標識和追溯性管理在民用飛機項目中的應用

王婷婷 馬偉澤 陳 潔 /

(中國商飛上海飛機制造有限公司，上海 201324)

0 引言

民用飛機的制造是一項宏大、復雜的系統工程，其制造周期長、技術復雜、多系統交叉、零部件龐雜、適航要求嚴苛[1]。處于研發階段的民機制造，設計更改頻繁，能夠精準識別和追溯飛機所有零部件信息成為制造系統必不可少的內容之一。民機系統是通過零部件的標識來實現民機制造的追溯性管理。

1 標識和追溯性

標識是生產過程中信息表示的物質體現，是用于識別零部件及其質量、特征、特性和制造方法所做的各種表示的統稱，是零部件不可缺少的一部分。飛機制造過程中零部件的標識用文字、數字、符號、印章以及其他說明物表示。追溯性是可以追查零件和裝配件的整個制造過程[2]。標識為飛機零部件載有零件號、圖紙版本號和制造日期等各種可供追溯的信息，可以確保零件準確安裝在指定部件上，在問題產生時或不同架次飛機零部件互換時，又可以準確定位問題零部件，從而采取相應措施，實現制造和使用過程的追溯性管理。

2 標識和追溯性的相關標準

在飛機零部件的制造和裝配過程中，如何使用適宜的方法標識零部件是實現可追溯性管理的基礎。需要編制一系列的工藝規范來對標識內容和方法做出具體規定，才能避免不同架次或批次的零部件的混裝和誤裝，實現飛機全生命周期的可追溯。

2.1 設計文檔的標識

民機零部件標識內容的輸入是設計文檔的標識。設計文檔對零部件進行定義，為每個零部件提供唯一的標識符，用于記錄零部件的全部生產信息，是零部件制造的基礎。設計部門使用構型文件對零部件圖樣進行編號，文件規定零部件圖樣編號由代碼和件號組合而成，具體構成舉例如下：

COK4209C01491G69ABCDEFGHIJKLMNOP

其中，A到C位是圖樣類型代碼，從D到P位是零部件的件號，組合編號體現零部件在整個飛機系統中的位置、所被應用的機型、架次號以及構型號等關鍵信息。

2.2 零部件的標識

零部件標識和設計文檔標識相互關聯又有所區別，零部件標識既要體現設計文檔的標識內容，又要體現零部件的整個制造過程。通過編制《零件和裝配件的標識》工藝規范，從而保證每個零部件都有自己獨自的編號可用于識別；當設計文檔發生更改時，零部件標識同時做出相應的變化，這樣即使零部件和工藝文件發生分離，零部件的標識也能體現零部件執行過哪幾個版次的更改，或者是否有過返工、返修等再加工，進而實現對零部件制造全過程的可追溯。零部件的標識舉例如圖1所示。

圖1 零部件標識舉例

其中零部件號、版本號和設計文檔保持一致，當設計文檔發生變化時，應采用規范允許的方法重新標識；生產序列號和工藝文件保持一致，體現零部件的具體加工過程、加工方法以及后續加工步驟。當有必要時，零部件的標識包括但不限于上述內容，可以增加架次號、制造商等關鍵信息。

3 標識方法的選擇

對民機零部件標識方法的選擇應遵循以下三個基本原則：

1)可持續性。在零部件制造及使用的全壽命周期、全系統范圍內標識要是可持續的，能經受住環境的腐蝕和變化。

2)可擴展性。標識要能支持設計文檔或工藝文件狀態變化的需求，當設計更改時，標識要便于更新。

3)可操作性。針對不同的機體材料，標識要操作方便，且不能影響材料本身的性能和狀態。

針對上述基本原則，民機常用的標識方法有墨印法、型板噴刷、金屬箔銘牌標識、金屬硬印、電化學刻蝕等。

3.1 墨印標識法

墨印法是目前民機項目中最常用的標識方法，通常使用噴墨打印機和專用的油墨，通過打印機的設定程序，在零部件表面噴印上需要標識的內容。這種方法字跡清晰醒目，操作簡單；還可以使用木制或塑料印模，蘸取油墨，用一定壓力將印模壓在零部件表面形成標識，這種方法設備結構簡單，字跡清晰持久，可連續重復打印，但一般不能在線更換字符或標識內容。無論哪種方式，都被廣泛應用于飛機零部件標識。但是墨印法在一些極端環境或可能接觸到液壓油、燃油的區域而造成使用受限，需要使用合適的方法對標識進行保護。

3.2 型板噴刷法

型版噴刷標識法利用型版與噴槍通過壓縮空氣將油漆噴涂在零部件表面形成字跡，工廠目前多采用手持噴槍、型版的手工噴印，少部分也采用型版和閥控噴槍的半自動噴印。這種方法最顯著的特點是噴槍和零部件表面無接觸，對零部件表面無物理損傷，但是型版是一次性的，不能重復使用，而且容易造成過噴，在型版下形成流淌，導致標識模糊。

