劉蘇 王勇 梁丹 鄢蓉

（首都航天機(jī)械有限公司， 北京， 100076）

航天產(chǎn)品制造工藝對產(chǎn)品的制造質(zhì)量、 周期和成本等產(chǎn)生直接影響， 工藝設(shè)計(jì)是產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)過程能夠有序進(jìn)行的前提和基礎(chǔ)。 新的形勢下， 工藝設(shè)計(jì)工作表現(xiàn)出很強(qiáng)的不適應(yīng)性， 主要表現(xiàn)為工藝設(shè)計(jì)過程知識重用不夠、 工藝設(shè)計(jì)的結(jié)果精細(xì)化和可靠性不高、 工藝設(shè)計(jì)結(jié)果的結(jié)構(gòu)化欠缺， 導(dǎo)致系統(tǒng)重用困難， 難以有效支撐企業(yè)向先進(jìn)制造模式變革轉(zhuǎn)型。

面對航天產(chǎn)品工藝設(shè)計(jì)細(xì)化、 量化、 規(guī)范化、 精益化的需求， 現(xiàn)有單純依賴人工編制的工藝設(shè)計(jì)， 已無法滿足產(chǎn)品復(fù)雜化、 數(shù)據(jù)多元化的制造需求。 理清現(xiàn)行工藝構(gòu)成要素以及要素間關(guān)系、 組織結(jié)構(gòu)， 實(shí)現(xiàn)面向產(chǎn)品的工藝要素組合應(yīng)用， 使得工藝設(shè)計(jì)能夠基于知識推送的模式， 結(jié)合信息化手段， 達(dá)到工藝設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)化、 標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化， 全面提升工藝文件的質(zhì)量與效率。

1 工藝設(shè)計(jì)規(guī)范化需求

工藝是使各種原材料、 半成品加工成為產(chǎn)品的方法和過程， 工藝技術(shù)則是其中的方法， 主要包括工藝方案、 工藝流程、 工藝參數(shù)及對制造要素和過程的控制要求。

目前， 航天產(chǎn)品工藝設(shè)計(jì)普遍存在規(guī)范化程度不高問題， 主要表現(xiàn)為工藝設(shè)計(jì)過程不規(guī)范、工藝設(shè)計(jì)內(nèi)容表達(dá)不規(guī)范和不足等。 由于未建立工藝知識庫等技術(shù)手段， 工藝設(shè)計(jì)時(shí)工藝方法選用、 工藝流程設(shè)計(jì)等通常依靠工藝人員的個(gè)人經(jīng)驗(yàn)完成， 經(jīng)過充分驗(yàn)證的成熟工藝方法難以進(jìn)行有效篩選并得到應(yīng)用， 造成工藝設(shè)計(jì)質(zhì)量可靠性不高。 同時(shí)， 重新開展工藝設(shè)計(jì)也不可避免造成工藝設(shè)計(jì)周期延長， 影響產(chǎn)品制造周期。 另外，受個(gè)人語言和書寫表達(dá)習(xí)慣等影響， 工藝內(nèi)容要求描述存在表達(dá)不統(tǒng)一問題， 在現(xiàn)場使用時(shí)容易造成對工藝文件理解的偏差， 并帶來產(chǎn)品質(zhì)量問題。

工藝設(shè)計(jì)規(guī)范化是通過研究產(chǎn)品制造過程中所用工藝技術(shù)的表現(xiàn)形式、 保存方式、 應(yīng)用規(guī)則及設(shè)計(jì)工具等， 解決產(chǎn)品批產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)中工藝文件結(jié)構(gòu)和格式不規(guī)范、 工藝要素和要求描述不規(guī)范、 工藝規(guī)程可操作性差、 工藝設(shè)計(jì)工具落后、工藝設(shè)計(jì)效率低等問題。 所規(guī)范的對象主要是工藝技術(shù)的載體和表現(xiàn)形式、 工藝設(shè)計(jì)的行為規(guī)則和設(shè)計(jì)工具等。

2 工藝設(shè)計(jì)文件的內(nèi)容架構(gòu)

通過收集上級相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范資料QJ 903B 系列 《航天產(chǎn)品工藝文件管理制度》、 Q/Y 127 系列 《型號產(chǎn)品工藝規(guī)程編寫要求》 等， 分析工藝設(shè)計(jì)文件中內(nèi)容和要素， 并結(jié)合企業(yè)相關(guān)專業(yè)工藝文件進(jìn)行研究， 分析得出： 工藝設(shè)計(jì)文件主要由共用信息層、 工序級信息層和工步級信息層3個(gè)層次的內(nèi)容組成， 如圖1 所示。

