凌云集团电子中心QC小组降低某型飞机综合控制计算机系统故障率

1、降低某型飞机综合控制计算机系统故障率凌云集团简介：凌云科技集团有限责任公司始建于1976年，总部位于素有九省通衢之称的湖北省武汉市，现有职工2600多名，各类专业技术人员600余人。作为国内最大、修理机型最多的运输机修理基地，公司先后获得军队和国家民航总局颁发的伊尔七六、运七系列、运八系列、安二六、安三零等机型维修许可证，年大修能力40架，年产值近10亿元。电子中心简介：电子中心是凌云集团的一个二级公司，从2000年组建初期的十几人，现已发展成为拥有职工八十多人，负责承担维修集团公司全部航空仪电产品的电子维修中心。现有职工中有4人拥有硕士学历，70人拥有本科学历，具有高级技术职称的5人。如今电

2、子中心拥有美国IFR、HP、JCAIR、Agilent的公司生产的航空电子综合测试设备和专用信号源八十多台套。保证了机载通讯、导航、计算机、雷达、自动控制系统、飞行参数记录仪系统的维修。课题简介：综合控制计算机系统简介：某型飞机机载1综合控制计算机系统，属自主导航系统中的核心装备。对外围输入的65条信息及自身工作信息进行运算(15种运算方式)处理后，输出操纵信号到执行机构，以实现自动操纵飞机(如：速度、航向、空投空降等)飞向目的地。同时显示飞行员所必须的35种信息（应飞航向、实际航向、飞行速度、到下一个机场的剩余距离、时间等）。综合控制计算机的主要功用：对外部输入信号、自身工作信号实施15种类

3、型运算。如：加、减、乘、除、开平方、逻辑运算等；可显示35种飞行中必须的信息。如：到前方机场剩余距离、时间、飞行速度、方向等；输出12个参数到自动驾驶仪，实现飞机自动飞行。即不需人工控制飞机驾驶杆，按预定的航线、时间飞行；在复杂和简单的气象条件下进行自动和半自动飞行；和全景雷达协同工作，校正飞机即时坐标，进行航向修正；与全景雷达协同完成着陆前机动飞行；与全景雷达协同完成空投空降任务。小组概况小组名称电子中心计算机QC小组成立时间2005年1月课题类型攻关型活动时间每月3至4次重新注册时间2006年1月TQC教育人均受TQC教育80小时以上，自测考试平均达95.5分小组成员姓名性别文化程度职务小

4、组内职责组长王宝银男本科组长组织、协调分析组员杨峻岭男硕士电子中心总经理监督、指导组员黄大伟男本科质管员组织、协调组员彭永上男本科技术组长技术指导组员徐晓鸣男本科技术主管技术指导组员杨德才男本科技术员资料收集、发布组员孙磊男本科技术员资料收集组员梁潇男本科技术员资料收集、操作组员黄林娜女本科技术员资料收集、发布选题理由：2005年是电子中心质量年，为提高单位质量信誉、企业形象，提高用户的信任度，为在全国同行业中占优势、争市场，电子中心要求修理人员对所修产品的可靠性达到98%以上。查阅2004年112月电子中心雷达、无线电、仪表、1综合控制计算机系统所修设备故障率分别为4.2%、4.5%、4.9

5、%、70.5%，用户最不放心、最不满意的就是1综合控制计算机系统。因此， 1综合控制计算机系统攻关是用户的需要，是市场的需要，是单位质量的需要，是单位企业形象的需要。现状调查（一）现状： 2004年1综合计算机系统修理156件，故障件110件，故障率为70.5%，按照电子中心对各产品修理件故障率不大于5%的规定，远远超过了规定范围，反映出修理质量低、修理件可靠度不高、稳定性差，严重影响了企业的形象。电子中心2004年112月计算机故障饼分图计算机系统故障率为 70.5%输入输出装置()故障件 69 计算机主机() 故障件 36操纵台故障件 2分线盒故障件 2其他故障件 1(二)计算机系统电气连

