航空发动机燃油附件维修数字化管理方案实现

2022-06-06 15:04:07罗海潮
航空维修与工程 2022年4期
关键词:数据模型结构化

罗海潮

摘要:为满足航空发动机燃油附件维修全生命周期数字化管理的需求,研究将零组件故检工艺卡片解析为结构化数据模型的方法,将结构化数据模型应用于数字化管理系统,采集翻修过程中燃油附件零组件修前、修后外观形貌变化及配合尺寸变化数据,形成维修对象数据库,实现航空发动机燃油附件维修全生命周期数据积累和维修全过程数字化管理。

关键词:航空发动机燃油附件;质量追溯;数据积累;结构化;数据解析;数据模型

Keywords:aero-engine fuel accessories;quality traceability;data accumulation;structured;data analysis;colony model

0 引言

航空发动机燃油附件维修(这里指使用一个返修间隔期后的翻修)需兼顾维修过程管理、维修数据积累和维修过程质量追溯,构建航空发动机燃油附件维修全生命周期数字化管理系统是最佳的解决途径。传统企业物料管理、人力资源管理及生产计划已在SAP系统实现,在此基础上构建维修过程数字化管理系统的最大挑战是零组件故检和修理过程数据信息的采集和管理。本文研究了故检工艺的半结构化设计方法和将半结构化故检工艺卡片解析为结构化数据模型的方法,对于实现航空发动机燃油附件维修全生命周期数字化管理具有重要的现实意义。

1 航空发动机燃油附件维修过程零组件故检修理信息构成

航空发动机燃油附件维修流程可分为附件入场验收检查、附件分解、零组件故检、零组件修理、零组件修后检验、附件集件、附件装配调试、附件交付出厂。其中,附件处于分散的零组件状态的工作环节为零组件故检、零组件修理和零组件修后检验,这三个环节的所有工作均围绕零组件的故检开展,产生的信息数据均源于零组件故检。由于零组件故检是基于故检工艺规程进行的,若故检工艺卡片能实现结构化并解析为结构化数据模型应用于数字化管理体系,故检修理过程产生的数字化信息数据就能从深度和广度上全面满足航空发动机燃油附件维修全生命周期数字化管理需求。按生成类型不同,零组件故检、维修过程产生的数据可分为以下两种数据信息类型。

1.1 基于时间维度的数据信息

每一个零组件在故检、修理过程中的工作流程及其本身的工作状态变化不尽相同,不同产品的零组件的自身状态也不同,但总体而言,所有数据信息都可从时间维度上概括为“某零组件在某时被某操作人员进行某项操作后被某检验人员进行检测确认,其状态由某状态变成某状态”的信息结合,表示为:

A1=A0(P1,G1,P2,T0,T1)

其中,P1表示操作人员;P2表示检验确认人员;G1表示所进行的操作内容;T0表示进行该操作的时间起点;T1表示进行该操作的时间终点;A0表示进行该操作前的零组件状态;A1表示完成该操作后零组件的状态。将零组件故检修理过程产生的数据信息按时间序列划分的数据模型如图1所示,数据仅在时间序列上进行分段存取,数据实例如图2所示。

将维修过程产生的數据信息按时间序列划分,数据只在时间序列上进行分段存取,基本上适用于附件维修全过程随时间推进的信息流水记录。

1.2 基于故检、修理和修后检验过程的主数据信息

在零组件故检、修理过程中,每个被操作对象都有对应的故检要求、故检结果、对应的维修措施、配件更换情况、维修结果、不合格品处理情况及修后检验结果。这些数据的构成逻辑相对复杂,数据格式多样,需要构建专门的数据存储模型,使不同维修对象维修过程产生的数据存储结构化。零组件故检、修理时数据信息形成过程如图3所示。

要使这些数据信息存储结构化,需构建一个能涵盖零组件故检、修理过程数据信息全部输入和输出的数据模型,在该数据模型中可实现将故检工艺条款解析为故检条款、输入故检数据和尺寸测量数据、展示故检结论和对应维修措施、记录修理过程配件更换情况、形成专用数据报表。数据结构模型概念视图如图4所示。

