劉婕　成立權(quán)　董艷菊

摘 要：航空發(fā)動機的試車過程是復(fù)核性的試車，在集中的時段內(nèi)，對出廠前的發(fā)動機的試車結(jié)果進(jìn)行較全面地檢查。這種檢驗方式，一直被國內(nèi)發(fā)動機行業(yè)的所驗收沿用，對發(fā)動機出廠前質(zhì)量控制起到過相當(dāng)?shù)淖饔?。但是，傳統(tǒng)的檢驗方式與先進(jìn)的試驗設(shè)備已經(jīng)不相適應(yīng)，發(fā)動機的檢驗工作也應(yīng)向數(shù)字化方向邁進(jìn)。引入信息化元素，由計算機替代人工對發(fā)動機試車數(shù)據(jù)進(jìn)行自動記錄、判讀、分析和處理，給出發(fā)動機故障點信息和調(diào)整、排故意見。建立單臺發(fā)動機試車歷程的數(shù)據(jù)檔案，形成試車歷程報告。實現(xiàn)由簡單的復(fù)核驗收試車方式向發(fā)動機試車全過程控制轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)真正意義上的過程控制。

關(guān)鍵詞：航空發(fā)動機；試車；數(shù)字化；檢驗

中圖分類號：V263.6

目前，航空領(lǐng)域大量引入數(shù)字化制造技術(shù)，應(yīng)用及其廣泛且技術(shù)成熟。但在部件及整機的裝配和試驗等方面，仍保留著比較傳統(tǒng)的模式，因此也就存在不斷深入研究可能性。

航空發(fā)動機的試車過程實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的自動化采集，但在人工的工作方式一定程度的影響了航空發(fā)動機的信息化進(jìn)程?；谏鲜鰡栴}，著重針對人員，設(shè)備等生產(chǎn)要素大量介入的復(fù)雜過程展開研究，在試車過程監(jiān)控也引入“數(shù)字化”概念，建立試車過程數(shù)字化檢驗系統(tǒng)（后稱“檢驗系統(tǒng)”）。運用計算機軟件技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)，構(gòu)建航空發(fā)動機數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)樣機庫和判據(jù)庫，實現(xiàn)過程狀態(tài)“透明”，為數(shù)據(jù)共享奠定基礎(chǔ)。將復(fù)雜過程簡單化，既有效避免了人為因素的不良干預(yù)，又提高了工作效率和數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，經(jīng)分析的結(jié)果更為各需求部門提供依據(jù)，且具有顯著的衍生作用。

1 航空發(fā)動機試車現(xiàn)狀及信息化管理的意義

1.1 發(fā)動機試車過程現(xiàn)狀

發(fā)動機試車過程分為多種類型、多個階段，試車時對幾百個通道參數(shù)進(jìn)行全過程的監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集，調(diào)整不符合要求的數(shù)據(jù)，最終使技術(shù)狀態(tài)、性能參數(shù)等符合要求，達(dá)到出廠標(biāo)準(zhǔn)。此種復(fù)核性的檢驗方式，一直被國內(nèi)發(fā)動機行業(yè)的所驗收沿用，對質(zhì)量控制起到過相當(dāng)?shù)淖饔谩５?，隨著科技水平的不斷發(fā)展，已顯示其不足：其一，試驗數(shù)據(jù)量和被檢測的性能參數(shù)點大幅度增加；其二，試驗程序更加復(fù)雜，驗收時間增長；其三，使用人工方式對試車數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄、判讀和分析，增加人為差錯的風(fēng)險。采集到的數(shù)據(jù)二次利用非常困難。