3.3 金屬箔銘牌法

民機項目中使用的金屬箔銘牌標識既不像軍工產品的銘牌固定安裝在產品上[3]，也不像傳統的金屬箔燙印，將金屬箔(電化鋁箔)轉印到需標識的表面。這里的金屬箔銘牌標識特指通過粘貼的方式將金屬箔銘牌標識在零部件表面。這種方法操作方便快捷，一旦貼合在零部件上即可投入使用，而且粘接強度會隨著時間增加而增大。但是銘牌儲存要求苛刻，銘牌上的膠粘劑有壓敏型、溶劑活化型、防腐劑型等多種類型，對低溫、高溫、溶劑活化劑的用量等都很敏感，粘貼過程中一旦形成折痕、裂紋、夾帶氣泡，就會影響粘貼效果，影響粘貼強度。

3.4 金屬硬印法

金屬硬印標識法是利用重錘或沖擊氣缸將字模沖打在零部件表面形成印記。這種方法打印多個字符時，需要較大沖擊力，字頭容易磨損造成標識不清，而且易造成零件變形；打印時通常需要零部件靜止不動，因而速度較慢、效率較低。但是金屬硬印標識一般不會受后續加工步驟的影響，即使噴漆或者熱處理也不會覆蓋標識內容。

3.5 電化學刻蝕法

電化學刻蝕法，利用電解原理，將型版和浸有電解質液的敷料器覆在零部件表面，通電以后即可在零部件表面被腐蝕處形成字跡[4]。這種方法字跡耐久，但改變標識內容時需更換型版，后續加工步驟如熱處理后需要對標識處進行加深二次處理，而且會產生廢棄的電解液和敷料芯墊，需要后續環保處理，增加制造成本。

4 自動識別技術的應用

4.1 自動識別技術簡述

當零部件上已作標識，能夠有效快速地識別出標識內容，也是追溯性管理的關注點。自動識別技術是指以標識技術為工作原理，采用特定的識別設備，通過其與被識別零部件之間的相互接近，自動獲取零部件的相關信息，并將獲取的信息傳輸至計算機來完成讀取、錄入、追溯等后續工作的一種技術。自動識別技術目前主要包括條碼識別、射頻識別、光學字符識別、生物特征識別以及語音識別等[5]。

4.2 民機標識自動識別系統要求

結合民機生產和市場需求的特點，民機標識自動識別系統應能滿足以下基本要求：

1)穩定性

民機零部件標識識別過程是在不影響零部件使用和裝配過程中進行的，對識別技術的穩定性有很高的要求，應確保識別系統在民機的整個壽命周期能夠不間斷、穩定地運行識別。

2)準確性

一架民機由上百萬個零部件組成，小到螺釘大到機頭都有自己的標識，這就要求自動識別技術能夠保證對不同規格的零部件識別的準確率，才能使追溯性管理和整個生產流程能夠順利進行。

3)開放性

民機是系統工程[6]，標識識別系統要能與飛機的管理等系統能進行數據通訊，保證技術和管理的數據統一性。

4)可擴展性

民機生產目前仍處在研發階段，標識識別系統需預留硬件、軟件及數據接口等模塊[7]，以便在實際生產應用時進行系統擴展，既減少擴展的工作量又降低擴展系統的成本，也可提高數據信息的統一性。

4.3 民機標識自動識別系統——二維碼標識方案

二維碼標識系統是民機項目中應用較廣的自動識別系統。二維碼技術信息密度高、容量大、編碼范圍廣、保密性強，具有糾錯功能，可不依托數據庫傳遞信息[8]，是一種具有獨特技術特點與優勢的成熟的自動識別技術。民機零件在制造過程中曾推薦采用一維條碼甚至直接機打零件號來進行標識，這類標識法要依賴數據庫承載信息，所能傳遞的信息量很小。采用二維碼技術則大大擴展了標識承載的信息量，真正實現對飛機零件制造、質量、責任和交付使用的全壽命追溯性管理。民機零部件二維碼標識方案如圖2所示。

件號5310C12510G40-401版本號A更改DCN5310C12510G40-401版本號A1FRRR5310C12510G40-401序列號001材料7050-T6鋁CMS-AD-202儲存溫度室溫施工溫度18～25℃………架次號10001制造商XAC檢驗印章生產日期2018.03.21交付日期2018.03.26客戶XXX二維碼

圖2民機零部件二維碼標識

通過識別二維碼，飛機零部件的制造、更改、交付甚至原材料的相關信息都可以包含在內，不再局限于零件表面標識的內容，更有利于飛機制造使用的追溯性管理。

5 結論

零部件標識是民機制造過程實現追溯性管理的基礎，標識內容、方法和標識系統的選擇，既要滿足基本的唯一性要求，又要考慮民機使用和制造的特殊性。只有標識信息足夠完整，才能保證產品信息的可追溯，才能保證飛機的可靠性。