航空工業(yè)成都飛機(jī)工業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司 謝飛舟 陳艷平 謝春英
NADCAP,英文全稱National Aerospace and Defense Contractors Accreditation Program,即國家航空航天和國防工業(yè)合同方授信項(xiàng)目。 NADCAP 是航空工業(yè)的特殊過程認(rèn)證項(xiàng)目,通過行業(yè)管理的運(yùn)營模式對(duì)航空供應(yīng)鏈中涉及到特殊過程的供應(yīng)商進(jìn)行過程符合性評(píng)估,內(nèi)容主要包括的特種工藝類型有熱處理、化學(xué)處理、復(fù)材工藝、無損檢測(cè)、金屬/非金屬材料試驗(yàn)室、表面強(qiáng)化、測(cè)量與檢驗(yàn)等等。 目前,世界上大多數(shù)國際一流民用航空制造企業(yè)都已加入NADCAP 共同體,其成員包括波音、空客、羅羅、惠普、霍尼韋爾等等。 以 “開發(fā)世界級(jí)的特種工藝供應(yīng)商” 為使命的PRI (Performance Review Institute) 公司,是全球惟一的行政管理方,負(fù)責(zé)NADCAP 項(xiàng)目的運(yùn)營和管理。
通過NADCAP 審核是與世界知名航空企業(yè)進(jìn)行商務(wù)合作的硬性要求,是任何希望進(jìn)入航空行業(yè),從事外貿(mào)轉(zhuǎn)包生產(chǎn)的企業(yè)所需具備的前提。 近年來,隨著我國航空制造企業(yè)進(jìn)一步拓寬國際海外市場(chǎng),越來越多的國內(nèi)航空制造企業(yè)獲得了多種特種工藝類型的NADCAP 審核認(rèn)證。NADCAP 審核在國際民用航空特種工藝生產(chǎn)過程中發(fā)揮著重要的作用,該審核內(nèi)容包含的特種工藝質(zhì)量管理模式,質(zhì)量績(jī)效管理與人員能力提升,質(zhì)量問題管理與歸零等等都有著嚴(yán)格的要求和標(biāo)準(zhǔn),在行業(yè)內(nèi)均處于世界領(lǐng)先地位。航空制造企業(yè)組織通過這樣的審核,既有助于提升自身的質(zhì)量管理水平,保證產(chǎn)品質(zhì)量,同時(shí)也是提高自身特種工藝生產(chǎn)能力在行業(yè)內(nèi)認(rèn)可度的必經(jīng)之路。
本文對(duì)NADCAP 復(fù)合材料特種工藝審核展開討論,介紹其發(fā)展?fàn)顟B(tài),具體審核內(nèi)容,并提出通過審核的建議,最后舉例分析NADCAP 復(fù)合材料審核發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量問題的管理與歸零。
先進(jìn)復(fù)合材料誕生于20 世紀(jì)60 年代末,在70 年代初就在飛機(jī)結(jié)構(gòu)上得到了應(yīng)用,40 余年來,先進(jìn)復(fù)合材料在航空工業(yè)中發(fā)揮了越來越重要的作用。 目前,隨著技術(shù)的日趨成熟,因其比強(qiáng)度和比剛度高,優(yōu)異的耐腐蝕抗疲勞等性能,復(fù)合材料取代常規(guī)傳統(tǒng)金屬材料制造結(jié)構(gòu)件已經(jīng)成為世界航空制造業(yè)的主流趨勢(shì)。 以世界航空巨頭空客、波音公司為例,其主要機(jī)型的復(fù)合材料質(zhì)量分?jǐn)?shù)見圖1。
圖1 大型民用客機(jī)復(fù)合材料質(zhì)量分?jǐn)?shù)占比
