基于數(shù)字驅(qū)動(dòng)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)質(zhì)量管控模式構(gòu)建

■ 邢波 許濤 何嘉輝 袁鵬 張永平/航發(fā)動(dòng)力

聚焦航空發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)過程質(zhì)量管理工作，航發(fā)動(dòng)力大修中心變革業(yè)務(wù)管控流程及手段，借助數(shù)字化方式實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)全流程質(zhì)量控制，充分挖掘數(shù)字化賦能作用、降低人為參與程度，進(jìn)一步提升產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性。

伴隨著信息化和工業(yè)化的深度融合，制造業(yè)也向著數(shù)字化和智能化邁進(jìn)。在此背景下，中國(guó)航發(fā)大力推進(jìn)運(yùn)營(yíng)管理體系與質(zhì)量管理體系融合實(shí)踐、數(shù)字化轉(zhuǎn)型等系列工作。航發(fā)動(dòng)力大修中心在實(shí)踐過程中，以實(shí)現(xiàn)卓越績(jī)效為目標(biāo)，以流程為主線，借助數(shù)字化轉(zhuǎn)型契機(jī)，全面梳理發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)質(zhì)量管理要求，將質(zhì)量管理要素融入業(yè)務(wù)活動(dòng)中，并借助數(shù)字化手段實(shí)施固化、監(jiān)控與管理，提升產(chǎn)品生產(chǎn)過程保障能力。

建設(shè)方案

基于數(shù)字驅(qū)動(dòng)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)質(zhì)量管控模式是以發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)流程為主線，對(duì)照國(guó)軍標(biāo)、生產(chǎn)程序文件、作業(yè)性文件，對(duì)各生產(chǎn)環(huán)節(jié)質(zhì)量管理要求進(jìn)行梳理匯總，形成質(zhì)量要素庫(kù)，系統(tǒng)規(guī)劃、合并各項(xiàng)業(yè)務(wù)需求，并從工藝管理、過程監(jiān)控、數(shù)據(jù)利用3個(gè)業(yè)務(wù)域形成數(shù)字化環(huán)境下質(zhì)量管理的實(shí)現(xiàn)路徑，通過開發(fā)數(shù)字化制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）對(duì)各項(xiàng)要素實(shí)現(xiàn)管控，建設(shè)過程中將防錯(cuò)應(yīng)用、可視化應(yīng)用、三示（指示、提示、警示）管理等工具方法融入生產(chǎn)過程的具體業(yè)務(wù)活動(dòng)中[1]，如圖1所示，保障產(chǎn)品的優(yōu)質(zhì)交付。

圖1 航空發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)質(zhì)量管控模式建設(shè)框架

工藝管理變革

航發(fā)動(dòng)力大修中心打破傳統(tǒng)的找圖樣、借規(guī)范的工作模式，充分應(yīng)用數(shù)字化手段，實(shí)現(xiàn)工藝文件的打包推送，借助數(shù)字化終端直觀展示工藝文件要求，指導(dǎo)具體工作開展，增強(qiáng)工藝文件指導(dǎo)性。

技術(shù)單管理結(jié)構(gòu)化集成

針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)技術(shù)單進(jìn)行模塊化處理，集成發(fā)動(dòng)機(jī)信息源，通過系統(tǒng)篩選功能識(shí)別單臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)狀態(tài)貫徹要求，實(shí)現(xiàn)技術(shù)單在線編輯，降低編制過程中人為查找引發(fā)的漏貫徹等系列問題。通過全生命周期管理功能，零件各項(xiàng)壽命數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)在線流轉(zhuǎn)，信息狀態(tài)可以實(shí)時(shí)獲取，與串件、報(bào)廢等審理功能互通、互聯(lián)，促進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)技術(shù)狀態(tài)可控。

工藝文件在線推送

對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)裝配工藝流程進(jìn)行重組處理，在工藝結(jié)構(gòu)化的基礎(chǔ)上，將臨時(shí)工藝規(guī)程、裝配質(zhì)量控制卡等內(nèi)容集成至數(shù)字化管控平臺(tái)，并與單臺(tái)生產(chǎn)計(jì)劃相關(guān)聯(lián)，在生產(chǎn)任務(wù)下發(fā)的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)工藝文件打包推送，一線操作人員可在工位在線查看相關(guān)工藝要求、工藝步驟等相關(guān)信息，實(shí)現(xiàn)工藝過程有效管理[2]，如圖2所示。

