应用6-SIGMA 改进航空器部件维修质量

黄乾华

0 引言

6-SIGMA 是一项以数据为基础，追求几乎完美的质量管理方法，其DAMIC 改进模式就是建立在PDCA 循环的基础上。DMAIC 模式现在已被广泛认可和使用，是实施6σ的一套更具操作性的模式。它代表了改进过程中的5 个阶段：1.界定D（Define）；2.测量M（Measure）；3.分析A（Analyze）；4.改进I（Improve）；5.控制C（Control）。

航空器部件维修是航空维修业的重要组成部分，经航空维修业的实践表明，飞机很大程度上的系统故障，是由于部件的可靠性低造成的。随着飞机制造技术的提高和新工艺的出现，飞机构造日趋复杂，客观上造成了飞机部件维修难度的提高，对维修质量改进也提出了新的课题，这就要求航空器部件维修公司的质量改进工作要不断地发展和创新。为适应这些新的形式和新的变化，H 航空器部件

维修公司引入了当前国际上先进的6-SIGMA 管理方法，通过对影响部件维修质量的主要因素加以分析并改进，显著提高部件的维修质量及效益。

1 6-SIGMA 在提高飞机咖啡壶维修质量中的应用

1.1 项目界定

在H 公司维修的航空器部件中，飞机厨房设备咖啡壶的维修质量一直不太理想，返回率逐年上升高居不下。经统计，2011年飞机咖啡壶的维修返回率为10.38%，2012年的返回率为14.04%，近两年的返回率远远超过H 公司制定的年返回率5%的质量目标，较高的返回率降低了客户的满意度及送修量，保证不了

航班的正常使用，也造成大量的资源浪费。因此，本文以咖啡壶维修质量为项目，进行举例说明如何应用6-SIGMA的DMAIC 模型改进飞机咖啡壶的维修质量。

注：年返回率=（全年因未达到保用时间客户要求索赔修理的件数/年度送修的总件数）×100%。

本项目的缺陷定义为：咖啡壶返回一次即作为一个缺陷。项目目标为：将飞机咖啡壶的年返回率控制在5%以内，如图1 和图2所示：

图1 各件号咖啡壶返回率对比Pareto 图

图2 各件号咖啡壶送修量对比

通过柏拉图对近两年返回的咖啡壶按件号分类统计发现，件号为 11225-3、411-0001-143、4510 系列及64753-001-003的咖啡壶返回率在5%以内，送修量也不是很大，而11050-11 与411-0001-137 几乎没有什么送修量，因此，都可以忽略不计，而件号为3510 系列的咖啡壶不仅装机量及送修量大，而且近两年的返回率已高达15.72%，及件号72011412的咖啡壶返回率也高达11.43%，但装机送修量相对较小，因此本文将集中对3510 系列咖啡壶维修质量进行分析、流程改进。

1.2 测量阶段

① 咖啡壶质量运行情况表现

如图3所示：

图3 近两年咖啡壶质量运行情况

从图3 中可以看出，近两年咖啡壶质量运行长期表现和短期表现都不尽如人意，因此期待通过找到关键因素，使咖啡壶维修质量有一个质的提高。

② 测量系统分析（MSA）

本文研究数据来源于如图4所示：

图4 H 公司维修管理数据库系统

H 公司维修管理数据库系统，该数据系统的数据是由部件接收人员根据部件送修合同录入的。因此MSA 主要对录入数据库的数据与部件送修合同的一致性进行抽样对比分析。选择2013年2 月份两位部件接收人员各录入的30 个样本进行分析，结果录入的准确性均为100%，说明数据库系统提供的数据是真实有效的。

