（哈尔滨汽轮机厂有限责任公司黑龙江哈尔滨150046）
摘要：汽轮机阀门属于面向订单装配的项目型产品,装配周期长,容易出现工艺道序错乱、零件配送不到位、质检记录不规范的问题,严重影响装配质量。
关键词：汽轮机；阀门装配；管控；研究与应用
引言：
项目型产品是单件装配,装配工艺差异较大,装配过程中存在许多不可控问题。汽轮机阀门是典型的项目型装配产品,装配过程中常见的工程问题有:①工艺道序错乱——装配道序多,且部分道序之间的先后顺序可以调换;②零件漏发——零部件配送不及时、不到位或发错零部件,导致无法装配;③质量数据记录不规范——检验人员人数限制,图方便或掩饰自己的操作失误而篡改质量数据。因此,有必要对汽轮机阀门这样的典型项目型产品进行规范化工艺管理,并对其装配过程的管控技术进行研究,对提高其装配质量具有重要意义。
1阀门装配工艺信息模型
本文研究对象是汽轮机阀门,阀壳是阀门的主体,尺寸巨大,高度超过4m。主要装配部件包括以下几个部分:阀座,主门,主门外阀盖(或主门外圆筒),调门,调门外阀盖。对这几部分的装配工艺信息进行规范化管理,有助于提高生产现场装配作业的准确性,保证装配质量,,并最终保证汽轮机阀门在调节气压时达到预设效果。
汽轮机阀门装配工艺流程涉及到钳、检、金、焊等工种,部分工序需要用到专用的工装夹具和量具。为了保证工艺内容的完备性,将其分为六大类:工艺版本信息,装配工人信息,装配对象信息,装配资源信息,工艺内容信息,装配质量信息。
(1)工艺版本信息
版本信息是这个工艺的查询主键和唯一标识,阀门装配工艺版本标识主要有三种类型:部套图号、制造单号、制造单号+部套图号。
(2)装配工人信息
每个工人都有自己唯一的企业ID,这个ID对应该工人的详细个人基本资料,如生日、性别、籍贯等信息。员工按照其所在部门的不同进行划分管理,例:部门:工艺处,职位:工艺员,人员:张三。装配现场工人按操作熟练程度被分为三个等级:初级,中级,高级。
(3)装配对象信息
阀门是总体装配对象,包括主要装配件、辅助件和厂用标准件。阀门的主要零件和装配件,有唯一的图号与图纸对应。焊丝、密封环等消耗零件和辅助零件,用工厂自定义的一系列SAP序列号来描述。此外,还有一类零件是厂用标准件,这类零件在汽轮厂通用,主要分为W和S两类标准,包括了一些螺栓、螺母、键、销等零件。
(4)装配资源信息
阀门主要的装配资源包括设备、工装工具、量具、切削液工艺辅料等。阀门装配操作所涉及的设备包括车削加工中心Q16-01Q5、铣削加工中心Q26-02Q2、钳工工作中心Q03Q5、焊接工作中心H-01Q5。工装工具包括五金工具和夹具,五金工具有通用和专用之分,通用工具包括螺纹环扳手等常用工具,专用工具是阀门装配过程中用到的个性化工具。另外,在装配过程质量检验中,各式的量具是必不可少的。
(6)装配质量信息
阀门装配质检信息主要包括材料热性能、零件图纸一致性、几何尺寸大小、配合尺寸、同轴度、对称度、表面粗糙度等。
2基于PBOM的阀门装配管理体系
PBOM(ProcessBillofMaterials,工艺物料清单)可以将生产物料清单与对应的工艺信息,工装信息,质检信息,工人信息,版本信息有效地关联在一起,形成一个完整的装配工艺物料单,用来指导整个装配过程。在此基础上,可以实现对装配生产过程的管控。
2.1阀门装配PBOM的组成与生成
PBOM是反应产品实际装配关系的工艺构件物料清单,是对EBOM(EngineeringBillOfMaterials,设计物料清单)的扩展。PBOM一般由8大属性节点组成:版本属性、物料属性、人员属性、类型属性、数量属性、生产流程属性、质量属性、环境属性。
