數(shù)字化制造條件下的機(jī)加檢驗(yàn)?zāi)Ｊ窖芯?/h1>
2019-07-06 11:43武素星李國(guó)叢姚建華嚴(yán)曦光
航天制造技術(shù) 2019年3期
武素星 李國(guó)叢 王 佳 姚建華 嚴(yán)曦光
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數(shù)字化制造條件下的機(jī)加檢驗(yàn)?zāi)Ｊ窖芯?/p>
武素星 李國(guó)叢 王 佳 姚建華 嚴(yán)曦光
（航天長(zhǎng)征火箭技術(shù)有限公司，北京 100076）
針對(duì)目前航天企業(yè)機(jī)加檢驗(yàn)存在的數(shù)字化程度低、檢驗(yàn)過(guò)程不透明、質(zhì)量管理粗放的問(wèn)題，提出基于數(shù)字化制造條件下的新型檢驗(yàn)?zāi)Ｊ?。新型?shù)字化檢驗(yàn)?zāi)Ｊ酱蛲藦臋z驗(yàn)設(shè)計(jì)、檢驗(yàn)執(zhí)行到后期檢驗(yàn)數(shù)據(jù)維護(hù)的數(shù)據(jù)鏈，實(shí)現(xiàn)了檢驗(yàn)?zāi)K的精細(xì)化管理。并進(jìn)一步以某殼體為例，驗(yàn)證了新型檢驗(yàn)?zāi)Ｊ降目尚行?，為企業(yè)在新形勢(shì)下的檢驗(yàn)?zāi)Ｊ絼?chuàng)新提供了思路。
數(shù)字化制造；機(jī)加；檢驗(yàn)?zāi)Ｊ?/p>
1 引言
近年來(lái)，為滿足航天產(chǎn)品對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量和研制周期的更高要求，部分企業(yè)已開(kāi)始進(jìn)行PLM、MES等數(shù)字化信息系統(tǒng)的建設(shè)，并數(shù)字化升級(jí)現(xiàn)有設(shè)備，逐步實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品研制流程和設(shè)計(jì)制造的數(shù)字化[1]，但后續(xù)的產(chǎn)品檢驗(yàn)仍采用以二維圖紙及工藝卡片為依據(jù)，檢驗(yàn)完成后人工填寫表單的形式[2]。這種費(fèi)時(shí)費(fèi)力的質(zhì)量檢測(cè)方式已無(wú)法滿足數(shù)字化車間對(duì)質(zhì)量數(shù)據(jù)的精確性、及時(shí)性、完整性的需求[3]，也使得檢驗(yàn)日益成為企業(yè)數(shù)字化環(huán)節(jié)的瓶頸環(huán)節(jié)，具體表現(xiàn)在：
a. 未采用數(shù)字化檢驗(yàn)設(shè)計(jì)，可操作性不強(qiáng)。檢驗(yàn)人員以紙質(zhì)設(shè)計(jì)圖紙為輸入，人工解讀檢驗(yàn)要求，檢驗(yàn)要求不明確，尺寸漏檢情況時(shí)有發(fā)生。
b. 未將檢驗(yàn)納入排產(chǎn)，檢驗(yàn)過(guò)程不透明。當(dāng)前機(jī)加車間生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)采用機(jī)群式布局，工序間銜接性差、物流環(huán)節(jié)復(fù)雜。檢驗(yàn)人員多集中辦公，遠(yuǎn)離生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，導(dǎo)致交檢物流路徑較長(zhǎng)，檢驗(yàn)進(jìn)度的查詢依靠紙質(zhì)文件傳遞和口頭詢問(wèn)方式，檢驗(yàn)時(shí)間不受控，生產(chǎn)協(xié)調(diào)性無(wú)法保證。
c. 未充分利用檢驗(yàn)數(shù)據(jù)，質(zhì)量管理粗放。產(chǎn)品檢驗(yàn)數(shù)據(jù)仍采用手工填寫紙質(zhì)文檔的方式，檢驗(yàn)數(shù)據(jù)缺乏統(tǒng)計(jì)工具，工作效率低下。
2 數(shù)字化制造條件下的機(jī)加檢驗(yàn)?zāi)Ｊ?/h2>
為克服現(xiàn)有傳統(tǒng)機(jī)加檢驗(yàn)?zāi)Ｊ降娜毕荩瑵M足數(shù)字化條件下對(duì)高效檢驗(yàn)的需求，本文以“檢驗(yàn)作為一道工序參與生產(chǎn)”的思想為核心，以數(shù)字化信息系統(tǒng)和檢測(cè)設(shè)備為基礎(chǔ)[4]，探索適應(yīng)未來(lái)數(shù)字化生產(chǎn)模式的新型檢驗(yàn)?zāi)Ｊ?，如圖1所示。