圖2 操作工位工藝文件集成示意

三維裝配導(dǎo)入

以發(fā)動(dòng)機(jī)部件裝配流程為依據(jù)，通過三維導(dǎo)示的方式，將零件裝配要求、重點(diǎn)注意事項(xiàng)等工藝規(guī)程內(nèi)容通過動(dòng)畫的形式進(jìn)行動(dòng)態(tài)展示，引導(dǎo)開展裝配步驟、操作流程等工作，利用顯性化的方式展示各工步操作要求，極大地提升了工藝文件的實(shí)效性。

過程質(zhì)量監(jiān)控

從開工前、過程中、異常問題處置3個(gè)維度對(duì)生產(chǎn)過程運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，識(shí)別過程中異常波動(dòng)點(diǎn)并及時(shí)改善，保證產(chǎn)品加工過程平穩(wěn)、有序。

開工前物料狀態(tài)監(jiān)控

物料管理工作中涉及庫(kù)位存儲(chǔ)管理、油封管理、零件返修等多項(xiàng)業(yè)務(wù)模塊。針對(duì)庫(kù)位存儲(chǔ)問題，建立了46個(gè)集中立體管理庫(kù)位，集中存儲(chǔ)周轉(zhuǎn)過程發(fā)動(dòng)機(jī)零件，預(yù)防發(fā)動(dòng)機(jī)零件混臺(tái)風(fēng)險(xiǎn)，并開發(fā)了二級(jí)庫(kù)管理功能，對(duì)單臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)齊套性進(jìn)行檢查，為后續(xù)裝配工作的開展提供了數(shù)據(jù)支撐。針對(duì)物料油封管理，引入色標(biāo)管理對(duì)零件油封狀態(tài)實(shí)施監(jiān)控，在發(fā)動(dòng)機(jī)分解結(jié)束后系統(tǒng)自動(dòng)記錄零件油封防護(hù)時(shí)間，形成油封管控臺(tái)賬，在此基礎(chǔ)上利用色標(biāo)方式，將不同油封期狀態(tài)的零件進(jìn)行區(qū)分，并自動(dòng)將即將超期零件狀態(tài)信息置頂，提醒操作人員關(guān)注油封情況，操作過程中根據(jù)動(dòng)態(tài)清單對(duì)零件油封狀態(tài)實(shí)施管控，保障了油封管控工作的精準(zhǔn)性。針對(duì)零件返修工作，借鑒二維碼技術(shù)，實(shí)現(xiàn)零件信息流在制造執(zhí)行系統(tǒng)的高效快捷傳遞，對(duì)零件及信息進(jìn)行精準(zhǔn)管理。實(shí)踐過程中，在零件修理通知單上隨機(jī)打印二維碼，在零件發(fā)出、接收過程中通過掃碼實(shí)現(xiàn)零件臺(tái)賬登記，保障數(shù)據(jù)源的準(zhǔn)確性和唯一性。同時(shí)，與庫(kù)存管理進(jìn)行集成，對(duì)整箱入庫(kù)、整箱出庫(kù)零件進(jìn)行掃碼，實(shí)現(xiàn)二級(jí)管理庫(kù)位動(dòng)態(tài)更新，精準(zhǔn)定位零件物料狀態(tài)。

作業(yè)過程中精準(zhǔn)可靠

引入數(shù)字化檢測(cè)工具，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)零件進(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)量，并將檢驗(yàn)檢測(cè)系統(tǒng)與數(shù)字化工具集成，實(shí)現(xiàn)測(cè)量數(shù)據(jù)自動(dòng)識(shí)別、自動(dòng)上傳[3]，通過過程異常數(shù)字色標(biāo)提醒方式，提醒操作人員進(jìn)行復(fù)測(cè)驗(yàn)證，解決了生產(chǎn)過程中尺寸測(cè)量的準(zhǔn)確可靠性問題，同時(shí)減少因人為因素造成零件尺寸測(cè)量不準(zhǔn)確、數(shù)值記錄錯(cuò)誤等低層次問題發(fā)生。

