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摘要：飞机燃油箱起火或者爆炸是引起飞机失事的主要原因之一，因此需对飞机进行惰化更改以提升其安全性能。国产飞机的制造维护目前处于起步阶段，针对于航线飞机的一些特性，相较于飞机的初次生产制造，出厂后进行额外加装会存在大量的拆除接近及油箱内部的通风接近工作。为满足大飞机生产提速，特采用PDCA循环法结合惰化更改原理对整个生产过程进行优化。

关键词：民航客机、惰化、PDCA

研究背景

飞机燃油箱惰化系统（Fuel Tank Inerting System，简称惰化系统）

通过引入惰性气体（如氮气）来稀释飞机燃油箱内氧气的浓度，从而降低邮箱内起火的风险，这一类通过引入氮气的惰化系统又被称为机载制氮系统（NGS）。

飞机的燃油箱起火或者爆炸一直是飞机失事的重要原因，在初期无论全球各国都未对其产生重视。早期在越南战争中通过统计数据发现，受火力攻击造成的油箱失火导致的飞机损失比例高达50%以上，后续在进一步的时间调查中发现主要的失事都是飞机燃油箱爆炸引起。在1955年，有设计师首先提出了引入惰性气体确保油箱安全的理念，最开始起步阶段，这一观念首先落实到了军机上，后续在军机上大放异彩，但是与民航业一直素昧平生。

在民航业的运用转折点在1996年7月17日，事情的起因来源于一架从纽约起飞的波音747客机，在起飞不久后发生爆炸，机上230人全部遇难。这起时间后续的调查结果显示为短路引起的中央油箱中的可燃性蒸汽发生爆炸。在这起时间发生后FAA首次提出加装油箱惰化系统的建议，在之后的修正案中更是明确规定油箱中的氧气浓度限制。

当前现状

目前国内机载惰化技术相较国外仍面临着诸多困难，在国产客机中加装更是有国外机型相比不一样的问题，针对惰化改装的固有特性：不同专业操作区域和内容由于作业空间有限等原因，存在为其他专业工作让步、等待的情况。目前的惰化系统更改工作刚刚起步，单针对与惰化系统的更爱工作属于重复性工作，目前阶段未形成标准化的作业流程及工作部署。

随着全球经济的发展以及企业国际化发展的趋势，企业对自身的要求也越来越高。我国民机研制是在这样一个大环境中迅猛发展的，当今大型企业的生产作业管理优先引入了PDCA循环法对生产及项目管理进行优化。同时在民机研制过程中通过这种管理方法能够对民机研制的质量管理进行持续优化。

工具方法

PDCA循环法

“PDCA”循环分别是指Plan（计划）、Do（执行）、Check（检查）和Act（处置）。“PDCA”循环管理方法最早由美国贝尔试验室的休哈特博士提出，后经戴明博士在日本推广应用，又称“戴明环”。“PDCA”循环实际上是有效进行任何一项工作的合乎逻辑的工作程序。每一个组织或个人的工作均可以通过采用“PDCA”循环管理法来提高工作的质量和效率。在这种管理方法中要求把各项工作按照做出计划、计划实施、检查实施效果，然后将成功的纳入标准，不成功的则列入下一个循环来进行。

标准作业

对具有可重复性的作业，以人的动作为中心，以没有浪费的操作顺序高效地进行生产；将满足上述条件的作业流程以文件形式标准化、可视化，称为“标准作业”，可适用于各类生产作业及办公室作业场景。

ECRS分析法

ECRS分析法，是工业工程中程序分析的四大原则，用于对生产工序进行优化，以减少不必要的工序，从而达到更高的生产效率。ECRS，即取消（Eliminate）、合并（Combine）、调整顺序（Rearrange）、简化（Simplify）。再进行5W1H分析的基础上，可以寻找工序流程的改善方向，构思新的工作方法，以取代现行的工作方法。运用此方法可以帮助找到更好的效能和更佳的工序方法。