圖1 新型機(jī)加檢驗(yàn)?zāi)Ｊ?/p>
a. 檢驗(yàn)設(shè)計(jì)：在PLM系統(tǒng)工藝模塊的工藝流程中，檢驗(yàn)與加工工序一樣，作為一道工序參與生產(chǎn)。檢驗(yàn)人員依據(jù)工藝人員輸出的三維工藝模型和工藝文件對(duì)檢驗(yàn)的要求，開(kāi)展檢驗(yàn)設(shè)計(jì)，包括檢驗(yàn)規(guī)程、檢驗(yàn)程序、檢具及工裝清單等，與工藝設(shè)計(jì)一起，共同形成數(shù)字化工藝文件，保證了檢驗(yàn)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性和完整性。
該文件采用結(jié)構(gòu)化的形式，包含全生產(chǎn)要素，可被MES系統(tǒng)自動(dòng)讀取并解析，有效避免了人工判讀的弊端。
b. 工序級(jí)排產(chǎn)：車間接收生產(chǎn)任務(wù)后，根據(jù)工藝輸出，包括三維模型、數(shù)控程序、設(shè)備要求、各工序工時(shí)信息等，結(jié)合產(chǎn)品生產(chǎn)總計(jì)劃要求、設(shè)備及人員負(fù)荷情況自動(dòng)排產(chǎn)，輸出細(xì)化到工序的生產(chǎn)任務(wù)，包括質(zhì)檢任務(wù)的自動(dòng)下發(fā)。
c. 機(jī)械加工：機(jī)加車間依據(jù)排產(chǎn)計(jì)劃進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備，作業(yè)人員將準(zhǔn)備好物料送達(dá)機(jī)床，啟動(dòng)機(jī)床加工。
d. 檢驗(yàn)任務(wù)執(zhí)行：加工完成后，對(duì)設(shè)置檢驗(yàn)點(diǎn)的工序，依據(jù)檢驗(yàn)需求，機(jī)器人或工作人員通過(guò)物流小車將需檢工件送至檢驗(yàn)工位，通過(guò)掃描工件編碼進(jìn)行送達(dá)確認(rèn)的同時(shí)，將該任務(wù)相關(guān)的檢驗(yàn)程序調(diào)入檢驗(yàn)工位，現(xiàn)場(chǎng)工作終端顯示檢測(cè)表單；按檢測(cè)項(xiàng)目及要求進(jìn)行檢測(cè)，并提示檢測(cè)位置、檢具等信息。
e. 檢驗(yàn)數(shù)據(jù)采集與生成：無(wú)論是全自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備如三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x，還是自動(dòng)錄入數(shù)據(jù)的數(shù)字化檢具或傳統(tǒng)檢具，均可實(shí)現(xiàn)質(zhì)檢結(jié)果的自動(dòng)歸類和質(zhì)量數(shù)據(jù)包自動(dòng)生成。
檢驗(yàn)合格后，質(zhì)檢數(shù)據(jù)存入系統(tǒng)，工件送入下一工序；檢驗(yàn)不合格，系統(tǒng)進(jìn)行可返修性判斷，可返修的在MES系統(tǒng)中生成新的返修任務(wù)，重復(fù)上述流程，不可返修的直接報(bào)廢。
f. 檢驗(yàn)數(shù)據(jù)管理：信息系統(tǒng)以物料屬性的方式實(shí)時(shí)記錄各類產(chǎn)品質(zhì)量信息后，可通過(guò)數(shù)據(jù)處理功能實(shí)時(shí)查詢、質(zhì)量追溯，快速定位質(zhì)量問(wèn)題，及時(shí)形成整改措施，防止質(zhì)量問(wèn)題擴(kuò)大。
此外，質(zhì)量管理人員能夠?qū)|(zhì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行全面、及時(shí)、多維度的統(tǒng)計(jì)分析和數(shù)據(jù)挖掘，可在線監(jiān)控產(chǎn)品質(zhì)檢數(shù)據(jù)趨勢(shì)，并形成數(shù)據(jù)跟蹤表，對(duì)生產(chǎn)狀態(tài)執(zhí)行情況進(jìn)行總體判斷并提前預(yù)知，將事后質(zhì)量整改轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)預(yù)警。
