從“傳統(tǒng)”走向“精準(zhǔn)”
——航空工業(yè)慶安以全要素工藝實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)精準(zhǔn)管控

馮智海 /文

近年來(lái)，航空工業(yè)的快速發(fā)展帶動(dòng)了整個(gè)航空制造業(yè)的崛起，在由傳統(tǒng)制造邁向數(shù)字化制造的同時(shí)，也實(shí)現(xiàn)了制造工藝的迅速變革。慶安要在未來(lái)的航空領(lǐng)域里策馬揚(yáng)鞭，不僅要買得起馬，更要配得好鞍。由“傳統(tǒng)”走向“精準(zhǔn)”，不僅是技術(shù)的進(jìn)步，更是一次思維方式的轉(zhuǎn)變。

“作以至精、動(dòng)以至準(zhǔn)”是航空工業(yè)慶安作動(dòng)系統(tǒng)文化內(nèi)涵的闡釋。作為一個(gè)有著六十多年歷史的航空企業(yè)，要實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級(jí)，將作動(dòng)系統(tǒng)文化真正落地，必須把精準(zhǔn)管理的思維融入工作之中，用精準(zhǔn)管理的方式開(kāi)展各項(xiàng)工作。近年來(lái)，在“兩個(gè)轉(zhuǎn)變”的牽引下，隨著制造工藝從傳統(tǒng)工藝到數(shù)控工藝再到全要素工藝的全面推進(jìn)，為公司從傳統(tǒng)制造方式向數(shù)字化制造方式乃至向柔性制造方式轉(zhuǎn)變打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，企業(yè)管理思維模式也逐漸從“傳統(tǒng)”走向“精準(zhǔn)”。

20 世紀(jì)90 年代初期，公司為了提升產(chǎn)品生產(chǎn)效率，首次引進(jìn)了第一臺(tái)數(shù)控銑床，對(duì)于一個(gè)還處在傳統(tǒng)加工思維的老企業(yè)來(lái)說(shuō)，要把這臺(tái)高科技的數(shù)控設(shè)備充分利用起來(lái)，并不是一件簡(jiǎn)單的事情。首先要解決的是產(chǎn)品數(shù)控加工工藝和數(shù)控加工程序。當(dāng)時(shí)車間工藝人員有個(gè)形象的比喻就是——買得起馬，也要配好鞍。設(shè)備可以花錢買來(lái)，可是產(chǎn)品工藝只能依靠自己來(lái)摸索。

1998 年前后，公司組建了數(shù)控加工車間，從此步入了半傳統(tǒng)機(jī)械加工和半數(shù)控加工的生產(chǎn)階段。那時(shí)，數(shù)控加工的工藝編制還處于摸索階段，生產(chǎn)效率還不能體現(xiàn)數(shù)控加工的優(yōu)勢(shì)。2008 年，隨著航空制造業(yè)的快速發(fā)展及公司型號(hào)任務(wù)的增加，傳統(tǒng)的制造方式已不能滿足公司多品種小批量且新品和批產(chǎn)高度交叉的這種復(fù)雜生產(chǎn)的模式，數(shù)字化設(shè)備開(kāi)始全面運(yùn)用到生產(chǎn)中，但現(xiàn)場(chǎng)批產(chǎn)工藝規(guī)程大部分工藝方法陳舊，工藝流程分散，無(wú)法適應(yīng)數(shù)控化生產(chǎn)。

為了發(fā)揮數(shù)控設(shè)備的加工能力，滿足生產(chǎn)需求，落實(shí)“兩個(gè)轉(zhuǎn)變”，公司提出了由傳統(tǒng)加工工藝方法向數(shù)字化加工工藝方法的轉(zhuǎn)變。從2010 年開(kāi)始，由工藝部門牽頭組織公司各機(jī)加分廠的技術(shù)人員開(kāi)始對(duì)傳統(tǒng)的機(jī)械加工工藝進(jìn)行數(shù)控化工藝改進(jìn)與優(yōu)化。經(jīng)過(guò)5 年的數(shù)控化工藝改進(jìn)，公司的加工工藝已基本完成了數(shù)控化工藝規(guī)程的編制，并在加工現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)用實(shí)施，使公司數(shù)字化加工能力顯著提升。公司一個(gè)有著1400多個(gè)加工尺寸的復(fù)雜殼體，原先利用傳統(tǒng)加工方式需要1 個(gè)月時(shí)間，經(jīng)過(guò)數(shù)字化工藝改進(jìn)后，只需60 多個(gè)小時(shí)便能加工出來(lái)，像這樣的例子在生產(chǎn)車間里已經(jīng)不是新鮮事了。