針對于上述的幾項缺點，對現(xiàn)有的發(fā)動機試車引入信息化元素，利用信息化手段為傳統(tǒng)的發(fā)動機檢驗提供新的方式。

1.2 引入信息化管理的意義

在試車過程中引入信息化管理手段，建立檢驗系統(tǒng)，由計算機替代人工對發(fā)動機試車數(shù)據(jù)進(jìn)行自動記錄、判讀、分析和處理，進(jìn)而建立單臺發(fā)動機試車歷程的數(shù)據(jù)檔案，形成歷程報告。數(shù)字化檢驗可以充分發(fā)揮試車臺數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的作用，將原來由人做的工作改由機器完成——實現(xiàn)檢驗工作由簡單的復(fù)核驗收試車方式向全過程質(zhì)量控制轉(zhuǎn)變。引入標(biāo)準(zhǔn)頻譜概念，將工藝要求轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)譜在試車過程中標(biāo)準(zhǔn)譜線與實際譜線同步顯示，可以很清晰的了解過程、查看數(shù)據(jù)，并具備一定的引導(dǎo)作用，規(guī)范操作流程，減少因未嚴(yán)格執(zhí)行工藝要求而引起的狀態(tài)不符的現(xiàn)象。

2 數(shù)字化檢驗系統(tǒng)的建設(shè)

2.1 數(shù)字化檢驗系統(tǒng)架構(gòu)

數(shù)字化檢驗系統(tǒng)采用分層架構(gòu)，分采集處理平臺和應(yīng)用平臺，可以分布式部署。采集處理平臺負(fù)責(zé)采集數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)的狀態(tài)分析、告警分析、數(shù)據(jù)處理、匯總工作。同時取得計劃信息、規(guī)程數(shù)據(jù)，進(jìn)行試車驅(qū)動。應(yīng)用平臺指用戶使用的前臺交互界面，應(yīng)用后臺為應(yīng)用前臺提供數(shù)據(jù)，為前臺應(yīng)用做好保障。

2.2 數(shù)字化檢驗系統(tǒng)的主要功能模塊

2.2.1 試車數(shù)據(jù)采集處理管理

檢驗系統(tǒng)需要實時的獲取試車數(shù)據(jù)，按照設(shè)定的檢查點實時檢查、判斷運行參數(shù)及狀態(tài)，對不符合檢查點的參數(shù)信息及時報警或提示。數(shù)據(jù)采集處理模塊需保證如下特性：

（1）及時性：要能實時從接收到發(fā)動機試車參數(shù)，并正確處理、入庫；

（2）完整性：建立良好的通信連接保證數(shù)據(jù)采集的完整性；

（3）可靠性：系統(tǒng)具有可靠的保證機制，保證數(shù)據(jù)采集的可靠；

（4）安全性：系統(tǒng)配置防火墻，可以保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)單向流向。

2.2.2 標(biāo)準(zhǔn)頻譜庫管理

檢驗系統(tǒng)建立各型發(fā)動機被評定的穩(wěn)態(tài)性能、功能參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)曲線譜庫。設(shè)定的發(fā)動機穩(wěn)定狀態(tài)參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)譜，作為檢驗系統(tǒng)的評定標(biāo)準(zhǔn)形成最終標(biāo)準(zhǔn)試車圖譜，引導(dǎo)發(fā)動機試車按標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

2.2.3 試車工藝流程、檢驗點管理

按發(fā)動機試車大綱要求，建立發(fā)動機試車各階段操作規(guī)程工藝流程庫。通過工藝流程管理模塊，將試車各階段工藝要求、監(jiān)控點、數(shù)據(jù)范圍等結(jié)構(gòu)化。當(dāng)發(fā)動機試車過程中，系統(tǒng)以標(biāo)準(zhǔn)專用語匯，醒目、概括的顯示發(fā)動機當(dāng)前試車階段、提示內(nèi)容、報警內(nèi)容，便于相關(guān)試車人員實時了解掌握。

2.2.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析管理

針對各臺架的試車數(shù)據(jù)、試車曲線、試車記錄單、試車歷程報告、人機交互內(nèi)容等信息進(jìn)行多維度數(shù)據(jù)檢索、及對比分析。還可以對故障類型、排故內(nèi)容進(jìn)行匯總分析，得出各種故障排故經(jīng)驗數(shù)據(jù)并總結(jié)出最佳排故方案，指導(dǎo)后續(xù)試車排故。