總的來(lái)說(shuō)，數(shù)字化機(jī)加車間將檢驗(yàn)過(guò)程作為生產(chǎn)過(guò)程的一個(gè)工序來(lái)處理，通過(guò)數(shù)字化信息系統(tǒng)進(jìn)行全過(guò)程檢驗(yàn)數(shù)據(jù)采集與追溯，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量信息的有效利用，并基于數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析進(jìn)行生產(chǎn)全過(guò)程質(zhì)量監(jiān)控與追溯、質(zhì)量管理改進(jìn)，解決當(dāng)前檢驗(yàn)?zāi)Ｊ降男实拖潞妥匪堇щy的問(wèn)題。
3 新型檢驗(yàn)?zāi)Ｊ綄?shí)踐
某殼體零件（圖2），自動(dòng)化生產(chǎn)線為硬件基礎(chǔ)，數(shù)字化信息系統(tǒng)為軟件支撐，驗(yàn)證新型檢驗(yàn)?zāi)Ｊ健?/p>
圖2 某殼體零件三維模型圖
圖3 某殼體零件自動(dòng)化生產(chǎn)線
該零件自動(dòng)化生產(chǎn)線如圖3所示，以零點(diǎn)定位系統(tǒng)為基礎(chǔ)，可實(shí)現(xiàn)單個(gè)零件自動(dòng)化物流、自動(dòng)化機(jī)加、自動(dòng)化清洗、自動(dòng)化檢測(cè)，同時(shí)輔以生產(chǎn)線單元管理系統(tǒng)，可全面滿足航天產(chǎn)品多品種小批量結(jié)構(gòu)件的自動(dòng)化加工。
本次實(shí)踐以該殼體工藝流程中某一工序的檢驗(yàn)過(guò)程為例開(kāi)展。
3.1 檢驗(yàn)工序的生成
檢驗(yàn)在工藝流程中作為一道工序，生成過(guò)程如下：
a. 工藝人員對(duì)檢驗(yàn)工序提出檢驗(yàn)要求，即工藝人員在PLM系統(tǒng)檢驗(yàn)工序中，對(duì)工序的操作內(nèi)容做出規(guī)定，給出具體檢驗(yàn)數(shù)值，方便檢驗(yàn)人員對(duì)檢驗(yàn)尺寸快速定位；
圖4 檢驗(yàn)?zāi)Ｐ?/p>
b. 檢驗(yàn)人員根據(jù)工序模型設(shè)計(jì)檢驗(yàn)?zāi)Ｐ停▓D4），即檢驗(yàn)人員得到授權(quán)后，對(duì)工序模型進(jìn)行適應(yīng)性修改，得出檢驗(yàn)?zāi)Ｐ?，并?dǎo)入工序附件中，為編寫檢驗(yàn)程序做準(zhǔn)備；
c. 自動(dòng)或人工編寫相應(yīng)的檢驗(yàn)程序，即檢驗(yàn)人員根據(jù)檢驗(yàn)?zāi)Ｐ?，編寫相?yīng)的檢驗(yàn)程序，并填寫評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，作為最后輸出結(jié)果的評(píng)判依據(jù)。
3.2 檢驗(yàn)工序的下發(fā)和執(zhí)行
圖5 三坐標(biāo)檢測(cè)執(zhí)行
工序?qū)隡ES系統(tǒng)參與排產(chǎn)，如圖5所示，通過(guò)掃描工件托盤RFID，調(diào)取檢驗(yàn)程序，實(shí)現(xiàn)三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x自動(dòng)運(yùn)行。
3.3 檢驗(yàn)結(jié)果的生成
三坐標(biāo)檢測(cè)完成后，生成檢測(cè)結(jié)果。檢驗(yàn)合格品進(jìn)入下一工序，不合格品轉(zhuǎn)不合格品處理流程，一般為返工（手工新增返工任務(wù)單，重新加工）或報(bào)廢（廢品處理流程）。同時(shí)，在生產(chǎn)線控制系統(tǒng)中生成質(zhì)量信息記錄，便于檢驗(yàn)結(jié)果的追溯。
3.4 檢驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析
生產(chǎn)線運(yùn)行一段時(shí)間后，形成各類質(zhì)量數(shù)據(jù)，對(duì)比分析質(zhì)量數(shù)據(jù)，快速定位質(zhì)量問(wèn)題，并了解后續(xù)生產(chǎn)趨勢(shì)，做到防患于未然。
