CN107967552A - 伺服阀研制全流程防差错系统 - Google Patents

Abstract

伺服阀研制全流程防差错系统，前端预防差错处理模块将航天伺服阀的设计环节和工艺环节进行融合，确定满足任务书设计要求的伺服阀的设计图纸和测试规范，编制机加和装配调试工艺，确定伺服阀研制全流程薄弱环节对应的设计关键特性、工艺关键特性和过程控制关键特性三类关键特性；所述的设计图纸和测试规范中所有要求的指标均需量化；中端预防差错处理模块按照前端预防差错处理模块确定的设计图纸按照机加、装配工艺进行加工、装配，保证各项尺寸满足图纸要求，并严格控制前端预防差错处理模块识别出的生产、装配过程中的三类关键特性；终端预防差错处理模块根据调试工艺进行调试，保证各项性能指标满足测试规范要求，并严格控制调试过程中的三类关键特性；调试完成后进行交付。

Description

伺服阀研制全流程防差错系统

技术领域

本发明涉及航天伺服领域的质控技术，具体地说涉及航天伺服的伺服阀产品研制全流程预防差错技术，只要遵循本发明技术方法推进研制流程，即可有效避免人因差错。

背景技术

目前，对于国内，航天传统的质量管理模式为出现质量问题事后处置、举一反三的“质量问题归零”模式，这种“事后”管理处置的质量管理模式，针对发生的产品质量问题，从技术上按“定位准确、机理清楚、问题复现、措施有效、举一反三”的五条要求逐项落实，并形成技术归零报告或技术文件，只有通过有关技术专家、技术领导的评审，方能完成产品归零。

国外防错技术强调对过程和产品进行防错设计，使差错不会在生产和服务等过程发生或者至少及早地发现并纠正，使工作地点和日常工作程序从设计上就能防止差错，建立一个零缺陷的工作环境，从而避免在生产过程中发生由于疏忽造成的人为差错。

航天传统的质量管理归零模式处理过程十分严肃，然而这是一种已经在研制生产过程中出现的问题以后事后处置和处理的质量管理模式，该质量管理模式并不能对差错进行预测、预防和消除，从而达到大幅度增加企业生产效率，降低人为差错的机会，“事后”归零控制方法，会造成成本、周期、人力物力的浪费。而国外虽然研制有部分产品的防差错管理模式，而系统的航天伺服阀产品研制全流程预防差错技术方法体系在国内外并无先例。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种航天伺服阀研制全流程防差错系统。

本发明的技术解决方案是：伺服阀研制全流程防差错系统，按照航天伺服阀研制流程包括前端预防差错处理模块、中端预防差错处理模块和终端预防差错处理模块；

其中，前端预防差错处理模块将航天伺服阀的设计环节和工艺环节进行融合，确定满足任务书设计要求的伺服阀的设计图纸和测试规范，编制机加和装配调试工艺，确定伺服阀研制全流程薄弱环节对应的设计关键特性、工艺关键特性和过程控制关键特性三类关键特性；所述的设计图纸和测试规范中所有要求的指标均需量化；

中端预防差错处理模块按照前端预防差错处理模块确定的设计图纸按照机加、装配工艺进行加工、装配，保证各项尺寸满足图纸要求，并严格控制前端预防差错处理模块识别出的生产、装配过程中的三类关键特性；

终端预防差错处理模块根据调试工艺进行调试，保证各项性能指标满足测试规范要求，并严格控制调试过程中的三类关键特性；调试完成后进行交付。

进一步的，前端预防差错处理模块通过下列方式实现：

(1)进行伺服阀结构设计：在结构设计中根据待研制伺服阀的指标要求，选取标准化零件，其余零件按照任务书设计要求进行设计；

(2)根据航天伺服阀历史出现的各类质量问题，构建防差错图例，该图例中存储易出错零件、部位的错误设计图、正确设计图以及对应的说明；

(3)将步骤(1)中设计的结构与防差错图例进行比对，若结构设计与防差错图例不符，则遵照防差错图例进行修改，直至所有设计符合防差错图例要求；

(4)对上述处理后的结构依次从零件、组件、整阀三个方面进行理论计算确定设计参数，并对整阀进行仿真，确定设计参数是否满足任务书要求，若满足，则编制伺服阀的设计图纸和测试规范；