王吉?jiǎng)偸枪炯寄艽髱煿ぷ魇业氖孜患寄軐＜?，早在二十多年前，他就被職工們稱為“第一個(gè)敢吃螃蟹的人”。2002 年，公司新購(gòu)置了某型數(shù)控車削中心設(shè)備。沒(méi)有專門的設(shè)備操作培訓(xùn)資料，在他面前的只有一本全英文的設(shè)備說(shuō)明書。為了盡快掌握新設(shè)備加工技能，他對(duì)照英漢字典翻譯機(jī)床說(shuō)明書，利用工作之余向技術(shù)人員請(qǐng)教計(jì)算機(jī)編程及繪圖，快速熟練掌握了數(shù)控車削中心加工編程技術(shù)，很快使設(shè)備迅速成為公司車削生產(chǎn)主力。隨后，他針對(duì)許多關(guān)鍵零件在車削中心設(shè)備上反復(fù)摸索實(shí)驗(yàn)，自制工裝，改制形狀復(fù)雜的刀具，與工藝技術(shù)人員一起研究數(shù)控工藝加工的新方法，并把這些經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)、推廣。十幾年來(lái)，公司有許多像他這樣的一線職工陸續(xù)成長(zhǎng)起來(lái)，成為車間里數(shù)字化加工的骨干力量。他們帶動(dòng)和影響著年輕一代加工思維的轉(zhuǎn)變，有力支撐了公司數(shù)字加工技術(shù)的進(jìn)步。

航空制造水平的進(jìn)步是一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程，由傳統(tǒng)工藝方式向數(shù)字化方式轉(zhuǎn)變的過(guò)程也是一個(gè)由淺入深，逐步精細(xì)化的過(guò)程。經(jīng)過(guò)幾年的數(shù)控化工藝改進(jìn)，公司的加工工藝已基本完成了數(shù)控化工藝規(guī)程的編制，奠定了數(shù)字化工藝的基礎(chǔ)，并取得了很大成效。但是受傳統(tǒng)工藝思路的制約和對(duì)高新設(shè)備的深層次認(rèn)識(shí)不足，加工方法、思路及刀具、夾具方案等依然基于傳統(tǒng)工藝，高新設(shè)備的效能無(wú)法充分發(fā)揮，迫切需要公司不斷提升技術(shù)、技能人員能力，加深對(duì)高新設(shè)備的學(xué)習(xí)和認(rèn)識(shí)，進(jìn)而匹配高效的制造工藝、編程策略、刀具方案及匹配參數(shù)，深層次實(shí)現(xiàn)向數(shù)字化工藝的轉(zhuǎn)變。要適應(yīng)數(shù)字化工藝制造需求，需要進(jìn)行全面的工藝設(shè)計(jì)和保障，實(shí)現(xiàn)全面的技術(shù)支撐，包括工藝規(guī)程、數(shù)控程序、物料清單、裝夾方式、坐標(biāo)系零點(diǎn)、操作注意事項(xiàng)等內(nèi)容，對(duì)零件制造盡可能地進(jìn)行全面的工藝定義，從而實(shí)現(xiàn)制造過(guò)程，降低操作難度和人對(duì)產(chǎn)品制造的影響，穩(wěn)定質(zhì)量，這更是一個(gè)系統(tǒng)的精細(xì)化管理提升過(guò)程。為此2015 年全要素工藝的工作在公司全面展開(kāi)。

全要素工藝是傳統(tǒng)制造向數(shù)字化制造轉(zhuǎn)變的第二個(gè)階段，是邁向智能制造的必由之路。它是基于零件制造全過(guò)程的加工方法、工藝參數(shù)、檢測(cè)方法、工裝工具、準(zhǔn)備方法、防護(hù)要求、質(zhì)量控制要求、安全操作要求、加工時(shí)間等工藝信息的固化控制，實(shí)現(xiàn)零件加工前的離線打包目標(biāo)。

如果說(shuō)過(guò)去傳統(tǒng)加工方法是“普通設(shè)備+技能水平”的傳統(tǒng)制造方式，那么經(jīng)過(guò)全要素工藝固化后的數(shù)字化加工方法就是依靠“數(shù)控設(shè)備+工藝定義”的制造方式，降低了技能要求和復(fù)雜度，減少人為因素對(duì)工藝穩(wěn)定性的影響。