4 結(jié)束語(yǔ)
本文研究和探索了新型自動(dòng)化生產(chǎn)檢驗(yàn)?zāi)Ｊ?，以某殼體為例驗(yàn)證新型檢驗(yàn)?zāi)Ｊ剑Y(jié)果表明，新型檢驗(yàn)?zāi)Ｊ礁咝Э尚校行Ы鉀Q了傳統(tǒng)檢驗(yàn)?zāi)Ｊ剿嬖诘膯?wèn)題和弊端。
本次研究對(duì)數(shù)字化航天企業(yè)新型檢驗(yàn)?zāi)Ｊ降慕⒕哂幸欢ǖ慕梃b意義：
a. 實(shí)現(xiàn)了檢驗(yàn)與數(shù)字化工藝的高度集成。提出將檢驗(yàn)作為一道工序存在于數(shù)字化工藝中，將工藝提出的檢驗(yàn)要求與實(shí)際檢驗(yàn)內(nèi)容的一體化數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，有效保證檢驗(yàn)內(nèi)容的準(zhǔn)確性和完整性；檢驗(yàn)只需以工序模型為基礎(chǔ)進(jìn)行檢驗(yàn)設(shè)計(jì)，不僅減少了檢驗(yàn)人員的工作量，且保證了檢驗(yàn)與加工過(guò)程的有效銜接；
b. 打通了檢驗(yàn)工序生成、執(zhí)行和反饋的全過(guò)程數(shù)據(jù)鏈。實(shí)現(xiàn)從數(shù)字化檢驗(yàn)設(shè)計(jì)→自動(dòng)化送檢→檢驗(yàn)數(shù)據(jù)反饋的全過(guò)程數(shù)據(jù)自動(dòng)流轉(zhuǎn)，保證檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集和反饋，顯著提高了檢驗(yàn)工作效率，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的全方位實(shí)時(shí)監(jiān)控以及生產(chǎn)計(jì)劃的及時(shí)調(diào)整。
1 杜寶瑞，陳靖樂(lè)，葉柏超，等.基于MBD的數(shù)字化檢測(cè)工藝系統(tǒng)研究與應(yīng)用[J]. 制造業(yè)自動(dòng)化，2015(10)：39～43
2 Polajzer B, Ritonja J, Stumber G. Decentralized PI/PD position control for active magnetic bearings[J]. Electrical Engineering, 2006, 89: 53～59
3 于艷鵬，陳琨，許艾明，等.數(shù)字化車間質(zhì)量檢測(cè)規(guī)劃生成技術(shù)研究[J]. 現(xiàn)代制造工程，2017(6)：45～51
4 焦鶴. 關(guān)于PDM與CAPP一體化集成模式展望[J]. 航空制造技術(shù)，2011(1)：86～91
Research of Machining Measuring Mode Based on Digital Manufacturing System
Wu Suxing Li Guocong Wang Jia Yao Jianhua Yan Xiguang
(Aerospace Long March Launch Vehicle Technology Co., Ltd., Beijing 100076)
Aiming at solving problems of low digitization, opaque measuring process and disorganization of quality management in aerospace enterprises, this paper proposed a new measuring mode based on digital manufacturing. The new mode collected data from measuring design, measuring execution to data maintenance, then realized the fine management of measurement. Taking a shell part as an example, the feasibility of the new mode is verified, which provides new insights for enterprises’ measuring mode innovation under new situations.
