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基于质量系统热表处理工艺结构化平台应用研究

段党全、李彦峰、梁霄、李明雄

（中航西安飞机工业集团股份有限公司，陕西  西安  710089）

摘要：本文主要研究了热表处理工艺规程结构化编制与管理，按照标准化模板进行结构化的工艺文件编制，通过工艺准备过程与工艺知识库融合，转变为以知识为核心驱动的工艺设计过程，实现了热表处理工艺规程的电子化使用，工艺数据的系统化管理及在平台上对于数据的利用，为飞机零件特种工艺生产提供技术支撑和质量保证。

关键词：MES质量系统、热表处理、工艺规程、结构化

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热表处理厂作为特种工艺专业化生产厂，在零件生产制造过程中占有重要地位，随着零件生产批量日益增加，基于信息化系统的热表处理数据电子化及效率提升，以信息化为创新管理手段，依托现有MES+质量系统模式，按照热表处理零件生产流程形成信息需求，实现热表处理工艺规程结构化。

首先在质量系统建立工艺规程管理平台，并在平台上面逐步录入现有的工艺规程，通过MES将电子版下发到单元，在单元便捷的完成零件生产交接管理和生产过程的三对照。工艺规程管理平台的使用降低了人工劳动强度，提升了管理效能，为保质保量快速交付零件提供良好保障。

1 项目背景

作为产品制造过程的核心环节，热处理、表面处理对航空装备产品质量影响的相关度越发显著。目前我国航空制造业所使用的热表工艺方法和生产设备在总体上都处于国际先进水平，但在管理方法、工作模式、工艺规程执行等方面，特别是在质量保障和产品设计等涉及到跨部门协作的方面，仍然延用了多年前的工作模式，具体表现在：

（1）热表工艺的设计与编制依靠少数工艺人员的经验积累，导致了很多典型工艺规程缺乏明显的“零件组、工艺类”特征，对具体零部件工艺规程编制的指导性不强。不利于隐性工艺设计知识显性化的传递和分享给年轻的工艺人员。

（2）由于缺乏针对性管理工具和工作模式设定，热表处理的工艺知识是以描述性语言体现在各类文件里，导致工艺信息较难转化为结构化的信息，进而影响了热表工艺制造体系的建立。

（3）热表工艺是根据型号要求，由冶金部门形成总体的工艺规范要求，再由车间工艺人员形成典型规程文件，在现阶段很难直接细化到具体零件级工艺规程，只能由车间工长凭经验人为的进行实际的排产，没有形成规范化的生产方式。

（4）热表工艺的现场管理主要依靠手工记录，同时受限于热表处理设备以及业务系统间的集成壁垒，无法进行实时数据的采集、动态分析以及历史数据的挖掘，相关人员很难直接又准确的获取工艺优化改进和产品质量提升的关键数据。

2项目实施过程

2.1结构化过程梳理

目前热处理工艺规程总量较多，每年所有工艺规程升版至少一次，版本管理难度较大；表面处理工艺规程以目录式工艺表居多，各机型工艺表平均5-7本，审签、换版流程均为纸质，耗时长，效率低。同时结合电子化需求及实际工艺规程升版、换版、管理等情况，建立的工艺规程管理平台体系如图1所示。

图1 工艺规程管理平台体系

通过对热处理以及表面处理工艺规程、典型工艺规程的梳理，将其分为执行性文件（涉及工序执行、参数记录及执行）和描述性性文件（仅涉及工序生产操作要求，不涉及参数）；执行性文件需生成与原始记录相匹配的质量控制程序（热表内部子FO），按照此思路，可解决带工序的热处理零件工艺规程及表面处理XYD典型工艺规程；针对描述性工艺文件，主要用于操作性查看及三对照核实工艺信息，与执行性文件存在本质差异，不直接参与质量数据记录及工艺过程，基本可理解为按照模板生成统一要求的工艺文件。

2.2功能设计与开发

工艺规程数据梳理→参数标准化→工序标准化→生产族类标准化→工艺规程管理要求确认→系统功能建设需求→系统功能开发→功能测试使用。

工艺规程管理平台框架包括工艺数据库和工艺文件管理。功能也可细分为零组件信息库和图片库、工艺组库和工序库、工艺参数库、工艺规程编制、工艺规程审批、工艺规程查询六个模块。

其中工艺数据库不能直接指导生产，是工艺文件管理的基础，工艺文件管理是以工艺数据库为依托所编制的现场所使用的工艺文件，可以直接指导生产，这两者都是实现厂内无纸化生产和信息化管理不可缺少的条件。

2.3主要改善点

通过系统平台运行，实现了质量系统工艺规程界面和MES系统电子台账页面的联动。以零件图号为纽带，在质量管理系统中编制定版工艺规程/工艺表，推送至MES系统，通过操作工人/库房派工人员在MES系统中扫描FO，以图号进行工艺规程关联，在同列显示氧化、喷漆信息及工序信息，直接在扫描后立即核对氧化、喷漆工艺信息是否与FO一致。热处理及化铣、电镀通过点击零组件信息再弹出工艺信息。

3效果评价

热处理零件和表面处理零件工艺规程均可通过数据导入，预先将零组件名称、材料牌号、零件尺寸、氧化类型（包含电镀）、喷漆类型等数据导入零组件基础信息中，同时预先维护好图片库、工艺组库和工序库以及工艺参数库。再进行编制工艺表，可选择多条零组件信息和一条工序组模板，如有图片同步与图片进行关联，直接批量生成工艺规程。

可实现热表处理零件工艺规程按不同要求下的审批流程，可单个及批量审批，并支持自定义审批人。数据库留有接口用于相关参数excel数据库进行维护更新，支持查询工艺规程的历次版本及有效性，同时数据库支持批量对已有的工艺规程信息进行一键替换。

在车间的应用得到了良好的反馈，不但将原始记录的完善度和记录内容做了比较大的提升，更是减轻了原始记录填写的出错率，将车间的派工及生产流程变得规范化。

4应用意义

通过模块构建场景分析，工时、记录、排产计划等主要依靠工艺数据进行业务实现，所以实现工艺数据结构化是其他数据电子化的前提，构建热表处理工艺信息结构化平台是其他模块数据互联的先导，通过工艺数据结构化实现数据最大化利用。

热表处理工艺数据结构化，实现了热处理和表面处理零件工艺规程数据系统化管理，进一步支持了车间的无纸化生产和信息化管理，为飞机零件交付提供技术支撑和质量保证。

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参考文献：

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[2] 田彦博，杨建军. 热处理工艺数据管理技术研究［J］.成组技术与生产现代化，2010，27（01）：44-48+53.

[3] 汪金水. 航天A企业热表处理车间生产管理改进措施研究［D］，中国地质大学（北京）：2014.

[4] 何占伟. 常规热处理过程计算机工艺管理与控制系统的设计与应用［D］，大连理工大学：2008.

[5] 王文理，康永峰. 工艺在智能制造生产线设计与运行控制中的重要作用［J］.航空制造技术，2016（16）：48-51+62.

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