(5)对整阀进行故障模式及影响分析，得到伺服阀单点故障模式清单，对产品Ⅰ、Ⅱ类单点故障模式进行分析，识别出伺服阀的设计关键特性；同时在工艺环节根据设计图纸和测试规范，编制机加和装调工艺；

(6)根据设计文件和设计关键特性，工艺人员确定关键工序并识别工艺关键特性和过程控制关键特性；将设计关键特性、工艺关键特性和过程控制关键特性统称为三类关键特性。

进一步的，防差错图例中的说明如下：

1)密封设计：密封结构边缘必须进行倒角；

2)多余物控制：底座和壳体内部有交叉孔的部位，避免盲腔；

3)结构设计：喷嘴和堵销过盈配合处，堵销压入后不能有盲腔；阀芯工作边必须全部保持锐边；弹簧管超薄壁段的根部必须设计圆角；

4)图样标识：阀芯和阀套必须在零件左右两端标识正负号；

5)运动机构：必须在设计图纸明确在45°倾斜阀芯阀套，阀芯能够自由下滑；

6)接口设计：相邻位置的电气接头必须设计成不同尺寸或者形状；

7)电气设计：涉及导线的设计，必须将导线设计不同的颜色或其他标志加以区分。

进一步的，防差错图例中的说明还包括喷嘴和底座组件必须要求正冲反冲。

进一步的，所述的薄弱环节包括整阀和具体零件的薄弱环节，严酷度Ⅰ、Ⅱ类单点故障模式清单通过FMEA分析得到，Ⅰ、Ⅱ类单点故障模式即为伺服阀整阀薄弱环节；具体零件的薄弱环节包括：弹簧管断裂、反馈杆断裂、节流孔完全堵塞、喷嘴体完全堵塞、回油阻尼器完全堵塞、阀芯完全卡死、壳体破裂。

进一步的，交付包括产品的预验收和实物验收、产品过程质量文件的验收、产品材料入厂验收，有无入厂复验、产品外购件、外协件的检查，是否符合合格供方要求，非金属是否符合画线要求。

进一步的，交付过程中还要执行数据包络分析：

首先对已成功飞行运载火箭配套的伺服阀性能指标进行统计，其上、下边界范围形成包络，记为成功飞行产品数据包络；

然后对此次交付产品调试过程中得到的伺服阀性能指标与上述数据包络进行比对，如果未超出数据包络，则产品可以顺利交付；若超出数据包络，则需要进行超包络分析，不影响整机安全，方可交付。

进一步的，交付过程中还要执行数据包络分析：

首先对已交付的伺服阀性能指标进行统计，其上、下边界范围形成包络，记为交付产品数据包络；

然后对此次交付产品调试过程中得到的伺服阀性能指标与上述数据包络进行比对，如果未超出数据包络，则产品可以顺利交付；若超出数据包络，则需要进行超包络分析，不影响整机安全，方可交付。

进一步的，量化包括如下内容：

a)所有零件尺寸必须明确标明数值，且完全可以测量；

b)设计参数必须图纸明确：如材料硬度、装配零件过盈量、喷嘴流量、控制线圈匝数、阀芯和阀套间隙、阀芯和阀套搭接量、弹簧管刚度和反馈杆刚度；

c)螺纹紧固件拧紧力矩必须明确规定数值；

d)衔铁、上导磁体和下导磁体起始导磁率、最大导磁率、饱和磁感应和矫顽力；

e)控制喷嘴、节流孔和回油阻尼器在不同压力差下的流量明确要求；

f)测试规范中整阀所有性能指标均需明确测试值。

进一步的，在装配过程中，在45°倾斜阀芯阀套，阀芯是否能够自由下滑进行多媒体记录。

本发明与现有技术相比有益效果为：

(1)突破传统，重心前移，防患未然

本项目以“零缺陷”管理理念为指导，结合航天特色的质量管理先进思想理论，建立了航天伺服阀产品研制全流程预防差错设计，该体系以技术方法为主要支撑，突破了传统的出现问题事后处置，举一反三的航天“质量问题归零”管理模式，有效地实现了质量管理从“事后”管理向“事前”预防转变。通过提炼历史经验，能够全面识别过程技术风险点及薄弱环节，并对薄弱环节进行重点布控有效预防低层次差错和过程风险点。