6、接示意图 综合控制计算机系统主要由输入输出装置、计算机主机、机电组合、操纵台及分线盒和供电组件等组成。(三)检修现状分析从选题理由得知，2004年112月计算机系统的故障110件，为了弄清问题的实质，找出问题的症结，小组根据计算机系统的构成及对110件故障进行了全面的调查、分析和整理（见调查系统表和排列图）。序号项目内容故障件累计故障件故障率%累计故障率%1A输入输出装置696962.762.72B主机3610532.895.53C操纵台21071.897.34D分线盒21091.899.15E其他11100.9100总数15100制定目标(一)制定目标的依据重要性： 2005年是电子中心质量

7、年, 电子中心根据2004年修理机件的质量情况、用户反映情况及集团公司对电子中心的要求，电子中心决心在2005年把修理机件的可靠性提高到98%以上，故障率降到5%以下。查阅2004年各套系统修理情况， 1综合控制计算机系统故障率为70.5%，为此，电子中心决定首先要降低1综合控制计算机系统的故障率（5%以下），提高工作可靠性。（二）制订目标降低1综合控制计算机系统故障率，故障率从70.5%降至5%以下，从而达到提高1综合控制计算机系统工作可靠性的效果。可行性分析：2004年8月对1综合控制计算机系统修理人员进行了调整，由原来的2人增加到4人，2005年1月成立QC小组使该系统由原来的4人增加到

8、9人。从小组概况中可知，文化水平在本科以上，技术力量是电子中心的业务尖子，有从事修理技术工作30年的老工程师，并到国外进行改装。 2004年12月新购买一套电路板综合故障诊断系统，专门检查电路插板故障、微电路模块性能；2004年10月，由空军雷达学院给1综合控制计算机系统制作一套检测设备，主要是用来检测该系统的性能参数，考核该系统的工作可靠性。2004年12月，我们已对机件内的五块插板电路图进行测绘，并画出这五块插板的电路连接图。其他资料有关单位已承诺在2个月内全部到位。1综合控制计算机系统曾有的水平：2004年1综合控制计算机系统修理故障记录：2月、3月、10月分别为5.5%、3.5%、6.

9、5%。测算预计能达到的水平：从现状调查看，影响1综合控制计算机系统故障率高、工作不稳定的主要因素是输入输出装置62.7%和主机32.8%的故障率。因此可以判定，在其它条不变的情况下，如果主要问题解决其98%，计算机系统故障率将降至5%以下：70.5%-70.5%×(62.7%+32.8%) ×98%=4.5%原因分析（一）工作状态分析 输入输出装置，也叫接口装置，主要完成信号的转换(模/数、码-电压)、信号比较(产生基准信号)、信号输入输出等功能，如从操纵台输出信号经输入输出装置到主机，主机运算处理后输出到输入输出装置，输入输出装置再分别输出到操纵台、机电组合、7自动检验装

10、置（不属计算机系统），以及全景雷达、自动控制系统（飞机自动驾驶仪）、信号显示系统（信号灯、牌等）。从计算机系统工作状态及检修工作流程中可以看出，计算机工作可靠性与否直接影响到自主导航、自动驾驶、安全飞行。但由于输入输出装置和主机的元器件工作性能不稳定和微电路管脚锈蚀问题严重影响了设备工作可靠性。（二）因果分析 针对1综合控制计算机系统的工作状态，小组召开了诸葛亮分析会，与会者从人、机、料、法、环、测等几个方面应用头脑风暴法，对1综合控制计算机系统工作可靠性差、故障率高的现象充分发表意见，寻找出产生问题的原因。经小组充分酝酿，共整理出未编因素6条。要因验证（一）对修理时间短,经验不足的确认(1)

11、确认方法：到现场观察现阶段操作者的操作情况。(2)确认标准：按照工艺规程的要求检查操作状况。(3)确认结果：如表所示。如表所示：人员检查内容经验熟练程度王宝银158参数、模拟飞行8年8分刘吉鹏自检、模拟飞行4年6分徐晓鸣158参数、模拟飞行6年7分杨德才158参数、自检3年5分孙磊158参数、自检3年5分结果内容不一样丰富比较熟练由此看出，人员修理经验丰富，熟练程度比较高。确认结果：非要因（二）对设备功能不完善的确认(1)确认方法:测试三台计算机系统检测设备的功能 。(2)确认标准：测试设备输出信号参数应符合俄原版工艺技术性能指标。(3)确认结果，如下表一、二、三所示：表一：插孔度数实测电压值

