【摘要】目前航空發(fā)動機總裝檢驗過程中存在諸多痛點，線性的裝配檢驗方式靈活性低、適應性較差，同時對人的需求極高，極易產生錯檢、漏檢，對裝配節(jié)拍以及周期有極大的影響。本文設計了一種基于分類抽樣的發(fā)動機總裝檢驗方案，通過對檢驗對象的分類，針對不同對象設計檢驗方案，以此為基礎規(guī)劃了基于分區(qū)的檢驗路徑，通過對方案的分析及驗證，證明了抽樣檢驗方案的合理性，提升了總裝檢驗的精確性和可靠性。

【關鍵詞】發(fā)動機總裝檢驗；抽樣檢驗；分類抽樣

【DOI編碼】10.3969/j.issn.1674-4977.2024.04.046

Optimization of Engine Assembly Inspection Based on Classification Sampling

YU Jikai

（Shenyang Engine Research Institute ofAECC， Shenyang 110015， China）

Abstract： There are many pain points in the current aviation engine final assembly inspection process. The linear assembly inspection method has low flexibility， poor adaptability， and extremely high human demand， which is prone to errors and omissions， and has a great impact on the assembly rhythm and cycle. This article proposes a classification sampling based engine final assembly inspection plan. By classifying the inspection objects and designing inspection plans for different objects， a partition based inspection path is planned based on this. Through analysis and verification of the plan， the rationality of the sampling inspection plan is proved， and the accuracy and reliability of the final assembly inspection are improved.

Keywords： engine assembly inspection； sampling inspection； classification sampling

1分類抽樣

抽樣檢驗是一種基于統(tǒng)計學理論的，按照數(shù)理統(tǒng)計學的方法，在一批等待檢驗的大批量產品中，隨機抽取一定數(shù)量的樣本，對抽取的樣本進行全數(shù)檢驗，再根據(jù)樣本的檢驗結果對整個批次產品的質量情況進行統(tǒng)計評估，最終做出接受或拒絕該批產品的質量判定方法[1]。分類抽樣是一種數(shù)學方法，用于從總體中抽取樣本。首先，根據(jù)個體的特征將總體分為若干個子總體，每個子總體被稱為一類。然后，從每一類中按照一定比例隨機抽取個體，以形成一個樣本。這種方法適用于總體由差異明顯的幾部分組成的情況，通過事先了解的信息來提高樣本的代表性。分類抽樣結合了科學分組和隨機原則的特點，確保每個個體被抽到的概率相等[2]。

2目前航空發(fā)動機總裝檢驗現(xiàn)狀

航空發(fā)動機裝配過程主要包含部件裝配、核心機裝配/傳裝裝配、總裝裝配。其中，部件裝配是將各個零件裝配為部件單元體的過程，一般包括組裝、平衡等工序；核心機裝配是指將高壓壓氣機、燃燒室、高壓渦輪組成核心機單元體的過程；傳裝是將發(fā)動機除外部管路、附件之外的其余組成單元體裝配成發(fā)動機主機的過程；總裝裝配是將附件、外部管路、電纜等裝配成整機的裝配過程。航空發(fā)動機總裝是發(fā)動機裝配過程中的最后一個環(huán)節(jié)，在總裝過程中將附件及管路電纜精確安裝到發(fā)動機主機外部是工藝的核心內容，也是工藝的難點和薄弱點。總裝過程相較于部件裝配、傳裝等工序，手工操作工序多、自動化程度低。近年來，隨著視覺檢測技術的發(fā)展，部分檢測能夠通過設備開展，但距離人工檢測的水平依舊差距較大。人工檢查為主的發(fā)動機總裝檢驗仍是對總裝質量進行控制的最重要手段。

航空發(fā)動機總裝流程通常按照一定的順序進行，每個步驟都有特定的裝配要求和標準，以確保發(fā)動機的正確裝配和配合。在總裝流程中，每個步驟都需要進行相應的檢驗工作，以確保裝配的質量和精度。從工藝流程來看，總裝工作呈線性分布，即每個裝配步驟都按照一定的順序進行，前一步的完成是下一步開始的前提。按照目前的檢驗方式，檢驗工作也伴隨呈現(xiàn)線性分布。每個裝配步驟完成后，都需要進行相應的檢驗工作，以確保該步驟的裝配質量。這種線性分布的裝配和檢驗方式有助于確保發(fā)動機的質量和性能，同時也便于對整個裝配過程進行管理和控制。

