以数字化工卡为核心技术的修理新模式探索.pdf

73 AVIATION MAINTENANCE digitized work card; repair model; repair mode; driver Research on New Repair Mode Utilizing Digitized Work Card as the Core Technology 工序进行数字化管理，实现精细化生产 的数据体系。数字化工卡通过细化工艺 流程、明确修理资源，通过新装备修理 工序的组织，拉动技术准备、生产组 织、物资供应、质量控制和成本管理等 系统的运转，实现数字化工卡间数据动 态关联和快速流转，提高协作效率、降 低差错率，确保飞机修理质量、修理周 期和成本的控制。 2 以数字化工卡为核心的修理模 型 2.1 修理模型概述和构成 数字化工卡整合了技术准备、生 产组织、质量信息等业务环节的资源数 据，以数据库为基础，以航修企业产品 全生命周期管理、产品工艺数据管理、 生产管理、供应链管理、质量管理、资 产管理、人力资源管理、财务管理、决 策支持等系统作为支撑，并与驱动各系 统实现数据交换，形成了以数字化工卡 为核心的装备修理模型（图1）。 季学会 方亮/江苏金陵机械制造总厂 2.2 修理模型交互支撑系统概述 在修理模型中，产品全生命周期管 理、产品工艺数据管理、计算机辅助工 艺设计等系统作为数字化工卡的动态数 据输入系统，将产品数据、工艺数据实 时、动态地传递给生产用数字化工卡； 生产管理、供应链管理、质量管理等系 统在数字化工卡的驱动下，进行生产组 织、物资供应、质量控制等运作，实现 与数字化工卡的数据交互；数字化工卡 驱动生产后，生成的产品卷宗由产品全 生命周期管理系统进行统一管理，便于 追溯；资产管理、人力资源管理、财务 系统等为数字化工卡提供器材设备、人 员信息等支撑性数据；财务、决策支持 系统等将对数字化工卡费用等进行归集 分配并展示修理进度信息等。 1）产品全生命周期管理系统 该系统覆盖新装备修理全生命周期 中的所有数据，包括承接上游设计所和 制造厂的设计图样、设计技术文件及工 艺文件等，试修准备过程中形成的各类 74 航空维修与工程 AVIATION MAINTENANCE & ENGINEERING 2015/6 文件资料，试修和修理过程中形成的产 品数据、工艺数据、质量数据等。规范 技术文件的数字化签审、发放、更改管 理机制，保证技术状态的有效性。将管 理的产品数据、工艺数据提供给产品工 艺数据管理系统，作为数字化工卡编制 与管理的支持数据。将修理完成后的结 果数据作为历史信息纳入产品全生命周 期管理系统进行查询和追溯（图2）。 2）产品工艺数据管理系统 该系统是数字化工卡的技术准备 和管理平台，获取产品生命周期管理系 统中的产品数据、工艺数据，结合工厂 的管理标准、技术标准和工作标准信息 辅助数字化工卡的编制，形成数字化工 卡体系中的各种工艺报表（必换件明细 表、工艺装备明细表、消耗器材明细表 等），完成数字化工卡技术准备过程； 同时，工艺数据准备系统对数字化工卡 在生产应用过程中产生的动态数据实时 进行反馈（图3）。 3）生产管理系统 将技术准备中的数字化工卡按批/ 架次转化为生产工卡，作为生产指令指 导生产，形成架次修理计划的执行及反 馈系统；通过工卡对相关的技术文件进 行调用，为工卡的实施提供技术支撑， 保证修理质量。 4）供应链管理系统 基于数字化工卡中定义的配套清 单，调用物资管理系统的库存，当库存 不足时，驱动系统进行采购或生产制 造。同时记录为完成工卡所领取的物资 及批次信息。 5）质量管理系统 基于数字化工卡中定义的检验类 别、检验标准，指导现场检验人员操 作，同时记录现场发生的质量问题和故 障。 6）资产管理系统 基于数字化工卡中定义的工装设备 清单，调用并关联系统中的台帐数据， 图1 以数字化工卡为核心的修理模型示意图 图3 产品工艺数据管理同数字化工卡的交互示意图 图2 产品全生命周期管理与数字化工卡的交互示意图 数字化工卡 工卡驱动 生产管理 资产管理 设计图纸 产品全生命周期管理产品工艺数据管理技术文件资料管理 机型工卡 工艺数据 质量卷宗 工艺路线 工艺BOM 工卡编制 工卡修订 技术标准 技术条件 管理标准 工作标准 输入输入输入 反馈反馈反馈 供应链管理质量管理 成本管理 数据储存 和交互 数据储存 和交互 基础数据库设备集群 工艺数据 管理系统 BOM 文件 读取 承接上游设计 场所文件资料 