張偉
總部設(shè)立在美國(guó)俄亥俄州辛辛那提的GE航空集團(tuán),原名通用電氣飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)公司,是美國(guó)通用電氣公司(以下簡(jiǎn)稱GE公司)旗下的一個(gè)業(yè)務(wù)集團(tuán),是全球先進(jìn)民用、軍用飛機(jī)渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)和公務(wù)、通用飛機(jī)噴氣及渦漿發(fā)動(dòng)機(jī),部件及集成系統(tǒng)供應(yīng)商。
GE航空集團(tuán)隸屬于GE公司技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施部門,2005年GE公司內(nèi)部重組,將其整合歸入技術(shù)設(shè)施部門(現(xiàn)在的技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施部)。
GE航空集團(tuán)由GE航空、CFM國(guó)際和EA公司三部分組成。其中,GE航空是GE公司的全資子公司,CFM國(guó)際則是GE公司與法國(guó)斯奈克瑪公司各占50%份額的合資公司,EA公司則是GE公司與普惠公司的合資公司。其業(yè)務(wù)涉及飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)、船用和工業(yè)用燃?xì)廨啓C(jī)、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)提供綜合性維護(hù)支持等。
GE航空集團(tuán)擁有全球服務(wù)網(wǎng)絡(luò)以支持其產(chǎn)品。一百多年來(lái),GE航空集團(tuán)深入?yún)⑴c并帶領(lǐng)全球航空業(yè)的發(fā)展,取得了眾多業(yè)內(nèi)創(chuàng)舉,其中包括生產(chǎn)美國(guó)第一臺(tái)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)及世界第一臺(tái)大涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)。CFM56成為世界航空史上首款實(shí)現(xiàn)10億飛行小時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)家族,LEAP成為航空史上訂單增長(zhǎng)最快的發(fā)動(dòng)機(jī),推出世界上最大推力及最大尺寸的商用噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)GE9X。
GE航空集團(tuán)是首家將碳纖維復(fù)合材料風(fēng)扇、CMC陶瓷基復(fù)合材料和增材制造技術(shù)應(yīng)用于民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)零部件的企業(yè),也是首個(gè)獲得美國(guó)聯(lián)邦航空管理局FAA認(rèn)證的3D打印航空發(fā)動(dòng)機(jī)部件的企業(yè)。
企業(yè)管理頂層為總裁或首席執(zhí)行官,設(shè)8個(gè)職能主管部門和9個(gè)業(yè)務(wù)單元。其中民用發(fā)動(dòng)機(jī)分部、軍用發(fā)動(dòng)機(jī)分部和發(fā)動(dòng)機(jī)服務(wù)分部為3個(gè)利潤(rùn)中心。除行政及銷售運(yùn)營(yíng)機(jī)構(gòu),GE航空集團(tuán)還有工程技術(shù)部門、裝配測(cè)試和大修部、航電和數(shù)字系統(tǒng)部、公務(wù)和商用航空、CMC項(xiàng)目以及主營(yíng)航空發(fā)動(dòng)機(jī)部件設(shè)計(jì)、制造的 Avio Aero公司。
(一)技術(shù)研發(fā)與業(yè)務(wù)
GE公司的產(chǎn)品研發(fā)模式為中央研究院和并行多研究中心模式相結(jié)合,全球研發(fā)中心由總部研發(fā)中心、事業(yè)部研究機(jī)構(gòu)、業(yè)務(wù)單元研究機(jī)構(gòu)三大層次體系構(gòu)成。
研發(fā)模式及業(yè)務(wù)為兩級(jí):GE公司全球研發(fā)中心和GE航空集團(tuán)內(nèi)部研發(fā),技術(shù)成熟后進(jìn)入NPI管理模式,其研發(fā)是運(yùn)用GE公司全球研發(fā)中心基礎(chǔ)研發(fā)成果進(jìn)行應(yīng)用研發(fā),開發(fā)客戶需求的新產(chǎn)品。產(chǎn)品研制與生產(chǎn)緊密結(jié)合,內(nèi)部研發(fā)機(jī)構(gòu)與生產(chǎn)工廠同地辦公,其研發(fā)產(chǎn)品以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向,研發(fā)出來(lái)的產(chǎn)品在GE航空集團(tuán)內(nèi)部生產(chǎn)工廠獨(dú)立完成,轉(zhuǎn)包零件較少。
(二)預(yù)先研究與開發(fā)
GE航空集團(tuán)進(jìn)行航空發(fā)動(dòng)機(jī)先進(jìn)技術(shù)的預(yù)先研究與開發(fā)工作需要數(shù)十年,以開展發(fā)動(dòng)機(jī)先進(jìn)技術(shù)研究和試驗(yàn),不斷積累并掌握其核心技術(shù),獲得性能先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的世界領(lǐng)先航空發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)設(shè)計(jì)方案。
