运用产品设计质量工程技术提升航空发动机质量

马浩

摘要：在机械制造业中，产品的质量是最重要、最有价值和效益的因素。对于航空发动机来说也一样。它不仅要求其具有高可靠性和高质量性能，而且还需要满足飞机制造过程对零部件精度，以及各部件间协调性等方面要求。在确保了产品结构合理，并且生产加工方便，可实现零件之间的配合间隙和连接尺寸较小，便于装配后进行维修，同时也降低制造成本。

关键词：产品设计;质量工程设计;设计流程;

一、传统航空发动机设计与质量控制存在的问题

（一）设计开发前期对发动机的定义不完善

在对航空发动机进行设计时，首先要将飞机的性能指标以及相关参数等因素考虑在内。但是由于我国现阶段的经济水平还不够发达与完善，导致许多先进制造企业对于产品研发工作进展不到位。并且很多公司对产品研发不重视、甚至是忽视了其质量问题而造成质量事故频发和发生频率较高现象频繁出现也使得人们对此种概念产生怀疑态度从而影响到航空发动机的品质指标以及可靠性等重要性能指标。而且在产品设计开发过程中，由于对质量问题不重视，导致很多质量不过关的零部件被直接外漏和重复使用。而造成这些问题的主要原因就是我国现阶段对航空发动机质量相关方面研究不够完善。

（二）发动机设计过程缺乏系统的设计质量工程技术支持

在对发动机进行设计时，由于缺乏系统的产品质量理论，导致了航空发动机质量问题层出不穷。首先是在飞机装配过程中出现故障后缺少相关技术人员与维修人员针对故障原因与解决方法做出相应的改善措施。其次就是没有将飞机上发生突发状况及时地处理好相关设备设施和操作流程等方面工作内容制定完整方案并实施;最后就是对设计进行优化时缺乏系统的产品结构以及零部件，导致了航空发动机质量问题层出不穷，严重影响了航空发动机的质量。

（三）设计工作对发动机制造和使用环境下的质量影响考虑不足

在发动机质量问题的预防和控制工作上，我国还存在一些不足。首先，我们要对航空发动机制造和使用环境下进行分析。飞机是一种非常复杂的机械产品。它不仅具有高能量密度、低温度等特点而且还要考虑航空燃料燃烧过程中产生大量废气排放污染大气环境;其次就是由于飞机发动机设计不科学导致出现故障而造成设备损坏以及维修成本增加等等一系列问题的原因也与我国在这方面所制定政策有一定关系，我国在航空发动机制造和使用过程中，要对发动机的结构设计、材料选择以及装配方式等进行严格控制;最后就是由于产品生产过程不科学导致设备维护成本增加也是造成维修质量问题产生原因之一。

（四）符合性质量控制下的发动机质量不能完全满足用户的需求

在产品设计完成后，对其质量进行验收是非常重要的，它直接关系到最终成品是否符合要求。如果没有经过检验就开始投入运行使用了。由于产品结构、材料性能和制造工艺等方面存在问题或缺陷导致发动机出现故障时不能及时修复维修或者更换新零部件需要额外花费时间成本;或是因为零件尺寸大小不同而无法装配成标准件或部件时造成返工，增加生产费用和修理费等等原因使得发动机质量达不到用户的要求从而降低企业经济效益减少其社会价值。质量控制是一种管理活动，它的目的在于对产品在设计过程中可能出现或正在发生的故障进行预防，并将其消灭于萌芽状态。如果要保证产品质量和可靠性必须通过严格、有效地实施全面而系统化组织。因此对于发动机制造企业来说应该从技术创新入手提高公司生产水平降低成本以满足用户需求;同时还需要加强维修工作流程管理水平和人员素质培养等方面来提升航空发动机质量控制体系从而确保飞机的安全使用寿命，减少因故障造成停产时间延长所带来的经济损失。

二、设计质量工程支持的航空发动机设计流程

航空发动机的设计过程一般分为战术技术指标论证、方案论证、初步设计、详细设计4个阶段，为了控制航空发动机设计质量，必须在设计过程中按照一定的设计质量工程方法和程序，最大限度地使用户需求和质量特征在各个设计阶段的合理实现。通过在航空发动机设计过程的不同阶段综合运用设计质量工程技术和方法，