甘特图

甘特图又可以称为横道图、条状图，最终通过条状图来显示项目、进度和其他时间相关的系统进展的内在关系随着时间进展的情况。甘特图主要用于项目计划、进度监控、资源分配以及团队协作沟通。甘特图的使用使得整个团队成员能够清晰的看到项目的整体进度、各阶段的完成情况以及可能的风险点。

对策及实施计划

本研究针对某型号以往完成的油箱惰化改装过程进行统计分析，对2022年完成的五架惰化改装工作进行图表分析发现完成周期浮动较大，其中B-3322受疫情影响数据偏差较大不做参考数据，对其余四架机惰化工作周期进行工时修正后分析发现：

1.惰化平均工作周期为27.25天

2.平均单架机的人为偏离数量为1个

针对航线惰化工作特点分析：

1.航线飞机存在大量接近拆除、结构改装、管路敷设压接试验等工作，特别油箱内的前期拆除、接近、去除残油和通风等工作。

2.部分航线飞机存在额外A检、C检或其他改装工作委托需要同步进行，航材需求配套多

3.超手册等技术问题处理周期较长。

4.不同专业操作区域和内容由于作业空间有限等原因，存在为其他专业工作让步、等待的情况。

针对此现状邀请了生产计划人员，工艺人员，生产准备人员及一线操作班组组成项目团队对惰化改装工作进行重新梳理。整个团队中包设置专人进行甘特图调整，针对生产配套及生产问题也配备专人进行跟踪。

整个优化过程制定阶段性计划，初期工艺团队及一线操作班组对单驾机惰化改装航材工装工具进行梳理，计划人员经工艺配对改装流程形成甘特图，在具体实施过程中对甘特图进行验证及更新。整个验证更新过程通过“PDCA”循环管理方法进行，周而复始进行循环，对整个生产流程进行精细化提升。

优化实施过程

4.1计划（Plan）

P阶段即最初的计划管理阶段，在这一阶段主要对项目进行深入分析，通过搜集相关资料和数据来找出主要问题最终制定计划措施，最初计划的输出着重说明具体措施、执行部门、执行时间及完成时间等。在此项目进行过程中，通过最初的现状分析对以往完成数据进行分析得出主要问题，结合整个燃油箱惰化改装工艺路线，对整体工作通过ECRS分解细化，输出得到最初的生产计划甘特图。

最初工作通过甘特图对工作进行指导，此次绘制采用PROJECT作为辅助工具对关键路径进行识别，同时针对专业班组及区域进行划分。

4.2执行（Do）

D阶段即实施阶段，主要内容未按照既定计划开展实施，在此项目进行过程中即参考制定的甘特图计划进行具体机上改装实施，在生产执行过程中按照既定工艺路线及计划分工和区域依次开展工作。

4.3检查（Check）

C阶段即检查阶段，在这个过程中主要内容即检查结果，对过程分析找出成功的经验及失败的教训。检查的过程是否有效的开展是控制整个项目质量的关键，检查工作的执行时间一般是在一个工作完成在下一个工作开始前进行，这个过程是对即将开始工作的分析、评判和学习的过程。

在检查过程中依据现场跟产进行，在生产过程中对比初始甘特图，选取与甘特图计划的矛盾点，针对现场生产，重点识别人为因素出现的风险点，在具体跟产过程中发现了由操作空间限制的人员闲置问题；工作文件存在大量更改，超手册问题居多，答复周期过长导致现场停滞等问题。

4.4处置（Act）

A阶段即问题处理阶段，这一阶段主要包含两个步骤，第一个步骤是巩固措施，制定标准，形成规章制度；第二个步骤即找出问题源头，转入下一个循环。简单说来即对成功的经验加以肯定并适当推广，使之程序化，对失败的原因进行纠正措施原因分析，采取必要的整改措施解决问题。A阶段是“PDCA”中最关键的一环，如果不把成功的经验形成规章并指导下一个循环，质量管理就会中断。

