基于GERT网络的航空产品故障件返修流程研究
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摘要： 本文运用随机网络理论对航空产品故障件返修流程进行研究。明确了航空产品故障件返修流程，指出返修流程中多种不确定因素。运用随机网络理论，构建了航空产品故障件返修流程GERT网络模型，给出模型求解方法。结合某航空产品返修流程，得到产品返修合格概率，产品返修周期及方差，为领导层决策提供了科学依据。在此基础上，进一步对航空产品故障件返修流程进行了剖析，提出流程优化的具体方法。
Abstract： This paper uses the random network theory to analysis on invalid parts repair process of aviation products. With understanding of invalid parts repair process of aviation products, we point various of uncertain factors in the repair process. By using the random network theory, we construct a GERT network model to describe invalid parts repair process of aviation products and offer a way to solve the model. Based on a case of aviation products repair process, we get the probability, cycle time and variance of successful product repairing, these could be the useful results for leaders’ decision. Based on above studies, we finally make some further analysis on invalid parts repair process of aviation products and provide some effective ways to optimize the repair process.
关键词： 航空产品返修；流程；GERT网络
Key words： repair of aviation products；process；GERT network
中图分类号：TH17 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2010）32-0171-02
0引言
随着现代科学技术在航空产品中的广泛运用，航空产品的性能要求与结构复杂程度不断提高，这一新的发展对航空产品从设计、制造、使用、维护等各个方面提出了更高的要求。其中，航空产品故障件返修作为保障航空产品使用可靠性、重复性、经济性的重要环节，在整个航空产品生命周期中占有十分显著的地位。然而，航空产品故障件的返修流程中存在着大量的不确定因素，如航空产品故障产生原因的不确定，航空产品返修工艺的不确定以及航空产品返修成功概率的不确定性等等。在面临各种不确定因素的情况下，如何定量预测和估算航空产品故障件返修流程的概率和时间周期成为急需解决的重要问题。
本文利用随机网络理论，对航空产品故障件返修流程进行深入分析，确定返修流程的各个环节和活动，构建了航空产品故障件返修流程的GERT（Graphical Evaluation and Review Technique，即图示评审技术）模型，并举例求出了返修成功概率和流程平均时间周期的解析解，从而为航空产品故障件的返修流程提供了实际的数据支撑，对企业决策者制定返修计划和实施返修决策都具有一定的实用价值。
1航空产品故障件返修流程GERT模型构建及求解
1.1 航空产品故障件返修流程分析航空产品故障件返修主要分为五个阶段，包括：故障分析阶段、原因分析阶段、维修分析阶段、维修实施阶段和信息反馈阶段。如图1所示。具体来说航空产品故障件返厂后，由质量管理部门通知用户代表，并召集设计师、工艺师等相关技术人员共同确认故障现象、分析故障原因，并通知责任部门对故障原因确认。故障原因明确后，由有关产品工艺员编制返修工艺，按返修工艺组织返修。在返修过程中如有报废，则由检验开具报废单，责任部门签字。产品返修完成后，提交厂检，检验人员按返修工艺要求进行检验验收，合格后作好返修记录。厂检合格后，通知用户代表对返修产品验收，验收合格后在由操作工、检验员、用户代表签字认可，办理发货手续。同时责任部门需填写纠正/预防措施单等信息反馈表。
1.2 故障件返修流程GERT模型构建GERT网络技术是网络理论、概率论、模拟技术和信号流图的结合，是一种新型的广义随机网络技术，又被称为决策网络技术。它使用带概率的有向网络图进行分析，可以用来分析研制性和情况复杂多变的项目计划与控制问题。
依据航空产品故障件返修流程的分析结合GERT网络技术，对于航空产品故障件返修流程而言，它的每一步都可以视为整个故障件返修系统状态之间的概率转移过程。我们用节点表示系统状态，用连接各节点之间的箭线表示各状态之间的概率转移关系。该“返修流程”的GERT网络模型如图2所示，图2中各流程活动的含义如表1所示。
1.3 故障件返修流程GERT模型求解根据梅森公式：W（s）=W（s）•H，式中H为GERT网络的特征式。在此网络中，共有一阶环三个，二阶环两个。
