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        航空產(chǎn)品的在線檢測研究與應(yīng)用

        2019-10-21 08:03:50張敏趙梓淇張敏濤高戰(zhàn)輝
        科學(xué)與信息化 2019年6期
        關(guān)鍵詞:系統(tǒng)工程

        張敏 趙梓淇 張敏濤 高戰(zhàn)輝

        摘 要 航空產(chǎn)品呈現(xiàn)多品種、小批量的生產(chǎn)模式,且在科研生產(chǎn)呈現(xiàn)快速研制、多型號并存的常態(tài)。裝配面臨快速換線,產(chǎn)品種類差異大,全數(shù)據(jù)交檢,交檢等待時間長等現(xiàn)象,無法滿足產(chǎn)品交付周期短、質(zhì)量標準要求高等需求,迫切需要改變生產(chǎn)組織方式和裝配模式。國際先進航空企業(yè)通過對在線檢測系統(tǒng)的研究與利用,形成線內(nèi)自檢等方式,使用信息化、智能化手段從而提高交檢效率,縮短制造周期,從根本上改變傳統(tǒng)的制造方式,提高產(chǎn)品裝配制造水平。

        關(guān)鍵詞 系統(tǒng)工程;在線檢測;影像識別

        1 航空產(chǎn)品交檢現(xiàn)狀及問題

        目前多品種、小批量產(chǎn)品交檢模式為,將產(chǎn)品按照模塊化劃分,分配到不同的生產(chǎn)班組,在固定區(qū)域進行裝配與檢驗,按照相關(guān)的技術(shù)要求對產(chǎn)品進行交檢,由于航空產(chǎn)品的批次數(shù)量少,且不同產(chǎn)品間的差異較大無法使用統(tǒng)一的交檢方式,且不同產(chǎn)品間的技術(shù)差異也大,需要相關(guān)業(yè)務(wù)水平能力,不可相互替代,交檢資源相對固化,不能根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)進行快速有效的調(diào)整,容易形成交檢等待現(xiàn)象,且不同產(chǎn)品的交檢節(jié)奏與交檢節(jié)拍不同,交檢過程成為生產(chǎn)的巨大瓶頸點[1]。

        2 對所建設(shè)系統(tǒng)進行參考定義

        針對上述的問題,通過理論結(jié)合我公司多年來的實踐經(jīng)驗,發(fā)現(xiàn),流水線式的交檢模式及其不符合多品種、小批量的生產(chǎn)組織模式,裝配線上的產(chǎn)品常常需要進行換線,且不同產(chǎn)品功能、性能差異較大,所以系統(tǒng)需要針對不同的檢測內(nèi)容進行分析,針對不同的檢測內(nèi)容做出不同的檢測方法,這里使用系統(tǒng)工程的方法論對系統(tǒng)進行論述[2]。

        3 利用系統(tǒng)工程的手段進行系統(tǒng)性的分析

        3.1 系統(tǒng)邊界

        根據(jù)黑盒理論,構(gòu)建我們希望系統(tǒng)形成的功能單元,對實際操作過程的輸入、輸出、使能相關(guān)項的梳理得出,系統(tǒng)的邊界應(yīng)在如下黑盒內(nèi)。系統(tǒng)的輸入項為裝配過程的所有組成產(chǎn)品的項或支持產(chǎn)品的裝配項,系統(tǒng)的使能項為使用設(shè)備的操作人員及組成系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)備,系統(tǒng)應(yīng)符合相關(guān)的保密要求同時工藝文件對系統(tǒng)同樣存在約束。

        3.2 需求定義

        (1)識別利益攸關(guān)者

        根據(jù)邊界圖所示,該課題所研究的邊界圖包括四大部分:輸入、輸出、約束、使能,根據(jù)第五個部分的內(nèi)涵分析本課題的參與者,如下表所示:

        (2)利益攸關(guān)者需求

        經(jīng)過調(diào)研、座談等方式,收集利益攸關(guān)者需求,并對各個需求進行分析,最后得出如下7項功能需求。

        功能需求①系統(tǒng)應(yīng)具備可視化終端顯示拍照內(nèi)容的功能;功能需求②系統(tǒng)應(yīng)具備區(qū)分產(chǎn)品(產(chǎn)品編號、工序號、工道號等)信息的功能;功能需求③系統(tǒng)應(yīng)具備檢測內(nèi)容打印的功能;功能需求④系統(tǒng)應(yīng)具備檢索相關(guān)檢測內(nèi)容的功能;功能需求⑤系統(tǒng)應(yīng)具備記錄標準作業(yè)的功能;功能需求⑥系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫內(nèi)存信息可被CAPP系統(tǒng)調(diào)用的功能;功能需求⑦數(shù)據(jù)庫內(nèi)存儲信息被MES系統(tǒng)調(diào)用的功能;