12、标准稳定合格责任人260°、180 °64V6365V稳定合格王宝银360°、180 °32V3133V稳定合格460°、180 °29V2830V稳定合格560°、180 °0.6V11V稳定合格2690°、270 °0V11V稳定合格徐晓鸣3690°、270 °55V5456V稳定合格4690°、270 °0V11V稳定合格5690°、270 °29V2838V稳定合格表二：插孔度数实测电压值标准稳定合格责任人17、190°

13、;0V11V稳定合格王宝银18、190°26V2527V稳定合格17、1940°26V2527V稳定合格杨德才18、1940 °0V11V稳定合格表三：插孔度数实测电压值标准稳定合格责任人10、120°0V11V稳定合格王宝银11、120°27V2628V稳定合格10、1240°0V11V稳定合格孙磊11、1240 °27V2628V稳定合格由表一.二.三看出，检测三台计算机设备的性能指标均合格。确认结果：非要因（三）对信号检测精度不能满足修理要求的确认(1)确认方法： 对照计算机系统检测孔输出信号参数，对现有设备的测量精度

14、进行比较。(2)确认标准： 检测设备的测量精度必须高于计算机系统检测孔的输出信号的精度。 (3)确认结果:该计算机系统在设计时留有关键信号的检测孔，作为修理排故时检测用。当部分信号的性能参数接近要求底限时就构成了故障隐患。下面为检测孔图片及部分检测孔所输出的信号参数表。 检测孔号延迟115.5±0.1S613.5±0.1S1412.0±0.1S由上表可看出部分信号的检测精度达到了0.1s。而现有示波器FLUKE196c的测量精度虽然有0.08S，但不够精确。只要此类信号出现偏差，人工校正的精度就只有0.08S。使得该信号离底线值只相差0.02S。显然已经构成了一个

15、故障隐患。 确认结果：要因（四）对微电路及其焊点锈蚀的确认(1)确认方法：拆卸“”指示接头，检查微电路及电路板的锈蚀状况 。(2)确认标准：微电路及电路板无脏污、水，无锈蚀痕迹 。(3)确认结果：如下表序号故障现象更换日期更换结果故障插板责任人1计算机故障灯亮故障消失王宝银21无法清除故障消失1王宝银31不能自检故障消失杨德才41“158”参数无法检查故障消失孙磊在更换有锈蚀微电路的插板后故障均消失，可见微电路及其焊点的锈蚀是要因。确认结果：要因（五）对元器件工作性能不稳定的确认:(1)确认方法：a.从合格厂家购买;b.筛选：一是测试，二是高、低温试验，三是装机试验 。(2)确认标准：a.按元

16、器件手册给出的参数;b.装机检测工作性能参数 。(3)确认结果：如下表序号故障现象更换日期更换结果故障插板故障元器件责任人1计算机不能自检原输入输出装置故障该件内17插板坏62号王宝银21与2交联不好原输入输出装置故障该件内1插板坏22号徐晓鸣31与交联不好原输入输出装置故障该件内1插板坏26号王宝银41与交联不好原输入输出装置故障该件内1插板坏68号杨德才51与2交联不好原输入输出装置故障该件内1插板坏A6号孙磊61与2交联不好原输入输出装置故障该件内1插板坏32号徐晓鸣7计算机158参数不好原输入输出装置故障该件内1插板坏26号王宝银8计算机自检时间长160秒(规定时间140±1

17、0秒)原输入输出装置故障该件内18插板坏56号徐晓鸣9模拟飞行剩余距离误差6Km原输入输出装置故障该件内1插板坏33号杨德才由此可见，由此可见，元器件的工作性能不稳定是要因。确认结果：要因（六）对交联信号异常导致计算机故障的确认：(1)确认方法:a. (精航向信号的输出“K”)的检查,用万用表在输出 “K”信号接口测量实际输出植。b. (中央垂直陀螺“r”、“v”)的检查，用万用表在的“r”、“v”倾斜、俯仰输出接口测量实际值，如下图测试电缆及插座。c. 2（全景雷达）的检查， 2单机检查，2 和1交联检查，检查交联通道工作情况检查。 (2)确认标准：按工艺规程文件的技术标准的要求，逐项逐条检