digital manufacturing；machining；measuring mode
武素星（1989），工程師，機(jī)械設(shè)計(jì)自動(dòng)化專業(yè)；研究方向：工藝設(shè)計(jì)。
2019-01-10
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針對(duì)目前航天企業(yè)機(jī)加檢驗(yàn)存在的數(shù)字化程度低、檢驗(yàn)過(guò)程不透明、質(zhì)量管理粗放的問(wèn)題，提出基于數(shù)字化制造條件下的新型檢驗(yàn)?zāi)Ｊ?。新型?shù)字化檢驗(yàn)?zāi)Ｊ酱蛲藦臋z驗(yàn)設(shè)計(jì)、檢驗(yàn)執(zhí)行到后期檢驗(yàn)數(shù)據(jù)維護(hù)的數(shù)據(jù)鏈，實(shí)現(xiàn)了檢驗(yàn)?zāi)K的精細(xì)化管理。并進(jìn)一步以某殼體為例，驗(yàn)證了新型檢驗(yàn)?zāi)Ｊ降目尚行?，為企業(yè)在新形勢(shì)下的檢驗(yàn)?zāi)Ｊ絼?chuàng)新提供了思路。
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1 引言
近年來(lái)，為滿足航天產(chǎn)品對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量和研制周期的更高要求，部分企業(yè)已開(kāi)始進(jìn)行PLM、MES等數(shù)字化信息系統(tǒng)的建設(shè)，并數(shù)字化升級(jí)現(xiàn)有設(shè)備，逐步實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品研制流程和設(shè)計(jì)制造的數(shù)字化[1]，但后續(xù)的產(chǎn)品檢驗(yàn)仍采用以二維圖紙及工藝卡片為依據(jù)，檢驗(yàn)完成后人工填寫表單的形式[2]。這種費(fèi)時(shí)費(fèi)力的質(zhì)量檢測(cè)方式已無(wú)法滿足數(shù)字化車間對(duì)質(zhì)量數(shù)據(jù)的精確性、及時(shí)性、完整性的需求[3]，也使得檢驗(yàn)日益成為企業(yè)數(shù)字化環(huán)節(jié)的瓶頸環(huán)節(jié)，具體表現(xiàn)在：
a. 未采用數(shù)字化檢驗(yàn)設(shè)計(jì)，可操作性不強(qiáng)。檢驗(yàn)人員以紙質(zhì)設(shè)計(jì)圖紙為輸入，人工解讀檢驗(yàn)要求，檢驗(yàn)要求不明確，尺寸漏檢情況時(shí)有發(fā)生。
b. 未將檢驗(yàn)納入排產(chǎn)，檢驗(yàn)過(guò)程不透明。當(dāng)前機(jī)加車間生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)采用機(jī)群式布局，工序間銜接性差、物流環(huán)節(jié)復(fù)雜。檢驗(yàn)人員多集中辦公，遠(yuǎn)離生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，導(dǎo)致交檢物流路徑較長(zhǎng)，檢驗(yàn)進(jìn)度的查詢依靠紙質(zhì)文件傳遞和口頭詢問(wèn)方式，檢驗(yàn)時(shí)間不受控，生產(chǎn)協(xié)調(diào)性無(wú)法保證。
c. 未充分利用檢驗(yàn)數(shù)據(jù)，質(zhì)量管理粗放。產(chǎn)品檢驗(yàn)數(shù)據(jù)仍采用手工填寫紙質(zhì)文檔的方式，檢驗(yàn)數(shù)據(jù)缺乏統(tǒng)計(jì)工具，工作效率低下。
2 數(shù)字化制造條件下的機(jī)加檢驗(yàn)?zāi)Ｊ?/h2>
為克服現(xiàn)有傳統(tǒng)機(jī)加檢驗(yàn)?zāi)Ｊ降娜毕荩瑵M足數(shù)字化條件下對(duì)高效檢驗(yàn)的需求，本文以“檢驗(yàn)作為一道工序參與生產(chǎn)”的思想為核心，以數(shù)字化信息系統(tǒng)和檢測(cè)設(shè)備為基礎(chǔ)[4]，探索適應(yīng)未來(lái)數(shù)字化生產(chǎn)模式的新型檢驗(yàn)?zāi)Ｊ?，如圖1所示。
圖1 新型機(jī)加檢驗(yàn)?zāi)Ｊ?/p>
