基于數字驅動的航空發動機生產質量管控模式構建

聚焦航空發動機生產過程質量管理工作,航發動力大修中心變革業務管控流程及手段,借助數字化方式實現發動機生產全流程質量控制,充分挖掘數字化賦能作用、降低人為參與程度,進一步提升產品質量穩定性。



伴隨著信息化和工業化的深度融合,制造業也向著數字化和智能化邁進。在此背景下,中國航發大力推進運營管理體系與質量管理體系融合實踐、數字化轉型等系列工作。航發動力大修中心在實踐過程中,以實現卓越績效為目標,以流程為主線,借助數字化轉型契機,全面梳理發動機生產質量管理要求,將質量管理要素融入業務活動中,并借助數字化手段實施固化、監控與管理,提升產品生產過程保障能力



建設方案


基于數字驅動的航空發動機生產質量管控模式是以發動機生產流程為主線,對照國軍標、生產程序文件、作業性文件,對各生產環節質量管理要求進行梳理匯總,形成質量要素庫,系統規劃、合并各項業務需求,并從工藝管理、過程監控、數據利用3個業務域形成數字化環境下質量管理的實現路徑,通過開發數字化制造執行系統(MES)對各項要素實現管控,建設過程中將防錯應用、可視化應用、三示(指示、提示、警示)管理等工具方法融入生產過程的具體業務活動中,如圖1所示,保障產品的優質交付。


基于數字驅動的航空發動機生產質量管控模式構建的圖1

圖1   航空發動機生產質量管控模式建設框架



工藝管理變革

 

航發動力大修中心打破傳統的找圖樣、借規范的工作模式,充分應用數字化手段,實現工藝文件的打包推送,借助數字化終端直觀展示工藝文件要求,指導具體工作開展,增強工藝文件指導性。


技術單管理結構化集成


針對發動機生產技術單進行模塊化處理,集成發動機信息源,通過系統篩選功能識別單臺發動機技術狀態貫徹要求,實現技術單在線編輯,降低編制過程中人為查找引發的漏貫徹等系列問題。通過全生命周期管理功能,零件各項壽命數據實現在線流轉,信息狀態可以實時獲取,與串件、報廢等審理功能互通、互聯,促進發動機生產技術狀態可控。


工藝文件在線推送


對發動機裝配工藝流程進行重組處理,在工藝結構化的基礎上,將臨時工藝規程、裝配質量控制卡等內容集成至數字化管控平臺,并與單臺生產計劃相關聯,在生產任務下發的同時,實現工藝文件打包推送,一線操作人員可在工位在線查看相關工藝要求、工藝步驟等相關信息,實現工藝過程有效管理,如圖2所示。


基于數字驅動的航空發動機生產質量管控模式構建的圖2

圖2   操作工位工藝文件集成示意


三維裝配導入


以發動機部件裝配流程為依據,通過三維導示的方式,將零件裝配要求、重點注意事項等工藝規程內容通過動畫的形式進行動態展示,引導開展裝配步驟、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效性。



過程質量監控


從開工前、過程中、異常問題處置3個維度對生產過程運行情況進行實時監控,識別過程中異常波動點并及時改善,保證產品加工過程平穩、有序。


開工前物料狀態監控


物料管理工作中涉及庫位存儲管理、油封管理、零件返修等多項業務模塊。針對庫位存儲問題,建立了46個集中立體管理庫位,集中存儲周轉過程發動機零件,預防發動機零件混臺風險,并開發了二級庫管理功能,對單臺發動機齊套性進行檢查,為后續裝配工作的開展提供了數據支撐。針對物料油封管理,引入色標管理對零件油封狀態實施監控,在發動機分解結束后系統自動記錄零件油封防護時間,形成油封管控臺賬,在此基礎上利用色標方式,將不同油封期狀態的零件進行區分,并自動將即將超期零件狀態信息置頂,提醒操作人員關注油封情況,操作過程中根據動態清單對零件油封狀態實施管控,保障了油封管控工作的精準性。針對零件返修工作,借鑒二維碼技術,實現零件信息流在制造執行系統的高效快捷傳遞,對零件及信息進行精準管理。實踐過程中,在零件修理通知單上隨機打印二維碼,在零件發出、接收過程中通過掃碼實現零件臺賬登記,保障數據源的準確性和唯一性。同時,與庫存管理進行集成,對整箱入庫、整箱出庫零件進行掃碼,實現二級管理庫位動態更新,精準定位零件物料狀態。


作業過程中精準可靠


引入數字化檢測工具,對發動機零件進行精準測量,并將檢驗檢測系統與數字化工具集成,實現測量數據自動識別、自動上傳,通過過程異常數字色標提醒方式,提醒操作人員進行復測驗證,解決了生產過程中尺寸測量的準確可靠性問題,同時減少因人為因素造成零件尺寸測量不準確、數值記錄錯誤等低層次問題發生。


在此基礎上,開展全過程軟件記錄線上運行,借助數字化檢測工具傳遞“定量”尺寸,保證了原始數據精準可靠。同時,針對“定性”內容采用線上錄入的方式,輔助以數字化系統中色標提醒的手段,增強軟件記錄的準確性,并實現軟件記錄電子歸檔。發動機軟件記錄線上管理工作的推進,為后續實現發動機電子卷宗邁出了強有力的一步,給發動機生產過程中的記錄復查、數據綜合利用等方面帶來了較為深遠的影響。


異常問題快速有效處置


部署了按燈系統,當操作者遇到問題后,在工位按照問題分類觸發按燈功能,可以幫助快速、高效地解決問題。結合中國航發運營管理體系(AEOS)工作推進,固化快速響應管理實施工作流程(見圖3),形成每日總結回顧機制、月份統計分析機制,對過程中重復性質量問題進行全面復盤,推動過程問題的解決。


基于數字驅動的航空發動機生產質量管控模式構建的圖3

圖3   生產過程快速響應流程



數據綜合利用


建立中心級和工段級生產過程管控大屏:一方面,實時展示發動機的一次試車合格率、廢品波動等信息狀況,監控生產運行過程指標情況;另外一方面,集成生產運行過程中質量問題等信息,通過動態展示的形式使各級管理人員明確中心質量運行狀態,拉動各級管理人員關注質量、重視質量,營造全員關注質量的文化氛圍。


同時,以問題為導向,從長期、中期、短期3個維度對試車成功度、廢品情況、質量信息等相關內容由各主管業務部門借助A3報告開展系統性分析工作,并制定相關管控舉措,確保過程質量的持續提升。



實施效果


通過探索在數字化環境下的質量管控模式,將生產過程中質量管理要求與數字化管控系統相結合,取得了良好的實踐效果。有效地將現場質量管理融入數字化轉型建設中,通過管理標準的固化及執行,形成了一整套較為完整的管控體系,對生產過程實施運行形成強有力的支撐。通過數據的結構化處理、直達工位的工藝可視化推送、問題快速響應及按燈系統的運用等,發動機裝配生產質量得到了較好的控制,各項指標顯著提升。其中,較大級以上質量問題0次,顧客滿意度進一步提升;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%。



結束語

 

航發動力大修中心在生產過程數字化轉型背景下構建了一套較為完整的質量管控模式,有效地推動了質量管理與數字化融合,具有較高的推廣及復制價值。在后續實踐過程中,將進一步梳理生產運行過程質量要素,并融入生產運行各個具體環節中,借助信息化手段進行固化,規范員工崗位行為習慣,促進產品質量提升。


原文刊載于《航空動力》2023年 第3期


責任編輯:羅彧

美術編輯:陳健

文章來源:航空動力期刊

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