公司二廠的生產(chǎn)負(fù)責(zé)人介紹，全要素工藝推進(jìn)之前，分廠已經(jīng)進(jìn)行了大范圍的數(shù)控化工藝改造，然而受制于工藝思路的制約和對(duì)高新設(shè)備的深層次認(rèn)識(shí)不足，有了數(shù)控化工藝的“形”，依然缺少數(shù)控化的“神”，雖然基于高新設(shè)備進(jìn)行了工序的集中，但加工工藝不夠清晰，難以全面指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)制造甚至未考慮細(xì)節(jié)，工藝無(wú)法執(zhí)行或者加工質(zhì)量波動(dòng)很大、問(wèn)題多。

因此，實(shí)施全要素工藝的固化工作是公司全面實(shí)現(xiàn)“兩個(gè)轉(zhuǎn)變”的必由之路，更是公司落實(shí)精準(zhǔn)管理目標(biāo)的一次具體實(shí)踐。但在2015 年剛開(kāi)始推進(jìn)全要素工藝時(shí)，遇到最大的困難不僅來(lái)自工藝技術(shù)本身，還有員工的思想壓力。全要素工藝的推進(jìn)需要對(duì)整個(gè)公司批產(chǎn)的幾千項(xiàng)零件的工藝規(guī)程逐一進(jìn)行梳理，工作量之大可想而知。如何實(shí)現(xiàn)數(shù)以十萬(wàn)計(jì)的物料補(bǔ)充和準(zhǔn)確配送，如何實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)工藝要素的回歸和固化等一系列的困難都在等著一一解決。

對(duì)于這種情況，工藝技術(shù)部門的主管高師和主管人員經(jīng)常深入車間，就全要素細(xì)化的重要性及現(xiàn)行數(shù)控化工藝規(guī)程中的不足之處進(jìn)行耐心講解，再與先進(jìn)企業(yè)的工藝規(guī)程的編制進(jìn)行對(duì)比，使工藝人員了解工藝自身的不足及與先進(jìn)企業(yè)的差距。

2018 年是全要素工藝實(shí)施的沖刺階段，從年初開(kāi)始，工藝部門組織二廠的生產(chǎn)部門、IMS 項(xiàng)目辦公室的相關(guān)人員對(duì)全要素回歸與固化從生產(chǎn)準(zhǔn)備、工藝固化、錄入模塊、錄入要求等細(xì)節(jié)共進(jìn)行了8 次專題討論會(huì)，制訂出各方都認(rèn)可的實(shí)施方案。

補(bǔ)短板。二廠作為全要素工藝實(shí)施的主要單位，面對(duì)工藝能力的不足，采用“技術(shù)+技能”聯(lián)合攻關(guān)的方式，快速提升工藝能力。分廠先后成立了五軸攻關(guān)團(tuán)隊(duì)、車銑復(fù)合攻關(guān)團(tuán)隊(duì)、錐齒輪加工團(tuán)隊(duì)等，通過(guò)技術(shù)技能人員的聯(lián)合，發(fā)揮工藝技術(shù)的指導(dǎo)優(yōu)勢(shì)和技能人員的實(shí)踐優(yōu)勢(shì)，相互彌補(bǔ)發(fā)揮出“1+1 ＞2”的作用，快速形成能力的同時(shí)，以點(diǎn)帶面實(shí)現(xiàn)全面提升工藝能力。

信息化。通過(guò)CAPP 系統(tǒng)的應(yīng)用，完善全要素工藝模板，推進(jìn)物料信息的信息化管理，實(shí)現(xiàn)一物一碼的精確管理。對(duì)生產(chǎn)物料需求進(jìn)行報(bào)送，結(jié)合物料流水消耗信息進(jìn)行預(yù)警和補(bǔ)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)基本保障物料庫(kù)存。

強(qiáng)管控。完善工藝的頂層設(shè)計(jì)，降低生產(chǎn)準(zhǔn)備的復(fù)雜度和管控難度。通過(guò)發(fā)揮技術(shù)、技能骨干作用，對(duì)物料進(jìn)行梳理和甄別，開(kāi)展“降品種，建立優(yōu)選庫(kù)”工作，削減物料種類，進(jìn)行規(guī)范化選擇，完成銑削類、車削類刀具的優(yōu)選降品種工作，使數(shù)千種刀具種類降幅達(dá)到70%。