(2)航天特色，科学方法，实施有效

以伺服机构研制全流程差错预防为切入点，在设计、工艺、生产、装配、试验和交付等全流程，将先进的航天特色技术方法嵌入产品研制全过程。采用FMEA、单点故障模式分析、量化控制技术、三类关键特性分析，多余物防控技术方法、多媒体记录，航天成功飞行数据包络分析，全数字化产品仿真及虚拟制造技术等旗帜鲜明的航天特色技术方法，精准、科学地嵌入到各环节，面向研制存在的易差错点及关键的薄弱环节采取有效措施，实施防差错管控。

(3)优化流程，精细管理，系统防控

紧密结合研制流程全面对防差错环节进行识别和控制，形成了有效地航天伺服阀产品研制全流程预防差错设计。在保证全面性系统性的同时，还在关键流程重点环节进行展开，对薄弱环节重点布控，预防差错。创新建立了产品前端预防差错技术方法体系(FES)、产品中端预防差错技术方法体系(MES)和产品终端预防差错技术方法体系(EES)，采用大量防差错技术方法，有效预防、控制和消除了各个环节工作人员的人因差错，应用实施效果十分显著。

附图说明

图1为本发明系统框图。

具体实施方式

下面结合附图及实例对本发明做详细说明。如图1所示：

航天伺服阀研制全流程防差错系统，按照航天伺服阀研制流程包括前端预防差错处理模块、中端预防差错处理模块和终端预防差错处理模块；具体的：

一、前端预防差错处理模块

前端预防差错处理模块将航天伺服阀的设计环节和工艺环节进行融合，确定满足任务书设计要求的伺服阀的设计图纸和测试规范，编制机加和装配调试工艺，确定伺服阀研制全流程薄弱环节对应的设计关键特性、工艺关键特性和过程控制关键特性三类关键特性；所述的设计图纸和测试规范中所有要求的指标均需量化；

伺服阀中零件为组成整阀和参加装配的最基本单元，如壳体、节流孔、滤管、阀芯、阀套、衔铁、弹簧管、挡板和反馈杆等。部分零件需要预先组装成组件(如衔铁组件，是由零件衔铁、弹簧管、挡板和反馈杆压装而成；节流孔组件是由节流孔和滤管焊接装配而成)再进行总装，整阀是交付的伺服阀产品，将零件(如壳体)和组件(如衔铁组件和节流孔组件)总装成伺服阀整阀。

前端预防差错处理模块通过下列方式实现：

设计阶段：

(1)进行伺服阀结构设计：在结构设计中根据任务书中待研制伺服阀的静、动态指标要求(静态指标如供油压力、空载流量、静耗量和分辨率等；动态指标如相频和幅频等)，选取标准化零件(如根据任务书整阀流量要求选取标准直径的阀芯，如根据动态要求选取前置级组件、喷嘴零件等)，标准化零件即为经过验证的成熟型号伺服阀的零件，标准化零件的优点为：降低研制生产成本，预防潜在设计差错，节省研制周期。其余零件按照任务书设计要求进行设计；设计需遵循一定设计原则，如继承性原则，材料优选原则，标准化原则，经济性原则，最优化原则，开展伺服阀设计流程。

(2)根据航天伺服阀历史出现的各类质量问题，构建防差错图例，该图例中分析单位50年研制生产出现的历史质量问题及研制生产全流程各环节暴露的差错，对出现的问题进行归类，并分析差错出现根源，确定伺服阀研制全流程薄弱环节，薄弱环节例如壳体交叉孔多余物污染、弹簧管断裂、反馈杆断裂、节流孔完全堵塞、喷嘴体完全堵塞、回油阻尼器完全堵塞、阀芯完全卡死、壳体破裂等，同时对出现的问题和解决方法进行记录，形成防差错图例。该图例中存储易出错零件、部位的错误设计图、正确设计图以及对应的说明；