其研究開發(fā)分三類:基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究、產(chǎn)品開發(fā)?;A(chǔ)研究的方法、目標(biāo)及對(duì)象較靈活,主要研究前沿技術(shù),為航空發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)做技術(shù)儲(chǔ)備;應(yīng)用研究主要針對(duì)當(dāng)前市場(chǎng)或產(chǎn)品所進(jìn)行的研究,以提升發(fā)動(dòng)機(jī)性能或技術(shù)含量;產(chǎn)品開發(fā)則是從基礎(chǔ)研究、運(yùn)用研究到生產(chǎn)設(shè)備檢修,貫穿新產(chǎn)品研制實(shí)際工作全過(guò)程。
(三) NPI研發(fā)流程
GE公司NPI研發(fā)流程分為市場(chǎng)機(jī)會(huì)分析、評(píng)估產(chǎn)品概念、確定開發(fā)的產(chǎn)品、設(shè)計(jì)產(chǎn)品、產(chǎn)品樣機(jī)等10個(gè)階段。從前一階段到后一階段都有相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)(例如TG1、TG8)來(lái)衡量。
從項(xiàng)目立項(xiàng)即開始召開評(píng)審會(huì)議對(duì)項(xiàng)目各階段進(jìn)行文件審查。設(shè)計(jì)NPI研發(fā)流程各階段是依據(jù)產(chǎn)品周期確定的,對(duì)項(xiàng)目各階段文件進(jìn)行審查并判斷是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求,再?zèng)Q定項(xiàng)目是否繼續(xù)。研發(fā)管理體系和工具對(duì)保持產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力至關(guān)重要,而NPI研發(fā)流程在項(xiàng)目推進(jìn)過(guò)程中還關(guān)注其質(zhì)量和速度,NPI研發(fā)流程根據(jù)項(xiàng)目特點(diǎn)、投資金額及流程復(fù)雜程度,將其分為大、中、小和微型項(xiàng)目4大類。
GE航空集團(tuán)遵循科技創(chuàng)新規(guī)律,根據(jù)積累的發(fā)動(dòng)機(jī)研制經(jīng)驗(yàn),使用結(jié)構(gòu)化的發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品研發(fā)流程,即新產(chǎn)品引入(New product Introduction, NPI),將NPI研發(fā)流程固化于項(xiàng)目,在產(chǎn)品研發(fā)項(xiàng)目中嚴(yán)格執(zhí)行,并對(duì)其持續(xù)更新優(yōu)化。
GE航空集團(tuán)在多年的發(fā)展過(guò)程中,已經(jīng)形成了非常精準(zhǔn)和暢通的精益生產(chǎn)制造流程,其具體安排如圖表所示。
精益生產(chǎn)制造優(yōu)化途徑主要包括:快速生產(chǎn)、質(zhì)量提升、降低成本幾個(gè)步驟。
1.快速生產(chǎn)包括以下幾個(gè)內(nèi)容:
(1)優(yōu)化調(diào)度:提升準(zhǔn)時(shí)交付性,對(duì)后期變更做出迅速與靈敏的反應(yīng)。通過(guò)車間有限產(chǎn)能優(yōu)化調(diào)度。
(2)優(yōu)化物料管理:所有在制品訂單實(shí)時(shí)可見,反應(yīng)迅速,信守對(duì)客戶的承諾。
(3)集中排序和智能途徑:獲得更多的新產(chǎn)品導(dǎo)入(NPI),縮短從設(shè)計(jì)到交付的周期。
(4)實(shí)時(shí)訂單更快執(zhí)行:加快執(zhí)行實(shí)時(shí)訂單,高效地發(fā)布和執(zhí)行從企業(yè)系統(tǒng)獲得的訂單。加強(qiáng)重要信息的溝通,例如訂單狀態(tài)和物料消耗,以及生產(chǎn)中斷的管理,使企業(yè)其他系統(tǒng)了解訂單狀態(tài)以及實(shí)際生產(chǎn)成本。
(5)制造指南:使操作員在執(zhí)行作業(yè)時(shí)獲得基于工作流程的步驟和指令文檔等信息。減少文字工作以優(yōu)化人員績(jī)效。
2.質(zhì)量提升則包括以下內(nèi)容:
(1)有記錄、可追溯:記錄并可追溯切實(shí)可靠的信息,包括生產(chǎn)中的耗材以及消耗量,生產(chǎn)中的所有質(zhì)量數(shù)據(jù)、路線、操作,各類文檔和質(zhì)量表,不合格品以及其他相關(guān)的可追溯性信息。與ERP(企業(yè)資源計(jì)劃)同步,提供產(chǎn)品召回?cái)?shù)據(jù)并支持合規(guī)性。
(2)一次做對(duì)、防錯(cuò):制造質(zhì)量和數(shù)字化防錯(cuò)。實(shí)時(shí)或自動(dòng)捕獲與產(chǎn)品或生產(chǎn)流程相關(guān)的操作和質(zhì)量數(shù)據(jù),支持和提倡“一次做對(duì)”。將質(zhì)量融入制造過(guò)程中,即發(fā)現(xiàn)和避免缺陷,支持制造質(zhì)量的基礎(chǔ)在于標(biāo)準(zhǔn)化工作,即遵循標(biāo)準(zhǔn)化操作和標(biāo)準(zhǔn)化檢驗(yàn)的程序。防錯(cuò)是一種機(jī)械或電子裝置,能夠防止人為的錯(cuò)誤或者讓人一眼就看出錯(cuò)誤的位置。
