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航空发动机协同制造技术状态管理研究与应用

2018/10/30    来源:e-works    作者:邓乐富  王胜强      
关键字:协同制造技术  航空发动  
在航空发动机的生产现场,对技术状态的管理和控制是保证航空发动机产品质量的一个重要控制因素和手段。

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    航空发动机制造厂的科研生产具有产品结构复杂、研制型号多、研制周期长、技术密集、制造加工专业多、风险高的特点。在航空发动机的生产现场经常多个型号混线生产,加工难度高,同时各种技术通知、工艺更改等各类技术文件需要进行落实。使用人工管理手段来落实技术状态管理的复杂局面,经常会出现各种错误,造成航机研制生产过程中的质量问题。因此企业急需梳理制造过程中技术状态管理要素,建立技术状态控制网络,在整个型号研制过程中对产品技术状态进行严格的质量管理和动态控制,保障技术状态管理工作有效地开展。

1 技术状态管理的实施背景

    在航空发动机的生产现场,对技术状态的管理和控制是保证航空发动机产品质量的一个重要控制因素和手段。但是技术状态管理与控制的现状并不令人满意,存在如下问题:相关技术资料版本管理方式本身的不足,多文件多版本组合的有效性、追溯性差,导致生产现场技术文件贯彻不及时,现场技术状态无法控制;目前工艺过程的技术状态管理基本按照传统的管理模式进行,工艺活动与工艺数据分散在相关职能业务部门和生产中心,执行的有效性、及时性和数据的准确性完全依赖于个人的责任心和技术能力水平,过程的综合管控能力差;实物技术状态信息分散、信息传递闭塞,流程卡各车间管理方式不一致,存在漏贯技术文件的风险,仓储实物不能达到“自证状态”,装配配料也不了解“可用状态”,出库过程不具备条件进行有效检验,“供需检”三方存在许多业务漏洞;制造过程产生的数据分别存储PDMERPMES等系统中,未实现无缝链接,导致实物关联信息不能有机结合,全流程技术状态管控存在断点,无法管控到位。因此通过信息化手段来实现设计与制造过程中的技术状态管理成为当务之急。

    借助信息平台,实现制造过程中贯彻管理技术状态控制,保障制造过程中技术文件贯彻不漏项,实现技术状态信息显现化、集成共享化,解决信息零散、互通的问题,同时通过制造过程中的技术状态控制重点解决制造过程中如何快速获取加工过程中零件投产本批次适用的技术文件有哪些以及技术文件从哪个批次开始贯彻或已贯彻到哪些批次,以及相关实物加工处于哪个状态,装配配料需要哪些状态的实物,下料、计划、检验、质量、装配等各环节如何快捷获得有效的技术文件等信息。

    在生产现场,技术状态管理主要需要控制如下几个关键点:

    投产前状态——生产准备:技术文件是否正确齐备(流程卡);

    入库前状态——产品检验:是否获取完整的技术、检验信息(合格证);

    装配前状态——配料出库:实物技术状态自描述、最新可用状态范围(配料清单)。

2 技术状态管理的方案设计

    技术状态包服务是我们通过信息化手段,管理设计、工艺更改的内容,实现生产过程的执行的重要概念:采用面向生产过程管理技术文件,对技术文件的“集合状态”进行版本管理;通过技术状态包的版本管理、更改管理与生产现场的批次管理进行对接;通过在PDM系统中建立技术状态库,向生产系统、检验系统、质量系统、设计系统提供“技术状态包服务”,来达到对三个关键控制点技术状态的管控。

技术状态包服务

图1 技术状态包服务

    在技术状态包的支持下,可实现实物技术状态控制的主体流程如图2:

实物技术状态控制主体流程

图2 实物技术状态控制主体流程

    具体的信息化手段通过PDM系统和与其它系统的接口实现,详述如下:

    2.1 PDM系统中技术状态资料数据结构

   技术状态资料数据结构

图3 技术状态资料数据结构

    在PDM系统中,使用版本管理来实现技术状态管理。针对每个图号、每个车间都可以定义对应的技术状态包,其编码规则为“图号+车间号+JSZT”。技术状态对象包含“在制品/已制品受影响”关系和“在制品/已制品不受影响”关系。可以为每个技术状态包定义技术状态版本,版本编码规则为:主版本为字母,次版本为三位数字,中间通过“.”分隔,主版本决定实物技术状态的可用性。当主版本升版时,表示需要对在制品、已制品进行处理。技术状态版本包含“设计技术状态资料”关系、“工艺技术状态资料”关系、“检验技术状态资料”关系。技术状态资料发布前,如果需要对在制品、已制品进行处理,则关联到技术状态的“在制品/已制品受影响”关系中,否则关联到“在制品/已制品不受影响”的关系中。