其中说明一般包括如下几个方面，举例说明：

a)密封设计：密封结构如密封环槽边缘必须进行倒角，以防边缘切圈，后期引入多余物。多余物控制：底座和壳体内部有交叉孔的部位，必须控制，设计尽可能减少盲腔，防止盲腔存储多余物。

b)结构设计：喷嘴和堵销过盈配合处，堵销压入长度必须明确，压入后不能产生盲腔，防止液流进入喷嘴时，形成湍流，影响喷嘴射流。

c)结构设计：阀芯工作边，必须保持全部锐边，否则伺服阀性能差。棱边需要倒钝，否则阀芯灵活性差。

d)结构设计：喷嘴和底座组件设计必须要求正反冲洗，以排除多余物风险。

e)电气设计：涉及导线的设计，必须将导线设计不同的颜色或其他标志加以区分，以防焊接差错。

f)图样标识：阀芯和阀套必须在零件左右两端标识正负号，保证不会出现装配差错。结构设计：弹簧管超薄壁段的根部必须设计圆角，防止再次出现应力集中，弹簧管断裂的情况。

g)运动机构：必须在设计图纸明确，在45°倾斜阀芯阀套，阀芯能够自由下滑的要求，以防装配后运动卡滞。

h)接口设计：相邻位置的电气接头必须设计成不同尺寸或者形状，以防止错插。

(3)将步骤(1)中设计的结构与防差错图例进行比对，若结构设计与防差错图例不符，则遵照防差错图例进行修改，直至所有设计符合防差错图例要求；

(4)对上述处理后的结构依次从零件、组件、整阀三个方面进行理论计算，包括尺寸结构的计算，理论强度的计算，性能计算，确定零件和组件的设计参数。具体来说：对步骤(3)处理后的结构进行理论计算，确定各零件的设计参数，并利用ANSYS针对零件和组件的强度、安全系数进行仿真，以确保零件强度满足要求，同时利用proE对零件和组件进行数字化建模和装配仿真，对整体设计和零件进行筛选，以防零件互相干涉。设计的零件、组件模拟装配后互不干涉则可继续进行研制流程，若不正确则重新执行步骤(4)。数字化仿真装配可提前预知装配中可能出现的差错，有效降低和避免零件生产完成，在后续装配环节才能发现的差错，对于具有复杂装配关系的产品，数字化虚拟装配的预防差错效果尤其明显。

(5)之后利用matlab对整阀性能进行仿真，如整阀流量增益、压力增益、静耗量、滞环、零偏、饱和电流、动态性能如幅频和相频等，判断设计参数是否正确，预测整阀性能能否满足任务书要求，若不正确则重新执行步骤(4)，否则执行下一步；)记录所有设计参数。

(6)所有设计参数一旦确定，则编制伺服阀的设计图纸和测试规范；

设计图纸和测试规范中所有设计参数均必须量化要求，可检可测，且完全覆盖任务书要求。

量化要求包括：

a)所有零件尺寸必须明确标明数值，且完全可以测量；

b)设计参数必须图纸明确：如材料硬度、装配零件过盈量、喷嘴流量、控制线圈匝数、阀芯和阀套间隙、阀芯和阀套搭接量、弹簧管刚度和反馈杆刚度；

c)螺纹紧固件拧紧力矩必须明确规定数值；

d)衔铁、上导磁体和下导磁体起始导磁率、最大导磁率、饱和磁感应和矫顽力；

e)控制喷嘴、节流孔和回油阻尼器在不同压力差下的流量明确要求；

f)测试规范中整阀所有性能指标均需明确测试值。

g)如流量增益、静耗量、分辨率、滞环、额定空载流量、幅频和相频等，均需要求明确测试值，满足测试值要求才能满足交付条件。

涉及到零件、组件和整阀所有设计参数均需明确要求，生产中只有达到设计图纸和测试规范要求的设计参数，才能转下一流程，否则重新生产和装调，避免出现人为误差。

(7)为了更进一步的提高可靠性，降低误差率，设计的图纸和测试规范需进行三级审签，当同时通过校对、审核、会签和批准人员的批准后，设计图纸和测试规范方能生效。若由于设计问题未通过三级审签，则重新进行步骤(4)。严格遵循三级审签规章制度，保证图纸和规范等技术文件绝对准确性，避免人为差错。