圖1 工藝文件的架構(gòu)及組成關(guān)系

主要包括文件的基本信息、 受控 （審簽） 信息、 文件目次、 工藝流程圖、 工序目錄、 制造資源明細(xì)、 材料明細(xì)、 配套件明細(xì)和工序級信息等按一定順序組成。 其中， 受控（審簽） 信息包括按整冊工藝規(guī)程和按不同內(nèi)容單元或模塊分別進(jìn)行審簽受控的信息。 引用文件或程序清單、 制造資源明細(xì)、材料明細(xì)、 配套件明細(xì)可采取按整冊工藝規(guī)程匯總， 也可按工序匯總放入每個(gè)工序下匯總。

由工序基本信息、 人員資質(zhì)信息、 制造資源信息、 材料信息、 環(huán)境條件信息、 工藝附圖和工步級信息等組成。

包括工步基本信息、 操作內(nèi)容或要求 （執(zhí)行程序代碼）、 加工參數(shù)、 工步附圖、 工步資源、安裝零件信息、 材料信息、 檢驗(yàn)項(xiàng)目要求、 記錄項(xiàng)目要求等。

3 工藝設(shè)計(jì)文件的內(nèi)容要素

工藝設(shè)計(jì)文件中的工藝要素量化水平直接影響著產(chǎn)品生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性和生產(chǎn)效率， 決定著產(chǎn)品質(zhì)量的可靠性和一致性。 不同專業(yè)的工藝設(shè)計(jì)文件由于規(guī)定的工藝要素和要求不同， 對應(yīng)的專業(yè)要素表達(dá)方式以及表格使用也不盡相同。 文件結(jié)構(gòu)規(guī)范化就是要對工藝設(shè)計(jì)文件結(jié)構(gòu)構(gòu)成、內(nèi)容編排次序等進(jìn)行規(guī)范化。

3.1 內(nèi)容要素識別

根據(jù)內(nèi)容架構(gòu)及內(nèi)容模塊組成， 梳理每一模塊包含的具體內(nèi)容要素， 根據(jù)內(nèi)容要素信息來源及使用要求等， 進(jìn)行結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)， 確定內(nèi)容結(jié)構(gòu)化形式。 主要包含的內(nèi)容要素見表1。

表1 工藝設(shè)計(jì)文件內(nèi)容要素

3.2 內(nèi)容要素量化要求

對于能夠規(guī)定具體量值的應(yīng)規(guī)定量值 （包括參數(shù)等數(shù)值型以及型號、 規(guī)格等唯一性特征屬性值）； 不能規(guī)定量值的可采用工裝保證 （如成形刀具保證活門座R 尺寸、 鉆模保證對接孔協(xié)調(diào)性等） 方式； 對于無法規(guī)定具體量值也不能通過工裝等手段保證的， 應(yīng)細(xì)化過程控制要求等， 量化結(jié)果落實(shí)在工藝文件中。 各專業(yè)對于相關(guān)量化參數(shù)值選擇和確定主要通過以下方式： ①綜合分析產(chǎn)品歷史加工數(shù)據(jù)、 曲線以及相應(yīng)產(chǎn)品質(zhì)量結(jié)果等確定。 ②采取工藝攻關(guān)、 工藝試驗(yàn)等。 ③工藝分析、 仿真、 模擬計(jì)算等。 ④發(fā)掘加工經(jīng)驗(yàn)，組織相關(guān)工藝、 工人和檢驗(yàn)人員研討， 提煉總結(jié)特定設(shè)備、 特定產(chǎn)品的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

4 結(jié)構(gòu)化表現(xiàn)形式示例

根據(jù)工藝設(shè)計(jì)文件內(nèi)容要素， 針對每一個(gè)內(nèi)容模塊， 通過采用設(shè)計(jì)表格方式制定結(jié)構(gòu)化樣式， 并對應(yīng)每個(gè)表單， 明確具體填寫要求， 從而確保知識的規(guī)范性。

4.1 材料信息表現(xiàn)形式示例

材料信息表及填寫說明及示例見附表1。

附表1 材料信息表填寫說明及示例

4.2 檢驗(yàn)及記錄信息表現(xiàn)形式示例

檢驗(yàn)及記錄項(xiàng)目表及記錄表填寫說明及示例見附表2。

附表2 檢驗(yàn)及記錄表填寫說明及示例

工藝設(shè)計(jì)文件是制造企業(yè)積累沉淀知識的重要載體， 是未來通過建立工藝知識庫和智能化工藝設(shè)計(jì)平臺實(shí)現(xiàn)知識自動(dòng)推送和智能工藝設(shè)計(jì)的前提， 因此必須首先實(shí)現(xiàn)工藝知識結(jié)構(gòu)化、 文件格式標(biāo)準(zhǔn)化、 輸出應(yīng)用規(guī)范化。

本文在借鑒國內(nèi)外工藝設(shè)計(jì)工作經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上， 結(jié)合企業(yè)制造生產(chǎn)， 初步形成了工藝設(shè)計(jì)文件的內(nèi)容架構(gòu)、 內(nèi)容要素識別、 量化要求以及結(jié)構(gòu)化表現(xiàn)形式示例， 為基于知識推送模式下的工藝設(shè)計(jì)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。