具体地,阀门PBOM的生成步骤如下:首先,按照流程生成某一型号阀门标准装配PBOM,以供PBOM管理人员调用。生成PBOM需要相关工艺人员具有系统权限,主要流程包括:确定主键,关联工艺数据,关联零部件信息,关联工装信息,关联质量要求。其次,将该阀门装配PBOM在其型号标准PBOM数据中进行筛选和匹配,关联与该件产品工艺内容的相符的个性化要素后生成。
2.2系统体系架构
(1)生产准备
在生产准备阶段,工人可以按照PBOM组织的信息在产线客户端查看操作任务的分配情况,查看并学习生产工艺,领用特殊工艺装备,明确自己的职责。各职能部门可提前按照系统所提示的信息进行物料配送,外购件外协件的供应,设备维护,工装夹具配给等操作。
(2)制造执行
现场工人在执行生产任务的过程中严格按照PBOM中工艺信息所确定的作业任务先序关系进行生产,包括了物料、工具、设备等的完备性检查,生产作业,刷卡提交,检验与记录。与此同时,在执行生产的过程中还伴随着质量监控过程,包括:异常事件NCR反馈与处理,生产流程检查,工时统计,质量数据记录。工人每一步操作的刷卡动作在系统中都有专门的记录,系统根据刷卡情况,记录下生产过程的工时信息、操作人员等信息。
(3)质量分析与反馈
阀门装配生产过程中的质量管理主要具有以下两个作用:一方面,当生产现场发生简单常见异常时,质量数据管理系统可直接提出解决方案并直接反馈到制造执行现场,在第一时间改进生产。另一方面,制造过程的质量检验记录可作为工艺改进的重要依据,并指导PBOM的更新。更新后的PBOM可重新定义了生产准备和制造执行过程。
3基于PBOM的装配过程管控系统
3.1系统总体设计
汽轮机阀门装配过程管控系统采用C/S结构,并以企业厂区局域网为应用环境。
3.2系统功能模块
汽轮机阀门装配过程管控系统以阀门装配以PBOM为组织架构,主要包括6个功能模块:工艺装备管理模块、物料零部件管理模块、质检模块、装配主数据模块、工单模块、装配执行模块,
(1)装配执行模块,作为指导现场装配的总依据,用于指导现场装配过程。
(2)物料零部件管理模块,用于维护各工步所需物料零部件类型、数量、技术要求的基础数据,并传给装配主数据模块;根据实际配送情况判断物料零部件是否到位,并将判断结果传给装配执行模块。
(3)工艺装备管理模块,用于维护各工步所需工具、夹具、量具的工艺装备类型、数量以及其他技术要求的基础数据,并传给装配主数据模块;根据现场配备、实际配送和领用情况判断其是否到位,并将判断结果传给装配执行模块。
(4)质检模块,用于提供各工步装配过程检验项目,包括工人自检和质量专员的专检,记录装配过程各检查项的基础数据,传给装配主数据模块;将前序工步检验完成与否传给装配执行模块。
(5)装配主数据模块,用于收录物料零部件管理模块、工艺装备管理模块、质检模块传过来的装配项目的基础数据信息,是项目型产品装配过程管控系统的基础。
(6)工单模块,包括制定生产工单和排产两部分,用于将装配主数据模块中的信息与生产工单关联,然后传给装配执行模块,以指导现场装配。
结束语：
为了解决汽轮机阀门装配过程中出现的工艺道序错乱、零件配送不到位、质检记录不规范的问题,本文在分析汽轮机阀门工艺资源配置的基础上,建立了阀门装配工艺信息模型;然后,建立阀门装配PBOM,将物料、工艺、工装和质检信息与对应的工步进行关联;最后,开发了基于PBOM的装配过程管控系统,确保按照工艺执行装配作业,零件和工装到位,提高阀门装配质量。
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