根本因素，因此，制造过程质量管理的任务就是要最大限度地控制和削减制造过程的质量波动。复杂产品波动管理适用于以离散式加工装配制造为主要特点的装备生产制造行业,特别多品种、小批量的武器装备研制向批产转移制造过程的质量管理。最近20多年来，以提高航空装备制造过程稳定性需求为牵引，以波动控制和削减技术的集成应用为手段，开展对影响航空装备实物质量的各种关键特性波动源的系统分析，研究制定针对性的复杂产品波动削减计划并采取相应的工程措施有效地削减和控制质量波动，已经成为国际航空工业领域质量管理的热点问题，由此引发了有关波动管理的大量应用研究，例如：(1)美国空军发布“R&M2000波动削减大纲”，明确提出了航空武器装备实施波动削减的4项关键任务：一是减小围绕目标值的波动以提高可靠性，降低成本；二是使设计与生产的性能趋向目标值，而不是趋向公差界限值；三是提高生产和维修工艺，以生产质量稳定、缺陷少的产品；四是可靠的产品必须且应当满足顾客要求，无波动地完成设计功能。(2)洛克希德·马丁公司在F-22战机上实施波动削减大纲，通过各种波动削减技术工具的集成应用，为F-22战机找出2561个产品关键特性，通过对678个过程和“零件族”特点的分析，相应地开发了126个波动削减指南。F-22波动削减大纲和系列波动削减指南的实施，修正了适合制造过程的关键特性的要求，降低了产品成本，缩短了产品交付时间，降低了返修、返工率，F-22整机的过程能力指数Cpk达到1.2，合格率达到99.9％。(3)波音公司在波音777飞机上实施波动控制计划。波音公司针对波音777飞机质量管理要求，制定了相应的波动削减计划和波动控制目标，以期实现在装配方式、硬件工具、软件工具、主要装配步骤、装配时间、过程能力、垫片数量等关键业绩指标与波音747飞机相比有显著改进。此外，为了系统性地控制航空装备制造过程中的质量波动，波音公司制定了有关波动控制的质量管理标准《先进质量体系(AQS)》。(4)诺斯罗普·格鲁门公司在F/A-18系列战机上实施过程波动削减系统，以改进和控制制造过程中的质量波动。通过PVR系统，公司跟踪过程，而不是零件。PVR系统的建立与运行有效了削减了F/A-18系列战机制造过程中的质量波动，确保研制目标的实现。(5)国际航空航天质量组织(IAQG)发布了AS9103《关键特性的波动管理》标准，明确规定了关键特性的波动管理要求，要求对制造过程进行全面的评定，以便通过对关键特性的波动进行充分策划和有效管理，推动对制造过程的系统改进。上述洛克希德·马丁、波音等国外著名航空公司通过在装备制造过程中推广实施波动管理，着力提升航空装备实物质量与可靠性水平的实践，以及美国军方、美国国防部和国际航空航天组织通过贯彻有关的政策、文件和标准，推动有关承包商在武器装备制造过程中大力推广实施波动控制的做法，代表了国际航空工业质量管理的新发展。
技术实现思路
本专利技术正是针对上述现有技术状况而设计提供了一种削减产品制造过程中质量波动的方法，该方法以产品波动管理研究与实践为总体思路，以产品制造过程中关键特性的稳定性和受控性为切入点，开展产品制造过程波动源分析，逐步建立健全产品波动数据库，准确揭示典型加工过程的波动，削减最终影响型号实物质量、可靠性与性能稳定性的因素，促进形成波动辩识、测评和控制机制，准确揭示典型加工过程的波动，开发适合波动管理的步骤及评估系统，修正适合制造过程的关键特性的需要，削减最终影响复杂产品实物质量、可靠性与性能稳定性的因素，克服由小批量试制转入批生产阶段波动过大导致的质量问题，满足用户要求。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：该种削减产品制造过程中质量波动的方法，其特征在于：该方法的步骤如下：步骤一、波动识别1.1识别关键特性，所述关键特性是指根据顾客要求、产品性能、功能结构、装配性、使用寿命、可制造性的要求，以及失效模式与影响分析、过程能力分析、公差设计技术确定的材料、零件、产品及制造过程的特性，关键特性的波动对产品的装配、性能、使用寿命及可制造性产生影响；材料、零件、产品的关键特性的层级依次上升，制造过程的关键特性的层级是由工序的前后顺序依次上升；通过因果分析识别所有的关键特性，识别每个关键特性的波动源，得到波动源清单；编制关键特性中制造过程关键特性的质量控制计划，该质量控制计划包括测量及测量系统分析、工艺规范、控制方法及工具、抽样方案及过程能力评估结果；1.2确定波动度量指标体系，建立关键特性的波动度量指标体系，该指标体系包括：基于概率统计的波动度量指标，包括标准差、过程能力指数、西格玛水平；基于质量工程的波动度量指标，包括损失函数和信噪比；基于产品实物质量检验的波动度量指标，包括不合格品率、缺陷率、首次合格率、流通合格率、每百万机会缺陷率；1.3构建关键特性的波动模型，建立关键特性之间以及关键特性与关键参数之间的关系，该波动模型的作用为：1)利用下一层级的关键特性波动评价上一层级的关键特性波动；2)平衡各层级关键特性波动的优化效果；3)关键特性波动的预测；4)指导关键特性波动的优化；1.4评价关键特性的波动水平，依据所确定的关键特性、评价指标体系以及波动模型，调查和计算关键特性的质量波动水平，为关键特性波动诊断提供依据；如果采用过程能力指数作为波动的度量指标，首先应利用控制图判明过程是否处于统计控制状态，如过程不稳定，应调查原因并采取措施；将不同产品相似的关键特性组合在同一控制图上时，这些特性应具有相似的波动性。