航空发动机故检流程的标准化与信息化

蔡雪豪 任忠朝 刘清 许炉明

摘 要：本文针对传统发动机零部件外观故障检验流程所存在的一些弊端，结合XX公司信息化发展战略，依托信息化建设思路，对故检表格进行标准化，电子化，实现故检信息的在线流通，进而实现故检工作的信息化，提升了故检效率。

关键词：故障检验；信息化；标准化

中图分类号：V268.7 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）15-0095-03

1 前言

航空发动机作为“现代工业皇冠上的明珠”[1]，是衡量一个国家综合科技水平、科技工业基础实力和综合国力的重要标志。我国作为一个工业大国，但还不是工业强国，工业水平与世界先进水平还有很大差距，航空发动机研制生产水平也与世界一流水平有着不小的差距，而工业4.0是继机械化、自动化、信息化等工业革命之后，以智能化为典型特征的产业革命，工业4.0时代的商业模式、生产模式、经济范式都发生了重大变革[2]。这将会给我们国家的航空工业一次难得的弯道超车机会，而且我国提出了《中国制造2025》发展战略，这对系统引导企业转型升级、推进两化融合和制造业振兴起到了旗帜性作用，有力地推进了我国工业智能化发展[3]，大大提高我国的航空工业水平。

2 研究背景

随着国家对航空发动机产量需求的激增，XX公司作为中国中小航空发动机研制基地，面临着严峻的质量形势挑战。传统的质量管理模式已无法满足产品研制和全寿命周期管理的需求，而航空发动机零部件外观故障检测（下文简称故检）作为整机装配试车过程中零部件磨合后质量把关的关键环节。所以实现故检工作流程的标准化、信息化，从而有效的控制产品质量，杜绝错漏检成为XX公司信息化关注的要点问题。

3 传统故检流程分析

传统的故检工作主要存在以下短板：

（1）现行故检表、转工单等纸质表单存在丢失、遗漏问题；（2）现行纸质表单数量大，形式不统一，不同零件表格不一样，审核时不易校对；（3）不同转工流程时间不一致，现行纸质表单无法追踪具体转工进度，不方便跟踪生产；（4）现行纸质表格可追溯性差；（5）现行纸质表格存在被改动的风险。

随着XX公司的产量逐年提高，需要修理与排故的发动机数量逐渐增多；排故类型繁杂；而现行配套的故检表单格式不一，表单种类多达十数套，每年产生的故检记录表单高达上万份，表单管理难度大，容易遗失、损毁，不易审查和追溯。

4 研究探索目的

针对上述问题，研究小组开展了“航空发动机修理排故故检流程的标准化与信息化”攻关研究，依托信息化建设思路，推进故检表单的标准化、电子化，实现质量档案的保存安全、存檔快捷以及查找快速准确，实现降低表单管理难度、精简故检工作流程的目的；同时通过表单的标准化，实现故检信息的流通，从而实现故检工作的信息化。

5 故检标准化与信息化研究（以某型发动机修理排故故检流程为例）

德国“工业4.0”工作组认为，推行工业4.0需要在8个关键领域采取行动。其中第一个领域就是“标准化和参考架构”。没有标准显然无法达成信息的互换，而开放标准的参考体系，包括公开完整的技术说明等资料，有助于促进网络的迅速普及与社会各方的参与[4]，因此本文主要围绕制定标准化故检表单和明确不同系统平台之间的BOM搭建标准，从而实现故检信息的流通，最终达到故检流程的信息化。

5.1 制定故检表单信息化标准

（1）制定并完善ADS系统的ID通讯编码规则，设计故检信息化标准表单的模板并测试。通过调研某公司的电子化项目，了解ADS平台运行情况，结合某型发动机大修排故现有故检表单，组织编制完成某型发动机大修排故故检信息化表（初始表格）（如图1所示），为保证需要读入/读出的信息能够被识别（即“标准化和参考架构领域”中提到的被用来交换的信息），在编制InfoPath表单时，对于需要读入/读出的信息使用控件设置，同时为保证通过InfoPath控件来实现数据的准确读入/读出，规范控件种类，并制定了详细的控件使用规则。

将编制的故检信息化表挂入ADS系统。测试表单的运行流程：电子故检表在线纪录故检问题—故障问题处理方式选择—在线处理转工、计量、办单、冶金分析等。

在测试中发现部分表单存在因ID重复导致的无法识别，表单上传失败，无法识别，转工单无法选择部分加工单位等问题（此外还有故检表单无法翔实的录入所有的故检信息，部分需要处理零组件在ADS系统中缺失等问题，详见下一小节内容）。

经过调查研究发现，这些问题主要因为没有实现统一的标准化：ID重复导致的无法识别是因为ID的命名重复有关（ID命名未标准化），部分加工单位无法选择主要由于这些加工车间未关联入ADS系统中（单位关联未能标准化），经过多次讨论协商，最终确定InfoPath表单ID命名规范，并在ADS重新梳理XX公司各部门，将未关联的部门全部关联上，保证XX公司相关部门在ADS中的完整性。最终实现故检表单的准确上传和使用，并再次进行了上线测试及试运行。

