王琪

摘 要：文章以某企業(yè)航空發(fā)動(dòng)機(jī)修理業(yè)務(wù)為研究對(duì)象，針對(duì)企業(yè)發(fā)動(dòng)機(jī)修理過(guò)程中工作流、信息流、物流不統(tǒng)一的問(wèn)題，在簡(jiǎn)要分析MES相關(guān)理論的基礎(chǔ)上，針對(duì)航空發(fā)動(dòng)修理工藝不固定、故障難確定、進(jìn)度難控制、質(zhì)量要求高的特點(diǎn)，在企業(yè)信息化總體框架下，結(jié)合航空發(fā)動(dòng)機(jī)修理業(yè)務(wù)流程，提出了航空發(fā)動(dòng)機(jī)修理MES解決方案。在航空發(fā)動(dòng)機(jī)修理業(yè)務(wù)模型的基礎(chǔ)上，建立了MES的功能模型。通過(guò)系統(tǒng)的實(shí)施，提高了航空發(fā)動(dòng)機(jī)的修理效率、降低了修理成本，對(duì)于航空制造企業(yè)的信息化建設(shè)具有重要的指導(dǎo)和借鑒意義。

關(guān)鍵詞：航空發(fā)動(dòng)機(jī)；修理；MES

中圖分類號(hào)：V263.6 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2019）01-0081-02

Abstract： This paper takes the aero-engine repair business of a certain enterprise as the research object， aiming at the problem of the disunity of workflow， information flow and logistics in the engine repair process of an enterprise， and on the basis of brief analysis of the relevant theories of MES as well as the characteristics of the aeronautical engine repair， such as uncertainty of processes， difficulty in determining the fault， difficulty in controlling the progress， and high quality requirements. Thus， under the overall framework of enterprise information， the paper， based on the aero-engine repair business process， proposes the aero-engine repair MES solution. Based on the aero-engine repair business model， the functional model of MES is established. Through the implementation of the system， the repair efficiency of the aero-engine is improved and the repair cost is reduced， which has an important guiding and referential significance for the information construction of the aviation manufacturing enterprises.

Keywords： aeroengine； repair； MES

引言

航空發(fā)動(dòng)機(jī)是高度復(fù)雜的精密動(dòng)力機(jī)械裝置，有數(shù)以萬(wàn)計(jì)的零部件組合在一個(gè)尺寸和重量都受到嚴(yán)格限制的機(jī)體內(nèi)，在高溫、高壓、高轉(zhuǎn)速、高載荷下、高可靠性地長(zhǎng)期工作。航空發(fā)動(dòng)機(jī)還需要滿足性能、適用性和環(huán)境等多方面的特殊要求。研制航空發(fā)動(dòng)機(jī)難，還難在科學(xué)試驗(yàn)與經(jīng)驗(yàn)積累上。與其說(shuō)發(fā)動(dòng)機(jī)是設(shè)計(jì)出來(lái)的，還不如說(shuō)是試驗(yàn)、試飛出來(lái)的。所以我們從各種實(shí)驗(yàn)、試車(chē)中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，從各種質(zhì)量問(wèn)題中總結(jié)教訓(xùn)，從每次的質(zhì)量修理中積累經(jīng)驗(yàn)。并將這些經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)完善的保存下來(lái)，因?yàn)檫@些是用時(shí)間、金錢(qián)、甚至是生命換回的。

隨著制造業(yè)企業(yè)信息化工作的不斷推進(jìn)，ERP（Enterprise Resources Planning，企業(yè)資源計(jì)劃）、制造MES（Manufacturing Executive System，制造執(zhí)行系統(tǒng)）、辦公自動(dòng)化等信息系統(tǒng)在企業(yè)的應(yīng)用不斷成熟，傳統(tǒng)的管理方式正逐漸被以信息化為主要手段的現(xiàn)代管理方式所取代，航空發(fā)動(dòng)機(jī)修理業(yè)務(wù)也必須適應(yīng)企業(yè)管理的要求，建立信息化管理系統(tǒng)。

本企業(yè)通過(guò)MES系統(tǒng)對(duì)于航空發(fā)動(dòng)機(jī)修理過(guò)程進(jìn)行全程追蹤和監(jiān)控，這樣提高了企業(yè)執(zhí)行效率、降低了生產(chǎn)和管理成本。主要實(shí)現(xiàn)對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)、生產(chǎn)、修理、監(jiān)督等階段的信息化管理，提高了企業(yè)管理的信息化、自動(dòng)化程度。