经过第三阶段的检查分析，针对人员配置进行优化，根据工艺方案各项工作之间的逻辑顺序考虑并行和前置条件，结合生产计划、工艺、操作等方面综合评估测算，确定最终团队人员。

同时结合现场跟产对计划进行优化，针对航线惰化特点，计划排产中充分利用油箱通风时间开展地面支架组装，线束制造及内饰接近工作。针对惰化工作特性，对工作整体及人员进行重新梳理和分配，对油箱区域、地面、后附件舱区域充分考虑人员及专业工作分配，优化排产。在初期甘特图基础上通过现场跟产工作对每日日历工作进行完善，在验证后期采用数字空间对计划进行调整，数字空间的优势在于将内网与手机移动端连接，便于在现场跟产过程中直接进行偏离计划调整，确保了每日工作进度的准确性，确保计划实时性。

初期现场惰化作业规划中，对现场专业工具梯及现场工作台及工装考虑安全、品质、效果、效益以及本身的特殊需求，科学地规定物品的特定位置。对于定置管理要求有图必有物、有物必有区、有区必有牌、有牌必分类、有类必依图。

为改善人为因素产生的机上偏离，对于人员强化师徒带教，班组定期回想及头脑风暴，依据防错案例，提出防错方案。积极采用防呆防错法预防及避免人为差错。针对人为差错问题形成案例集，针对每一项原因进行分析，以双五归零的态度正式每一项问题，深挖问题源头。

为优化现场生产秩序，对现场工作设置现场工作看板，现场配置目视化看板。看板应包含但不局限于：人员资质、日计划、当日重点工作、质量安全、温湿度、注意事项等方面。通过此项举措进行生产现场的目视化管理。

实施效果及后续优化

通过对某型号惰化更改进行“PDCA”循环管理可以看到，每经过一次循环，改装工作的技术水平和管理水平及效益都会得到提升，紧接着的下一次更改会在更高水平开展。同时在整个验证过程中发现每一步都可以分解为多个小循环，随着每一次循环的实现为下一次循环进行铺垫，工作效益也逐渐提升。

经对民航惰化改装进行“PDCA”循环法管理验证后，随团队人员间的相互配合与操作员工熟练程度的稳步提升，导入导入学习熟练度曲线公式进行工时测算：

Y=K·X（Logs/Log2）

其中s为工时递减率或学习速率；X为累计惰化改装飞机数量；K为第一架惰化改装飞机所用时长；Y为第X架飞机惰化改装所需工时。

通常在飞机装配业学习速率取值为0.85，但是惰化改装工作相较制造装配工作，具有工作点多面广、工艺技术标准要求高、作业难度复杂等特点。第一架飞机进行改装时长取27.25天，学习速率取值0.95和0.9进行分析，得出下图。

将熟练度曲线与实际跟产数据进行分析得到，最终的标准化惰化改装周期应为18天，形成标准节拍生产。经过“PDCA”管理方法在民航惰化改装的验证发现，此方法可以应用在民航制造的各个方面，飞机研制可以细分为无数个“过程”，对“过程”实施“PDCA”循环管理是民机质量有效提升最简单易行且行之有效的方法。在ＩＳＯ9001及ＡＳ9100标准中也极力推荐采用PDCA模式对过程进行管理。这一先进的管理方法在国际上得到了广泛应用，探索它在民机研制管理中的应用对民机研制的质量保证具有重要意义。

参考文献：

张春秀，. PDCA循环管理法在民机研制过程中的应用[J]. 民用飞机设计与研究，2009，（1）.

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冯诗愚，刘冠男，江荣杰，陈广豪，潘俊，. 飞机燃油箱机载惰化技术研究现状与发展趋势[J]. 航空动力学报，2021，（3）.

马汉增，. 型号标准化工作过程的PDCA[J]. 航天标准化，2018，（2）.