试修准备过形 成的文件资料 修理过程产生 的文件资料 主机厂/部队反 映的产品质量 跟踪信息 上级单位下的 通知/通报文件 与产品相关的 工装/设备/器材 等文件 数据库 产品数据管理系统 数字化修 理线系统 数字化 工卡 车间数字化终端 数字化修 理线系统 数字化 工卡 车间数字化终端 工艺报表 工卡评审 管理标准 物料清单 编码规则 工卡模板 工艺规程 修理技术条件 数字化工卡编制 建立维修BOM 调整维修BOM 数字库 更改执行更改通知 问题报告更改申请更改评审 版本管理 人力资源管理 工 程 ENGINEERING 75 AVIATION MAINTENANCE & ENGINEERING 2015/6 航空维修与工程 驱动工装设备的采购业务，同时记录设 备工时数据。 7）人力资源管理系统 基于数字化工卡中定义的操作证、 工时、人员岗位能力要求等信息，支持 数字化工卡人员权限的分配派发，根据 工卡的完成情况进行绩效考核、工资计 算等，同时使用数字化工卡关联的技术 文件对员工进行培训，使其业务能力符 合数字化工卡的要求。 8）财务系统 通过工卡关联的物资领用、设备工 时、人工工时，进行材料费用、人工费 用、制造费用的归集和分配，计算工卡 的成本，进而计算出飞机架次修理的成 本。 9）决策支持系统 通过建立数据模型，对数据库中存 储的大量工卡数据进行分析统计，并以 直观的图表形式展示给管理者，辅助管 理人员提高决策能力水平。 3 以数字化工卡为驱动的修理模 式 数字化工卡驱动的修理模式以信息 图4 数字化工卡为驱动的修理模式示意图图5 数字化工卡驱动生产管理示意图 技术为支撑，数字化工卡为载体，整合 工厂各项修理资源，实现修理数据数字 化传递和精细化生产管理（见图4）。 3.1 数字化工卡驱动的生产管理 以生产管理系统为支撑，将生产指 令分解到数字化工卡中，并将数字化工 卡落实到生产管理的现场，同时将工艺 规程、技术标准等信息同步传递到工卡 中，为完成现场的生产指令下发提供各 种资源和技术指导（图5）。 3.2 数字化工卡驱动的人力资源管理 以数字化工卡为依据建立一套符 合装备修理标准和要求的人力资源操作 证、能力模型、薪酬体系、绩效考核指 标等系统。根据数字化工卡对作业人员 操作证、数量的要求，匹配具备作业条 件的人员信息以及人员工作状态，为工 卡的分配提供信息支撑，同时作业人员 执行数字化工卡作业的结果也会反馈到 绩效系统，为人力资源考核和薪酬的计 算提供及时准确的依据（图6）。 3.3 数字化工卡驱动的工装设备管理 通过传递数字化工卡的工装设备 清单，驱动资产管理系统明确现有资源 数量和状态能否满足生产需要，必要时 及时进行采购或设计制造。在数字化工 卡实施时，可驱动系统实时了解设备及 工装的可用性，并对所使用的设备及工 装状态进行更新，通过监测状态变更， 及时对设备及工装进行定期的修理及检 测，保障生产。同时以工卡中记录的所 用设备的工时，作为设备折旧分摊的依 据，从而计算工卡的制造费用，为进一 步计算工卡的成本准备数据（图7）。 3.4 数字化工卡驱动的供应链管理 数字化的物资供应将通过数字化工 卡驱动，根据技术准备中工卡所定义的 装配清单和辅助材料清单等，自动生成 针对供应链系统的需求清单，驱动供应 链系统在必要时依据库存计划和供应管 理，按照采购活动流程图、合格供方名 录等要求将规定数量的物资配送到生产 现场，同时确保外购产品的数量、质量 能满足生产纲领要求；当预期库存不足 时，物资需求可以转化为采购行为，保 证物资的按时按量供应。 此外，通过历史装备修理过程中物 资供应的实际出库数据，可计算出相对 准确的消耗定额、材料成本和采购成本 等，作为未来采购计划的基础（图8）。 基础数据库设备集群 反馈 作 业 计 划 作 业 状 态 生 产 进 度 质 量 卷 宗 资 源 检 查 工 卡 检 查 反馈 数字化工卡数字化工卡数字化工卡 数字化工卡 技术准备系统 生产管理系统 生产指令 现场作业 现场检验工艺指导 多工卡 派发 作业结果 工艺规程 同步 传入 技术标准 产品数据 输入 成本成本成本 成本 周期周期周期 周期 质量 质量 支撑支撑 质量 质量 交付调试 装配 修理分解故检接收 输入 76 航空维修与工程 AVIATION MAINTENANCE & ENGINEERING 2015/6 质量系统，为质量分析提供数据依据。 