1 MES的定義

MESA（Manufacturing Execution System Association國(guó)際制造執(zhí)行系統(tǒng)協(xié)會(huì)）的白皮書(shū)對(duì)制造執(zhí)行系統(tǒng)MES所下的定義：“制造執(zhí)行系統(tǒng)傳遞信息使得從下單到完成品間的生產(chǎn)過(guò)程能夠最佳化”。生產(chǎn)活動(dòng)在進(jìn)行時(shí)，MES使用及時(shí)、正確的數(shù)據(jù)，提供適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)、響應(yīng)及報(bào)告。針對(duì)條件的改變立即快速反應(yīng)為目的，在于減少無(wú)附加價(jià)值的活動(dòng)，達(dá)到更有效的生產(chǎn)作業(yè)及流程。MES改善了設(shè)備的回收率，按時(shí)交貨率、庫(kù)存周轉(zhuǎn)率、邊際的貢獻(xiàn)、現(xiàn)金流量的績(jī)效。MES提供企業(yè)與供貨商之間雙向溝通所需的生產(chǎn)信息[1]平臺(tái)。

制造執(zhí)行系統(tǒng)是位于上層的計(jì)劃管理系統(tǒng)與底層的工業(yè)控制之間的面向車(chē)間層的管理信息系統(tǒng)，它是為了解決上層計(jì)劃系統(tǒng)與下層控制系統(tǒng)之間的信息通信而出現(xiàn)的。制造執(zhí)行系統(tǒng)在計(jì)劃管理層與底層控制之間架起了一條紐帶，填補(bǔ)了兩者之間的間隙，可以為企業(yè)及時(shí)地提供生產(chǎn)中需要的實(shí)時(shí)信息、優(yōu)化生產(chǎn)、提高生產(chǎn)效率、優(yōu)化資源配置的作用[2]。

2 航空發(fā)動(dòng)機(jī)修理MES的總體設(shè)計(jì)

2.1 業(yè)務(wù)流程分析

航空發(fā)動(dòng)機(jī)，尤其軍用發(fā)動(dòng)機(jī)一般工作在大推力的極限狀態(tài)，也經(jīng)常在惡劣天氣環(huán)境下工作、高負(fù)荷環(huán)境下工作對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的損耗特別大。飛機(jī)飛行幾百個(gè)小時(shí)以后發(fā)動(dòng)機(jī)性能會(huì)迅速下降，必須返廠大修，一般三次大修以后發(fā)動(dòng)機(jī)就達(dá)到報(bào)廢級(jí)別。發(fā)動(dòng)機(jī)大修流程分為：分解、故檢、修理、裝配、試車(chē)和排故等。

2.2 業(yè)務(wù)現(xiàn)狀分析

（1）修理工藝技術(shù)千變?nèi)f化。軍用航空發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的操作和環(huán)境都是極為特殊的，這就造成故障具有隨機(jī)性、偶然性的特點(diǎn)。那么修理工藝也就隨之靈活多變。還有現(xiàn)今軍事發(fā)展迅速，發(fā)動(dòng)機(jī)更新?lián)Q代速度加快，發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)隨之更加復(fù)雜，新材料有不斷投入使用，種種原因造成修理過(guò)程中不斷面臨新的技術(shù)難題。（2）修理工時(shí)過(guò)長(zhǎng)。航空發(fā)動(dòng)機(jī)修理主要修理業(yè)務(wù)在修理車(chē)間進(jìn)行，但一些專業(yè)零件還要到專業(yè)車(chē)間或廠家修理，一些特殊原料還要依賴國(guó)外采購(gòu)，種種因素都影響了發(fā)動(dòng)機(jī)修理流程。所以可以通過(guò)MES系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)分析哪些零件屬于易損零件，是否可以考慮提前生產(chǎn)。（3）信息化應(yīng)用滯后。MES相關(guān)技術(shù)在國(guó)內(nèi)的相關(guān)行業(yè)已經(jīng)快速發(fā)展，并得到普遍的應(yīng)用。但是由于發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)含量及內(nèi)容零件的復(fù)雜程度太高，所以信息化的開(kāi)展的程度在實(shí)踐工作中一直不高，在實(shí)踐中信息傳遞基本靠各類表格傳輸，修理現(xiàn)場(chǎng)還存在大量字紙表格。（4）技術(shù)指導(dǎo)單一。在先進(jìn)企業(yè)中，工藝指導(dǎo)方式多種多樣，其中包括圖片、音頻材料、三維模型、視頻培訓(xùn)。而現(xiàn)在企業(yè)的工藝還是傳統(tǒng)的圖紙。

