頭盔瞄準(zhǔn)具/頭盔顯示器產(chǎn)品的數(shù)字化質(zhì)量控制

齊 敏，宋方林，黃耀鋒， 黃麗瓊

(西安北方光電科技防務(wù)有限公司，陜西 西安 710043)

頭盔瞄準(zhǔn)具/頭盔顯示器產(chǎn)品的數(shù)字化質(zhì)量控制

齊 敏，宋方林，黃耀鋒， 黃麗瓊

(西安北方光電科技防務(wù)有限公司，陜西 西安 710043)

簡述了頭盔瞄準(zhǔn)具/頭盔顯示器產(chǎn)品裝配調(diào)試生產(chǎn)環(huán)節(jié)現(xiàn)狀,提出了數(shù)字化質(zhì)量控制措施，對產(chǎn)品數(shù)據(jù)，包括校正數(shù)據(jù)和驗收履歷數(shù)據(jù)的在線提交和管理提出了具體改進(jìn)措施。這些措施在保證產(chǎn)品數(shù)據(jù)得到有效管理的同時，還提高了灰盔瞄準(zhǔn)具/頭盔顯示器產(chǎn)品質(zhì)量控制能力。

頭盔瞄準(zhǔn)具/頭盔顯示器；數(shù)據(jù)；數(shù)字化；質(zhì)量控制

1 頭盔瞄準(zhǔn)具/頭盔顯示器及數(shù)字化質(zhì)量控制的作用和前景介紹

1.1 頭盔瞄準(zhǔn)具/頭盔顯示器簡介

頭盔瞄準(zhǔn)具/頭盔顯示器(HMS/HMD)是給駕駛員顯示瞄準(zhǔn)標(biāo)記、外部環(huán)境及機(jī)載設(shè)備信息的一種光機(jī)電產(chǎn)品，將飛機(jī)和駕駛員聯(lián)合在一起，捕捉駕駛員的頭部運(yùn)動姿態(tài)，使可控武器或其他機(jī)載搜索瞄準(zhǔn)設(shè)備跟隨運(yùn)動，達(dá)到不需要飛機(jī)做大機(jī)動動作，就可以先敵發(fā)現(xiàn)目標(biāo)攻擊的目的；同時，將機(jī)載設(shè)備數(shù)據(jù)和外部信息顯示在駕駛員眼前，避免了駕駛員在機(jī)外背景和座艙儀表之間切換觀測，減輕了駕駛員負(fù)擔(dān)。

HMS/HMD作為一種較新的航空機(jī)載設(shè)備，于20世紀(jì)60年代開始研制，并于70年代少量裝機(jī)，到90年代，各國在固定翼和旋轉(zhuǎn)翼飛機(jī)上大量裝備，迄今為止已發(fā)展了近半個世紀(jì)。

1.2 數(shù)字化質(zhì)量控制的重要作用和前景

為了節(jié)約成本，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，設(shè)計、工藝和制造領(lǐng)域的數(shù)字化建設(shè)快速發(fā)展。依照傳統(tǒng)數(shù)字化定義，焦點集中在設(shè)計、工藝和制造環(huán)節(jié)。在企業(yè)競爭激烈的今天，質(zhì)量對于一個企業(yè)的重要性日益明顯，沒有質(zhì)量就沒有數(shù)量，更談不上經(jīng)濟(jì)效益，所以質(zhì)量控制的重要性顯而易見；而伴隨著新技術(shù)爆炸式的發(fā)展，高速數(shù)字電路的發(fā)展，智能加工調(diào)試的延伸和大量調(diào)試數(shù)據(jù)記錄管理的需要，傳統(tǒng)的質(zhì)量控制手段已經(jīng)落后。本文選取HMS/HMD制造過程中的典型環(huán)節(jié)，對數(shù)字化質(zhì)量控制可提高方面做了闡述。具體到HMS/HMD產(chǎn)品而言，在數(shù)字化質(zhì)量控制方面，可以通過開展以下工作來改善產(chǎn)品的質(zhì)量：零件加工過程中的在線監(jiān)控、裝配調(diào)試數(shù)據(jù)的在線記錄(調(diào)試過程在網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行)、檢驗環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)的實施提交和存檔和已裝備產(chǎn)品數(shù)據(jù)的保存與追溯。