（2）根据试运行情况，改进故检信息化表单。在上线试运行中，发现按照原版本故检表编制的信息化表单（图1所示）存在很多不便因素：在图1版本下，无法翔实的录入所有的故检信息（见图2）；表格不统一，同一种机型的不同零件页面表单格式不一样，不利于信息的读取；同时，由于表单的不统一，即使前期编制好信息的提取程序，但稍有变动便会造成后续的连锁变动，导致程序出错，不利于后期的程序维护和输出打印。

为此，通过组织多次“头脑风暴”，探讨研究分析现场故检实际情况，确定了故检上线运行的故检流程图（如图3所示）

通过分析故检基本流程，认真总结故检所需信息，组织编制了改进版某型发动机大修排故故检信息化表模板，见图4。

新版故检表单以标准化为出发点，针对原版本中不同零件需要不同版式故检表的缺点，根据总结出的XX公司故检流程，将其统一简化成一种版式。通过试运行发现，改进版信息化故检表单不仅与ADS系统兼容性好，而且容量更大，可以记录翔实的故检信息（见图4）；同时，由于表单格式同一，信息提取程序得到简化，方便后期维护。且不会因为局部故检要求变化，造成连锁变动，较原版本更适于故检信息化、标准化。

5.2 完善系统BOM搭建标准

当前XX公司主要有三大系统平台：ERP系统平台，PDM系统平台和ADS系统平台。

在上线测试故检表单过程中，经常发现有需要进行处理的零组件（转工、计量或冶金）在ADS系统中缺失，或图号与实物不相符。经过调查研究发现，这是由于三大系统平台的立足点有很大差异：ERP系统基于整台发动机配料构建发动机的BOM结构，当前仅包含单零件物料库；PDM系统基于发动机装配工艺构搭建发动机BOM结构，不仅包括单零件的物料，还包括有零件组合的组件物料；而ADS立足于单台发动机排故故检，视故检类型不同，需要的物料结构名称不同。三者之间存在着物料不相符，信息传递不畅通的问题，从而导致基于PDM中BOM结构的ADS系统无法在ERP中获取部分零组件物料。

为消弭三者之间的矛盾，经多次讨论，反复测试，初步形成一套“故检BOM模块标准参考架构搭建原则”：将ERP中仅有的单零件物料库扩展至毛培物料库、组件物料库以及部件物料库，对于新机排故类型和大修排故类型，ADS系统结合现场实际装配工艺，依据PDM系统提供的BOM结构，从完备的ERP物料库中读取所需的物料；对于排故修理类型，PDM系统要立足于故障类型，将整机BOM结构进行合理的拆分，满足排故要求，ADS系统基于更改后的BOM结构，从ERP读取物料。从而实现了ERP、PDM和ADS之间物料信息的融合与BOM结构的统一，为整个XX公司信息化后续的工作打下良好的基础。

6 成果与总结

（1）实现了现行主要纸质表单（如故检表、转工单等）的电子信息化。实现了现行纸质表单的电子信息化，提高了故检表单的可追溯性，同时还避免了纸质表单易丢失、易损坏、易被篡改的風险。（2）制定并完善纸质表单电子信息化的ADS标准。制定并完善了故检表单的ADS标准，初步实现了部分机型不同排故情况故检表单统一化，实现了不同零件不同类型故检表模板的统一标准化。方便了检验员故障描述与记录和后期系统维护。（3）重新梳理并完善了现行故检工艺规程。在根据现行有效工艺规程编制这套故检信息化标准表格过程中，发现现行工艺规程中存在许多不完善或者更改项未及时更新的地方，在制定这套信息化表格的时候都进行了重新梳理补充，使工艺规程得到了完善。

上述研究成果表明信息化对故检工作效率提高大有裨益，为整个行业的信息化提供了很好的借鉴，同时故检信息化研究过程也表明了制定适合自己行业的“标准化和参考架构”是信息化的关键。

7 展望

（1）将故检流程的信息化与标准化推广至现有机型进行管控。故检标准化与信息化已经在某型发动机大修流程中取得了一定的成果，未来XX公司所有发动机的履历信息都会进行标准化与信息化，实现所有发动机履历的可追溯性、完整性、安全性。（2）实现修理转工的跟踪定位，方便生产指挥安排。下一阶段实现信息化表格与ERP系统的结合，将ERP系统与ADS系统联立起来，实现信息的传递流通，确保零件的转工修理不会停滞在某一个环节，避免后续工序出现空闲。同时还可以随时跟踪定位零件的生产加工进度，方便了生产任务安排。（3）探索故检新模式。研究小组将继续以信息化系统为基础，使用先进的数据采集设备，实现数据的直接输入，计算机智能分析判断，杜绝人为因素导致的低级失误；同时还可以建立“零件故障模式库”，并与信息化系统相关联，这不仅可以在故检过程中通过参考已有的零件故障模式来指导故检工作，还可及时添加新的故障模式，丰富“零件故障模式库”，为故障诊断提供完善的信息。

参考文献

[1]刘中山.让航空器拥有一颗“中国心”[J].中学政治教学参考，2016，（34）：8-9.

[2]汪彬.工业4.0时代的发展态势及企业的应对策略[J].现代管理科学，2017，（5）：112-114.

[3]徐鹏.德国工业4.0标准化战略研究[J].信息技术与标准化，2016，（3）：34-37.

[4]丁纯，李君扬.德国“工业4.0”：内容、动因与前景及其启示[J].德国研究，2014，（4）：49-66.