2.3 存在的問(wèn)題

（1）工藝管理困難。實(shí)際修理現(xiàn)場(chǎng)中存在工藝文件版本眾多，依據(jù)不明確。而且又存在著大量的臨時(shí)技術(shù)處理單，工藝處理單的存放、使用、管理都是比較繁瑣和困難，容易產(chǎn)生錯(cuò)誤和丟失。由于零件型號(hào)眾多、運(yùn)行環(huán)境要求不同、修理階段不同以及用戶的特殊要求，這就造成同一型號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)存在多個(gè)修理工藝文件、這些紙質(zhì)文件管理困難、保存復(fù)雜、查閱繁瑣、傳遞不及時(shí)。（2）生產(chǎn)進(jìn)度緩慢。受廠內(nèi)零件加工能力、特殊零件國(guó)外采購(gòu)時(shí)間較長(zhǎng)、需要外廠協(xié)調(diào)加工等等諸多因素的影響，造成了修理產(chǎn)品滯留現(xiàn)場(chǎng)、修理工作暫停、各種信息及各種節(jié)點(diǎn)跟蹤困難，這些因素都影響了修理進(jìn)度。（3）質(zhì)量管理效率難以提高。發(fā)動(dòng)機(jī)是飛機(jī)的心臟，對(duì)于質(zhì)量一定要嚴(yán)格要求和把關(guān)。有相應(yīng)的質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn)和體系，實(shí)際對(duì)零件進(jìn)行全程質(zhì)量跟蹤和質(zhì)量責(zé)任的追溯，并且所有零件的每道工序的數(shù)據(jù)都要求錄入系統(tǒng)。但是現(xiàn)在實(shí)際工作中還保留紙質(zhì)管理方式，一旦發(fā)生質(zhì)量問(wèn)題這就需要花費(fèi)大量的人力管理。

2.4 業(yè)務(wù)模型的分析與建立

通過(guò)對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)修理線業(yè)務(wù)的深入分析，調(diào)研航空發(fā)動(dòng)機(jī)修理各業(yè)務(wù)模塊之間的業(yè)務(wù)流程，對(duì)計(jì)劃、調(diào)度、技術(shù)、質(zhì)量、庫(kù)存、工裝、設(shè)備等各項(xiàng)業(yè)務(wù)進(jìn)行梳理、分類、優(yōu)化，結(jié)合通用MES的基本功能建立航空發(fā)動(dòng)機(jī)修理業(yè)務(wù)模型。

技術(shù)管理、質(zhì)量管理、生產(chǎn)管理、計(jì)劃調(diào)度管理是發(fā)動(dòng)機(jī)修理業(yè)務(wù)的核心內(nèi)容，這幾個(gè)模塊共同管理發(fā)動(dòng)機(jī)修理的工作流程、物流和信息流程。庫(kù)存管理、設(shè)備管理、工具管理屬于保障發(fā)動(dòng)機(jī)正常修理的保障模塊，為核心模塊提供資源保障、設(shè)備保障、工具保障。外協(xié)采購(gòu)主要是對(duì)出廠修理的零件進(jìn)行管理，本企業(yè)內(nèi)其他車(chē)間或外單位零件的修理管理。成本管理主要是匯總各類零件成本數(shù)據(jù)，控制各類零件成本在安全范圍內(nèi)。

航空發(fā)動(dòng)機(jī)修理MES系統(tǒng)，依據(jù)通用MES的標(biāo)準(zhǔn)模塊的基礎(chǔ)上，并與發(fā)動(dòng)機(jī)修理業(yè)務(wù)的特點(diǎn)及業(yè)務(wù)模型，劃分不同管理模塊。模塊的劃分是根據(jù)車(chē)間層面編制計(jì)劃、下達(dá)指令、設(shè)備、人員等統(tǒng)一管理，達(dá)到生產(chǎn)作業(yè)合理調(diào)度和生產(chǎn)資源合理分配，最終目的是實(shí)現(xiàn)縮短修理周期、降低修理成本。

