航空发动机生产要素数字化分析

■ 赵永宣 / 中国航发研究院

尽管航空发动机企业的信息化建设已取得了长足的进步，但由于航空发动机生产的复杂性，在企业内部仍然存在生产环节衔接不畅和资源利用不充分的问题，而生产要素数字化分析则是解决相关问题的有效手段之一。

随着信息化的深入推进，航空发动机企业普遍建立了针对生产计划、车间生产、物资采购、仓储供应、设备管理等方面的信息系统，生产要素的全面管控、生产情况的智能分析、生产动态的数字化分析占据重要地位。目前，企业虽已基本实现了纵向的生产相关要素的管理，建立了基于各自生产特点、生产模式的管控，但针对航空发动机生产要素数字化分析的内容、方式、标准缺乏，各管理环节之间没有进行有效的衔接和信息资源共享，也没有对生产要素进行综合的统计、分析、管控，这对企业把控生产交付和对生产要素进行决策造成了不利影响。因此，在实施信息化管控的基础上，通过理论与实践相结合的方法，对影响企业产品交付的生产要素进行特点和数字化可行性分析，并形成生产动态管理、智能监控管理、资源保障管理、问题协调管理的数字化分析能力，可以为企业的生产管理决策提供精准的数据支撑。

航空发动机生产要素的特点

航空发动机生产要素的特点之一是各环节要体现在交付产品上。企业的生产要素包括通常所说的人、机、料、法、环，向生产过程进一步深化为生产运行动态、生产物资、设备、动能、技术、生产准备保障和物理环境变化情况等方面的因素。由于航空发动机企业所交付的产品和面向用户的特殊性，产品须严格符合指标要求，最终交付给用户的产品包括各单位协同制造的产品过程记录和产品质量记录，生产要素的情况要反映到产品交付上。

航空发动机生产要素的另一个特点是信息化深入到各个环节。各航空发动机企业基本开展了设计管理、工艺管理、物资供应、生产计划、质量管理、车间制造执行管理、设备管理、工装工具管理、库存管理、门户管理、财务管理、预算管理、成本管理等方面的信息化拓展，生产单元的生产要素涵盖到各个信息化单元中，各信息化单元通过数据共享、资源共用等手段，管理不同的生产要素，更深入地体现了生产要素的数字化特点。

航空发动机生产要素还具有高标准、严使用、更完备的特点。航空发动机的生产过程复杂，产品交付测试验收严格，对生产要素提出了更高、更准确、更完备的要求。普通设备向数控设备转变、普通设计向三维设计转变、普通晒蓝图样向无纸化转变、离散的装配线向脉动生产线转变、推送的计划体系向拉动式计划体系转变、普通工装向柔性工装转变，形成了航空发动机生产要素的标准化程度高、使用过程严格、检测过程准确、物资供应及时、零件配送准确等特点。

开展数字化分析的可行性

航空发动机企业信息化的开展，为数字化分析提供了坚实的基础。在信息化的基础上，管控生产动态、智能监控、资源保障、问题协调等方面的生产要素数字化分析具有很高的可行性：纵向上，与企业层面的生产计划管理系统衔接，实现生产进度情况、项目进展情况、生产相关指标、统计报表等的清晰化、条理化；横向上，与企业的生产过程执行管理系统（MES）、物资管理系统、设备管理系统、生产问题看板、库房管理系统信息资源共享，使物料和零件的技术、质量、生产过程等信息能够及时反馈，实现生产、供应、存储、质量信息的共享与透明。

通过生产要素数字化分析，企业可将生产要素进行提取，以相关图表的形式，宏观呈现生产运行动态、生产物资、设备、动能、生产准备保障和物理环境变化情况，实现对生产全过程的动态监控。企业通过对相关生产要素信息的收集、分析、处理、跟踪，可以实时处理和通报重大事件信息、发布重要生产指令和常规生产决策，垂直指挥企业各级实体按要求运转，及时反馈生产决策执行情况，对资源进行统一调配，保障生产的及时开展和产品的准时交付。

数字化分析的实现

企业生产要素数字化分析具体应包括4个方面的内容，即生产动态管理、智能监控管理、资源保障管理、问题协调管理。

生产动态管理

生产动态管理通过与生产计划、MES等系统的信息资源（包括顶层进度计划、企业各个分厂的计划执行信息等）共享，对产品的生产进度、过程动态实时查看，获取批产产品进度、科研试制进度，实现对生产执行情况的数字化分析，及时反馈产品的装配缺件明细情况，以及缺件影响的产品批次。

生产动态管理通过图形化分析对比显示，按照产品、组件展开，能够很直观地反应出生产过程中存在的问题，通过对问题的层层展开，可以一直查询找到问题的症结所在，掌握问题的处理情况和处理进度（如图1所示）。

智能监控管理

智能监控管理与MES、物资管理系统、库房管理系统、设备管理系统、生产问题看板系统进行信息资源共享，收集原材料、辅材、工装、刃具、设备、计量、工艺、检验、技术争议等方面的信息，监控生产要素方面的情况。智能监控通过对多项内容的监控，并经过智能化的生产要素数字化分析，将生产要素产生的问题主动呈现出来（如图2所示）。

图1 生产动态管理示例

图2 智能监控管理示例

图3 资源保障管理示例

图4 问题协调管理示例

资源保障管理

资源保障管理通过与生产计划管理系统、MES、设备管理系统的信息资源共享，获取并实时掌握零件生产所需要的材料、工装、设备等情况，通过对资源的总体掌控，实现对资源的总体调配。资源保障管理通常使用图表的形式展现各类信息的统计结果，对其中的关键设备、关键材料、关键工装可根据影响程度进行示警（如图3所示）。

问题协调管理

问题协调管理通过与生产问题看板系统的信息资源共享，将看板问题的材料、工装、设备、工艺、设计、检验等问题信息进行数据共享，将问题分等级、分单位、分生产要素进行统计，形成问题协调处理所需要的统计信息，同时对问题进行协调处理记录（如图4所示）。

结束语

生产要素数字化分析中的生产动态管理功能，可以直观地反应出生产过程中存在的问题，并可以帮助企业查找到问题的症结所在。通过智能监控管理，企业能够实时掌握设备的实际利用情况，提升生产线的可控性；通过资源保障管理，企业可以实时掌握零件生产所需要的材料、工装、设备等情况，实现资源的总体调配，对企业生产资源进行统一部署；通过问题协调管理，企业可以实时掌握生产过程中的问题，对问题进行分等级、分类别汇总，对问题进行跟踪处理。总之，航空发动机企业生产要素数字化分析能力的建设，能够有效提升企业管控生产要素的能力，提升企业生产要素变化的应对能力。