航空發(fā)動機葉片數(shù)字化修理的應用

■ 陳凌瀚 李娟 郭連平 彭中亞 楊剛 周博鑫/成都航利（集團）實業(yè)有限公司

0 引言

目前大多數(shù)修理廠仍然采用紙質工藝和紙質工卡的運行模式，通過紙質工藝指導現(xiàn)場工作，利用紙質工卡進行修理過程的質量記錄。紙質工卡有以下缺點：

1）紙張易損壞，不易保存，不利于工作中使用和后期審查；

2）由于發(fā)動機葉片數(shù)量多、修理流程復雜，質量記錄繁多，紙質工卡查詢耗時且查詢煩瑣、困難；

3）紙質工卡歸檔后一般統(tǒng)一存于檔案室，調取耗時耗力；

4）紙質工卡不利于生產安排、進度查詢、生產統(tǒng)計等管理活動；

5）紙質工卡需獨立編制，與工藝的關聯(lián)性不強。

采用數(shù)字化修理方式可以彌補傳統(tǒng)修理模式的局限性，提高生產效率，方便生產管理，降低運營成本。

1 “以故檢為中心”的數(shù)字化修理

數(shù)字化修理是將信息技術、維修理論、修理經驗、生產實際進行有機結合的維修方式。與生產制造不同，實際修理中，由于發(fā)動機使用工況不同、壽命不同，故障情況十分復雜，需要根據不同的故障模式進行不同方式的修理，因此提出“以故檢為中心”的數(shù)字化修理模式，增設故檢作業(yè)工程師一職，以故檢作為判定修理流程的中心樞紐，結合數(shù)字化手段，將生產中涉及的修理流程、物料、消耗、人員資質等相關因素全部以信息化方式整合至修理流程中，以數(shù)字化工卡為修理過程的載體，使其承載指導維修作業(yè)、落實技術要求、精準管理生產任務、拉動修理資源配置和追溯質量記錄等功能。

2 基于IETM 的結構化工藝文件

目前企業(yè)內部工藝文件多是基于Word 文檔，編輯內容后通過手動標準化達到格式統(tǒng)一，效率較低且容易出錯。常規(guī)工藝文件中雖然加入了產品、設備、工裝、輔材等相關物資，但與實際生產中的消耗沒有直接關聯(lián)，與現(xiàn)場情況脫離。

本文涉及的結構化工藝文件以西門子公司TC（TeamCenter）系統(tǒng)為基礎，綜合IETM（裝備交互式電子技術手冊）相關技術，以結構化的方式固定工藝模板，只需將工藝的具體內容填入模板即可實現(xiàn)工藝文件的高度標準化。同時建立與ERP（企業(yè)資源計劃）關聯(lián)的工藝資源庫，以引用的方式插入工藝文件中，實現(xiàn)了工藝資源與實際生產資源的關聯(lián)，做到了兩者的統(tǒng)一。

結構化工藝文件具體可分為總則、總圖、前置準備、工作內容、收尾工作5 個模塊，工作內容中插入具體的工序，根據類型的不同工序又分為清洗、故檢、修理、微分測量等不同模板（見圖1），每個工序中除了包含工藝規(guī)定的具體工步以外，還可關聯(lián)ERP 資源庫中實際需要的工藝資源，并將質量記錄編輯至工序中，作為工卡質量依據，為后續(xù)工藝直接生成工卡打下基礎。

圖1 發(fā)動機葉片修理結構化工藝的結構示意圖

結構化工藝文件中的所有資源均來自于經過標準化的ERP 工藝資源庫。工藝資源庫用于工藝資源的匯總整理，并以適當?shù)慕Y構方式存儲，可供結構化工藝文件編制時引用，使工藝資源與現(xiàn)場實際同源，方便統(tǒng)一管理。

3 數(shù)字工卡的實際應用

編制完成結構化工藝文件后，技術員通過選擇工藝中的各個質量記錄形成數(shù)字工卡。數(shù)字工卡不僅可以指導現(xiàn)場的具體生產操作，還可實時記錄執(zhí)行情況和檢驗結果。同時針對葉片單件各異的情況，對葉片實行單件管理，可實現(xiàn)對單件葉片修理過程的全流程追溯。