步骤二、关键特性的波动诊断2.1选择关键特性，根据关键特性的波动水平选择需诊断的关键特性；2.2用测量系统分析的方法对步骤2.1选择的关键特性进行诊断；2.3依据步骤2.2的诊断结果，对相应的关键特性的波动进行诊断，利用统计过程诊断、试验设计、数据挖掘技术、解释结构模型、智能诊断技术、回归分析、方差分析波动诊断技术，查找波动源，形成关键特性的波动源清单；步骤三、优化关键特性的波动，针对步骤2.3中查找到的关键特性的波动源，采用稳健性设计、试验设计、响应曲面技术、流程优化、工装、工具、夹具优化技术，开展波动削减，确定最佳的关键特性的参数水平，并通过工程应用评价该削减的优化效果；步骤四、关键特性的波动控制采用统计过程控制、防差错设计、标准化、表格化操作、精细化管理的波动控制技术对优化后的关键特性的参数水平进行控制，并实现关键特性的波动的闭环控制。本专利技术技术方案的优点是：(1)建立了质量波动度量指标体系和波动削减流程，覆盖了从波动度量、识别、诊断、优化、控制到最终效果评估的波动管理过程的全要素。(2)将波动削减本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种削减产品制造过程中质量波动的方法，其特征在于：该方法的步骤如下：步骤一、波动识别1.1识别关键特性，所述关键特性是指根据顾客要求、产品性能、功能结构、装配性、使用寿命、可制造性的要求，以及失效模式与影响分析、过程能力分析、公差设计技术确定的材料、零件、产品及制造过程的特性，关键特性的波动对产品的装配、性能、使用寿命及可制造性产生影响；材料、零件、产品的关键特性的层级依次上升，制造过程的关键特性的层级是由工序的前后顺序依次上升；通过因果分析识别所有的关键特性，识别每个关键特性的波动源，得到波动源清单；编制关键特性中制造过程关键特性的质量控制计划，该质量控制计划包括测量及测量系统分析、工艺规范、控制方法及工具、抽样方案及过程能力评估结果；1.2确定波动度量指标体系，建立关键特性的波动度量指标体系，该指标体系包括：基于概率统计的波动度量指标，包括标准差、过程能力指数、西格玛水平；基于质量工程的波动度量指标，包括损失函数和信噪比；基于产品实物质量检验的波动度量指标，包括不合格品率、缺陷率、首次合格率、流通合格率、每百万机会缺陷率；1.3构建关键特性的波动模型，建立关键特性之间以及关键特性与关键参数之间的关系，该波动模型的作用为：1)利用下一层级的关键特性波动评价上一层级的关键特性波动；2)平衡各层级关键特性波动的优化效果；3)关键特性波动的预测；4)指导关键特性波动的优化；1.4评价关键特性的波动水平，依据所确定的关键特性、评价指标体系以及波动模型，调查和计算关键特性的质量波动水平，为关键特性波动诊断提供依据；步骤二、关键特性的波动诊断2.1选择关键特性，根据关键特性的波动水平选择需诊断的关键特性；2.2用测量系统分析的方法对步骤2.1选择的关键特性进行诊断；2.3依据步骤2.2的诊断结果，对相应的关键特性的波动进行诊断，利用统计过程诊断、试验设计、数据挖掘技术、解释结构模型、智能诊断技术、回归分析、方差分析波动诊断技术，查找波动源，形成关键特性的波动源清单；步骤三、优化关键特性的波动，针对步骤2.3中查找到的关键特性的波动源，采用稳健性设计、试验设计、响应曲面技术、流程优化、工装、工具、夹具优化技术，开展波动削减，确定最佳的关键特性的参数水平，并通过工程应用评价该削减的优化效果；步骤四、关键特性的波动控制采用统计过程控制、防差错设计、标准化、表格化操作、精细化管理的波动控制技术对优化后的关键特性的参数水平进行控制，并实现关键特性的波动的闭环控制。...

【技术特征摘要】
1.一种削减产品制造过程中质量波动的方法，其特征在于：该方法的步骤如下：步骤一、波动识别1.1识别关键特性，所述关键特性是指根据顾客要求、产品性能、功能结构、装配性、使用寿命、可制造性的要求，以及失效模式与影响分析、过程能力分析、公差设计技术确定的材料、零件、产品及制造过程的特性，关键特性的波动对产品的装配、性能、使用寿命及可制造性产生影响；材料、零件、产品的关键特性的层级依次上升，制造过程的关键特性的层级是由工序的前后顺序依次上升；通过因果分析识别所有的关键特性，识别每个关键特性的波动源，得到波动源清单；编制关键特性中制造过程关键特性的质量控制计划，该质量控制计划包括测量及测量系统分析、工艺规范、控制方法及工具、抽样方案及过程能力评估结果；1.2确定波动度量指标体系，建立关键特性的波动度量指标体系，该指标体系包括：基于概率统计的波动度量指标，包括标准差、过程能力指数、西格玛水平；基于质量工程的波动度量指标，包括损失函数和信噪比；基于产品实物质量检验的波动度量指标，包括不合格品率、缺陷率、首次合格率、流通合格率、每百万机会缺陷率；1.3构建关键特性的波动模型，建立关键特性之间以及关键特性与关键参数之间的关系，该波动模型的作用为...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪邦军，曾江辉，任占勇，郝建春，梁昭磊，王楠，耿金凤，
申请(专利权)人：中国航空综合技术研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11