(8)伺服阀设计完成后开展整阀故障模式及影响分析(FMEA)，首先分析出伺服阀有多少功能单元及每个功能单元的工作原理，在此基础上，分析当各个功能单元出现故障时，对电液伺服阀本身的性能以及伺服机构所造成的影响，分析故障产生的原因及可能性，采取适当措施，减少故障的发生，提高产品的可靠性。

通过FMEA分析能够得到故障模式清单，功能单元产生故障是否为单点(即没有候补功能单元，如果出现问题会产生严重后果)以及每个故障模式最终影响的严重程度等。严酷度分为五类，严酷度Ⅰ、Ⅱ类故障模式分别为引起伺服机构失控或导致人员死亡的故障和引起伺服机构性能严重下降，任务失败或导致人员严重伤害的故障，即影响极为严重的故障模式(例如弹簧管断裂、反馈杆断裂、节流孔完全堵塞、喷嘴体完全堵塞、回油阻尼器完全堵塞、阀芯完全卡死、壳体破裂等)。这些单元是单点故障模式，即没有候补功能单元，如果出现问题会产生严重后果，伺服阀和伺服机构性能会大幅降低，甚至产生机毁人亡的风险。例如伺服阀反馈杆断裂会导致伺服阀无力反馈环节，完全变为开环控制，伺服阀动作不可控，可能导致伺服阀性能紊乱，伺服机构失控，火箭偏离轨道。因此对预先分析出的严酷度Ⅰ、Ⅱ类单点故障模式重点布控是伺服阀防差错重要技术。

(9)分析出严酷度Ⅰ、Ⅱ类单点故障模式后，据此确定伺服阀的设计关键特性。关键特性如弹簧管的刚度值和倒角值，阀芯和阀套的间隙和搭接量以及反馈杆的圆角等，这些关键特性如果严格控制能够有效避免Ⅰ、Ⅱ类单点故障发生，因此在后续生产、装配和调试中，必须严格控制，重点防护。

(10)根据识别出的薄弱环节和设计关键特性，设计确定生产、装配和调试中的强制检验点，如弹簧管刚度值、喷嘴的流量值、阀芯阀套的间隙和搭接量、反馈杆刚度值等强制检验点为常规检验基础上，设计亲自参与检验，只有设计确认满足要求，才能继续生产，对重点环节薄弱部位重点控制。同时设计设定关键环节的多媒体记录点，例如设计要求“在45°倾斜阀芯阀套，阀芯能够自由下滑”的要求，需要进行多媒体记录。多媒体记录控制管理,是采用摄影、摄像等多媒体形式，对产品质量过程和结果进行记录。这既是航天产品质量检查的重要依据，又能够保证产品质量可追溯性。具体来说多媒体记录可用X光片、图像和录像等的方式记录关键环节，如阀芯阀套运动灵活性的录像资料，也可为导线或电路板焊接的照片和内部腔室多余物X光探测光片等，这些电子资料能够支持多次检验，有效预防差错，同时提高产品可追溯性，在出现问题时，也能快速排故。

工艺阶段：

(11)工艺人员根据设计图纸和测试规范，编制机加和装调工艺；产品零件生产需按照机加工艺进行，产品的装配和调试需按照装调工艺进行。工艺人员消化图纸后，会对伺服阀设计的工艺可实现性进行判断，对现有设备和加工能力进行衡量，如果设计的零件和组件工艺上不可实现，则工艺需反馈设计，需重复步骤(4)，对设计进行更改；工艺在工艺编制过程中，若设计产品工艺均可实现，则可开展机加和装调工艺的编制，工艺根据历史生产经验，和岗位工作包，对产品生产和装调各项关键参数进行确定。如刀具的转速、进给量、加工程序的参数、装配时的压装力、热装时的热装温度、调试时的喷嘴腔压力等等。此类参数必须明确量化规定，严格遵守，杜绝人因差错。