2 HMS/HMD產(chǎn)品的數(shù)字化質(zhì)量控制

2.1 零件加工過程中的在線監(jiān)控

2.1.1 生產(chǎn)現(xiàn)狀

對于目前的數(shù)字化制造技術(shù)而言，零件的在線加工是非常容易實現(xiàn)的，但是以往零件加工質(zhì)量控制只是由檢驗人員判斷其加工尺寸是否在圖樣要求的公差范圍內(nèi)，未超差即認(rèn)為合格，超差即認(rèn)為不合格，零件入庫后，其驗收數(shù)據(jù)留存在檢驗環(huán)節(jié)，不再往下流轉(zhuǎn)。對于HMS/HMD產(chǎn)品，因為是人機(jī)交互顯示產(chǎn)品，對其頭盔組件光機(jī)零件精度要求非常高，所以在實際裝配過程中，都是由裝配技師對光機(jī)零件進(jìn)行選配裝調(diào)，以保證頭盔組件的光學(xué)顯示指標(biāo)。常規(guī)的操作流程是：裝配人員從庫房中領(lǐng)取合格零件，對光學(xué)零件尺寸和機(jī)加尺寸復(fù)核，然后進(jìn)行選裝配。

2.1.2 數(shù)字化質(zhì)量控制改進(jìn)措施

對該環(huán)節(jié)設(shè)計為從零件加工初始對其數(shù)據(jù)進(jìn)行在線記錄，每道工序均可隨時在線查詢調(diào)用前道工序的加工數(shù)據(jù)，到了裝配階段，裝配技師根據(jù)加工數(shù)據(jù)選配零件，進(jìn)行零件調(diào)用裝調(diào)，形成新的部組件。這樣，可節(jié)省裝調(diào)技術(shù)人工測量和選擇零件的時間，使記錄數(shù)據(jù)可查，同時做到真正的產(chǎn)品零件級可追溯。

2.2 裝配調(diào)試數(shù)據(jù)的在線記錄(調(diào)試過程在網(wǎng)絡(luò)中)

HMS/HMD產(chǎn)品較為特殊的一點就是為了保證瞄準(zhǔn)線定位精度的高指標(biāo)要求，在生產(chǎn)調(diào)試階段要進(jìn)行大量的測試及調(diào)試計算，產(chǎn)生頭盔組件及定位傳感器的各項校正數(shù)據(jù)，將這些校正數(shù)據(jù)帶入數(shù)學(xué)模型進(jìn)行瞄準(zhǔn)線解算。

2.2.1 生產(chǎn)現(xiàn)狀

產(chǎn)品進(jìn)行調(diào)試的過程中，頭盔組件及定位傳感器的校正數(shù)據(jù)保留在調(diào)試設(shè)備中。產(chǎn)品完成交付后，對該套產(chǎn)品校正數(shù)據(jù)歸檔，進(jìn)入檔案館產(chǎn)品庫。此過程質(zhì)量控制風(fēng)險為產(chǎn)品交付屬于生產(chǎn)環(huán)節(jié)控制范圍事項，因某種原因?qū)?shù)據(jù)未及時提交檔案館時，不能及時得到閉環(huán)反饋和質(zhì)量控制。

2.2.2 數(shù)字化質(zhì)量控制改進(jìn)措施

工廠現(xiàn)已建立成熟穩(wěn)定的內(nèi)部局域網(wǎng)，而裝配車間的調(diào)試設(shè)備甚至一些高端的示波器、邏輯分析儀等都包含網(wǎng)絡(luò)端口，因此將智能調(diào)試設(shè)備(配備處理器、網(wǎng)卡)接入局域網(wǎng)，建立HMS/HMD產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫網(wǎng)絡(luò)入口，進(jìn)行產(chǎn)品調(diào)試時，在線記錄產(chǎn)品調(diào)試數(shù)據(jù)包(包括校正數(shù)據(jù)和調(diào)試中需保存的其他特征數(shù)據(jù))。調(diào)試過程在網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行，保證了調(diào)試數(shù)據(jù)包的實時在線更新。