18、查对照。(3)确认结果：如下表一、二、三、四、五所示a.“K”信号测量情况 1-17-17A号电缆（表一） 插孔度数实测电压值标准稳定合格日期责任人260°、180 °64V6365V稳定合格王宝银360°、180 °32V3133V稳定合格460°、180 °29V2830V稳定合格560°、180 °0.6V11V稳定合格2690°、270 °0V11V稳定合格徐晓鸣3690°、270 °55V5456V稳定合格4690°、270 °0V11V稳定合格

19、5690°、270 °29V2838V稳定合格b. (中央垂直陀螺“r”、“v”)的测量情况（表二）插孔度数实测电压值标准稳定合格责任人17、190°0V11V稳定合格王宝银18、190°26V2527V稳定合格17、1940°26V2527V稳定合格杨德才18、1940 °0V11V稳定合格（表三）插孔度数实测电压值标准稳定合格责任人10、120°0V11V稳定合格王宝银11、120°27V2628V稳定合格10、1240°0V11V稳定合格孙磊11、1240 °27V2628V稳定合格c.

20、2全景雷达单机通电检查状况,检查标准按2全景雷达工艺规程技术标准实施，见表四、表五：表四:参数规定符号 工作状态 标 称 值 IM 实测结果 责任人 M7.5 M10 M15 M60 M120 M240 M400 IM 刻度环视 6.0±16.0±16.0±115.0±215.0±215.0±2合格徐晓鸣扇形 6.0±16.0±16.0±115.0±28.0±28.0±2合格徐晓鸣 (高分辨率) 6.0±1 6.0±1合格徐晓鸣表五“定向标航向角”的计数器

21、读数Ucmx(X)Ucmy(X)实测结果责任人003合格孙磊451.152.76合格孙磊902.102.08合格孙磊1352.771.12合格孙磊1800-3.0合格孙磊225-1.15-2.76合格孙磊270-2.10-2.08合格孙磊315-2.77-1.12合格孙磊单机通电良好后，用三用表检查2和1交联通道连接电缆，经测量，“K”信号和中央垂直陀螺“r”、“v”信号的值均合格，2单机通电状况合格，2和1交联通道连接电缆正常。确认结果：非要因(七)对技术文件资料不齐全的确认(1)确认方法:a.外文资料和已翻译的中文资料核对;b.应有资料目录和现有资料核对。确认标准：按外文设备维护技术文件清

22、册。确认结果：a.无插板电路图，无法分析插板工作原理且无测试标准;b.无电路板上集成块结构图、性能数据、检测标准。确认结果：要因(八)对修理人员文化水平不够的确认(1)确认方法: a.考察小组成员学历; b.理论联系实际情况。(2)确认标准: a.新技术开发能力; b.学用结合,适应能力。(3)确认结果:小组成员9名，硕士1人，本科8人，有能力、有水平、有经验完成此项攻关。确认结果：非要因（九）对试验时的环境温、湿度不符合要求的确认(1)确认方法：每天检查环境温、湿度并做记录，通电检查修理件的工作状况 。(2)确认标准：按修理工艺规定的温、湿度要求。(3)确认结果：序号规定实际修理件号检测状况

23、责任人温湿%温湿%1152530802257输入输出装置(90018)合格黄大伟、杨德才2152530802060输入输出装置(90026)合格彭永上、孙磊3152530801956主机(92026)合格徐晓鸣、黄林娜4152530802166主机(A054)合格王宝银、梁潇由上表可看出，实测温、湿度值均在规定范围内。确认结果：非要因对策计划：(一)确定对策方案 如下图(其中5分、 3分、1分，分高的为首选)序号主要原因对策思考可行性有效性经济性经常性总分选择1元器件工作性能不稳定熟悉该件工作原理,故障插板的性能参数,全部检测高低温试验、整机交联试验。20只需联试通电。14不选2微电路及其焊点

24、的锈蚀拆下锈蚀电路板，除锈，更换锈蚀元器件，通电试验。20更换锈蚀元器件。16不选3信号检测精度不能满足修理要求对照计算机系统检测孔输出信号参数，对现有设备的测量精度进行比较。20以现有设备的测量精度为准16不选4技术文件资料不齐全上报具体所缺技术资料，并请专业人士翻译，尽快补齐。20没有资料的情况下对电路板、元气件连接情况进行测绘。12不选(二)制定对策 序号主要原因对策目标措施日期责任人检查人1元器件工作性能不稳定熟悉该件工作原理,故障插板的性能参数, 整机交联试验。修理后的输入输出装置工作可靠性达98%以上修理后的机件通电考核,性能参数符合工艺规程技术要求,做好记录。王宝银杨德才黄大伟2