a. 檢驗(yàn)設(shè)計(jì)：在PLM系統(tǒng)工藝模塊的工藝流程中，檢驗(yàn)與加工工序一樣，作為一道工序參與生產(chǎn)。檢驗(yàn)人員依據(jù)工藝人員輸出的三維工藝模型和工藝文件對(duì)檢驗(yàn)的要求，開(kāi)展檢驗(yàn)設(shè)計(jì)，包括檢驗(yàn)規(guī)程、檢驗(yàn)程序、檢具及工裝清單等，與工藝設(shè)計(jì)一起，共同形成數(shù)字化工藝文件，保證了檢驗(yàn)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性和完整性。
該文件采用結(jié)構(gòu)化的形式，包含全生產(chǎn)要素，可被MES系統(tǒng)自動(dòng)讀取并解析，有效避免了人工判讀的弊端。
b. 工序級(jí)排產(chǎn)：車間接收生產(chǎn)任務(wù)后，根據(jù)工藝輸出，包括三維模型、數(shù)控程序、設(shè)備要求、各工序工時(shí)信息等，結(jié)合產(chǎn)品生產(chǎn)總計(jì)劃要求、設(shè)備及人員負(fù)荷情況自動(dòng)排產(chǎn)，輸出細(xì)化到工序的生產(chǎn)任務(wù)，包括質(zhì)檢任務(wù)的自動(dòng)下發(fā)。
c. 機(jī)械加工：機(jī)加車間依據(jù)排產(chǎn)計(jì)劃進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備，作業(yè)人員將準(zhǔn)備好物料送達(dá)機(jī)床，啟動(dòng)機(jī)床加工。
d. 檢驗(yàn)任務(wù)執(zhí)行：加工完成后，對(duì)設(shè)置檢驗(yàn)點(diǎn)的工序，依據(jù)檢驗(yàn)需求，機(jī)器人或工作人員通過(guò)物流小車將需檢工件送至檢驗(yàn)工位，通過(guò)掃描工件編碼進(jìn)行送達(dá)確認(rèn)的同時(shí)，將該任務(wù)相關(guān)的檢驗(yàn)程序調(diào)入檢驗(yàn)工位，現(xiàn)場(chǎng)工作終端顯示檢測(cè)表單；按檢測(cè)項(xiàng)目及要求進(jìn)行檢測(cè)，并提示檢測(cè)位置、檢具等信息。
e. 檢驗(yàn)數(shù)據(jù)采集與生成：無(wú)論是全自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備如三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x，還是自動(dòng)錄入數(shù)據(jù)的數(shù)字化檢具或傳統(tǒng)檢具，均可實(shí)現(xiàn)質(zhì)檢結(jié)果的自動(dòng)歸類和質(zhì)量數(shù)據(jù)包自動(dòng)生成。
檢驗(yàn)合格后，質(zhì)檢數(shù)據(jù)存入系統(tǒng)，工件送入下一工序；檢驗(yàn)不合格，系統(tǒng)進(jìn)行可返修性判斷，可返修的在MES系統(tǒng)中生成新的返修任務(wù)，重復(fù)上述流程，不可返修的直接報(bào)廢。
f. 檢驗(yàn)數(shù)據(jù)管理：信息系統(tǒng)以物料屬性的方式實(shí)時(shí)記錄各類產(chǎn)品質(zhì)量信息后，可通過(guò)數(shù)據(jù)處理功能實(shí)時(shí)查詢、質(zhì)量追溯，快速定位質(zhì)量問(wèn)題，及時(shí)形成整改措施，防止質(zhì)量問(wèn)題擴(kuò)大。
此外，質(zhì)量管理人員能夠?qū)|(zhì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行全面、及時(shí)、多維度的統(tǒng)計(jì)分析和數(shù)據(jù)挖掘，可在線監(jiān)控產(chǎn)品質(zhì)檢數(shù)據(jù)趨勢(shì)，并形成數(shù)據(jù)跟蹤表，對(duì)生產(chǎn)狀態(tài)執(zhí)行情況進(jìn)行總體判斷并提前預(yù)知，將事后質(zhì)量整改轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)預(yù)警。