2.3 檢驗環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)的提交和存檔

HMS/HMD產(chǎn)品檢驗環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)包括以下2部分內(nèi)容：1)產(chǎn)品的調(diào)試數(shù)據(jù)包，即頭盔組件和定位傳感器的校正數(shù)據(jù)；2)驗收履歷數(shù)據(jù)，即自檢、廠檢和軍檢的檢驗數(shù)據(jù)。

2.3.1 生產(chǎn)現(xiàn)狀

對于第1部分?jǐn)?shù)據(jù)，受制于措施和條件的限制，目前質(zhì)量控制環(huán)節(jié)尚處于空白，考慮到操作的可行性，在產(chǎn)品提交檢驗時并未對此做要求。對于第2部分?jǐn)?shù)據(jù)，文字記錄在產(chǎn)品完成交付驗收歸檔后進(jìn)行。由此帶來的直接影響是產(chǎn)品交付后，因為生產(chǎn)人員的原因，產(chǎn)品調(diào)試數(shù)據(jù)未提交或未提交正確數(shù)據(jù)給檔案館產(chǎn)品庫。

2.3.2 數(shù)字化質(zhì)量控制改進(jìn)措施

設(shè)計部門預(yù)先在局域網(wǎng)中以檢測軟件形式設(shè)置數(shù)據(jù)正確性原則，在生產(chǎn)人員將HMS/HMD產(chǎn)品交驗時，檢驗人員首先調(diào)出產(chǎn)品庫中產(chǎn)品調(diào)試數(shù)據(jù)包，在線調(diào)用數(shù)據(jù)有效性檢測軟件對調(diào)試數(shù)據(jù)包是否完整正確進(jìn)行有效性檢驗，通過此環(huán)節(jié)方可進(jìn)入下一環(huán)節(jié)產(chǎn)品驗收。

在產(chǎn)品驗收環(huán)節(jié)，同產(chǎn)品生產(chǎn)環(huán)節(jié)類似，仍是網(wǎng)絡(luò)中調(diào)試設(shè)備進(jìn)行驗收過程的數(shù)據(jù)記錄，保證完成驗收后，驗收的履歷數(shù)據(jù)實時進(jìn)入HMS/HMD產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫，為產(chǎn)品質(zhì)量追蹤提供了便利。

2.4 已裝備產(chǎn)品數(shù)據(jù)的保存與追溯

在每套產(chǎn)品的全壽命周期中，產(chǎn)品首次生產(chǎn)出廠前各個環(huán)節(jié)相對于已裝備產(chǎn)品顯然得到了更多的質(zhì)量控制和關(guān)注，但對于用戶而言，裝備后的質(zhì)量控制同樣重要。針對HMS/HMD產(chǎn)品的特點，已裝備產(chǎn)品數(shù)據(jù)的保存與追溯需要進(jìn)行下述2個方面的改善：1)返修產(chǎn)品調(diào)試數(shù)據(jù)包的更新；2)外場產(chǎn)品履歷數(shù)據(jù)的記錄。

2.4.1 生產(chǎn)現(xiàn)狀

對于返修產(chǎn)品生產(chǎn)數(shù)據(jù)的更新，質(zhì)量控制環(huán)節(jié)也屬于無要求狀態(tài)；對于外場產(chǎn)品履歷數(shù)據(jù)的記錄和追蹤，僅是在外場對產(chǎn)品的定位傳感器安裝角度在紙質(zhì)履歷本進(jìn)行記錄。帶來的負(fù)面影響是：返修產(chǎn)品重新調(diào)試后數(shù)據(jù)包已更新，但產(chǎn)品庫中調(diào)試數(shù)據(jù)包不一定能夠得到及時更新；外場如果更換定位傳感器，其安裝角度需要另外使用設(shè)備寫入，操作較為麻煩。

2.4.2 數(shù)字化質(zhì)量控制改進(jìn)措施

實施本文所述措施后，返修產(chǎn)品調(diào)試數(shù)據(jù)包的更新滯后問題將不會存在。對于外場產(chǎn)品履歷數(shù)據(jù)的記錄，可以考慮建立電子履歷本，更換定位傳感器后，HMS/HMD產(chǎn)品通過約定的電子接口與電子履歷本連接，通過機(jī)載設(shè)備多功能顯示器(MFD)進(jìn)行安裝角度裝訂，減少了隨機(jī)設(shè)備及操作的復(fù)雜度。