雖然線性的方式在確保發(fā)動機質量和性能方面具有一定的優(yōu)勢，但也存在一些問題。在此模式下，每個裝配步驟都需要等待前一步驟的檢驗工作完成，這可能導致整個裝配過程的時間較長。在目前科研生產任務日趨繁重的情況下，線性方式無法滿足快速交付的需求。此外，線性的裝配和檢驗方式對于裝配過程中的靈活性和適應性較低。在實際生產過程中，可能會遇到突發(fā)情況或變更，需要相應地調整裝配和檢驗計劃。然而，線性方式可能較難適應這種變化。為了進一步提高生產效率和靈活性，需要對檢驗方法進一步優(yōu)化，以適應高強度的裝配檢驗需求。

3總裝檢驗分類抽樣方法

3.1分類方法

航空發(fā)動機總裝檢驗雖然呈現(xiàn)一定的線性分布，但由于其特殊性，檢驗方式對于問題發(fā)現(xiàn)和糾正并不會對后續(xù)的工序造成限制。如果在后續(xù)步驟中發(fā)現(xiàn)前面步驟的問題，不需要徹底回溯之前的裝配和檢驗工作。實施總裝分類抽樣的檢驗模式對時間和成本的影響可控，不會對整個生產進度造成延誤。

按照目前常見的航空發(fā)動機外部結構，發(fā)動機外部總裝檢驗點數(shù)以千計。根據(jù)檢驗對象，將總裝檢驗分為文實相符性檢驗和常規(guī)檢查，其中文實相符性是裝配前的必要檢查環(huán)節(jié)，原則上不執(zhí)行抽樣檢驗，本文不予以分析。常規(guī)檢驗根據(jù)總裝檢查對象，分為力矩、卡箍、保險絲、鎖片、開口銷、管路間隙、堵頭堵蓋及高低壓轉子靈活性檢驗八類。

3.2分區(qū)方法

為了更好地便于現(xiàn)場人員執(zhí)行檢驗，基于目前的主流航空渦扇發(fā)動機，將發(fā)動機總裝檢驗區(qū)域進行分區(qū)。將發(fā)動機按照45度線劃分為4個區(qū)，如圖1所示；以發(fā)動機主要承力部件的安裝邊為分界面，沿軸向以中介機匣和渦輪后機匣劃分為3個區(qū)，如圖2所示。按照該原則整個發(fā)動機可以分為12個區(qū)。具體分類檢查過程中，按照原則優(yōu)先分區(qū)進行。

3.3抽樣方案設計

按照一般的抽樣原理，對M個檢驗點中隨機抽取N個樣本進行檢測，發(fā)現(xiàn)有K個樣本合格，則該臺發(fā)動機的隨機抽檢合格率R=K/N。當隨機抽取的樣本數(shù)量N足夠大，則隨機抽檢合格率R在一定的概率水平條件下，就可以代表發(fā)動機的裝配合格率水平。運用這一隨機抽檢合格率，就能很好地評價發(fā)動機的裝配質量。

按照GB/T 2828.1—2012《計數(shù)抽樣檢驗程序第1部分：按接收質量限（AQL）檢索的逐批檢驗抽樣計劃》，確定一個抽樣檢驗方案（n，Ac Re），其中n代表樣本量，Ac代表接收數(shù)，Re代表拒收數(shù)，當不合格數(shù)小于等于接收數(shù)，判定該批接收；不合格數(shù)大于等于拒收數(shù)Re，判定該批拒收。按照抽樣方案設計原則，抽樣方案設計過程需要確定批量N，確定檢驗水平IL，接受質量限AQL。

3.3.1批量N的確定

發(fā)動機裝配過程，“批”的確定是基于提交檢驗的批，可能由幾個生產批或生產批的一部分組成。依據(jù)裝配過程的特點，同一發(fā)動機的一個機件或一類機件在完整工序中產生的同一特性數(shù)量可以被視作一個批?；谏鲜龆x，發(fā)動機裝配過程的批量N指的是同一發(fā)動機的一個機件或一類機件在裝配過程或獨立特性確定過程的總和[3]。

3.3.2接受質量限AQL的確定

發(fā)動機裝配過程形成多種質量特性，根據(jù)經驗及可接收缺陷數(shù)，將發(fā)動機總裝檢驗項目接收質量限AQL確定為1.5%。其他檢驗項目可根據(jù)不同質量特性質量水平統(tǒng)計值及在后續(xù)試驗過程可控制程度和對試驗影響程度確定不同的AQL。