2.3 主要技術(shù)難點

2.3.1 如何有效區(qū)分各階段狀態(tài)

如何根據(jù)工藝特點規(guī)劃工藝規(guī)程模型，并通過屬性、參數(shù)等信息區(qū)分試車的各個階段以方便計算機對試車進(jìn)程進(jìn)行區(qū)分，狀態(tài)判定。因此將工藝進(jìn)行完全的結(jié)構(gòu)化、參數(shù)化，并確定試車狀態(tài)最明顯的、不會引起混淆的標(biāo)志是最首要的任務(wù)。結(jié)合工藝要求、實際應(yīng)用情況、試車經(jīng)驗，將工藝規(guī)程劃分為：試車階段、模塊、狀態(tài)、參數(shù)、工藝提示、試車前檢查、試車后評定等信息，確定相應(yīng)的工藝規(guī)程模型。

2.3.2 標(biāo)準(zhǔn)試車工藝

為便于試車過程的精細(xì)化操作，系統(tǒng)根據(jù)工藝中的階段、模塊及狀態(tài)的數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換為檢驗系統(tǒng)所需要的標(biāo)準(zhǔn)頻譜的時間序列數(shù)據(jù)，生成油門桿角度、N1轉(zhuǎn)速、N2轉(zhuǎn)速的標(biāo)準(zhǔn)頻譜，以備試車時進(jìn)行頻譜對比分析。試車過程中實時顯示標(biāo)準(zhǔn)頻譜和實際數(shù)據(jù)曲線，顯示實際試車與標(biāo)準(zhǔn)頻譜的差異。使工人更直觀的看出試車過程的不符合操作，并及時進(jìn)行糾正。

3 檢驗系統(tǒng)應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)

數(shù)字化檢驗系統(tǒng)基于Spring、Struts、Ibatis輕量級J2EE體系架構(gòu)，在前端展現(xiàn)上采用AJAX、FLASH作為前端展現(xiàn)，實現(xiàn)真正的網(wǎng)絡(luò)體驗。

● struts是控制層和視圖層，負(fù)責(zé)JSP頁面的展示和交互；

● Spring是業(yè)務(wù)邏輯層，負(fù)責(zé)具體業(yè)務(wù)邏輯的實現(xiàn)，同時可以作為聯(lián)系Struts和ibatis的紐帶；

● ibatis是數(shù)據(jù)持久化層：iBATIS采用OR-Mapping的方式來創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫和Java對象的映射關(guān)系，可以節(jié)省大量的代碼，并且映射語句清晰，可維護(hù)性高。

4 結(jié)束語

檢驗系統(tǒng)經(jīng)過測試應(yīng)用，表明其可替代人工對發(fā)動機試車過程的數(shù)據(jù)進(jìn)行自動化分析、處理。檢驗系統(tǒng)實現(xiàn)了發(fā)動機數(shù)字化檢驗平臺從無到有的過程，使試車過程檢驗提升到了一個科學(xué)化、自動化、標(biāo)準(zhǔn)化新臺階。未來，檢驗系統(tǒng)將致力于檢驗系統(tǒng)的兼容性及智能化的方向發(fā)展，確保數(shù)字化檢驗系統(tǒng)為生產(chǎn)和經(jīng)營提供有力的決策支持，提高航空發(fā)動機試車管理水平。

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作者簡介：劉婕（1978.12-），女，蒙古族，遼寧省喀喇沁左旗蒙古族自治縣人，工程師，現(xiàn)就職于中航工業(yè)黎明發(fā)動機試車廠技術(shù)專家，2003年畢業(yè)于沈陽大學(xué)計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)，主要從事軟件開發(fā)與應(yīng)用技術(shù)方面的研究。

作者單位：沈陽黎明航空發(fā)動機（集團）有限責(zé)任公司，沈陽 110043