在此基礎(chǔ)上，開展全過程軟件記錄線上運(yùn)行，借助數(shù)字化檢測(cè)工具傳遞“定量”尺寸，保證了原始數(shù)據(jù)精準(zhǔn)可靠[4]。同時(shí)，針對(duì)“定性”內(nèi)容采用線上錄入的方式，輔助以數(shù)字化系統(tǒng)中色標(biāo)提醒的手段，增強(qiáng)軟件記錄的準(zhǔn)確性，并實(shí)現(xiàn)軟件記錄電子歸檔。發(fā)動(dòng)機(jī)軟件記錄線上管理工作的推進(jìn)，為后續(xù)實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)電子卷宗邁出了強(qiáng)有力的一步，給發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)過程中的記錄復(fù)查、數(shù)據(jù)綜合利用等方面帶來了較為深遠(yuǎn)的影響。

異常問題快速有效處置

部署了按燈系統(tǒng)，當(dāng)操作者遇到問題后，在工位按照問題分類觸發(fā)按燈功能，可以幫助快速、高效地解決問題。結(jié)合中國(guó)航發(fā)運(yùn)營(yíng)管理體系（AEOS）工作推進(jìn)，固化快速響應(yīng)管理實(shí)施工作流程（見圖3），形成每日總結(jié)回顧機(jī)制、月份統(tǒng)計(jì)分析機(jī)制，對(duì)過程中重復(fù)性質(zhì)量問題進(jìn)行全面復(fù)盤，推動(dòng)過程問題的解決。

圖3 生產(chǎn)過程快速響應(yīng)流程

數(shù)據(jù)綜合利用

建立中心級(jí)和工段級(jí)生產(chǎn)過程管控大屏：一方面，實(shí)時(shí)展示發(fā)動(dòng)機(jī)的一次試車合格率、廢品波動(dòng)等信息狀況，監(jiān)控生產(chǎn)運(yùn)行過程指標(biāo)情況；另外一方面，集成生產(chǎn)運(yùn)行過程中質(zhì)量問題等信息，通過動(dòng)態(tài)展示的形式使各級(jí)管理人員明確中心質(zhì)量運(yùn)行狀態(tài)，拉動(dòng)各級(jí)管理人員關(guān)注質(zhì)量、重視質(zhì)量，營(yíng)造全員關(guān)注質(zhì)量的文化氛圍[5]。

同時(shí)，以問題為導(dǎo)向，從長(zhǎng)期、中期、短期3個(gè)維度對(duì)試車成功度、廢品情況、質(zhì)量信息等相關(guān)內(nèi)容由各主管業(yè)務(wù)部門借助A3報(bào)告開展系統(tǒng)性分析工作，并制定相關(guān)管控舉措，確保過程質(zhì)量的持續(xù)提升。

實(shí)施效果

通過探索在數(shù)字化環(huán)境下的質(zhì)量管控模式，將生產(chǎn)過程中質(zhì)量管理要求與數(shù)字化管控系統(tǒng)相結(jié)合，取得了良好的實(shí)踐效果。有效地將現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量管理融入數(shù)字化轉(zhuǎn)型建設(shè)中，通過管理標(biāo)準(zhǔn)的固化及執(zhí)行，形成了一整套較為完整的管控體系，對(duì)生產(chǎn)過程實(shí)施運(yùn)行形成強(qiáng)有力的支撐。通過數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化處理、直達(dá)工位的工藝可視化推送、問題快速響應(yīng)及按燈系統(tǒng)的運(yùn)用等，發(fā)動(dòng)機(jī)裝配生產(chǎn)質(zhì)量得到了較好的控制，各項(xiàng)指標(biāo)顯著提升。其中，較大級(jí)以上質(zhì)量問題0次，顧客滿意度進(jìn)一步提升；一次試車成功度自94%提升至96.4%，一次交檢合格率自86%提升至94%。

結(jié)束語(yǔ)

航發(fā)動(dòng)力大修中心在生產(chǎn)過程數(shù)字化轉(zhuǎn)型背景下構(gòu)建了一套較為完整的質(zhì)量管控模式，有效地推動(dòng)了質(zhì)量管理與數(shù)字化融合，具有較高的推廣及復(fù)制價(jià)值。在后續(xù)實(shí)踐過程中，將進(jìn)一步梳理生產(chǎn)運(yùn)行過程質(zhì)量要素，并融入生產(chǎn)運(yùn)行各個(gè)具體環(huán)節(jié)中，借助信息化手段進(jìn)行固化，規(guī)范員工崗位行為習(xí)慣，促進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量提升。