(12)机加和装调工艺文件为了提高可靠性，降低差错率可以进行三级审签，当校对、审核和批准人员均同意后，工艺文件方能生效。若未通过三级审签，则重新进行步骤(11)工艺编写。严格遵循三级审签规章制度，保证工艺文件绝对准确性，避免人为差错。

(13)根据设计图纸和设计关键特性，工艺需识别关键工序、工艺关键特性和过程控制关键特性；将设计关键特性、工艺关键特性和过程控制关键特性统称为三类关键特性。三类关键特性是产品最关键的参数，识别后在生产、装配和调试环节均进行重点保护，坚决杜绝差错产生，建立“产研一体化”薄弱环节识别能力，是预防差错的重要手段和基础保证。

采用例子的形式对三类解释，根据单点故障模式，识别出三类关键特性，并进行重点控制。

弹簧管破裂是识别出的I类单点故障，保证刚度为30(N·m/rad)为设计关键特性，工艺关键特性为1)保证产品刚度值测试的一致性(即多次装夹测量的重复精度优于0.5％)；2)保证产品刚度值的测量准确度优于±1％。过程控制关键特性为：1)进行样件校准与原刚度值比较，相差不超过0.5％，记录刚度值。2)每件零件刚度值测试3遍，3遍测试值相差不大于0.1，打印测试结果。

二、中端预防差错处理模块

中端预防差错处理模块按照前端预防差错处理模块确定的设计图纸按照机加、装配工艺进行生产、装配，保证各项尺寸满足图纸要求，并严格控制生产、装配过程中的三类关键特性；

生产阶段：

(1)严格按照机加工艺文件进行生产，若生产可实现工艺文件要求，则继续生产流程，若生产不能实现工艺文件要求，则反馈至工艺，重新进行步骤(11)工艺编写。

(2)严格按照机加工艺进行生产，根据工艺确定参数，如刀具的转速、进给量、加工程序的参数，量化控制生产过程，避免生产过程出现人因差错。

(3)严格保证设计和工艺确定的三类关键特性。

(4)设计介入，对设计阶段确定的强制检验点进行检验，量化结果与设计要求进行比对，如伺服阀重要件弹簧管的刚度。若刚度值测试合格，设计同意使用，则继续生产流程，若不合格，产品报废，不能转入下一阶段。

(5)由于设计图纸所有零件尺寸要求均量化可测，因此产品生产后进行检验，必须保证产品各项尺寸满足设计图纸要求。满足要求或不满足要求但技术人员同意使用，则能够交付装配，若不同意使用，零件报废，用量化指标进行考核，坚决杜绝人因差错。

装配阶段：

(1)严格按照装调工艺文件进行清洗和装配。

(2)严格按照装调工艺进行装配，根据设计和工艺确定的参数，如压装后平行度、过盈量、压装力、热装温度等，严格保证，避免人因差错。

(3)根据设计要求，对薄弱环节采用多媒体记录，多重检验，重点保护。

(4)严格保证设计和工艺确定的三类关键特性。

(5)由于设计图纸所有装配组件尺寸要求均量化可测，因此产品装配后进行检验，必须保证产品装配尺寸满足设计图纸要求。满足要求或不满足要求但技术人员同意使用，则能够交付调试，若不同意使用，组件报废，用量化指标进行考核，坚决杜绝人因差错。

三、终端预防差错处理模块

终端预防差错处理模块根据调试工艺进行调试，保证各项性能指标满足测试规范要求，并严格控制调试过程中的三类关键特性；调试完成后进行交付。

调试阶段：

(1)严格按照装调工艺文件进行伺服阀产品调试。

(2)严格按照设计和工艺确定的参数进行调试，如测试温度、电流幅值和喷嘴腔压力等，严格保证，避免人因差错。

(3)严格保证设计和工艺确定的三类关键特性，例如整阀静耗量，若有超差，则必须重新调试，直到整阀性能满足要求为止。

(4)严格保证拧紧力矩等全部的量化指标，量化考核，杜绝人因差错。所有紧固件和螺钉等均用力矩扳手进行拧紧，对紧固件和螺钉用能够设定力矩值的紧固扳手进行安装，保证拧紧力矩满足设计图纸要求。