抓攻關(guān)。成立生產(chǎn)準(zhǔn)備攻關(guān)團(tuán)隊(duì)，提升生產(chǎn)準(zhǔn)備效率和質(zhì)量。將問(wèn)題從管理上進(jìn)行解決，形成制度及管理規(guī)范；針對(duì)系統(tǒng)性問(wèn)題形成專項(xiàng)課題，通過(guò)系統(tǒng)地組織制訂解決方案，并根據(jù)具體情況完善生產(chǎn)準(zhǔn)備制度。以203 車間為試點(diǎn)對(duì)裝刀、對(duì)刀工作模式，從人員配置上做了調(diào)整，優(yōu)先安排高水平準(zhǔn)備人員對(duì)203 車間進(jìn)行全面裝刀工作，已完成1650 余個(gè)刀柄、刀具的安裝和對(duì)刀工作，減少了工人因裝刀而造成的設(shè)備停滯問(wèn)題，提升了工人有效工作時(shí)間和設(shè)備切削時(shí)間。

制度化。利用現(xiàn)場(chǎng)人員加工寫實(shí)回歸，工藝進(jìn)行固化的方式完善工藝要素。采用制度考核、專項(xiàng)計(jì)劃牽引、推進(jìn)成效激勵(lì)等手段降低操作復(fù)雜度，提高效率和質(zhì)量，通過(guò)幾輪的迭代，不斷趨于完善和穩(wěn)定。

通過(guò)這一系列措施的逐步推進(jìn)，使全要素工藝的固化工作得到了落實(shí)，實(shí)現(xiàn)了工藝軟實(shí)力的提升，技能隊(duì)伍得到鍛煉，生產(chǎn)計(jì)劃和組織方式的自由度和靈活度顯著增加，管理精細(xì)化水平不斷提高，機(jī)加效能顯著釋放，二廠的設(shè)備利用率穩(wěn)步提升，產(chǎn)品交付完成率持續(xù)向好。各單位目前對(duì)全要素工藝的認(rèn)識(shí)普遍認(rèn)同。

二廠技術(shù)室負(fù)責(zé)人介紹說(shuō)，全要素工藝回歸與固化是數(shù)控設(shè)備生產(chǎn)準(zhǔn)備包管理模式中最為關(guān)鍵和重要的環(huán)節(jié)，是生產(chǎn)準(zhǔn)備“照方抓藥”的基礎(chǔ)。以信息化手段進(jìn)行回歸及固化，以優(yōu)選刀具庫(kù)為依托，優(yōu)化切削參數(shù)，固化歸檔驗(yàn)證正確的數(shù)控程序，提升了數(shù)控程序編制質(zhì)量。通過(guò)生產(chǎn)準(zhǔn)備清單，規(guī)范準(zhǔn)備業(yè)務(wù)，提高準(zhǔn)備包齊套率，縮短準(zhǔn)備時(shí)間60%以上，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)管控的精準(zhǔn)高效。

截至目前，全要素工藝回歸與固化已完成涉及500 項(xiàng)批產(chǎn)零件的1195 道工序的回歸和固化后PLM系統(tǒng)工藝規(guī)程的錄入工作。經(jīng)過(guò)回歸和固化的工藝規(guī)程，從刀具數(shù)據(jù)庫(kù)的建立到加工的準(zhǔn)備、加工的具體步驟、質(zhì)量的保證已能指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)，規(guī)范了優(yōu)選刀具庫(kù)的建立，避免了在生產(chǎn)加工過(guò)程中的隨意性，同時(shí)也規(guī)范了生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的工藝紀(jì)律。

公司實(shí)行全要素工藝回歸與固化以后，針對(duì)所加工的零件建立了優(yōu)選刀具庫(kù)，以優(yōu)選刀具庫(kù)為依托，規(guī)范數(shù)控加工過(guò)程中具體的加工步驟、刀具的選用、設(shè)備的選取，嚴(yán)格執(zhí)行工藝紀(jì)律，不以生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)不同的操作工人的意志來(lái)進(jìn)行隨意的加工生產(chǎn)，解決了現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備與工藝資料兩張皮的問(wèn)題，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際使用的刀具有工藝人員對(duì)照優(yōu)選刀具庫(kù)全部轉(zhuǎn)換對(duì)應(yīng)的優(yōu)選刀具，有效支撐準(zhǔn)備可達(dá)。同時(shí)，聯(lián)系信息化將CAPP與ERP 進(jìn)行集成，開(kāi)通生產(chǎn)準(zhǔn)備申請(qǐng)模塊，數(shù)控準(zhǔn)備組通過(guò)該模塊將生成的生產(chǎn)準(zhǔn)備清單，提交倉(cāng)儲(chǔ)打包準(zhǔn)備，規(guī)范準(zhǔn)備業(yè)務(wù)，提高準(zhǔn)備包齊套率。