3.3.3檢驗水平IL的確定

按照檢驗項目，管路接口檢驗、管路間隙、緊固件力矩三類項目采用特殊檢驗水平S-4。其余抽檢項目采用一般檢驗水平Ⅱ級。在初始檢驗階段，因對產品質量不確定，采用一次抽樣檢驗方案，本文不開展轉移規(guī)則設計。

3.4檢驗路徑設計

為優(yōu)化檢驗路徑，真實實現(xiàn)檢驗環(huán)節(jié)的減人減負，實現(xiàn)檢驗工作的高效高質，將檢驗過程按照檢驗點分類整合的原則開展路徑設計。對總裝檢驗而言，以不可調整、不可復驗的檢驗工作為基點，將其余檢驗工作調整工作順序，整合并入該部分檢驗點。

以總裝檢驗項目分類為檢驗路徑設計基礎，包含文實相符、力矩、卡箍、保險絲、鎖片、開口銷、管路間隙、堵頭堵蓋及高低壓轉子靈活性檢驗九類。按照發(fā)動機裝配用途和裝配工序確定各項目檢驗時機如下：1）文實相符在集件后檢驗；2）管路接口力矩檢驗可在發(fā)動機打保險前完成檢驗；3）卡箍裝配檢驗時機為發(fā)動機裝配后；4）保險絲鎖緊、鎖片的檢驗時機在發(fā)動機裝配完成后檢驗；5）活動機構連接防松用開口銷在發(fā)動機裝配完成后檢驗；6）管路間隙、堵頭堵蓋及高低壓轉子靈活性檢驗時機為發(fā)動機裝配完成后。

在實際執(zhí)行過程中，允許按照檢查路徑檢驗時，單項目或多項目結合檢驗。在總裝完成集件后，開展文實相符檢驗；在管路等接口連接結束后，開展管路接口力矩檢驗；在發(fā)動機裝配完成后，執(zhí)行卡箍、保險絲鎖緊、鎖片、開口銷、管路間隙、堵頭堵蓋及高低壓轉子靈活性檢驗，該部分檢驗可組合執(zhí)行。

4方案數(shù)據(jù)驗證

按照設計的分類抽樣檢驗方案，在裝配現(xiàn)場開展實際的試點應用。按照某發(fā)動機外部設計，按照分類抽樣原則，設計的抽樣檢驗方案如表1所示。

采用OC曲線對上述的抽樣方案進行驗證。同步按照上述抽樣檢驗方案，現(xiàn)場對發(fā)動機開展模擬運行。以管路接口力矩的抽樣方案（20，0 1）為例，采用二項式計算接受概率，繪制OC曲線，如表2、圖3所示。

從曲線中可以看出，當裝配質量變壞時，接收概率迅速下降，當不合格品率為10%時，此方案以低概率12.16%接收。通過對以上抽樣方案驗證，證明以上抽樣方案是較為合理的。

5結束語

本文深入探討了分類抽樣方法在航空發(fā)動機總裝檢驗中的應用，并據(jù)此設計了一套總裝抽樣檢驗方案。該方法基于航空發(fā)動機總裝檢驗的對象，對不同對象設計抽樣檢驗方案，同時，為方便檢查者實現(xiàn)過程，通過對發(fā)動機外部進行分區(qū)，設計了分類分區(qū)的檢驗方案，提升了總裝檢驗的精確性和可靠性，為航空發(fā)動機的制造和質量控制提供了有力的保障。這一方案的設計思路和實踐經驗，對于航空發(fā)動機部件裝配、傳裝等其余裝配檢驗過程的設計也具有積極的參考意義，有助于推動整個航空發(fā)動機制造行業(yè)的質量提升和技術進步。

【參考文獻】

[1]賈玻，劉文軒，王瑞豐，等.批產航天產品抽檢方案應用探究[J].軍民兩用技術與產品，2023（11）：56-59.

[2]鄭京偉.分層抽樣法在高速岔枕關鍵尺寸抽樣檢驗中的應用[J].鐵道技術監(jiān)督，2021，49（5）：31-34.

[3]孟凡斌，范順昌.抽樣檢驗在發(fā)動機裝配檢驗中的應用[J].上海質量，2024（2）：53-58.

【作者簡介】

于吉鍇，男，1974年出生，高級工程師，碩士，研究方向為檢驗檢測、質量管理等。

（編輯：于淼）