(5)设计介入，对设计阶段确定的强制检验点进行检验，如整阀静耗量，将静耗量测试的量化结果与设计要求进行比对，若合格，继续调试流程，若始终不合格，产品报废，不能转入下一阶段。

(6)对产品进行典型试验和寿命试验，指标可量化满足产品可靠性性能指标。典寿试合格方能进行交付。

(7)由于设计规范对所有整阀性能指标要求均量化要求，因此产品调试后对整阀进行检验，必须保证产品性能指标全部满足设计规范要求，如流量增益、静耗量、分辨率、滞环、额定空载流量、幅频和相频等。满足设计要求或不满足设计要求但技术人员同意使用，则能够交付，若不同意使用，产品报废，用量化指标进行考核，坚决杜绝人因差错。

交付阶段：

(1)预验收和实物验收。针对交付航天产品，特别是首次飞行试验的产品进行验收，关注质量风险点应对措施的有效落实，产品三类关键特性的落实。同时，交付过程要求产品具备完备的质量证明文件，做到文文一致、文物相符。顾客代表始终参与整个验收过程，通过预验收和实物验收提前发现问题，充分实施整改，确保产品万无一失，消除人因差错带入交付产品的可能性。预验收主要包括产品过程质量文件、产品质量履历、三类关键特性控制表、产品材料入厂验收，入厂复验材料、产品外购件、外协件的合格证，典寿试结果，是否符合合格供方要求，非金属是否符合画线要求等的验收。实物验收主要对产品实物进行检查。

(2)交付过程中还要对已交付伺服阀数据包络分析，包络分析可以采用下述两种方式：

方式一：

首先对已交付的伺服阀性能指标进行统计，其上、下边界范围形成包络，记为交付产品数据包络；

然后对此次交付产品调试过程中得到的伺服阀性能指标与上述数据包络进行比对，如果未超出数据包络，则产品可以顺利交付；若超出数据包络，则需要进行超包络分析，不影响整机安全，方可交付。

已交付产品数据包络分析。

方式二：

首先对已成功飞行运载火箭配套的伺服阀性能指标进行统计，其上、下边界范围形成包络，记为成功飞行产品数据包络；

然后对此次交付产品调试过程中得到的伺服阀性能指标与上述数据包络进行比对，如果未超出数据包络，则产品可以顺利交付；若超出数据包络，则需要进行超包络分析，不影响整机安全，方可交付。航天产品成功数据包络异常严格，包络内产品性能指标比规范要求更加严苛，以此控制风险，做到不带隐患交付。

(3)完成产品生产质量分析报告

(4)完成产品设计质量分析报告

(5)对报告进行评审，通过评审，方能交付。

整个流程自上而下贯穿，只有按照本申请航天伺服阀产品预防差错模型的实施流程进行研制生产，才能够有效避免伺服阀在研制生产过程的人因差错。

本发明未详细说明部分属于本领域技术人员公知常识。

Claims (10)

1.伺服阀研制全流程防差错系统，其特征在于按照航天伺服阀研制流程包括前端预防差错处理模块、中端预防差错处理模块和终端预防差错处理模块；

其中，前端预防差错处理模块将航天伺服阀的设计环节和工艺环节进行融合，确定满足任务书设计要求的伺服阀的设计图纸和测试规范，编制机加和装配调试工艺，确定伺服阀研制全流程薄弱环节对应的设计关键特性、工艺关键特性和过程控制关键特性三类关键特性；所述的设计图纸和测试规范中所有要求的指标均需量化；

中端预防差错处理模块按照前端预防差错处理模块确定的设计图纸按照机加、装配工艺进行加工、装配，保证各项尺寸满足图纸要求，并严格控制前端预防差错处理模块识别出的生产、装配过程中的三类关键特性；

终端预防差错处理模块根据调试工艺进行调试，保证各项性能指标满足测试规范要求，并严格控制调试过程中的三类关键特性；调试完成后进行交付。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：前端预防差错处理模块通过下列方式实现：