如圖1 所示,波音B787 和空客A350 中,其復(fù)合材料質(zhì)量分?jǐn)?shù)占比高達(dá)50%和52%。A350 中采用復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)件包括中央翼盒、機(jī)翼前緣、機(jī)身上蒙皮壁板、機(jī)身尾段、尾翼和機(jī)身機(jī)翼整流罩等眾多部位。 由此可見,復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件制造工藝已成為飛機(jī)制造過程中非常重要的工藝。
復(fù)合材料在飛機(jī)制造生產(chǎn)中越來越重要,許多企業(yè)希望通過相關(guān)審核認(rèn)證。 2006 年,航空工業(yè)成都飛機(jī)工業(yè)(集團(tuán)) 有限責(zé)任公司(以下簡(jiǎn)稱“中航工業(yè)成飛”) 成為了中國大陸第一家獲得NADCAP 復(fù)材審核認(rèn)證的航空制造企業(yè),正式成為波音、空客民機(jī)項(xiàng)目的復(fù)合材料承包商。 成飛公司的民機(jī)項(xiàng)目復(fù)合材料特種工藝生產(chǎn)能力,質(zhì)量管控能力,得到了國際上行業(yè)內(nèi)頂尖認(rèn)證機(jī)構(gòu)的認(rèn)可。 圖2 為中國大陸獲得NADCAP 復(fù)合材料認(rèn)證的情況[數(shù)據(jù)來源: 普勵(lì)(北京) 認(rèn)證有限責(zé)任公司],可以看到截至2020年,中國大陸共有17 家航空制造企業(yè)通過了NADCAP 復(fù)材審核認(rèn)證。 目前,越來越多的航空制造企業(yè)希望通過該認(rèn)證,借此提升自身質(zhì)量管理能力,拓寬國際市場(chǎng)。
圖2 中國大陸獲得NADCAP 復(fù)合材料認(rèn)證的情況
NADCAP 審核立足于特種工藝的過程控制,其眾多的檢查單條款是針對(duì)一種特種工藝細(xì)致、深入的技術(shù)性審核要求。 NADCAP 復(fù)合材料審核檢查單于2019 年9 月10 日進(jìn)行了換版,目前審核準(zhǔn)則文件為AC7118G△,代替之前的AC7118F,該新版準(zhǔn)則2020 年1 月5 日開始實(shí)施。 目前新版本準(zhǔn)則依然為24 個(gè)章節(jié),除了基本的審核范圍和指南,內(nèi)容主要分為體系審核通用條款和工作審核條款兩大部分。 其中體系審核通用條款是4~10 章節(jié),分別是: 通用質(zhì)量體系要求(4)、材料控制(5)、廠房和設(shè)施(6)、工裝 (7)、通用制造要求 (8)、機(jī)加切割和鉆孔(9),及工藝控制/再確認(rèn)試驗(yàn) (10)。 工作審核(即現(xiàn)場(chǎng)對(duì)具體零件加工工藝過程的審核) 條款是11~24 章節(jié),包括: 工作審核通用要求(11),入廠質(zhì)量控制工作審核(12),工裝準(zhǔn)備的工作審核 (13),下料和配送的工作審核(14),芯子加工的工作審核(15),鋪層/層壓的工作審核 (16),固化準(zhǔn)備工作審核 (17),樹脂準(zhǔn)備和混合的工作審核(18),液體樹脂注入的工作審核(19),熱固性/性材料模壓工作審核(20),固化工作審核 (21),機(jī)械加工、切邊、鉆孔審核 (22),雜項(xiàng)膠接的工作審核 (23),工藝控制/再確認(rèn)試驗(yàn)工作審核(24)。
下面以圖3 典型的復(fù)合材料零件加工工藝過程為牽引,梳理分析各加工工序所涉及到的審核條款。