由梅森公式可得，返修合格时：
W（s）=（1）
其中：
H=1-（W•W+W•W+W•W•W）+（W•W•W•W+W•W•W•W•W）（2）
由式1、2可得：
返修合格概率：p=W（0）（3）
返修不合格概率：p=1-W（0）（4）
返修流程时间周期：E[t]==（5）
返修流程时间周期方差：V[t]=E[t]-（E[t]）=-（6）
2案例研究
本文以某航空产品生产企业接收外场航空产品故障件返修为例，依据航空产品故障件返修流程GERT模型，对模型中的各节点和活动进行分析，最终求解该航空产品故障件返修的合格概率和相关时间周期。其中活动分布类型、相关参数及实现的概率, 有历史资料的由资料进行统计和分析后获得，属开创性作业而无历史资料的由相关专业的专家进行主观估计后加权获得。模型中各活动参数如表2所示。
将各参数代入求解模型中，经过计算可得：
返修合格概率：p=W（0）=0.7910；
返修不合格概率：p=1-W（0）=0.2090；
返修流程时间周期：E[t]==11.76（天）；
返修流程时间周期方差：V[t]=E[t]-（E[t]）=1.40（天2）；
返修流程时间周期标准差：σ==1.18（天）。
3航空产品故障件返修流程分析
3.1 由返修流程GERT模型及案例分析可知，航空产品故障件返修流程各个阶段的关系可以进一步总结为一个概率转移模型。从案例结果而言，该流程的返修合格概率仅为0.7910，即从概率上来说将有21.9%的故障件将由于返修不合格报废，这一报废概率相对较大。产生这一结果的原因主要是在返修流程GERT网络中有可能产生报废结果的活动较多，包括活动5-12、8-12、9-12。其中活动5-12是由于故障件返修前自身性质决定的，其发生的概率p512可称为固有报废概率；活动8-12、9-12是由于返修过程中由于返修能力等决定的，其发生的概率p812、p912可称为能力报废概率。
返修流程中系统最终产品报废的概率是由本系统固有报废概率和能力报废概率这两个方面因素共同决定的，因此应在提高产品质量、降低系统固有报废概率以及提升返修能力、降低能力报废概率这两个方面入手，最终提高航空产品故障件返修的合格概率。
3.2 该返修流程GERT模型中，造成项目完成平均时间周期较长的主要原因在于很多活动需要多部门、多人员确认，最为明显的是活动2-3和3-4，其中活动2-3为产品故障分析，需要主管分析师和主管设计师共同分析故障件的故障原因，活动3-4为产品故障确认，需要用户、质量技术员和产品责任部门最终共同确认故障件的故障原因。多部门多人员的分析确认形式大大增加了产品返修平均周期，因此，应从提高部门人员工作效率及建立健全故障分析确认机制入手，建立统一的交叉职能小组，明确人员及分工，以此优化返修流程的平均周期。
3.3 在案例中该项目完成的平均时间周期为11.76天，标准差为1.18天，该项目完成的时间最大值与最小值之间相差为2.36天，相对于复杂的返修流程及大量的不确定条件来说时间周期相差的幅度不大，这说明该航空产品故障件返修流程受各种随机因素的影响较小，流程稳定性较高。实际中的项目管理者通常更关心新产品研发项目能否按期完成，就案例本身而言，将故障件返修计划完成时间定为13天，那么该返修流程延期的可能性几乎不存在。
4结论
本文运用随机网络理论对航空产品故障件返修流程进行研究。首先明确了航空产品故障件返修流程，指出返修流程中多种不确定因素。其次运用随机网络理论，构建了航空产品故障件返修流程GERT网络模型，给出模型求解方法。然后结合某航空产品返修流程，得到产品返修合格概率，产品返修周期及方差，为领导层决策提供了科学依据。在此基础上，进一步对航空产品故障件返修流程进行了剖析，明确了产品返修流程合格率较低、平均周期较长的原因，相应提出了解决和巩固的措施；同时指出该航空产品故障件返修流程较为稳定的特点，为流程优化提供了明确的方向和有效的方法。
参考文献：
[1]冯允成，吕春莲等编.随机网络及其应用[M].北京: 北京航空学院出版社，1987.
[2]方志耕，龚正，黄西林.公路军事交通运输勤务综合演习项目GERT网络模型研究与分析[J].系统工程理论与实践，2000，（4）：132-135.
[3]方志耕，龚正，黄西林.基于图示评审技术gert的高科技产品开发研究[J].系统工程，2005，23（11）：112-115.
[4]屈保社，张卫星.GERT在科研课题研究管理中的应用[J].系统工程，1999，17（1）：69-75.
[5]何正文，徐渝，朱少英，张静文.新产品研发项目GERT 模型及其模拟求解[J].数学的实践与认识，2003，33（11）：45-50.
[6]Kenzo Kurihara, Nobuyuki Nishiuchi. Efficient Monte Carlo simulation Method of GERT-type network for project management[J]. Computer & Industrial Engineering, 2002, 42: 521-531.
[7]沙全友，王伟，韩毅，郝京辉.面向航空产品项目管理网络计划模型研究[J].计算机工程与应用，2007，43（6）：99-101.
[8]谢强，毛铮.基于Petri网的航空产品设计过程模型[J].武汉大学学报（工学版），2006，39（1）：131-136.
[9]郭建飞，乔立红.产品开发过程的图示评审技术建模方法[J].计算机集成制造系统CIMS，2004，7（10）：758-763.