3 HMS/HMD產(chǎn)品的數(shù)字化質(zhì)量控制實現(xiàn)

HMS/HMD產(chǎn)品的上述數(shù)字化質(zhì)量控制的實現(xiàn)，主要解決數(shù)據(jù)獲取與保存和數(shù)據(jù)處理2個方面的問題。對于數(shù)據(jù)獲取與保存，沒有技術(shù)層次的困難，所面臨的是如何實施。鑒于工廠已具有完備穩(wěn)定的局域網(wǎng)，因此只需要將生產(chǎn)車間的調(diào)試設(shè)備對接并入局域網(wǎng)中，同時對現(xiàn)有的調(diào)試軟件增加基于網(wǎng)絡(luò)端口的通信模塊，便可實現(xiàn)數(shù)據(jù)的再現(xiàn)提交；同時，對于檔案館產(chǎn)品庫數(shù)據(jù)也要進(jìn)入局域網(wǎng)中實時管理，做到在保證數(shù)據(jù)安全的前提下在線訪問和提交。數(shù)據(jù)的物理安全，則屬于服務(wù)器管理數(shù)據(jù)備份的范疇。

4 HMS/HMD產(chǎn)品的數(shù)字化質(zhì)量控制實施目的

實施數(shù)字化質(zhì)量控制后要達(dá)到的最終目的有2個：1)生產(chǎn)、驗收和售后過程質(zhì)量可控；2)獲取HMS/HMD產(chǎn)品加工、調(diào)試數(shù)據(jù)包和履歷數(shù)據(jù)的積累，為生產(chǎn)人員及質(zhì)量部門減輕負(fù)擔(dān)，為技術(shù)人員研發(fā)后續(xù)產(chǎn)品提供數(shù)據(jù)支持。

對于第1個目的，就是為了減少生產(chǎn)、驗收和售后過程中人為差錯的因素，對各環(huán)節(jié)進(jìn)行數(shù)字驗收和有效性判斷，做到過程中可控制，過程后可追溯。

對于第2個目的，首先在生產(chǎn)過程中，裝調(diào)人員可以根據(jù)零件的公差范圍進(jìn)行選裝配，質(zhì)量部門可對近期零件加工質(zhì)量和產(chǎn)品驗收情況在線監(jiān)控，工藝人員可以對加工工藝進(jìn)行改進(jìn)分析，設(shè)計人員可以根據(jù)零件數(shù)據(jù)和產(chǎn)品數(shù)據(jù)，對產(chǎn)品設(shè)計進(jìn)行公差控制微調(diào)和產(chǎn)品精度分析。

5 結(jié)語

本文主要針對HMS/HMD產(chǎn)品的加工、裝配和調(diào)試等生產(chǎn)環(huán)節(jié)，提出了一系列數(shù)字化質(zhì)量控制措施，一部分將原有傳統(tǒng)的操作數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)化，另一部分根據(jù)現(xiàn)有數(shù)字化生產(chǎn)資源的發(fā)展情況做規(guī)劃和設(shè)計。在進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控的同時，也對產(chǎn)品數(shù)據(jù)包括校正數(shù)據(jù)和驗收履歷數(shù)據(jù)的在線提交和管理進(jìn)行數(shù)字化質(zhì)量控制措施改進(jìn)提出了良好的構(gòu)思，在保證數(shù)據(jù)得到有效管理的同時，HMS/HMD產(chǎn)品也可更好地改善質(zhì)量控制現(xiàn)狀。

責(zé)任編輯李思文

DigitalizingQualityControlofHelmetMountedSight/helmetMountedDisplay

QI Min, SONG Fanglin, HUANG Yaofeng, HUANG Liqiong

(Xi′an North Electro-Optics Science & Technology Defence Co., Ltd., Xi′an 710043, China)

Focusing on the present situation of helmet mounted sight/helmet mounted display products, the paper proposed the digitalized method of quality control. Meanwhile, it putted forward solutions to the question of submitting or managing the HMS/HMD product’s data on line.The solutions ensured the efficient management of the data and the improvement of quality control.

helmet mounted sight/helmet mounted display，data，digitalizing，quality control

TJ 85

：A

齊敏(1980-),女, 高級工程師, 工學(xué)碩士，主要從事HMS/HMD總體技術(shù)等方面的研究。

2015-01-21