由数据模型可见,该模型的实现需解决操作人员信息识别、工件信息识别、故检数据输入和半结构化故检工艺解析。其中,信息识别接口和数据输入接口属于常规方式,这里不做赘述。半结构化故检工艺的科学设计是半结构化故检工艺解析的前提,下文将对半结构化故检工艺的设计和解析进行详细阐述。

2 半结构化故检工艺设计思路和实现

2.1 半结构化故检工艺的设计思路

半结构化故检工艺用于零组件故障检查、零组件故障修理措施指引和零组件故障修理后检查,要实现结构化数据模型中的功能和逻辑,半结构化故检工艺应具备以下内容:

1)规定产品的型号、被故检零组件的名称和编号、被故检零组件的标识区域;

2)每一条款都有检测方法和工具,对于测量值应标明“计算”;

3)检查出的问题有相应的处理规则,一般分为“报废”“修理”和“不修理允许使用”三种;

4)每一条款检查结果有相应的依据,对外观常见故障进行穷举以便勾选,尺寸测量结果自动判断;

5)对于处理方法为“修理”的条款,应有对应的修理措施指引;

6)每一条款有修理后检验,即二次故检。

这些内容相对独立,可单独提取、引用和迭代。数字化管理系统用于维修业务时,系统可根据当前被操作的零组件信息中的产品型号、零组件编号及当前维修订单号,精确检索到有效版本的工艺数据信息,对工艺信息进行提取和引用并复制到该零件的数据档案中,形成唯一确定的工艺实例数据信息。半结构化故检工艺模型如图5所示。

2.2 半结构化故检工艺设计思路实现

与众多传统企业一样,本文所述的半结构化故检工艺设计在基于PDM的CAPP系统内进行。结构化工艺是指通过对工艺卡片的表格化设计,在不同的表格栏目中表达不同的专项信息[1] 。在本文的结构化工艺设计过程中,由于零件故检技术条件中的信息需在数字化管理系统中进行解析后二次提取关键字段,没有做到完全结构化,故将其定义为半结构化故检工艺。

表格化设计的工艺卡片首先要有产品型号、零件编号,这是业务驱动起始阶段零件精准锁定执行故检内容并形成唯一工艺实例数据信息的关键字段;其次,在零件号关联区域定义零件标识字段,用于在工艺实例数据中写入零件标识;最后,定义零件故检信息字段,按行排序逐项列举故检位置及技术条件、故检不合格处理分类、检测方法和工具、故检结果分类、不合格项修理方法、修后检验结果和工艺备注,每项所在列区域固定。表格化设计的工艺卡片布局如图6所示。

由于表格化设计的工艺卡片中每一单元格都表示不同的专项信息,以便应用时可精确提取和解析,所以需进一步编制和细化填写规定:

1)为确保数据输入的标准化,故检项目中涉及逻辑运算的尺寸必须用CAPP本身固有的符号填写,形位公差必须用汉字进行描述,不允许使用CAPP中的固有形位公差符号;

7)当遇到尺寸中带有“max/min”且需要自动判断尺寸合格/不合格时,需在尺寸前添加大写的希腊字母“Φ”,若该尺寸并非外圆或内孔尺寸,则需在检测方法和工具栏中注明“此处Φ代表XX”(“XX”表示厚度或长度)。

另外,由于半结构化故检工艺在数字化管理系统中解析形成的工艺实例数据完成维修订单后,所产生的零件故检实例数据会在系统中锁定状态,不受后续工艺更改影响,因此,后续半结构化故检工艺版本变更涉及到故检项目增减时,为了确保历史数据统计、对比和分析不与工艺更改冲突,应做相应更改。故检项目减少时,应去掉该项目序号,对其他项目序号不作更改;故检项目增加时,只能在检查项目末尾增加相应检查项目。在上述定义和规定下形成的半结构化故检工艺示例如图7所示。