原材料準(zhǔn)備和下料階段主要涉及第4 章,包括材料儲(chǔ)存期和外置時(shí)間,消耗品的控制。 工裝準(zhǔn)備階段主要涉及第7、13 章,包括工裝標(biāo)識(shí)、檢驗(yàn)、清潔、儲(chǔ)存與維護(hù)等。 蜂窩芯準(zhǔn)備階段主要涉及第15 章,具體涉及蜂窩芯套料和零件是否都有符合顧客要求的追溯性標(biāo)簽,保護(hù)措施是否得當(dāng)?shù)鹊取?鋪疊階段主要涉及第16 章,包括鋪疊所用材料,鋪疊纖維方向,鋪疊防劃傷等要求。 預(yù)壓實(shí)階段主要涉及第8、14、16 章,內(nèi)容包括預(yù)壓實(shí)程序文件制定及其預(yù)壓實(shí)時(shí)間、預(yù)壓實(shí)力、預(yù)壓實(shí)桌等要求。 封袋階段主要涉及第15 章,內(nèi)容包括封袋時(shí)機(jī),封袋材料,封袋材料的去除方式。
固化階段主要涉及第8、15 章,主要包括固化時(shí)間、固化壓力、固化溫度、固化設(shè)備等等要求。
脫模階段主要涉及第7、15 章,主要包括防脫模劑污染、脫模劑固化時(shí)長、脫模方式等要求。
切邊鉆孔主要涉及第9、22 章,主要包括所用加工輔助工具、加工后零件尺寸、零件光潔度等是否符合客戶要求。 噴漆階段主要涉及第16 章,涉及噴漆后的保護(hù)。 其余檢查單中的條款或者牽扯多個(gè)工序,或者涉及復(fù)合材料特種工藝質(zhì)量管理通用要求,從人、機(jī)、料、法、環(huán)、測(cè)各個(gè)方面有具體的要求。
圖3 典型復(fù)合材料零件加工工藝過程
NADCAP 復(fù)合材料檢查單既是審核的要求,也為從事航空航天復(fù)合材料特種工藝的企業(yè)提供了質(zhì)量管理模式的參考。 要想獲得NADCAP 復(fù)合材料認(rèn)證,企業(yè)應(yīng)當(dāng)在平時(shí)的質(zhì)量管理過程中,從人、機(jī)、料、法、環(huán)、測(cè)各個(gè)方面都應(yīng)嚴(yán)格按照NADCAP 檢查單的準(zhǔn)則要求執(zhí)行,建議盡可能地采用PDCA 的模式對(duì)質(zhì)量問題進(jìn)行閉環(huán)管理。 除了日常做好常態(tài)化的復(fù)合材料特種工藝質(zhì)量管理之外,以下為獲得審核通過提出三點(diǎn)建議:
(1) 審核前做好準(zhǔn)備和內(nèi)部審核工作
在NADCAP 復(fù)合材料正式審核以前,應(yīng)做好各方面的準(zhǔn)備工作: 復(fù)材膠接零件/試驗(yàn)件準(zhǔn)備,復(fù)材膠接零件/試驗(yàn)件準(zhǔn)備 (客戶規(guī)范、制造大綱、工藝規(guī)范、工藝文件、檢驗(yàn)計(jì)劃等等),人員培訓(xùn)及資質(zhì)管理準(zhǔn)備(包括操作人員、檢驗(yàn)人員、質(zhì)量管理人員、工藝人員),材料準(zhǔn)備(碳布、膠膜、蜂窩芯等相關(guān)材料),熱壓灌、下料機(jī)、投影儀等生產(chǎn)設(shè)備和工裝、計(jì)量檢定器具管理準(zhǔn)備,環(huán)境管理準(zhǔn)備(凈化間、凍庫),以往檢查/審核問題的關(guān)閉情況。
建議進(jìn)行審核演練。 除了按照檢查單進(jìn)行全面內(nèi)審之外,企業(yè)質(zhì)量管理部門建議提前半個(gè)月左右在組織進(jìn)行一次模擬審核演練,嚴(yán)格按照正式NADCAP 審核的流程和要求進(jìn)行,確保每條適用條款的相應(yīng)旁證材料完整、正確,審核過程受控。 檢驗(yàn)迎審團(tuán)隊(duì)的準(zhǔn)備情況,尤其關(guān)注工作審核時(shí)操作工人現(xiàn)場(chǎng)操作的熟練度和合規(guī)性。 最后,對(duì)于模擬審核演練所提問題,敦促相關(guān)部門積極整改落實(shí)。
(2) 審核過程中做好陪審和解釋工作
