QFD方法在新型飞行器结构研制项目中的应用研究

发布时间：2020-04-03 01:36

【摘要】：可重复使用新型航天飞行器是新世纪以来各个航天发达国家竞相开展研究的一个热点,它具有可重复使用、发射准备时间短、单次运输成本低、可适应多重任务等优点,将有机会取代传统的航天运载工具。可重复使用新型航天飞行器结构系统是飞行器各系统和有效载荷的综合系统平台,既需保证安装的连接强度和刚度、精度,同时也要为热防护系统提供支撑,具有一定的耐温能力;还需要承受新型飞行器在运输、操作、发射、在轨、再入和着陆等环境产生的各种动、静和热载荷,确保飞行器结构的完整性,其品质直接关乎飞行器总体性能,决定着飞行器的使用寿命和维护费用。由于新型航天飞行器所使用环境的多样性以及自身特殊性,使得结构设计是巨大的、综合的工作,包括了几何学、材料学、力学及制造工艺等多个学科,同时还应满足轻质性、安全性及可维护性等要求。因此,研究并优化可重复使用新型航天飞行器结构系统的设计具有重要的价值。QFD(质量功能展开)是一种对顾客的需求(VO C)进行分解、转换和再次利用的质量管理方法。质量功能展开通过一系列的权重计算和分析,对多因素进行系统展开和综合权衡,把顾客要求通过设计要求、零件要求、工艺要求、生产要求等依次覆盖到产品的开发过程,最终实现由顾客需求为引导的产品开发过程,能够有效提高产品设计质量。本文针对可重复使用新型航天飞行器结构系统研制过程中面临的问题,应用质量功能展开技术,将多方面的顾客需求逐步转换为设计规划、设计限制条件、关键技术、关键攻关项目、具体结构方案。同时,针对质量功能展开过程中遇到的技术矛盾,采用了TRIZ(发明问题的解决理论)方法进行了优化解决;结合FMEA(失效模式与影响分析)和VE(价值工程),进行了协同设计,有效提高了结构系统的可靠性,实现了产品的最佳功能,提高了产品的使用价值。
【图文】：

路线图,路线图,软件,质量屋

如图3-3 所示。第一级质量屋主要解决从客户需求到设计规划的分解；第二级质量屋主要解决从设计规划到设计限制条件的分解；第三级质量屋主要解决从设计限制条件到关键技术的分解；第四级质量屋主要解决从关键技术到关键攻关项目的分解；第五级质量屋主要解决从关键攻关项目到具体结构方案的分解。图 3-3 基于软件的 QFD 分析路线图3.3 第一级质量屋的建立首先跟据 Kano 分析的结果对客户需求项目的重要度进行分级，采用 5级结构，其中 1 代表最无关紧要，5 代表最重要，并利用图形进行可视化标注，如图 3-4 所示。

客户需求,设计规划,轻质化,结构专业

图 3-4 客户需求项目重要度分级根据客户对飞行器结构提出的要求，QFD 小组对结构专业的技术特性分析研究，得到了下列有关的设计规划：（1）轻质化结构；（2）整体式结构；（3）加强框综合利用；（4）飞行控制结构便于运输与操作；（5）舱开口；（6）传力路线直接；（7）耐使用温度结构；（8）维修通路设9）结构可检；（10）设计制造一体化平台；（11）整体式大梁。以客户需求作为质量屋的左墙，以技术特性作为质量屋的天花板，，将项客户需求按照技术特性确定其重要程度，并进行标注，利用 QFD 分析建立一级质量屋，其软件输入界面如图 3-5 所示。这样就得到了新型飞行器结构系统研制的一级质量屋，客户需求作为屋的左墙，技术特性作为质量屋的天花板，阁楼为技术矛盾，地下室为级。通过软件分析，得到设计规划所含项目的优先级，如图 3-6 所示。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：V42

【参考文献】