25、微电路及其焊点的锈蚀拆下锈蚀电路板，除锈，更换锈蚀元器件，通电试验。修理后的主机工作可靠性达98%以上修理后的机件通电考核,性能参数符合工艺规程技术要求,做好记录。徐晓鸣孙磊彭永上3信号检测精度不能满足修理要求对照计算机系统检测孔输出信号参数，对现有设备的测量精度进行比较。琰茞Ü修理后的机件通电考核,性能参数符合工艺规程技术要求,做好记录。王宝银杨德才黄大伟4技术文件资料不齐全上报具体所缺技术资料，并请专业人士翻译，尽快补齐。琰茞Ü修理后的机件通电考核,性能参数符合工艺规程技术要求,做好记录。王宝银徐晓鸣彭永上对策实施：实施（一）：元器件工作性能不稳定 输入输出装置共有43

26、个插板，排除该装置的故障首先判明是某一块插板故障，判明方法有两种：一是有两个相同的装置或插板进行对换，比较故障是否能消失；二是通过对该装置工作原理结构各块插板的功能学习，然后有重点的对某一快插板输入输出信号测试。序号代号单双极符号组件名称标记11、3单 -1、-2地址译码器（）22单-2数字复制器34三极-22控制部件45双-2数字跟踪、代码转换部件56双-1数字跟踪同步系统67双-4数码-电压转换器78双-5数码-电压转换器89单-6数码-电压及复制转换部件910单-1电压分配部件1012单-3电压分配部件1113单特征（记号）输入部件1214单-1特征（记号）清除部件1315双-2同步器1

27、416单程序中断组件1517单“电平-码”变换组件1618双-2可清除标志组件1719双输入特征（标志）形成组件1820双放大器奇存储器1921单显示码复制组件2025单-4转换组件2126单-3主控震荡器组件2227单-2信息处理组件2328单-3控制组件2429单-1输入切换组件2530单-1循环码转换件2631单-2“V”代码转换组件2732单-3显示和开关解码组件2833单-2输入换接件2934单继电器件3035单电源组件5.12-30041.查出故障板上坏的元器件 修理机件的根本是查出元器件的好坏，对修理单位节约经费，对修理者提高了修理技能、修理水平。2005年该件查出元器件故障如下

28、表：序号设备件号故障插板故障元件测量器排除人1输入输出装置900181集成块(68)示波器(54622A)王宝银、杨德才2输入输出装置920361电阻块(A6)示波器(54622A)徐晓鸣、孙磊3输入输出装置910561集成块(26)示波器(54622A)徐晓鸣、孙磊4输入输出装置9002630集成块(38)示波器(54622A)王宝银、杨德才5输入输出装置910081集成块(22)示波器(54622A)王宝银、杨德才2.提高元器件性能稳定性a.元器件的采购选正规厂家；b.对元器件严格筛选；c.装机前的元器件进行环境试验；d.装机考核工作情况。实施（二）：去除及预防微电路及其焊点的锈蚀 。1.

29、故障插板：1综合控制计算机系统的主机（）共有26块插板，判明某块插板故障，一是根据积累的工作经验，更换同样的插板，通电检查其工作状态。若故障消失，判断正确。否则继续更换同样的插板检查。二是对主机的结构、工作原理、各块插板的功能学习，查阅线路图，用万用表测量输入输出的信号，从而判别故障插板，主机插板及功用见下表：序号代号定额数量标号接头和块（组件）名称标记111节拍自动定时器接头AB221译码缓冲器接头AB331工作状态形成器接头4485寄存器接头591地址修正寄存器接头AB6101不等价性（故障）信号形成接头7111自动节拍定时器接头AB8121译码缓冲器接头AB9131信号形成器接头AB10