(3)不合格品管理:當(dāng)捕獲的質(zhì)量數(shù)據(jù)表明產(chǎn)品超出規(guī)格公差時(shí),將物料列為不合格品,并啟動(dòng)不合格流程,例如產(chǎn)品檢疫和召回說(shuō)明。
(4)資格和認(rèn)證管理:遵守法規(guī),對(duì)設(shè)備和人員的資格認(rèn)證和/或認(rèn)證級(jí)別進(jìn)行靈活配置,以確保合適的人員和/或設(shè)備來(lái)執(zhí)行操作。
3.降低成本包括以下管理方式:
(1)資源管理:對(duì)生產(chǎn)環(huán)境中的設(shè)備、人員和材料進(jìn)行建模,并確保生產(chǎn)計(jì)劃安排可見性,通過(guò)協(xié)調(diào)整個(gè)資源管理流程以及保證庫(kù)存水平的實(shí)時(shí)可見,縮小生產(chǎn)差距。
(2)能源管理:降低能源成本,確定能源和可利用廢物的來(lái)源,并推動(dòng)能源管理實(shí)踐。
(3)效率管理:深入了解導(dǎo)致制造生產(chǎn)率下降的因素,并針對(duì)與產(chǎn)量和質(zhì)量相關(guān)的關(guān)鍵過(guò)程采取行動(dòng),實(shí)時(shí)處理關(guān)鍵指標(biāo)。
(4)數(shù)字化途徑:利用卓越運(yùn)營(yíng)的數(shù)字化方法,該方法集咨詢服務(wù),實(shí)施服務(wù)和開放技術(shù)于一身,以實(shí)現(xiàn)漸進(jìn)式改進(jìn),從過(guò)程可視性入手,逐步擴(kuò)展至企業(yè)范圍整合,以獲取長(zhǎng)期競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
(5)改善資產(chǎn)性能:通過(guò)智能資產(chǎn)策略實(shí)時(shí)了解機(jī)器狀況和可靠性,提高維護(hù)效率,使性能優(yōu)化,操作更安全并確保較低的可持續(xù)成本。
(6)工作過(guò)程管理:通過(guò)工作流程管理解決方案確保實(shí)踐符合標(biāo)準(zhǔn)操作程序,以電子方式管理工作并增加員工自主權(quán),減少錯(cuò)誤和成本。
(7)先進(jìn)分析:利用最先進(jìn)的技術(shù)從現(xiàn)有的過(guò)程和生產(chǎn)工廠數(shù)據(jù)中提取信息,將這些信息整合到實(shí)時(shí)可操作的信息中,易于操作。
經(jīng)過(guò)多年的努力,我國(guó)已基本形成軍用航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)研發(fā)和生產(chǎn)制造體系,保障國(guó)防武器裝備建設(shè)發(fā)展的需求。但與世界先進(jìn)大涵道比民用渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)研制水平存在很大差距。通過(guò)對(duì)GE航空集團(tuán)航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品研發(fā)和精益生產(chǎn)模式的分析,對(duì)我國(guó)現(xiàn)階段開展渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)研制具有重要借鑒,其主要為以下兩個(gè)方面。
在技術(shù)研發(fā)上,我國(guó)航空工業(yè)領(lǐng)域的航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)是圍繞滿足軍用航空發(fā)動(dòng)機(jī)研制需求建立的,航空發(fā)動(dòng)機(jī)研制涉及產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、工藝、材料、試驗(yàn)驗(yàn)證等多個(gè)技術(shù)領(lǐng)域。打好技術(shù)基礎(chǔ),為未來(lái)研發(fā)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的需求做好技術(shù)準(zhǔn)備,才能研制出高性能的航空發(fā)動(dòng)機(jī)。事實(shí)證明,在航空發(fā)動(dòng)機(jī)科研和高新技術(shù)開發(fā)方面的高額投入,高新科技創(chuàng)新、產(chǎn)品優(yōu)異、服務(wù)周到是未來(lái)航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品在市場(chǎng)上立足并取勝的先決條件。
在生產(chǎn)制造上,現(xiàn)今我國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)制造存在自主創(chuàng)新能力薄弱、關(guān)鍵航空零部件的高端制造技術(shù)主要由國(guó)外企業(yè)掌握及現(xiàn)代制造服務(wù)業(yè)發(fā)展緩慢等問(wèn)題。在發(fā)動(dòng)機(jī)制造中,GE航空集團(tuán)通過(guò)人工智能技術(shù)預(yù)測(cè)使工廠的流水線以最高的效率、最少的庫(kù)存達(dá)到最好的效果。通過(guò)智能制造技術(shù)提高生產(chǎn)效率,給我們提供智能制造的新思路和新方法,為我們推進(jìn)和突破航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造核心關(guān)鍵技術(shù),保障其重點(diǎn)領(lǐng)域的發(fā)展和升級(jí)提供很好借鑒。