支持作动器精益装调的制造执行体系研究

【摘 要】

本文概述了航空产品作动器生产、装配全过程存在的问题和困难,阐述了解决此问题的重要性。对国内外同类技术(产品)进行了综合比较,提出自主研发支持精益装调的制造执行系统的思路与设计方案,实现了装调生产流程自动化、规范化和信息化管理,并从硬件架构、软件组成、技术方案三方面对制造执行系统进行了阐释。

【关键词】

信息化;物流信息流统一;设备管理;过程控制

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一、引言

作动器是飞机中的关键执行部件,结构复杂,可靠性要求高,直接影响飞行安全。国外对军品先进制造技术进行封锁,国内大多军工企业以课题管理模式为主,制造执行系统应用率偏低,制造没有形成规模化。目前国内大多军工企业数据处理多停留在人工记录、计算阶段,测试数据自动化虽有应用,但集成性较差。虽然其他领域有类似系统的应用,但并不适应军工企业,所以需要根据自身特点进行开发。

军工企业具有多品种、小批量及离散型制造的特点,在每年交付量持续增长的情况下,如何确保航空武器装备的研制和生产能顺利完成任务,并解决生产信息流与物流不畅通、大部分生产信息靠手工填写、信息之间相互孤立、重复输入、人力浪费等问题,以最大限度的提高生产效率,降低管理成本,成为了迫在眉睫的问题。

由于保密需要,本文隐去了部分图表及数据,对保留的图表进行了处理,但不影响正常阅读。

二、国内外同类技术(产品)的综合比较

国外工业发达国家,尤其汽车、民航等企业已实现顶层计划和基层执行系统的生产全过程管理,从需求确认、投产加工、装调验证、数据采集与统计分析、过程控制等方面正在向高智能化方向发展,但对军品先进的、关键的制造技术进行着一定程度的技术封锁。国内部分企业也有使用上层计划管理的PMIS、ERP等系统,个别单位也开发了制造执行系统,但所涉及领域的产品复杂程度较低,且没有从全流程系统思考,而在设计、加工、装配、调试、交付等各个环节均为分段管理,缺乏系统集成,或者简单用于库存管理,没有将过程质量控制和数据统计分析等加以考虑。

作动器因结构复杂,生产过程控制严格,各类信息没有完整的数据库,如此问题的存在严重影响着航空武器装备的研制和生产。

随着新立项目的增多,作动器科研生产任务翻倍,作为武器装备研究所,研制任务如何深入进行?批产如何更高效、稳定的提升?旧的课题管理模式已不适应武器装备需求的新形势,无法满足多品种、小批量、生产均衡、准时交付的要求,急需转型为科研生产结合型企业,以解决研发人员的后顾之忧,提高生产效率。因此,源头和过程控制质量等问题就显得尤为重要,这些问题解决了,生产的效率和精度才能提高,祖国航空事业的繁荣昌盛才能够实现。

三、总体方案

针对现状,我们自主研发了支持精益装调的制造执行系统,实现了装调生产流程自动化、规范化和信息化管理。降低了生产管理的难度,有效地将生产全过程控制、质量管理和数据分析有机结合在一起,达到批产课题均衡生产、研制课题敏捷制造的目的。从而满足不断增长的科研生产任务需求,使生产过程可控化,大力提高生产效率,稳步提升生产质量。

通过对工艺流程和生产要素进行整理和分析,对人员进行单元化管理,确定了系统搭建构架。系统框架要搭构灵活,可扩展性要强,为未来持续发展要能留下充足的潜力和空间,通过多种生产信息系统融合,实现了信息系统与管理理念与过程控制的结合,通过数据采集模版的定制化配置和软件的集成,建立起开放式的管理平台,可协助研究所成功转型为科研生产型企业。

1、硬件架构

硬件架构主要由局域网、远程控制终端、作动器自动测试设备等组成。购置计算机,按照工序特点合理分配,实现“多位一人”;通过改造自动测试设备,实现数据联网、上传、信息共享,实现“一人多机”;通过加入远程控制器,利用局域网在远程控制终端对作动器液压设备和自动测试设备进行监控。

2、软件组成

软件主要运用了世界上先进的ORM技术和AGAX技术,集成相关应用软件,主要由网络监控系统、测试数据管理系统、统计过程控制管理系统和库存管理系统等组成。

3、技术方案

通过对现有型号产品计划管理和质量控制进行统计、分析,提出现场作业计划分层,分工序实施管理。合理有序安排生产(组件节拍配套、入库、产品单台配套、装调、入库),产品生产进度及异常信息要实时显示和反馈,各类生产要素、数据信息等要高度集成。

制造执行系统实现现场作业管理中的计划调度、进度监控以及质量数据的收集和分析,将综合计划系统(PMIS)的订单分解、细化。由此,强化内部管理的协调和掌控能力,将计划调度、装调工艺、装调记录卡片、试验数据、产品配置、生产单元、设备控制等相关信息串联在一起,形成了一个综合管理平台,作为信息展示的核心,将各种信息集中显示出来。制造执行系统主要由四大模块组成:计划调度管理系统、测试数据管理系统、设备综合管理系统、数据统计分析系统。

制造执行系统的工作流程(见图1)

①库存统一管理:将不同地区的库存集成同一平台,信息及时、准确。利用库存判断开工条件,申报缺件问题,为调度提前派工提供支持,减少中间等待环节。

②建立装配BOM(MBOM):装配BOM又称为MBOM,可以说是制造业装配加工的灵魂。产品从设计之初的EBOM,由工艺师进行二次开发,生成产品的MBOM,包含各层级之间的装配关系,以及工艺路径、人员配置、工时等信息。而且产品配套分工细致,部分零件需汽油清洗,存在二次封装等问题。所以,在整个生产链上的各个环节,合理生产产品的MBOM才是最大的难点。

③人员任务管理:多品种的生产模式,势必导致每个人承担的任务种类繁多。而个人任务完成率、节点、工作量的统计等问题随之而来,以前靠询问或手动统计,准确性较差而且工作量大。现在有了人员任务管理系统,调度可以轻松的知道每个人的忙闲程度,以便合理派工,减少任务交替的等待时间。