(1)进行伺服阀结构设计：在结构设计中根据待研制伺服阀的指标要求，选取标准化零件，其余零件按照任务书设计要求进行设计；

(2)根据航天伺服阀历史出现的各类质量问题，构建防差错图例，该图例中存储易出错零件、部位的错误设计图、正确设计图以及对应的说明；

(3)将步骤(1)中设计的结构与防差错图例进行比对，若结构设计与防差错图例不符，则遵照防差错图例进行修改，直至所有设计符合防差错图例要求；

(4)对上述处理后的结构依次从零件、组件、整阀三个方面进行理论计算确定设计参数，并对整阀进行仿真，确定设计参数是否满足任务书要求，若满足，则编制伺服阀的设计图纸和测试规范；

(5)对整阀进行故障模式及影响分析，得到伺服阀单点故障模式清单，对产品Ⅰ、Ⅱ类单点故障模式进行分析，识别出伺服阀的设计关键特性；同时在工艺环节根据设计图纸和测试规范，编制机加和装调工艺；

(6)根据设计文件和设计关键特性，工艺人员确定关键工序并识别工艺关键特性和过程控制关键特性；将设计关键特性、工艺关键特性和过程控制关键特性统称为三类关键特性。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：防差错图例中的说明如下：

1)密封设计：密封结构边缘必须进行倒角；

2)多余物控制：底座和壳体内部有交叉孔的部位，避免盲腔；

3)结构设计：喷嘴和堵销过盈配合处，堵销压入后不能有盲腔；阀芯工作边必须全部保持锐边；弹簧管超薄壁段的根部必须设计圆角；

4)图样标识：阀芯和阀套必须在零件左右两端标识正负号；

5)运动机构：必须在设计图纸明确在45°倾斜阀芯阀套，阀芯能够自由下滑；

6)接口设计：相邻位置的电气接头必须设计成不同尺寸或者形状；

7)电气设计：涉及导线的设计，必须将导线设计不同的颜色或其他标志加以区分。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于：防差错图例中的说明还包括喷嘴和底座组件必须要求正冲反冲。

5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：所述的薄弱环节包括整阀和具体零件的薄弱环节，严酷度Ⅰ、Ⅱ类单点故障模式清单通过FMEA分析得到，Ⅰ、Ⅱ类单点故障模式即为伺服阀整阀薄弱环节；具体零件的薄弱环节包括：弹簧管断裂、反馈杆断裂、节流孔完全堵塞、喷嘴体完全堵塞、回油阻尼器完全堵塞、阀芯完全卡死、壳体破裂。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：交付包括产品的预验收和实物验收、产品过程质量文件的验收、产品材料入厂验收，有无入厂复验、产品外购件、外协件的检查，是否符合合格供方要求，非金属是否符合画线要求。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于：交付过程中还要执行数据包络分析：

首先对已成功飞行运载火箭配套的伺服阀性能指标进行统计，其上、下边界范围形成包络，记为成功飞行产品数据包络；

然后对此次交付产品调试过程中得到的伺服阀性能指标与上述数据包络进行比对，如果未超出数据包络，则产品可以顺利交付；若超出数据包络，则需要进行超包络分析，不影响整机安全，方可交付。

8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于：交付过程中还要执行数据包络分析：

首先对已交付的伺服阀性能指标进行统计，其上、下边界范围形成包络，记为交付产品数据包络；

然后对此次交付产品调试过程中得到的伺服阀性能指标与上述数据包络进行比对，如果未超出数据包络，则产品可以顺利交付；若超出数据包络，则需要进行超包络分析，不影响整机安全，方可交付。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：量化包括如下内容：

a)所有零件尺寸必须明确标明数值，且完全可以测量；

b)设计参数必须图纸明确：如材料硬度、装配零件过盈量、喷嘴流量、控制线圈匝数、阀芯和阀套间隙、阀芯和阀套搭接量、弹簧管刚度和反馈杆刚度；

c)螺纹紧固件拧紧力矩必须明确规定数值；

d)衔铁、上导磁体和下导磁体起始导磁率、最大导磁率、饱和磁感应和矫顽力；

e)控制喷嘴、节流孔和回油阻尼器在不同压力差下的流量明确要求；

f)测试规范中整阀所有性能指标均需明确测试值。

10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：在装配过程中，在45°倾斜阀芯阀套，阀芯是否能够自由下滑进行多媒体记录。