總的來(lái)說(shuō)，數(shù)字化機(jī)加車間將檢驗(yàn)過(guò)程作為生產(chǎn)過(guò)程的一個(gè)工序來(lái)處理，通過(guò)數(shù)字化信息系統(tǒng)進(jìn)行全過(guò)程檢驗(yàn)數(shù)據(jù)采集與追溯，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量信息的有效利用，并基于數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析進(jìn)行生產(chǎn)全過(guò)程質(zhì)量監(jiān)控與追溯、質(zhì)量管理改進(jìn)，解決當(dāng)前檢驗(yàn)?zāi)Ｊ降男实拖潞妥匪堇щy的問(wèn)題。
3 新型檢驗(yàn)?zāi)Ｊ綄?shí)踐
某殼體零件（圖2），自動(dòng)化生產(chǎn)線為硬件基礎(chǔ)，數(shù)字化信息系統(tǒng)為軟件支撐，驗(yàn)證新型檢驗(yàn)?zāi)Ｊ健?/p>
圖2 某殼體零件三維模型圖
圖3 某殼體零件自動(dòng)化生產(chǎn)線
該零件自動(dòng)化生產(chǎn)線如圖3所示，以零點(diǎn)定位系統(tǒng)為基礎(chǔ)，可實(shí)現(xiàn)單個(gè)零件自動(dòng)化物流、自動(dòng)化機(jī)加、自動(dòng)化清洗、自動(dòng)化檢測(cè)，同時(shí)輔以生產(chǎn)線單元管理系統(tǒng)，可全面滿足航天產(chǎn)品多品種小批量結(jié)構(gòu)件的自動(dòng)化加工。
本次實(shí)踐以該殼體工藝流程中某一工序的檢驗(yàn)過(guò)程為例開(kāi)展。
3.1 檢驗(yàn)工序的生成
檢驗(yàn)在工藝流程中作為一道工序，生成過(guò)程如下：
a. 工藝人員對(duì)檢驗(yàn)工序提出檢驗(yàn)要求，即工藝人員在PLM系統(tǒng)檢驗(yàn)工序中，對(duì)工序的操作內(nèi)容做出規(guī)定，給出具體檢驗(yàn)數(shù)值，方便檢驗(yàn)人員對(duì)檢驗(yàn)尺寸快速定位；
圖4 檢驗(yàn)?zāi)Ｐ?/p>
b. 檢驗(yàn)人員根據(jù)工序模型設(shè)計(jì)檢驗(yàn)?zāi)Ｐ停▓D4），即檢驗(yàn)人員得到授權(quán)后，對(duì)工序模型進(jìn)行適應(yīng)性修改，得出檢驗(yàn)?zāi)Ｐ?，并?dǎo)入工序附件中，為編寫檢驗(yàn)程序做準(zhǔn)備；
c. 自動(dòng)或人工編寫相應(yīng)的檢驗(yàn)程序，即檢驗(yàn)人員根據(jù)檢驗(yàn)?zāi)Ｐ?，編寫相?yīng)的檢驗(yàn)程序，并填寫評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，作為最后輸出結(jié)果的評(píng)判依據(jù)。
3.2 檢驗(yàn)工序的下發(fā)和執(zhí)行
圖5 三坐標(biāo)檢測(cè)執(zhí)行
工序?qū)隡ES系統(tǒng)參與排產(chǎn)，如圖5所示，通過(guò)掃描工件托盤RFID，調(diào)取檢驗(yàn)程序，實(shí)現(xiàn)三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x自動(dòng)運(yùn)行。
3.3 檢驗(yàn)結(jié)果的生成
三坐標(biāo)檢測(cè)完成后，生成檢測(cè)結(jié)果。檢驗(yàn)合格品進(jìn)入下一工序，不合格品轉(zhuǎn)不合格品處理流程，一般為返工（手工新增返工任務(wù)單，重新加工）或報(bào)廢（廢品處理流程）。同時(shí)，在生產(chǎn)線控制系統(tǒng)中生成質(zhì)量信息記錄，便于檢驗(yàn)結(jié)果的追溯。
3.4 檢驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析
生產(chǎn)線運(yùn)行一段時(shí)間后，形成各類質(zhì)量數(shù)據(jù)，對(duì)比分析質(zhì)量數(shù)據(jù)，快速定位質(zhì)量問(wèn)題，并了解后續(xù)生產(chǎn)趨勢(shì)，做到防患于未然。
4 結(jié)束語(yǔ)
本文研究和探索了新型自動(dòng)化生產(chǎn)檢驗(yàn)?zāi)Ｊ?，以某殼體為例驗(yàn)證新型檢驗(yàn)?zāi)Ｊ剑Y(jié)果表明，新型檢驗(yàn)?zāi)Ｊ礁咝Э尚校行Ы鉀Q了傳統(tǒng)檢驗(yàn)?zāi)Ｊ剿嬖诘膯?wèn)題和弊端。