对于发生返工或报废的工卡，能够进行 标识，明确责任，对于由质量责任引起 的返工或报废，能够全面记录，据此可 进一步归集质量成本，以实现质量信息 图6 数字化工卡驱动人力资源管理示意图 图7 数字化工卡驱动工装设备管理示意图 3.5 数字化工卡驱动的技术文件管理 在技术文件管理系统中，技术标 准、产品设计图样、工艺文件、管理标 准和工作标准等是管理的对象，通过维 护工具，对文件资料进行分类、批量存 入数据库，实现统一管理，同时进行授 权操作，使应用人员获得相应操作权 限，实现基于安全保密措施的文件共享 （图9）。 在数字化工卡编制、应用的过程 中，通过统一的数据库，可调用技术文 件管理系统中各类数据信息，一方面技 术人员可实现工艺方案、技术资料、设 计图样、批次管理等文件的编写、审 批、修订、更新，并将最新版本文件反 馈到技术文件管理系统；另一方面使用 人员可对各类资料进行链接、查询、浏 览、下载等操作，最终将技术文件和标 准法规等应用于具体的修理流程中。 3.6 数字化工卡驱动的质量检验管理 生产和修理过程中对设备环境方面 如温湿度、光线强度、振动强度等的要 求需在工艺规程、工卡文件上体现，检 验系统通过与各种检测设备、环境试验 设备的联网，实现数据实时读取，数字 化工卡驱动检验系统及时对环境数据、 工艺和技术标准等进行分析，并与工卡 中的标准数据范围和技术指标进行比 对，辅助现场作业人员、检验员及时发 现质量问题并纠正；同时问题将传递至 图8 数字化工卡驱动供应链管理示意图 工 程 ENGINEERING 信息传递 信息匹配 同步输入 完工信息 绩效考核 数字化工卡 人力资源 管理系统 人员能力 筛选 操作证 信息 工 卡 派 发 能 力 模 型 薪 酬 体 系 绩 效 体 系 作 业 执 行 工装设备 清单 生产指令 生产指令 工艺规程 数字化工卡 物资需求清单 技术标准 产品数据 同步 传入 物质 需求 装配 清单 换件 清单 辅材 清单 物资 需求 清单 供应链系统 需求配送 信息反馈 计划生成 驱动 采购发票 材料成本 物 资 配 送 物 资 配 送 库存 状态 更新 现有 库存 状态 生产 入库 作业 计划 制造 计划 采购 计划 采购 成本 采购 成本 采购 合同 采购 入库 财务 系统 数字化工卡 工装采购 工装设计 工装采纳折旧费用 成本系统 数量不足 状态更新 状态更新 信息提供 信息提供 工装申请 工 装 需 求 工 装 需 求 工 装 状 态 工 装 状 态 工 装 领 取 工 装 领 取 工 装 返 还 工 装 返 还 资产管理系统 工装制造 77 AVIATION MAINTENANCE & ENGINEERING 2015/6 航空维修与工程 立产品为核心的全寿命周期数据管理模 式、数字化工卡为核心的维修管理模式 及业务协同一体化为核心的决策管理系 统三方面共同推进，逐步提升装备信息 化修理创新能力，实现新装备修理模式 的跨越和转变，使信息技术为基于状态 修理模式的发展变革注入强劲动力。 参考文献 1 崔剑，陈月燕.PLM集成产品 模型及其应用：基于信息化背景N.北 京：机械工业出版社，2014-2，(01). 2 潘路，阳光.军工企业数字信息 化建设初探J.零八一科技，2010-1. 3 周传宏，马静，陈海华.产品全生 命周期管理技术技术基础与案例分析 M.上海：上海交通大学出版社，2006-5. 4 王晓飞.信息化在军工企业标准 化工作中的作用和影响J.信息化研究， 2009(6). 5 刘红雨.试论企业信息资源的开 发利用与管理信息系统建设J.现代情 报， 2000，(01) . 6 Zhong P S, Liu D Z, Sun Z Y. History knowledge management in lifecycle of product development and its implementationJ. in Proceedings of Ninth International Conference on Computer Engineering and Technology(ICCET), 2005-5-26:1205-1210. 作者简介 季学会，主要从事工厂信息化建设 等方面工作。 方亮，主要从事工厂信息化建设等 方面工作。 图9 数字化工卡驱动技术文件管理示意图 图10 数字化工卡驱动质量检验管理示意图 的迅速传递和响应、质量管理的协同运 作以及质量数据的科学分析（图10）。 4 结论 建立以数据库为支撑、以“数字化 工卡”为核心和驱动的修理新模式，实 现了修理过程“