3 半结构化故检工艺解析

半結构化故检工艺解析为结构化数据模型的过程是在数字化管理系统中进行的。首先,将PDM中CAPP系统里的工艺文件用数据交换技术导入到数字化管理系统,本文采用常见的XML文档作为中间数据源文件。利用XML文档作为中间数据源实现数据库间信息的交换,需要将信息从源数据库提取出来转移到XML文档,再将信息从XML文档转移到目的数据库[2]。半结构化故检工艺解析为结构化数据模型数据交换方式如图8所示。

由于结构化工艺在不同的表格栏目中表达不同的专项信息以使数据交换到数字化管理系统中时可直接提取和使用,但零件故检技术条件中的信息需在数字化管理系统中进行解析后二次提取关键字段并定义和解析其所需的运算逻辑,因此这里所说的解析是一个广义上的概念,即不仅包含独立数据单元格中信息的提取应用,还包含单元格中信息的二次解析和运算规则的提取。

零件故检技术条件中的信息为描述性语句时,直接提取,将当前行的“一次故检结果”列解析为两个字段,其中第一个字段解析为选项“□合格□修理”,第二个字段解析为选项原因,如“□锈蚀□工作磨痕□压伤#□金属粘贴□磕碰伤□裂纹”(这些选项在半结构化故检工艺中已穷举列出)。

零件故检技术条件中的信息为逻辑性语句时,按图9所示的方法解析。

结构化数据模型实例数据示意如图10所示。

4 结构化数据模型在数字化管理系统中的应用

半结构化故检工艺解析为结构化数据模型后可在数字化系统中直接应用。结构化数据模型通过数字化管理系统客户端扫描零组件二维码触发,系统定位所执行业务的所属零组件,调取并显示该零组件对应的结构化数据模型,生成实例数据,操作员扫描员工二维码并录入相应故检数据后,更新实例数据

零件实例数据中包含零件的故检要求、检测阶段、故检结果、故检人员、故检时间、应执行的维修措施及配件更换,数据将随后续修理和修后检验动态实时更新。

在产品维修期间,可随时调取产品中任意零件的进展阶段和当前操作环节,采取相应管控措施达到产品修理现场“入微”级管控状态。

当产品交付出厂后,维修订单关闭,实例数据被数字化管理系统锁定为只读状态,可以随时通过数据调取进行精准质量追溯,还可对同一零件进行不限数量的多频次修理数据统计、对比和分析,达到修理数据积累的目的。

结构化数据模型在数字化管理系统中的应用逻辑示意如图11所示。

5 结束语

通过研究故检工艺的半结构化设计方法和将半结构化故检工艺卡片解析为结构化数据模型的途径,有助于实现航空发动机燃油附件维修全生命周期数字化管理。结合生产现场的应用实践,得出以下结论:

1)半结构化故检工艺解析为结构化数据模型,逻辑严密,适用的生产场景广泛,可广泛应用于航空发动机产品维修,实现维修产品修理全生命周期数字化管理;

2)采用结构化故检工艺解析为结构化数据模型可全面满足产品质量追溯的需求;

3)采用结构化故检工艺解析为结构化数据模型的数字化管理系统可深度满足产品修理全生命周期数据积累的要求。

参考文献

[1]刘宏阳,马强,赵书萍.结构化工艺在卫星总装过程的应用改进[J].航天器环境工程. 2011,28(5):499-502.

[2]吕祎,陶振凯.基于XML的数据交换的研究与实现[J].计算机光盘软件与应用. 2012(16).

猜你喜欢
数据模型结构化
促进知识结构化的主题式复习初探
改进的非结构化对等网络动态搜索算法
结构化面试方法在研究生复试中的应用
计算机教育(2020年5期)2020-07-24 08:53:00
左顾右盼 瞻前顾后 融会贯通——基于数学结构化的深度学习
面板数据模型截面相关检验方法综述
加热炉炉内跟踪数据模型优化
电子测试(2017年12期)2017-12-18 06:35:36
财政支出效率与产业结构:要素积累与流动——基于DEA 和省级面板数据模型的实证研究
管理现代化(2016年3期)2016-02-06 02:04:18
基于图模型的通用半结构化数据检索
计算机工程(2015年8期)2015-07-03 12:20:35
基于分位数回归的电力负荷特性预测面板数据模型
基于软信息的结构化转换