航空發動機故檢流程的標準化與信息化

蔡雪豪 任忠朝 劉清 許爐明

摘 要：本文針對傳統發動機零部件外觀故障檢驗流程所存在的一些弊端，結合XX公司信息化發展戰略，依托信息化建設思路，對故檢表格進行標準化，電子化，實現故檢信息的在線流通，進而實現故檢工作的信息化，提升了故檢效率。

關鍵詞：故障檢驗；信息化；標準化

中圖分類號：V268.7 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）15-0095-03

1 前言

航空發動機作為“現代工業皇冠上的明珠”[1]，是衡量一個國家綜合科技水平、科技工業基礎實力和綜合國力的重要標志。我國作為一個工業大國，但還不是工業強國，工業水平與世界先進水平還有很大差距，航空發動機研制生產水平也與世界一流水平有著不小的差距，而工業4.0是繼機械化、自動化、信息化等工業革命之后，以智能化為典型特征的產業革命，工業4.0時代的商業模式、生產模式、經濟范式都發生了重大變革[2]。這將會給我們國家的航空工業一次難得的彎道超車機會，而且我國提出了《中國制造2025》發展戰略，這對系統引導企業轉型升級、推進兩化融合和制造業振興起到了旗幟性作用，有力地推進了我國工業智能化發展[3]，大大提高我國的航空工業水平。

2 研究背景

隨著國家對航空發動機產量需求的激增，XX公司作為中國中小航空發動機研制基地，面臨著嚴峻的質量形勢挑戰。傳統的質量管理模式已無法滿足產品研制和全壽命周期管理的需求，而航空發動機零部件外觀故障檢測（下文簡稱故檢）作為整機裝配試車過程中零部件磨合后質量把關的關鍵環節。所以實現故檢工作流程的標準化、信息化，從而有效的控制產品質量，杜絕錯漏檢成為XX公司信息化關注的要點問題。

3 傳統故檢流程分析

傳統的故檢工作主要存在以下短板：

（1）現行故檢表、轉工單等紙質表單存在丟失、遺漏問題；（2）現行紙質表單數量大，形式不統一，不同零件表格不一樣，審核時不易校對；（3）不同轉工流程時間不一致，現行紙質表單無法追蹤具體轉工進度，不方便跟蹤生產；（4）現行紙質表格可追溯性差；（5）現行紙質表格存在被改動的風險。

隨著XX公司的產量逐年提高，需要修理與排故的發動機數量逐漸增多；排故類型繁雜；而現行配套的故檢表單格式不一，表單種類多達十數套，每年產生的故檢記錄表單高達上萬份，表單管理難度大，容易遺失、損毀，不易審查和追溯。

4 研究探索目的

針對上述問題，研究小組開展了“航空發動機修理排故故檢流程的標準化與信息化”攻關研究，依托信息化建設思路，推進故檢表單的標準化、電子化，實現質量檔案的保存安全、存檔快捷以及查找快速準確，實現降低表單管理難度、精簡故檢工作流程的目的；同時通過表單的標準化，實現故檢信息的流通，從而實現故檢工作的信息化。

5 故檢標準化與信息化研究（以某型發動機修理排故故檢流程為例）

德國“工業4.0”工作組認為，推行工業4.0需要在8個關鍵領域采取行動。其中第一個領域就是“標準化和參考架構”。沒有標準顯然無法達成信息的互換，而開放標準的參考體系，包括公開完整的技術說明等資料，有助于促進網絡的迅速普及與社會各方的參與[4]，因此本文主要圍繞制定標準化故檢表單和明確不同系統平臺之間的BOM搭建標準，從而實現故檢信息的流通，最終達到故檢流程的信息化。

5.1 制定故檢表單信息化標準

（1）制定并完善ADS系統的ID通訊編碼規則，設計故檢信息化標準表單的模板并測試。通過調研某公司的電子化項目，了解ADS平臺運行情況，結合某型發動機大修排故現有故檢表單，組織編制完成某型發動機大修排故故檢信息化表（初始表格）（如圖1所示），為保證需要讀入/讀出的信息能夠被識別（即“標準化和參考架構領域”中提到的被用來交換的信息），在編制InfoPath表單時，對于需要讀入/讀出的信息使用控件設置，同時為保證通過InfoPath控件來實現數據的準確讀入/讀出，規范控件種類，并制定了詳細的控件使用規則。

將編制的故檢信息化表掛入ADS系統。測試表單的運行流程：電子故檢表在線紀錄故檢問題—故障問題處理方式選擇—在線處理轉工、計量、辦單、冶金分析等。

在測試中發現部分表單存在因ID重復導致的無法識別，表單上傳失敗，無法識別，轉工單無法選擇部分加工單位等問題（此外還有故檢表單無法翔實的錄入所有的故檢信息，部分需要處理零組件在ADS系統中缺失等問題，詳見下一小節內容）。

經過調查研究發現，這些問題主要因為沒有實現統一的標準化：ID重復導致的無法識別是因為ID的命名重復有關（ID命名未標準化），部分加工單位無法選擇主要由于這些加工車間未關聯入ADS系統中（單位關聯未能標準化），經過多次討論協商，最終確定InfoPath表單ID命名規范，并在ADS重新梳理XX公司各部門，將未關聯的部門全部關聯上，保證XX公司相關部門在ADS中的完整性。最終實現故檢表單的準確上傳和使用，并再次進行了上線測試及試運行。