本次研究對(duì)數(shù)字化航天企業(yè)新型檢驗(yàn)?zāi)Ｊ降慕⒕哂幸欢ǖ慕梃b意義：
a. 實(shí)現(xiàn)了檢驗(yàn)與數(shù)字化工藝的高度集成。提出將檢驗(yàn)作為一道工序存在于數(shù)字化工藝中，將工藝提出的檢驗(yàn)要求與實(shí)際檢驗(yàn)內(nèi)容的一體化數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，有效保證檢驗(yàn)內(nèi)容的準(zhǔn)確性和完整性；檢驗(yàn)只需以工序模型為基礎(chǔ)進(jìn)行檢驗(yàn)設(shè)計(jì)，不僅減少了檢驗(yàn)人員的工作量，且保證了檢驗(yàn)與加工過(guò)程的有效銜接；
b. 打通了檢驗(yàn)工序生成、執(zhí)行和反饋的全過(guò)程數(shù)據(jù)鏈。實(shí)現(xiàn)從數(shù)字化檢驗(yàn)設(shè)計(jì)→自動(dòng)化送檢→檢驗(yàn)數(shù)據(jù)反饋的全過(guò)程數(shù)據(jù)自動(dòng)流轉(zhuǎn)，保證檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集和反饋，顯著提高了檢驗(yàn)工作效率，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的全方位實(shí)時(shí)監(jiān)控以及生產(chǎn)計(jì)劃的及時(shí)調(diào)整。
1 杜寶瑞，陳靖樂(lè)，葉柏超，等.基于MBD的數(shù)字化檢測(cè)工藝系統(tǒng)研究與應(yīng)用[J]. 制造業(yè)自動(dòng)化，2015(10)：39～43
2 Polajzer B, Ritonja J, Stumber G. Decentralized PI/PD position control for active magnetic bearings[J]. Electrical Engineering, 2006, 89: 53～59
3 于艷鵬，陳琨，許艾明，等.數(shù)字化車間質(zhì)量檢測(cè)規(guī)劃生成技術(shù)研究[J]. 現(xiàn)代制造工程，2017(6)：45～51
4 焦鶴. 關(guān)于PDM與CAPP一體化集成模式展望[J]. 航空制造技術(shù)，2011(1)：86～91
Research of Machining Measuring Mode Based on Digital Manufacturing System
Wu Suxing Li Guocong Wang Jia Yao Jianhua Yan Xiguang
(Aerospace Long March Launch Vehicle Technology Co., Ltd., Beijing 100076)
Aiming at solving problems of low digitization, opaque measuring process and disorganization of quality management in aerospace enterprises, this paper proposed a new measuring mode based on digital manufacturing. The new mode collected data from measuring design, measuring execution to data maintenance, then realized the fine management of measurement. Taking a shell part as an example, the feasibility of the new mode is verified, which provides new insights for enterprises’ measuring mode innovation under new situations.
digital manufacturing；machining；measuring mode
武素星（1989），工程師，機(jī)械設(shè)計(jì)自動(dòng)化專業(yè)；研究方向：工藝設(shè)計(jì)。
2019-01-10
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