航空發(fā)動(dòng)機(jī)修理業(yè)務(wù)模塊劃分為10個(gè)子系統(tǒng)：任務(wù)管理子系統(tǒng)、技術(shù)管理子系統(tǒng)、質(zhì)量管理子系統(tǒng)、計(jì)劃管理子系統(tǒng)、生產(chǎn)管理子系統(tǒng)、外協(xié)采購(gòu)子系統(tǒng)、工裝管理子系統(tǒng)、設(shè)備管理子系統(tǒng)、庫(kù)存管理子系統(tǒng)、成本管理子系統(tǒng)。生產(chǎn)管理子系統(tǒng)是整個(gè)MES的核心，與其他子系統(tǒng)聯(lián)系密切。工具管理子系統(tǒng)、設(shè)備管理子系統(tǒng)、庫(kù)存管理子系統(tǒng)屬于生產(chǎn)保障系統(tǒng)，它們?yōu)樯a(chǎn)子系統(tǒng)提供支持。

計(jì)劃管理子系統(tǒng)是生產(chǎn)管理子系統(tǒng)的入口數(shù)據(jù)，生產(chǎn)管理子系統(tǒng)的節(jié)拍是按計(jì)劃的節(jié)點(diǎn)逐層展開(kāi)的。技術(shù)管理子系統(tǒng)是生產(chǎn)管理子系統(tǒng)的基礎(chǔ)，生產(chǎn)管理子系統(tǒng)的生產(chǎn)任務(wù)是按技術(shù)的要求展開(kāi)的。質(zhì)量管理子系統(tǒng)和成本管理子系統(tǒng)屬于目標(biāo)控制系統(tǒng)，一個(gè)是對(duì)修理質(zhì)量的控制和管理，一個(gè)是對(duì)修理成本的控制和管理。

2.5 設(shè)計(jì)原則

（1）實(shí)用性：從用戶角度出發(fā)，根據(jù)用戶工作中涉及的數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，這樣避免設(shè)計(jì)的盲目性，又可滿足實(shí)際需要。（2）合理性：考慮數(shù)據(jù)庫(kù)中各表使用效率及相互之間的調(diào)用關(guān)系。（3）以生產(chǎn)行為信息為核心，為企業(yè)決策系統(tǒng)提供直接的支持。（4）具有良好的人機(jī)界面，生產(chǎn)計(jì)劃管理模塊應(yīng)以中文界面為主，提供簡(jiǎn)明易用的界面，供生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)工作人員進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，同時(shí)提供給管理人員使用的報(bào)表界面必須能提供各種圖表和報(bào)表，用來(lái)做數(shù)據(jù)匯總和分析。

3 實(shí)施的效果

大修MES實(shí)現(xiàn)了對(duì)于復(fù)雜維修流程進(jìn)行定義，實(shí)現(xiàn)了發(fā)動(dòng)機(jī)從入廠到交付用戶使用全過(guò)程管理和監(jiān)控。實(shí)施MES系統(tǒng)前單臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)修理周期在30個(gè)工作日以上，而現(xiàn)在結(jié)合MES改進(jìn)了管理流程、質(zhì)量流程、檢驗(yàn)流程，目前單臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)維修周期下降到20個(gè)工作日。傳統(tǒng)管理方式，信息反饋不及時(shí)，對(duì)于維修過(guò)程監(jiān)控不夠，如工具、備品的庫(kù)存量等。通過(guò)實(shí)施MES一些信息及時(shí)反饋，并形成一些經(jīng)驗(yàn)的信息，供管理人員參考。MES系統(tǒng)應(yīng)用之前人工統(tǒng)計(jì)各類質(zhì)量數(shù)據(jù)，信息反饋不及時(shí)，可分析性差，所以造成在質(zhì)量上決策和改進(jìn)都比較滯后，直接影響就是試車(chē)合格率較低，現(xiàn)在發(fā)動(dòng)機(jī)修理一次試車(chē)合格率達(dá)到了95%以上。

4 結(jié)束語(yǔ)

MES系統(tǒng)在企業(yè)的成功實(shí)施，對(duì)于航空制造企業(yè)的信息化建設(shè)具有重大的指導(dǎo)和借鑒意義，如何使MES系統(tǒng)更好地在公司內(nèi)應(yīng)用，如何將操作人員和管理人員的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)固化在MES系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)更高層次的人機(jī)協(xié)同操作，是接下來(lái)公司MES系統(tǒng)應(yīng)用需要努力的方向。

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