如圖2 所示，數(shù)字工卡運行模式采取“以故檢為中心”原則，根據維修方案分為分解、清洗、故檢、修理、配臺5 個階段，所有階段均在數(shù)字工卡客戶端進行報工、檢驗以及相關質量記錄的填寫。

圖2 “以故檢為中心”的葉片修理流程

故檢階段為整個修理的中心，故檢人員在該階段錄入葉片單件信息，葉片進入單件管理。故檢人員對每件葉片的故障情況進行檢查、錄入，并將故障具體情況提交至故檢作業(yè)工程師。故檢作業(yè)工程師根據故障模式為每件葉片選擇單張或多張修理工卡，超出修理標準的則進行換件處理。

修理工卡下發(fā)至修理班組后，按修理工卡進行產品修理。操作人員參照數(shù)字工卡界面的工步內容進行修理，并將質量記錄填入工卡。修理過程中如果發(fā)現(xiàn)檢驗不合格、其他故障情況或操作者無法處理情況等，可將情況提交給故檢作業(yè)工程師，故檢作業(yè)工程師通過到現(xiàn)場查看零件確定故障情況，再下發(fā)新的修理指令。

4 發(fā)動機葉片數(shù)字化修理優(yōu)勢

發(fā)動機葉片實現(xiàn)了數(shù)字化修理后，不僅便于技術、生產管理，保證單件葉片質量記錄可追溯，也為資產管理、財務系統(tǒng)等提供了數(shù)據幫助。

1）技術狀態(tài)管理

數(shù)字化修理中，基于IETM 的數(shù)字化工藝系統(tǒng)覆蓋了上游設計所和制造廠設計圖樣、實際技術文件及工藝文件、試修準備過程中形成的各類文件資料等，同時規(guī)范了技術文件的數(shù)字化審批、發(fā)放、更改管理機制，保證了技術狀態(tài)的有效性。

2）修理質量管理

原有管理模式中，葉片修理工卡包含的內容較少，具體執(zhí)行步驟均包含在紙質工藝內。實行數(shù)字化管理后，能夠將工藝規(guī)程、技術標準、設備工裝等信息同步傳遞至數(shù)字工卡中，為完成產品修理提供資源和技術指導，保證了修理質量。數(shù)字工卡的質量記錄易查詢、可永久保存，并以單件葉片形式進行管理，提高了質量管理精度，質量可追溯性也大大提高。

3）生產管理

葉片實現(xiàn)數(shù)字化修理后，提高了生產管理效率。管理者通過ERP 以及生產看板的關聯(lián)，可追蹤單件葉片的修理流程，大大便利了生產監(jiān)控和進度安排。同時，數(shù)字化信息更便于生產統(tǒng)計，可通過大數(shù)據分析生產瓶頸，輔助管理者提高生產效率。

4）財務管理

通過數(shù)字工卡關聯(lián)的物資領用、設備損耗、人工工時、輔材消耗等建立葉片修理成本模型，既可作為未來采購計劃的支撐數(shù)據，也可計算出相對準確的消耗定額、修理成本，提高了財務的管理能力。

5 結論

航空發(fā)動機葉片數(shù)字化修理，采取“以故檢為中心”的修理模式，基于IETM 技術編制數(shù)字化工藝文件，結合ERP 系統(tǒng)生成數(shù)字工卡指導現(xiàn)場生產，通過整合各相關工藝資源，使各業(yè)務環(huán)節(jié)建立更緊密的聯(lián)系。修理單位通過對修理過程各環(huán)節(jié)數(shù)據的及時采集、分析，形成對技術狀態(tài)的把控，對修理生產的管理，對財務系統(tǒng)的數(shù)據支持。

實現(xiàn)航空發(fā)動機葉片數(shù)字化修理作為信息化建設的核心這一目標，需要企業(yè)建立適合企業(yè)戰(zhàn)略發(fā)展的信息化平臺架構，加大數(shù)字化技術的研發(fā)投入，有重點地突破修理環(huán)節(jié)的關鍵技術，逐步提升信息化修理創(chuàng)新能力，從而實現(xiàn)新裝備修理模式的跨越和轉變。