（2）根據試運行情況，改進故檢信息化表單。在上線試運行中，發現按照原版本故檢表編制的信息化表單（圖1所示）存在很多不便因素：在圖1版本下，無法翔實的錄入所有的故檢信息（見圖2）；表格不統一，同一種機型的不同零件頁面表單格式不一樣，不利于信息的讀取；同時，由于表單的不統一，即使前期編制好信息的提取程序，但稍有變動便會造成后續的連鎖變動，導致程序出錯，不利于后期的程序維護和輸出打印。

為此，通過組織多次“頭腦風暴”，探討研究分析現場故檢實際情況，確定了故檢上線運行的故檢流程圖（如圖3所示）

通過分析故檢基本流程，認真總結故檢所需信息，組織編制了改進版某型發動機大修排故故檢信息化表模板，見圖4。

新版故檢表單以標準化為出發點，針對原版本中不同零件需要不同版式故檢表的缺點，根據總結出的XX公司故檢流程，將其統一簡化成一種版式。通過試運行發現，改進版信息化故檢表單不僅與ADS系統兼容性好，而且容量更大，可以記錄翔實的故檢信息（見圖4）；同時，由于表單格式同一，信息提取程序得到簡化，方便后期維護。且不會因為局部故檢要求變化，造成連鎖變動，較原版本更適于故檢信息化、標準化。

5.2 完善系統BOM搭建標準

當前XX公司主要有三大系統平臺：ERP系統平臺，PDM系統平臺和ADS系統平臺。

在上線測試故檢表單過程中，經常發現有需要進行處理的零組件（轉工、計量或冶金）在ADS系統中缺失，或圖號與實物不相符。經過調查研究發現，這是由于三大系統平臺的立足點有很大差異：ERP系統基于整臺發動機配料構建發動機的BOM結構，當前僅包含單零件物料庫；PDM系統基于發動機裝配工藝構搭建發動機BOM結構，不僅包括單零件的物料，還包括有零件組合的組件物料；而ADS立足于單臺發動機排故故檢，視故檢類型不同，需要的物料結構名稱不同。三者之間存在著物料不相符，信息傳遞不暢通的問題，從而導致基于PDM中BOM結構的ADS系統無法在ERP中獲取部分零組件物料。

為消弭三者之間的矛盾，經多次討論，反復測試，初步形成一套“故檢BOM模塊標準參考架構搭建原則”：將ERP中僅有的單零件物料庫擴展至毛培物料庫、組件物料庫以及部件物料庫，對于新機排故類型和大修排故類型，ADS系統結合現場實際裝配工藝，依據PDM系統提供的BOM結構，從完備的ERP物料庫中讀取所需的物料；對于排故修理類型，PDM系統要立足于故障類型，將整機BOM結構進行合理的拆分，滿足排故要求，ADS系統基于更改后的BOM結構，從ERP讀取物料。從而實現了ERP、PDM和ADS之間物料信息的融合與BOM結構的統一，為整個XX公司信息化后續的工作打下良好的基礎。

6 成果與總結

（1）實現了現行主要紙質表單（如故檢表、轉工單等）的電子信息化。實現了現行紙質表單的電子信息化，提高了故檢表單的可追溯性，同時還避免了紙質表單易丟失、易損壞、易被篡改的風險。（2）制定并完善紙質表單電子信息化的ADS標準。制定并完善了故檢表單的ADS標準，初步實現了部分機型不同排故情況故檢表單統一化，實現了不同零件不同類型故檢表模板的統一標準化。方便了檢驗員故障描述與記錄和后期系統維護。（3）重新梳理并完善了現行故檢工藝規程。在根據現行有效工藝規程編制這套故檢信息化標準表格過程中，發現現行工藝規程中存在許多不完善或者更改項未及時更新的地方，在制定這套信息化表格的時候都進行了重新梳理補充，使工藝規程得到了完善。

上述研究成果表明信息化對故檢工作效率提高大有裨益，為整個行業的信息化提供了很好的借鑒，同時故檢信息化研究過程也表明了制定適合自己行業的“標準化和參考架構”是信息化的關鍵。

7 展望

（1）將故檢流程的信息化與標準化推廣至現有機型進行管控。故檢標準化與信息化已經在某型發動機大修流程中取得了一定的成果，未來XX公司所有發動機的履歷信息都會進行標準化與信息化，實現所有發動機履歷的可追溯性、完整性、安全性。（2）實現修理轉工的跟蹤定位，方便生產指揮安排。下一階段實現信息化表格與ERP系統的結合，將ERP系統與ADS系統聯立起來，實現信息的傳遞流通，確保零件的轉工修理不會停滯在某一個環節，避免后續工序出現空閑。同時還可以隨時跟蹤定位零件的生產加工進度，方便了生產任務安排。（3）探索故檢新模式。研究小組將繼續以信息化系統為基礎，使用先進的數據采集設備，實現數據的直接輸入，計算機智能分析判斷，杜絕人為因素導致的低級失誤；同時還可以建立“零件故障模式庫”，并與信息化系統相關聯，這不僅可以在故檢過程中通過參考已有的零件故障模式來指導故檢工作，還可及時添加新的故障模式，豐富“零件故障模式庫”，為故障診斷提供完善的信息。

參考文獻

[1]劉中山.讓航空器擁有一顆“中國心”[J].中學政治教學參考，2016，（34）：8-9.

[2]汪彬.工業4.0時代的發展態勢及企業的應對策略[J].現代管理科學，2017，（5）：112-114.

[3]徐鵬.德國工業4.0標準化戰略研究[J].信息技術與標準化，2016，（3）：34-37.

[4]丁純，李君揚.德國“工業4.0”：內容、動因與前景及其啟示[J].德國研究，2014，（4）：49-66.