        (3)對需求活動進行描述

        對各功能需求進行活動描述,繪制需求活動流程圖:

        功能需求①系統(tǒng)應(yīng)具備可視化終端顯示拍照內(nèi)容的功能;

        系統(tǒng)對檢測內(nèi)容可視化顯示的內(nèi)容,檢測內(nèi)容清洗可見,便于對檢測內(nèi)容的復(fù)檢、復(fù)查等要求。

        功能需求②系統(tǒng)應(yīng)具備區(qū)分產(chǎn)品(產(chǎn)品編號、工序號、工道號等)信息的功能;

        在檢測同種產(chǎn)品相同工位檢驗內(nèi)容時,易造成產(chǎn)品信息的混淆,應(yīng)有一種辦法區(qū)分產(chǎn)品信息,將所有產(chǎn)品的信息及檢驗工位錄入到系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中,對相關(guān)內(nèi)容進行檢測時從資料庫中調(diào)取相應(yīng)的產(chǎn)品信息,在檢測完成后,僅輸入產(chǎn)品編號后,進行系統(tǒng)檢測。

        功能需求③系統(tǒng)應(yīng)具備檢測內(nèi)容打印的功能;

        通過MES系統(tǒng),大多數(shù)的檢測內(nèi)容信息已實現(xiàn)電子化,但是在部分場景下,仍需要紙質(zhì)版的文件,所系系統(tǒng)需對檢測內(nèi)容進行打印。

        功能需求④系統(tǒng)應(yīng)具備檢索相關(guān)檢測內(nèi)容的功能;

        檢索內(nèi)容需被調(diào)用時,系統(tǒng)應(yīng)具備檢索相關(guān)檢測內(nèi)容的功能。

        功能需求⑤系統(tǒng)應(yīng)具備記錄標準作業(yè)的功能;

        記錄高級技能人員的操作過程,并將記錄的信息上傳至系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫,可在裝配時調(diào)取相關(guān)產(chǎn)品的裝配過程或裝配難點的操作過程,對人員進行培訓(xùn),具有動態(tài)標準作業(yè)指導(dǎo)的功能。

        功能需求⑥系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫內(nèi)存信息可被CAPP系統(tǒng)調(diào)用的功能;

        由于該系統(tǒng)需具備一定的迭代功能,所以系統(tǒng)輸出的數(shù)據(jù)庫中的檢測內(nèi)容可被CAPP系統(tǒng)調(diào)用,用于細化工藝規(guī)程的功能。

        功能需求⑦數(shù)據(jù)庫內(nèi)存儲信息被MES系統(tǒng)調(diào)用的功能;

        系統(tǒng)不具備直接輸出產(chǎn)品質(zhì)量證明文件的功能,系統(tǒng)的質(zhì)量證明內(nèi)容可被MES(裝配)系統(tǒng)調(diào)用的功能,方便后續(xù)電子版裝試記錄直接調(diào)用裝配過程檢測內(nèi)容的功能。

        (4)系統(tǒng)運行場景

        根據(jù)系統(tǒng)的邊界圖及各功能需求流程圖及上述過程對利益攸關(guān)者相關(guān)需求的分析,構(gòu)建初步的系統(tǒng)運行場景圖,綜合需求分析中的一級活動要素,形成系統(tǒng)的整體框架[3]。

        4 結(jié)束語

        檢測系統(tǒng),作為未來裝配不可或缺的一個系統(tǒng),它通過直接安裝在生產(chǎn)線、生產(chǎn)單元上的設(shè)備,利用軟測量技術(shù)實時檢測、實時反饋,以便更好地指導(dǎo)生產(chǎn),提升檢驗效率,大大減少了不必要的浪費,對多品種、小批量的生產(chǎn)模式,由在線檢測向離線檢測的模式進行轉(zhuǎn)變,通過機械化、信息化、智能化的手段替代原有人工檢驗,經(jīng)過數(shù)據(jù)的累計,最終形成產(chǎn)品檢測數(shù)據(jù)庫,從供應(yīng)、機加到最終的裝配,最終達到大數(shù)據(jù)運行的能力,通過各個零件間的尺寸配合等相關(guān)參數(shù),進一步提高質(zhì)量的穩(wěn)定性,提升質(zhì)量與生產(chǎn)效率。

        參考文獻

        [1] 張新國.系統(tǒng)工程手冊:系統(tǒng)生命周期流程和活動指南[M].北京:機械工業(yè)出版社,2013:201.

        [2] 劉玉慧.復(fù)雜曲面數(shù)字化在線檢測系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)研究[D].武漢:武漢理工大學(xué),2010.

        [3] 愛德華·克勞利.系統(tǒng)架構(gòu):復(fù)雜系統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計與開發(fā)[M].北京:機械工業(yè)出版社,2016:31.

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