兩化融合助力航空智能制造 ——設(shè)備信息化提升工廠效能

　　人類自使用機械以來就伴隨著設(shè)備管理和維護維修，隨著設(shè)備使用規(guī)模和復(fù)雜程度不斷提高，設(shè)備管理逐步走向系統(tǒng)化和信息化。

　　工業(yè)生產(chǎn)剛開始時設(shè)備簡陋，出現(xiàn)故障時才進行修理，即“事后維修”。隨著機器復(fù)雜性提高和社會化大生產(chǎn)出現(xiàn)，設(shè)備故障對生產(chǎn)的影響越來越大，設(shè)備管理進入防止故障、減少損失的“預(yù)防維修”階段,也即“計劃維修管理”。隨著計算機技術(shù)發(fā)展，設(shè)備信息化應(yīng)運而生。從CMMS系統(tǒng)到資產(chǎn)管理系統(tǒng)（EAM），實現(xiàn)了設(shè)備維護維修管理和設(shè)備綜合管理的信息化。

　　現(xiàn)代企業(yè)的設(shè)備維護維修管理主要通過預(yù)防維修模式來執(zhí)行。根據(jù)檢修技術(shù)條件和目標要求，以時間為依據(jù)，預(yù)先設(shè)定檢修內(nèi)容與檢修周期。預(yù)防維修以計劃維修為主，而設(shè)備的劣化點和劣化速度卻在動態(tài)變化中，事前計劃并不能完全適應(yīng)設(shè)備管理需要，這就提出預(yù)知維修模式。預(yù)知維修通過對技術(shù)狀態(tài)和使用狀態(tài)的監(jiān)測和分析，診斷設(shè)備健康狀況，進而判斷是否需要檢修、確定最佳檢修時機。該模式下，基于大量監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析成為關(guān)鍵之一，預(yù)知維修是未來設(shè)備信息化發(fā)展方向之一。

　　航空制造業(yè)主要以各類機械加工設(shè)備為主，尤其是數(shù)控機床，其設(shè)備信息化具有鮮明特點：一是綜合應(yīng)用機械、電氣控制、計算機技術(shù)，設(shè)備運行狀態(tài)數(shù)據(jù)間具有復(fù)雜性和關(guān)聯(lián)性；二是具有較強數(shù)據(jù)處理和通訊交換能力。航空制造業(yè)對設(shè)備預(yù)知維修提出了更高要求，建立各類設(shè)備的數(shù)據(jù)通訊、實時取得設(shè)備技術(shù)狀態(tài)和使用狀態(tài)數(shù)據(jù)成為支撐設(shè)備信息化的基礎(chǔ)技術(shù)之一。航空制造業(yè)設(shè)備信息化對數(shù)據(jù)的要求主要涉及如下方面：1.設(shè)備生產(chǎn)狀態(tài)數(shù)據(jù)。這類數(shù)據(jù)與企業(yè)生產(chǎn)管理相關(guān)。主要包括設(shè)備運行停止數(shù)據(jù)、加工產(chǎn)品數(shù)據(jù)、加工數(shù)量等；2.設(shè)備運轉(zhuǎn)狀態(tài)數(shù)據(jù)。這類數(shù)據(jù)反映了設(shè)備健康狀況。主要包括設(shè)備運轉(zhuǎn)時間數(shù)據(jù)，主軸運轉(zhuǎn)時間、負載、速度數(shù)據(jù)，各軸負載數(shù)據(jù)，報警故障數(shù)據(jù)等；3.生產(chǎn)刀具數(shù)據(jù)。涉及刀具使用消耗方面的數(shù)據(jù)。主要包括刀具識別數(shù)據(jù)、刀具切削時間、刀具參數(shù)數(shù)據(jù)、刀具壽命數(shù)據(jù)等；4.加工工藝數(shù)據(jù)。涉及到與產(chǎn)品加工相關(guān)的工藝參數(shù)數(shù)據(jù)。主要包括加工的零件識別，加工的速度參數(shù)、加工的坐標系參數(shù)、加工的轉(zhuǎn)速參數(shù)等。