（一）可以全面准确的确认用户的要求，做好发动机的定义

在对发动机进行全面的质量检查时，要根据不同用户使用要求，确定需求，然后再针对性地提出改进措施。对于需要维修的产品来说应该从其内部出发来考虑问题与缺陷所在;而对于那些没有必要修理或者是不能保证可以正常运行、需要更换零件或部件则应及时做好维修计划。首先必须确保用户对所购买的是发动机质量符合规定标准后才能进行生产和使用，并且要注意保证在使用过程中不出现任何故障，同时还要求产品的性能稳定可靠。其次，在产品生产过程中，要对用户的要求進行调查研究和分析。3）最后是保证用户对于性能符合标准后才可以使用。

（二）将质量真正“设计”到发动机中，提高产品质量的稳定性

在发动机运行期间，质量的控制是保证其安全运转，提高产品性能和使用寿命的根本。因此要想确保航空发动机性能稳定、可靠性高以及经济性好等要求就必须严格把控每一个环节。首先需要对零部件进行设计制造时的质量问题分析研究工作;其次就是针对关键零件进行设计制作工艺流程图;最后便是部件生产过程中所产生误差及故障诊断，从而保证飞机产品使用寿命和安全性，提高企业市场竞争力。

（三）减少发动机在制造和使用维护阶段的质量风险

在航空发动机中，质量的好坏对飞机飞行安全和使用寿命有很大影响，因此要不断提高产品设计质量水平。加强各零部件之间及零部件与整体结构、部件间的协同工作。通过优化制造工艺技术来改善产品加工性能。如采用先进制造方法以降低材料消耗量;或选用新材料并进行合理装配等措施实现轻量化生产等方面都可以有效地提升航空发动机质量对飞机飞行安全和使用寿命产生影响，从而提高了航空发动机质量水平，为乘客提供更好的服务体验。加强各零部件之间及部件与整体结构间的协同工作。例如，采用先进制造技术，提高产品质量，减少生产中不必要环节以降低成本。

（四）注重质量工程技术和方法的应用

将设计质量工程技术和方法的应用作为提高和改进航空发动机质量的长效机制，规范到发动机的设计流程和设计规范中，真正转变由事后质量控制到事前质量预防，彻底避免在后续制造、使用过程中造成大量设计更改，影响研制周期和用户使用等问题。产品设计阶段的质量风险主要来源于研发人员和制造环境因素，在产品研制过程中，由于各种不确定性对其影响很大。所以要想缩短新品试制周期、降低成本就要尽量减少开发投入。同时也是提高航空发动机性能可靠性的重要手段之一。因此在飞机研制生产之前就需要制定出科学可行地计划来避免盲目进行试验或再反复做实验现象发生;其次就是产品设计阶段，为了使产品质量能达到预期要求和标准，必须严格按照试验流程进行，并在设计过程中不断优化改进。最后就是产品的使用维护，在飞机发动机维修过程中，因为机加人员对发动机进行了多次拆卸和修理试验等工作而造成故障。如果出现这种情况就说明零件有缺陷或者存在问题。所以为了提高航空发动机质量就要降低零部件设计制造周期、减少研发投入;另外要做好新品试制及实验测试工作来缩短新产品研制时间.从而达到减小设计风险的目的。所以，在产品设计开发过程中，要尽量减少新品试制和实验的投入。

结语：

在机械的运行过程中，质量是永恒的话题，质量管理一直都是国内外关注的核心问题。对于航空发动机来说要想提高产品可靠性、安全性和经济性就必须不断地对飞机发动机进行改进。对于航空发动机的质量来说，其对飞行安全有很大影响，因此，在飞机制造过程中要严格控制设计中存在的问题。同时还要根据不同类型飞行器进行合理定位。这样就能保证设计出来满足市场要求和客户需求并且符合航空公司预期目标实现双赢局面。

参考文献：

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