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(duì)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(shí)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(duì)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(shí)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(duì)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(shí)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(duì)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(duì)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(jí)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(hào)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(jí)信息層和工步級(jí)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(jí)信息等按一定順序組成。 其中， 受控（審簽） 信息包括按整冊(cè)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(cè)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(jí)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(duì)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(duì)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(shí)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(duì)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(hào)、 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(duì)接孔協(xié)調(diào)性等） 方式； 對(duì)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(duì)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(duì)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(duì)應(yīng)每個(gè)表單， 明確具體填寫要求， 從而確保知識(shí)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(shí)的重要載體， 是未來通過建立工藝知識(shí)庫和智能化工藝設(shè)計(jì)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)知識(shí)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(shí)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(shí)別、 量化要求以及結(jié)構(gòu)化表現(xiàn)形式示例， 為基于知識(shí)推送模式下的工藝設(shè)計(jì)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。