　　通過“信息化”+“自動化”，實時從生產(chǎn)設(shè)備獲取數(shù)據(jù)，各類數(shù)據(jù)的服務(wù)對象不再局限于設(shè)備管理需求，還可服務(wù)于生產(chǎn)管理、加工準備、工藝優(yōu)化等，能為企業(yè)創(chuàng)造更高價值。設(shè)備預(yù)知性維護可通過運轉(zhuǎn)狀態(tài)、加工工藝等數(shù)據(jù)建立設(shè)備劣化模型數(shù)據(jù)分析，從而提前消除即將發(fā)生的故障，提前規(guī)避經(jīng)濟損失。基于對生產(chǎn)數(shù)據(jù)、運行狀態(tài)數(shù)據(jù)的分析，企業(yè)能掌握機床設(shè)備真實生產(chǎn)能力，精準制定生產(chǎn)計劃，高效快速開展生產(chǎn)。日常維修作業(yè)中，通過設(shè)備故障報警的實時傳遞，保障人員能及時掌握故障時設(shè)備數(shù)據(jù)，迅速開展現(xiàn)場排故，減少停機時間、提高設(shè)備利用率。完備的刀具管理系統(tǒng)，刀具切削時間數(shù)據(jù)、磨損數(shù)據(jù)、壽命管理等為刀具準備和采購提供數(shù)據(jù)支持，也為單機設(shè)備智能化提供刀具壽命預(yù)警、配送等數(shù)據(jù)支持。由此可見，未來設(shè)備的信息化發(fā)展將向企業(yè)整體信息化中各個系統(tǒng)進行延伸，設(shè)備信息化與其他信息系統(tǒng)會進一步深度融合。

　　航星國際自動控制工程有限公司為企業(yè)向數(shù)字化制造、智能化工廠的升級轉(zhuǎn)變提供設(shè)備級整體解決方案，具備高度集成、簡單易用和降本增效的特點。該解決方案收集了現(xiàn)場第一手生產(chǎn)數(shù)據(jù)，確保管理者實時了解和處理生產(chǎn)動態(tài)，專業(yè)的大數(shù)據(jù)分析為生產(chǎn)決策和生產(chǎn)規(guī)劃提供有效支撐。

　　在設(shè)備信息化建設(shè)中，中航工業(yè)東安在設(shè)備信息化建設(shè)中采用航星公司自主研發(fā)的數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)，對數(shù)控機床的數(shù)據(jù)采集和分析推動效率提升取得了顯著成功。該系統(tǒng)成為提升整體管理水平的有效工具，并對確保全年科研生產(chǎn)任務(wù)的完成起到了關(guān)鍵性作用。該案例中，通過自動實時采集數(shù)據(jù)，中航工業(yè)東安可以對每天、每周、每月、每季度的運行時間、切削時間、主軸運轉(zhuǎn)時間等清楚掌握。此前一直認為運行效果很好的某設(shè)備，實際利用率僅為20%，使用航星公司的研發(fā)系統(tǒng)后，當前設(shè)備運行優(yōu)劣能一目了然，需要提升改進的地方也被毫無遺漏地顯現(xiàn)出來。針對能提升生產(chǎn)效率的關(guān)鍵點，中航工業(yè)東安迅速采取措施，對曲線高低進行“補差”，強化生產(chǎn)準備工作，縮短設(shè)備停滯時間，提高機床運行效率、利用率、開機率，合理優(yōu)化人力資源，調(diào)整零件生產(chǎn)順序。僅半年時間，主要設(shè)備的有效運轉(zhuǎn)率提升近一倍，車間生產(chǎn)壓力得到了極大緩解。該系統(tǒng)的成功使用，被譽為是中航工業(yè)東安提升車間生產(chǎn)管理水平、加強細節(jié)過程控制的一把“利器”。

　　在工業(yè)進入大智能制造的環(huán)境下，未來設(shè)備信息化將向設(shè)備管理的智能化發(fā)展，與其他相關(guān)大數(shù)據(jù)（如刀具材料數(shù)據(jù)、運動部件數(shù)據(jù)等）進行關(guān)聯(lián)分析，建立各類數(shù)據(jù)分析模型（設(shè)備主要件劣化模型，刀具磨損模型，精度變化模型等），實現(xiàn)設(shè)備及相關(guān)作業(yè)的自適應(yīng)調(diào)整，從而實現(xiàn)航空工業(yè)的智能制造。航星公司必將持續(xù)致力于推動兩化融合，助力航空智能制造蓬勃發(fā)展。