1.3 分析阶段

一个质量问题的产生，往往不是一个因素造成的，而是多种复杂因素综合作用的结果。鱼骨图为最主要也最有效的分析方法，如图5所示：

图5 咖啡壶返回分析鱼骨图

通过对咖啡壶返回原因的全面分析，确定以上可能影响Y 值的关键因素为使用方法、设计缺陷和季节因素，需要进一步重点分析。

①.设计缺陷的分析

3510 系列咖啡壶的排气阀自身设计比较特殊，与其它件号的咖啡壶在排气

原理方面有较大区别，目前很多其它件号的咖啡壶采用直排式排气，无浮球，而3510 系列采用浮球密封。当进水时，通过放水阀门排气如图6所示：

图6 放水阀门位置

等到水满时，冲击一个橡胶浮球向上堵住出气孔，以达到密封效果，如图7所示：

图7 排气原理图

采用浮球式的缺陷是当排完咖啡壶内部热水之后，温度下降过快，由于金属散热快于橡胶，金属件收缩的速度快于橡胶件，很容易导致橡胶浮球会粘/卡在不锈钢阀体（见图7 标号100）内壳里，无法自行脱落，导致咖啡壶内胆上部处于完全密封状态，阀体无法排气，在此条件下，若需加水，由于内外压差的原因，就会加不进或者加不满水，而在低水位时，水位探头无法探测到水面，就无法供电加热，就会发生“无法加热”、“加不进/满水”故障。但是当飞机起飞、飞行中或降落时发生振动后，橡胶浮球会自行脱落，咖啡壶性能可自动恢复正常，经统计，近两年3510 系列咖啡壶故障比例如图8所示：

图8 近两年3510 系列咖啡壶故障比例

可以看出设计缺陷是引起咖啡壶返修的重要因素。

②.季节因素的分析

3510 系列咖啡壶在部件维修手册（CMM）中要求的水源温度为16～22℃，见图9 CMM 相关要求，如图9所示：

图9 CMM 对3510 系列咖啡壶水源的温度要求

大家都知道，在上海地区，每年11 月份下旬基本就进入了冬天，到来年2 月底，常态水温一般都低于16 摄氏度。如果进水温度过低，橡胶浮球易硬化，会无法准确地堵住阀体上的排气孔，造成流水不止，“放满水不能停止放水”的故障也就发生了。

从H 公司数据库里的返修件数据上可以知道，3510系列咖啡壶拆自同一架飞机较为常见（如从返回的自B5368、B5369 飞机拆下的多件咖啡壶），如图10所示：

图10 “放满水不能停止放水”故障在不同季节的比例

此类故障主要集中在年底前后天气寒冷的季节，其它3 个季节很少出现此类故障。因此季节原因是引起咖啡壶该故障返修的重要因素。

③.使用方法的分析

在H 公司返修的咖啡壶部件中，常见的故障有“继电器变形”、“保险烧坏”和“插针烧蚀现象”等，而这些几乎都是人为因素导致的，如图8所示，人为损坏的故障也相对较高，因此也是引起咖啡壶发现的一大因素。

1.4 改进阶段

经过分析阶段，可以得出结论：造成咖啡壶返回的关键原因包括排气阀设计缺陷和气温因素。改进阶段将采取的针对性改进措施，如表1所示：

表1 改进措施

以上改进措施已于2013年1 月初开始实施。

1.5 控制阶段

我们对2013年1 月至3 月的咖啡壶每月送修情况进行持续的统计监控，发现咖啡壶的返修率都控制在5%以下，没有发现异常，如有，将立即进行原因分析，并采取针对性措施消除影响，确保咖啡壶维修质量获得持续改进。本改进项目取得了实效，如图11所示：

图11 改进后3510 咖啡壶的运行图

1.6 项目实施评估

通过对本项目的实施，可将咖啡壶的返回率降至一个较低的水平，从而大大提高客户的满意度，保证航班的正常使用，并预计产生以下的直接效益和间接效益：

① 减少的返回件换件成本

（原年均返回率-改进后年返回率）×年均送修量×平均换件价格：

（12%-5%）×244×800=13664（元）

② 节省的资源产生新增的维修产值

（原年均返回率-改进后年返回率）×年均送修量×维修均价：

（12%-5%）×244×3000=51240（元）

③ 质量提高后预计客户增长的送修量带来的新增产值

客户送修预计增长率×年均送修量×维修均价

10%×244×3000=73200（元）

④年预期收益：共约近14 万元

2 小结

通过以上的DMAIC 步骤，我们从改进结果看出该项目获得了重大的成果，纵观整个DMAIC 步骤循序渐进，环环紧扣，利用了大量数据进行分析，与现代管理方法综合起来，持续改进航空器部件的维修质量。因此，除了继续开展部件维修质量的改进项目外，还可以考虑以下一些项目：

在加大高价件的修理深度，降低客户成本；

加快器材库存的循环，减少积压和呆滞；

扩大送修客户及相应的送修量，推动效益较快增长。

[1]孙磊.质量管理实战全书[M].北京：人民邮电出版社，2011

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[3]黎雪荣，高博轩，申正远，等.2013-2017年飞机制造及修理行业投资分析及前景预测报告[R].北京：中投顾问，2012

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