沈阳黎明:数字化装配工艺应用实践
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作者: 焦 鹤 董正刚
纵观国际航空发动机企业，基于三维设计技术的良好应用和生产现场的高度信息化，已经完全改变了传统装配工艺编制的方式；为提高公司装配工艺设计的效率和质量，对比国外先进装配工艺设计模式，在总结传统装配工艺设计上存在的内容可读性差、无法满足信息化应用要求等不足的基础上，以TeamCenter作为装配工艺的设计管理平台开展了数字化工艺变革之路。
数字化装配工艺的总体思路
针对公司装配工艺面临的诸多问题，借鉴国外的先进经验，进行彻底的改革，消除传统装配工艺的弊端，以Teamcenter作为装配工艺的设计管理平台，实现公司装配工艺设计与管理的数字化，提高装配工艺设计的效率和质量，并为生产执行系统提供必要的基础数据，为生产现场的自动化无纸化奠定基础。
第一，装配工艺设计流程的变革
流程的变革主要包括两个方面：并行工程：在工艺路线规划完成并进行评审后，工装派工，非标准设备派工和细化工艺规程可并行开展，缩短等待时间以及工装、非标准设备设计完成后工艺的更改：渐进明细：派工提前后工艺人员将有更多的时间细化装配操作步骤，验证操作以避免错误。并且产品是指阶段根据现场操作逐步细化。试制一定数量后工艺规程的内容将大大丰富，正确性将大大提高，保证批产阶段工艺的正确性和质量的稳定性。
第二，工艺规程的变革
为了真正有效利用结构化装配工艺设计，借鉴国内外最优的业务实践，彻底改变装配工艺技术科和装配现场的管理模式，最终提高装配工艺编制的效率和准确性，并最大化发挥工艺对装配现场的指导作用，公司在引入作业指导书的同时，对传统的装配工艺规程进行改造。将原有的工艺规程根据不同部门对工艺的使用需求可以分为两部分，即概要工艺规程和详细装配作业指导书。
概要工艺规程由装配工艺规程简化成为工艺路线规划，主要包括工艺路线、各种目录。主要用于调度部门制定生产计划，领取零件、资源使用。为各管理部门和生产现场提供管理和生产作业计划所必要的信息。细化装配工艺规程即装配作业指导书主要包括工步的流程图、每个工步标准化的图文并茂的详细操作步骤，使用的资源清单等信息，直观清晰地向操作人员说明装配操作过程，真正成为现场工人实际操作的唯一指导。
第三，电子化管理与纸质管理业务的有机结合
要实现装配工艺业务的电子化管理，并为后续生产现场的无纸化管理奠定基础。因此方案中将尽量遵循电子化管理的特点，尤其是工艺规程和各种汇总目录的更改方面。但在公司业务现状下，纸质管理模式在其他管理部门和生产现场不可能立即取消。为了保障项目的可行性，必须要实现电子化管理与纸质管理的业务有机结合：在装配工艺设计系统内，为长远考虑，尽量遵照电子化管理的方式与手段：在与外部管理部门和生产现场的纸质提供资料和更改资料时，直接利用系统输出的最新、最准确的报表和更改单，由人工选择合理的纸质的换版、换页划改方式和打印的内容。通过与装配MES系统和ERP系统的集成，逐步简化和取消相应的各种报表和统计目录，以减少电子化管理与纸质管理不一致而给工艺员增加的不必要的工作。
装配工艺总体业务流程
根据国内外的装配工艺最佳业务实践和公司装配工艺特点，公司按照装配工艺设计业务流程进行装配工艺业务。在新的业务流程中装配工艺业务每一阶段的工作任务既相对独立但又紧密相联，每个阶段是下一阶段的基础。
第一，工艺任务：在“工艺任务”阶段，主要是装配厂接收公司工艺流水，进行装配工艺技术科和工艺室以及到主管工艺员的工艺任务(装配BOM和装配工艺)分配，主管工艺员接收到任务后，可以利用三维的环境进行产品信息的浏览，查看，了解设计思想和意图，为后续任务做好准备工作。
第二，产品装配规划：本阶段叫“产品装配规划”，即公司各装配业务部门(总装，部装。其他存在装配的零部件生产单位)进行装配BOM的重构业务。装配BOM的重构，其实质也是各装配业务部门的装配工艺业务任务的划分：当定义好装配BOM的结构后，结合工艺流水，各部门就清楚知道需要编制哪些零部件的装配工艺规程和作业指导书。
第三，装配工艺规划：本阶段“装配工艺规划”即完成工艺路线设计和评审业务。该业务因部件的复杂程度不同可选择是否需要进行工艺路线的评审。在工艺路线的设计过程中，重点是构建结构化装配工艺的工艺、工序，工步的BOP结构，并选择使用相应的工装、设备。当进行工艺路线评审时，就可以基于当前的BOP结构进行评审讨论。可以通过仿真来验证装配工艺路线划分的合理性。
第四，详细工艺设计：“详细工艺设计”即进行工序和工步内容的进一步完善和细化，并标明每道工步装配或拆解的零组件，以及选择使用合理的工艺件、标准样件。辅材等。基于“装配工艺规程”和“作业指导书”的定位，工序和工步内容应该是比较简短的描述：工序除编号和名称外，还需要简短描述工序的安装内容；工步可以只是简短的序号和名称。
第五，与装配MES集成将通过统一的集成接口实现与装配MES的集成，其中集成的内容将包含：PBOM和零组件信息，临时工艺文件；结构化的工艺规程信息：整本工艺规程文件，作业指导书，各种更改单信息和更改单文件，MES返回临时工艺文件接收状态、无效性时的清理日期到PDM。
第六，更改管理：本“更改管理”阶段重点是在系统中进行电子更改和纸质更改贯彻的业务，包括：工艺规程，作业指导书、工装。各种目录，技术文件，更改是体现电子化管理与纸质管理业务有机结合的关键点。
数字化装配工艺创造效益
根据上述的总体思路和业务流程，建设了基于TeamCenter的装配工艺设计与管理PLM平台。结构化的装配工艺设计集成环境，实现了基于PBOM的装配工艺设计，可视化的作业指导书，面向电子卷宗的装配工艺设计，边设计边仿真的装配工艺设计，为生产现场服务的装配工艺设计等。
通过公司装配工艺系统的成功应用，为公司的装配工艺业务带来了巨大的革新。首先，3D结构化装配工艺设计，提高了工艺设计效率和正确率；整合工艺技术资源：实现统一调度装配厂车间工艺技术人员，有效利用、平衡工作，消除车间壁垒，改进工艺规程的适用性和可视性：通过创建面向工人的操作卡，规范和明确操作过程、稳定质量，减少对人为经验的依赖，减少技术人员现场协调和指导；装配，机加工艺标准统一改变局限于纸质和表格的装配机加工艺不统一的方式，建立适合于电子化和信息化，面向工艺、工序对象的结构化工艺编制方式；更方便地指导现场工人的使用稳定质量，减少人为因素影响；方便装配MES的管理：实现精细化科学管理。
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