PRI 公司的NADCAP 復(fù)合材料審核員往往具有豐富的本行業(yè)從業(yè)經(jīng)歷,被審方要做好審核全程陪審工作,盡心細(xì)致周到,操作人員、技術(shù)人員、陪審員和翻譯各司其職,做到審核現(xiàn)場(chǎng)井然有序。 對(duì)于審核過程中審核員所提疑問,應(yīng)當(dāng)在盡快的時(shí)間內(nèi)提供相應(yīng)的清晰齊全的旁證材料,安排相關(guān)專業(yè)人士進(jìn)行解釋。 避免多人多次強(qiáng)行爭(zhēng)論辯解,給審核員留下不好的印象。 對(duì)于確有問題的地方,被審方應(yīng)該表明態(tài)度,誠懇接受。
(3) 審核后做好質(zhì)量問題不符合項(xiàng)的管理和歸零
對(duì)于收到的審核不符合項(xiàng),正確及時(shí)做好質(zhì)量問題的管理和歸零是審核通過的重要環(huán)節(jié)。 不符合項(xiàng)正式下發(fā)之后,被審核方應(yīng)該在21 個(gè)日歷日以內(nèi)在Eauditnet 網(wǎng)站進(jìn)行整改回復(fù),由PRI 公司的主管工程師(非本次審核的審核員)進(jìn)行評(píng)審,如有意見將會(huì)退回重新答復(fù),被審方共有四次機(jī)會(huì)進(jìn)行回復(fù)。
NADCAP 不符合項(xiàng)的糾正措施答復(fù)有固定的格式要求,共分為五個(gè)部分: 立即采取的糾正措施,不符合項(xiàng)的根本原因,所有確定原因和根本原因的影響,預(yù)防再發(fā)生所采取的措施,客觀證據(jù)。 這也是對(duì)于審核員提出的問題進(jìn)行分析和歸零的要求。 圖4 為針對(duì)不符合項(xiàng)答復(fù)的流程圖。
圖4 不符合項(xiàng)答復(fù)流程圖
收到不符合項(xiàng)NCR 后,應(yīng)考慮立刻糾正,更正錯(cuò)誤,然后可按照PDCA 分階段進(jìn)行分析答復(fù)。 P 策劃階段,通過組建有各方面專業(yè)人士,通過頭腦風(fēng)暴,確定原因及影響,隨后制定預(yù)防再發(fā)生的措施。 D 執(zhí)行階段,按之前制定的內(nèi)容實(shí)施措施。 C 檢查階段,團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)該對(duì)制定的措施進(jìn)行檢查、驗(yàn)證效果,并提交給審核單位,若通過則問題關(guān)閉。 若他們提出疑異,需進(jìn)入A處置階段,可按照之前的方式進(jìn)入一個(gè)小的PDC 循環(huán),對(duì)提出的提出疑異再分析執(zhí)行檢查答復(fù),進(jìn)而關(guān)閉問題。
不符合項(xiàng)原因分析推薦使用5-Why 法,即連問五個(gè)問什么,通過此分析方法構(gòu)建一個(gè)原因鏈。 每一個(gè)“為什么” 的回答都是該不符合項(xiàng)的間接原因或確定原因,而末端的原因即為根本原因。 當(dāng)然,有些問題原因分析需要多問或者少問幾個(gè)“為什么”。 判定是否需要停止問“為什么”的依據(jù)是已經(jīng)找到最恰當(dāng)和最合乎邏輯的原因,再繼續(xù)問下去不會(huì)對(duì)預(yù)防再發(fā)生、減少變異或節(jié)約成本產(chǎn)生價(jià)值。 措施驗(yàn)證即為嚴(yán)格檢查糾正措施所列事項(xiàng)是否按計(jì)劃如期落實(shí),所有整改措施的落實(shí)均要有客觀證據(jù)予以證明。 有效性驗(yàn)證往往是在糾正措施生效后的2 周~3 周進(jìn)行,驗(yàn)證措施是否防止了問題的再發(fā)生。