    2.2 制造过程中技术状态管理过程

制造过程中技术状态管理过程

图4 制造过程中技术状态管理过程

    设计员和工艺员,可通过图号在线获取所有车间主物料数据,以及主物料数据关联的批次号、在制品、已制品、返修单、报废单信息信息,以便评估设计变更或者工艺变更的影响范围,工艺员可及时对在制品设置禁止报工、已制品禁止出库,以便及时控制废品率和返修成本,流程卡需要记录每道工序采用的技术状态包及对应版本号。生产过程中,ERP\MES报工环节也需要填写该工序使用的技术状态版本号,从而实现工序级的技术状态管理,计划员根据技术文件分发贯彻情况,取消在制品的禁止报工条件,实现计划员对现场实物状态的控制,车间检验和产品检验都可以通过Web系统随时查看对应的技术状态资料,流程卡、合格证上均进行技术状态标识。

    2.3 制造过程中实物技术状态贯彻过程

    设计员和工艺员在创建更改单、通知单、临时资料、偏离许可等文件的时候,根据需要调用ERP系统的WebService服务获取与该图号相关联的所有在制品、已制品等信息。PDM系统展示ERP系统反馈的数据,及时了解ERP系统的情况,为在制品处理意见提供依据;在PDM系统中根据物料编号,对每条物料开具独立的处理意见。工艺员还可以创建和维护技术状态集,并关联新的设计、工艺等技术资料。

    如果ERP系统无在制品,计划员调用MRP订单创建流程卡的时候,依据图号调用PDM系统的WebService服务获取最新版本的技术状态集ID,将订单与技术状态集ID号关联,同时PDM系统中的技术状态集也会自动与订单号关联。计划员将所有技术状态资料准备齐全后,一起提交到生产现场。

    如果ERP系统存在在制品,根据变更需要,调用MES、ERP系统的WebService服务,不允许相关联的在制品开工、报工和入库。如果在制品需要返修或者报废,由车间检验员在ERP中生成返修单或者报废单。报废单关联当前加工的技术状态集(ID+版本)。

    如果ERP系统存在已制品,根据变更需要,调用ERP系统的WebService服务,禁止已制品出库。如果已制品需要返修或者报废,由中央仓库检验员在ERP中生成返修单或者报废单。返修单关联订单号,返修前的技术状态集(ID+版本)以及返修的技术状态集(ID+版本)。报废单关联当前加工的技术状态集(ID+版本)。车间检验员根据流程卡上的订单与技术状态集ID,在Web系统获取所有的技术状态资料,检查现场的技术状态与流程卡关联的技术状态,以及最新的技术状态之间的差异,分析产品检验结果是否合格。将合格产品随合格证、审理单等信息入中央仓库。装配车间依据配料清单、订单等信息从中央仓库、成附件库领料。装配车间根据配送产品的订单批次信息,获取技术状态ID,调用Web界面获取产品相关的所有技术状态资料,根据技术状态资料确保领料符合最新实物技术状态。

3 技术状态管理的实施效果

    通过技术状态管理的实施,能够在研制生产的全过程中提供相应的功能,保证设计、工艺、实物等生产准备、成品检验、配料出库的技术状态准确,为航机制造过程实现分阶段规范性管理控制,降低型号研制风险,提高顾客满意度提供了有效的保证手段。

    3.1 工艺准备阶段

    工艺员在PDM系统中按图号组织、建立并维护技术状态包,同时对技术状态包进行版本管理,工艺资料审签流程结束后自动维护技术状态包版本,主版本号为字母,次版本号为数字,主版本号决定实物的可用性,根据“对在制品/已制品的影响”自动决定升主版本还是次版本,工艺员维护工艺文件有效性信息:换版、更改即时生效,指定批次有效性,时间有效性等。

工艺员在PDM系统中角色

图5 工艺员在PDM系统中角色

    3.2 生产准备阶段

    计划员在下订单时需要向PDM提供批次号,PDM系统提供技术状态包版本及技术状态清单;计划员在ERP中根据MRP订单打印流程卡前,将技术状态集ID+版本号维护到MRP订单中,也将批次号保存到技术状态集中,同时将技术状态集ID+版本号,打印在流程卡上。没有技术状态信息的MRP订单是不允许打印的。产品报工的时候,需要输入当前实际使用的技术状态集版本号,才允许完成报工。ERP系统需要将该版本号与报工数据关联。这样就可以通过各个阶段的报工数据查找实际的技术状态资料。

计划员在PDM系统中角色

图6 计划员在PDM系统中角色

    3.3 成检阶段

    成品检验阶段,检验员拿到零件和流程卡,在ERP系统,查询图号的技术状态情况,比对当前版本号和流程卡上的版本号,如果大版本不一致则零件存在问题,不允许开具合格证;比对流程卡附加的技术资料是否完整正确。确认零件属于合格品后,在ERP中开具合格证,ERP自动标示技术状态包版本号。

成品检验员在PDM系统中角色

图7 成品检验员在PDM系统中角色

    3.4 配料阶段

    在根据配料清单出库时,检验员查看合格证,根据合格证上的技术状态包版本号决定零件是否可用,如果不可用则将零件报废。

配料检验员在PDM系统中角色

图8 配料检验员在PDM系统中角色

责任编辑:程玥
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