30、14163寄存器接头AB11171求和器接头 低数位12181求和器接头 高数位13191带备件控制（）接头14201故障存储器接头AB15211发生器接头16221指示器接头317231数存取（选择）接头（）18241存储装置（累加器）19251存储装置（累加器）20261-39操作存储器（）AB3.061.006- 21271-803电源模块（）22281防护接头2328-11防护接头24291防护接头2.实施除锈及预防（1）去除锈蚀，清除电路板微电路上的脏污；（2）涂清漆、防水胶；（3）考核机件工作状态。实施（三）信号检测精度不能满足修理要求 。购入Agilent公司生产的54622A型

31、示波器在其他参数指标达到测量精度要求的同时，对2S档的精度达到了0.02S，能够满足修理时对检测信号的分析和调整。下表为现有的FLUKE196c 示波器和新购入的Agilent54622A 示波器的精度比较： 检测孔号延迟2S档FLUKE196c的精度2S档Agilent54622A的精度115.5±0.1S0.08S0.02S613.5±0.1S0.08S0.02S1412.0±0.1S0.08S0.02S实施（四）：技术文件资料不齐全。1.1综合控制计算机系统的技术条件（俄文版）是按照该套设备修理技术资料清册引进的，引进后先翻译成中文。在实施修理过程中，我们首

32、先按技术清册对比本单位现有资料，有缺的就找原文（俄文）对比：2002年、2003年、2004年我们发现缺少资料3种共5本。2004年我们在修理该系统输入输出装置时发现无插板电路图，无插板上元器件结构图、性能参数，尤其是集成块的结构图和性能参数，如下表：2.逐步对机件内插板电路图进行测绘，测绘出插板电路连线图并补齐插板电路连线图。3.用电路板故障综合诊断系统测试集成块的性能参数。4.寻求渠道购买该系统所缺少的技术文件，例如找与俄罗斯厂家有关系、有业务联系的单位到俄罗斯生产厂家、组装厂家采购资料等。效果检查：(一)阶段检查1.通过提高元器件的工作性能，2005年10月20日统计，2005年7月1日

33、2005年10月18日共修理输入输出装置五件，由原来的故障率62.7%降至0%，实现了阶段性目标(见柱形图及考核表)。序号设备件号故障插板故障元件测量器考核时间飞行情况责任人1输入输出装置900181集成块(68)示波器(54622A)1.5小时2005.0709月,故障率0%王宝银、杨德才2输入输出装置920361电阻块(A6)示波器(54622A)1.5小时2005.0709月,故障率0%徐晓鸣、孙磊3输入输出装置910561集成块(26)示波器(54622A)1.5小时2005.0709月,故障率0%徐晓鸣、孙磊4输入输出装置9002630集成块(38)示波器(54622A)1.5小时2

34、005.0709月,故障率0%王宝银、杨德才5输入输出装置910081集成块(22)示波器(54622A)1.5小时2005.0709月,故障率0%王宝银、杨德才2.通过实施除锈及预防，2005年9月15日统计，2005年7月1日2005年8月30日共修理主机五件，由原来的故障率32.8%降至0%，实现了阶段目标(见柱形图及考核表)。序号设备故障板号故障元器件考核时间飞行情况责任人1主机微电路9个(1HT251)1.5小时2005年7月 2005年9月10日，故障率0%徐晓鸣、孙磊2主机(6035)三极管(T15)1.5小时2005年7月 2005年9月13日，故障率0%王宝银、杨德才3主机微

35、电路10个(1HT251)1.5小时2005年7月 2005年9月11日，故障率0%王宝银、杨德才4主机微电路5个(1HT251)1.5小时2005年7月 2005年9月12日，故障率0%王宝银、杨德才5主机微电路12个(1HT251)1.5小时2005年7月 2005年9月12日，故障率0%徐晓鸣、孙磊(二)目标检查攻关前2004年1月2004年12月1综合控制计算机系统故障统计表序号项目内容件数故障数故障率总故障率1A输入输出装置906976.7%44.2%2B主机413687.8%23.1%3C操纵台9222.2%1.3%4D分线盒8225%1.3%5E其他8112.5%0.6%6总数15611070.5%攻关后2005年7月2006年3月共计修理120件，攻关后故障情况见调查表和排列图。统计输入输出装置、 主机等故障件与现状调查比较：序号项目内容件数故障数故障率总故障率1A输入输出装置7822.6%1.7%2B主机3213.1%0.8%3C操纵台4125%0.8%4D分线盒30005E其他3133.3%0.8%6总数1