2019 年12 月中航工業(yè)成飛通過NADCAP復(fù)合材料審核,收到一個(gè)一般不符合項(xiàng): 并不是所有的凍庫材料都以防損壞的方式儲(chǔ)存儲(chǔ)存。不符合的條款為AC7118 F 版,5.1.11 條:“材料是否都以防損壞或污染的方式儲(chǔ)存?” 審核員當(dāng)天在凍庫現(xiàn)場(chǎng)檢查了四箱預(yù)浸料,發(fā)現(xiàn)有一箱內(nèi)卷筒狀材料端頭處未被有效支撐,材料有傾斜,見示意圖5a),而正確的做法應(yīng)該是如圖5b) 所示。
針對(duì)該不符合項(xiàng),中航為工業(yè)成飛進(jìn)行的整改答復(fù)如下:
(1) 立刻采取的糾正措施
1) 因該材料沒有被有效支撐受到損傷,直接報(bào)廢。 完成時(shí)間: 2019.12.10;
2) 立即對(duì)凍庫所有材料進(jìn)行舉一反三復(fù)查,發(fā)現(xiàn)類似問題立即整改,確保材料有效支撐。 完成時(shí)間: 2019.12.8。
(2) 不符合的根本原因
支撐物與材料卷軸之間的尺寸不匹配,導(dǎo)致材料在搬運(yùn)到凍庫過程中滑移,沒有被有效支撐,內(nèi)部文件《低溫儲(chǔ)存材料準(zhǔn)備》 沒有明確要求材料搬運(yùn)后需檢查是否有效支撐。
(3) 所有確定原因和根本原因的影響
該材料還未用于零件生產(chǎn),直接報(bào)廢,凍庫中其他材料均有效支撐,對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量無影響。
(4) 預(yù)防再發(fā)生所采取的措施
1) 完善內(nèi)部文件《低溫儲(chǔ)存材料準(zhǔn)備》,增加材料搬運(yùn)后檢查是否有效支撐的要求。 完成時(shí)間: 2019.12.20;
2) 組織庫房管理、材料準(zhǔn)備等相關(guān)人員培訓(xùn)更新后的《低溫儲(chǔ)存材料準(zhǔn)備》 文件。 完成時(shí)間: 2019.12.25。
(5) 客觀證據(jù)
不符合項(xiàng)分析和整改后,凍庫的材料都有效支撐,中航工業(yè)成飛提供了相應(yīng)的圖片(圖6 為材料支撐情況實(shí)物圖) 作為相應(yīng)的客觀證據(jù)。 圖6a) 為材料支撐情況,圖6b) 為驗(yàn)證材料支撐是否牢固,沒有傾斜接地的情況。
圖5 材料支撐示意圖
圖6 材料支撐情況實(shí)物圖
最后,為了驗(yàn)證措施的有效性,中航工業(yè)成飛制定了措施有效性驗(yàn)證計(jì)劃,驗(yàn)證時(shí)間為2019.12.25~2020.3.15。 每?jī)芍苓M(jìn)行了一次驗(yàn)證。 驗(yàn)證內(nèi)容為凍庫和現(xiàn)場(chǎng)卷料是否按《低溫儲(chǔ)存材料準(zhǔn)備》 文件規(guī)定“材料搬運(yùn)前后需檢查材料是否有效支撐” 的要求執(zhí)行。 驗(yàn)證人為庫管員或者質(zhì)管員。 半年以來,驗(yàn)證結(jié)果均是抽查的材料都被有效支撐。 該驗(yàn)證計(jì)劃和驗(yàn)證結(jié)果記錄也成為可提供的客觀證據(jù)。
至此,便完成了該NADCAP 復(fù)合材料不符合項(xiàng)充分完整的答復(fù)。
獲得NADCAP 復(fù)合材料認(rèn)證,說明企業(yè)在航空航天復(fù)合材料特種工藝領(lǐng)域具有較高的質(zhì)量管理水平。 在生產(chǎn)制造過程中,嚴(yán)格按照NADCAP 復(fù)合材料審核的要求,在人、機(jī)、料、法、環(huán)各方面進(jìn)行控制,同時(shí)做好質(zhì)量問題的管理和歸零,持續(xù)改進(jìn)。 這也是企業(yè)全面質(zhì)量提升工程的重要舉措,將最大限度地保證產(chǎn)品質(zhì)量,提高核心競(jìng)爭(zhēng)力。
機(jī)械工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化與質(zhì)量2021年1期